ES2253314T3 - Instalacion de regulacion para un quemador y procedimmiento de regulacion. - Google Patents

Abstract

Instalación de regulación para un quemador con al menos un electrodo de ionización (16), que está dispuesto en la zona de la llama del quemador, y con un miembro de ajuste (17), que influye en la cantidad de alimentación de combustible o de aire en función de una señal de ajuste (18), en la que la instalación de regulación está configurada al menos con un evaluador de la ionización (14), que está conectado a continuación del electrodo de ionización (16), que genera una señal de ionización (13), con un regulador (26), que genera un valor de regulación x como medida para la señal de ajuste (18), al menos de vez en cuando en función de la señal de ionización (13), y porque el valor de regulación x es alimentado a una unidad de calibración (36), caracterizada porque la unidad de calibración (36) establece una o varias veces después de a modificación de un valor teórico de regulación la modificación siguiente del valor de regulación x, y porque la unidad de calibración (36) determina con la ayuda de datos característicos memorizados en la instalación de regulación (15) un valor previsible (40) para el valor de regulación x modificado y porque la unidad de calibración (36) lleva a cabo al menos una comparación entre la modificación establecida del valor de regulación x y el valor previsible (40) y porque en función del resultado de la comparación, la unidad de calibración (36) determina de nuevo el valor teórico de la regulación memorizado en la instalación de regulación por medio de uno o varios valores diferenciales obtenidos a partir de la comparación o genera una señal de interferencia.

Description

Instalación de regulación para un quemador y procedimiento de regulación.

La invención se refiere a una instalación de regulación para un quemador según el preámbulo de la reivindicación 1, y a un procedimiento para el ajuste de un procedimiento de regulación según el preámbulo de la reivindicación 7.

La instalación de regulación se ocupa de que en un quemador la relación entre la cantidad de aire y la cantidad de combustible, llamada índice del aire o Lambda, esté adaptada en toda la zona de potencia. En general, Lambda debe estar ligeramente por encima del valor estequiométrico 1, por ejemplo 1,3.

Los quemadores regulados con el número de revoluciones reaccionan, a diferencia de los quemadores controlados, a influencias externas, que modifican la combustión. Por ejemplo, la combustión se puede regular posteriormente después de una modificación del tipo de combustible o de la densidad del aire. Tiene un rendimiento más elevado, por lo tanto, una eficiencia más elevada así como emisiones más reducidas de substancias nocivas y de negro de humo. La contaminación del medio ambiente es más reducida y se prolonga la duración de vida útil.

Pero los quemadores regulados con el índice de aire no reaccionan a todas las repercusiones, que modifican la combustión, en función de su estructura. La regulación puede ser, por otro lado, inexacta más precoz o más tardía. Esto hace que sea ventajosa una supervisión regular o una calibración.

Así, por ejemplo, se fomenta típicamente una calibración porque la resistencia al aire en el canal de admisión de aire o en el canal de escape de gas se incrementa a través de las emisiones de negro de humo o de cuerpos extraños. Ocurre con poca frecuencia, pero de la misma manera es sorprendente el caso inverso, en el que la resistencia del aire se reduce a través de la perforación no deseada de los canales. En efecto, con frecuencia se determina el flujo de admisión de aire a partir de una señal externa de la potencia y la instalación de regulación regula el flujo de admisión de combustible a un valor teórico de regulación que corresponde con ello, aunque el flujo efectivo de admisión de aire no tenga que coincidir ya con la señal de la potencia.

La mayoría de los quemadores detectan, en efecto, por ejemplo, a través de sensores de presión la corriente volumétrica del aire y de esta manera pueden corregir en cierto modo su modificación. Pero más tarde o más temprano, tampoco el resultado de los sensores será ya fiable. Los quemadores sencillos confían exclusivamente en el número de revoluciones del soplante de aire generado por un sensor Hall, o en la posición de una trampilla, que resulta a partir de una medición de la resistencia eléctrica o incluso sólo en la señal de ajuste respectiva.

El documento DE-A1-4429157 muestra un procedimiento de supervisión para una regulación del índice del aire. En este caso, se observa la modificación de un segundo parámetro como consecuencia de la modificación de un primer parámetro, a saber, el valor modificado de la señal del sensor en respuesta a una modificación fija activada de un actuador. A partir de la diferencia de esta modificación y de los valores de referencia memorizados se decide si se emite un mensaje de error.

En el documento DE-A1-4429157 no se ha especificado para qué tipos de sensor es adecuado el procedimiento de supervisión. Especialmente para quemadores, en los que el sensor para la regulación del índice de aire se forma a través del electrodo de ionización, el mismo solicitante de la patente ha descrito posteriormente un procedimiento de calibración totalmente diferente. Esto se encuentra en el documento EP-A2-1002997 y se explica a continuación.

Una regulación del índice de aire es especialmente efectiva cuando se puede observar directa o indirectamente con un sensor la calidad de la combustión. Típicamente, en los quemadores conocidos se utilizan sensores de combustible en el canal de escape de gas, sensores de temperatura en la superficie de los quemadores o sensores UV en la cámara de combustión. Pero estos sensores son caros para este fin, no son fiables, requieren cuidado y/o tienen una duración de vida útil reducida.

Los desarrollos más recientes se basan en el electrodo de ionización, que se emplea ya desde hace mucho tiempo de forma normalizada para la supervisión de la llama en quemadores. Aunque no es fácil evaluar su señal, el electrodo de ionización no presenta los inconvenientes mencionados anteriormente.

También las eventuales modificaciones del electrodo de ionización requieren típicamente una calibración. Se puede modificar a través de flexión, desgaste o actuación química sobre su superficie, o a través de contaminación con partículas de negro de humo. Entonces la instalación de regulación provoca que la combustión sea configurada erróneamente, de tal manera que se mantienen valores teóricos de la regulación que se basan en mediciones en un electrodo de ionización no modificado.

De acuerdo con el documento EP-B1-770824, para la calibración de un quemador regulado con la corriente de ionización, con una corriente volumétrica fija de combustible, se reduce la alimentación de aire desde su valor corregido, por delante del punto en el que la señal de ionización alcanza su máximo estequiométrico. Este máximo está establecido. La diferencia entre el máximo establecido de nuevo y el máximo previo memorizado permite determinar para la regulación del quemador nuevos valores teóricos de ionización para la combustión con el índice de aire deseado.

Este procedimiento posibilita el establecimiento de una manera sencilla y fiable de un valor de medición a través de una combustión cada vez más rica, sin que tenga importancia con qué alimentación de aire se alcanza este valor de medición o con qué exactitud la señal de ionización depende exactamente de la alimentación de aire.

También en los documentos EP-A2-1002997 y DE-C1-19854824 se han descrito procedimientos de calibración para quemadores regulados con la corriente de ionización. Éstos incluyen la detección de una segunda señal de medición, que es representativa de la potencia actual, aunque con relación a la señal de ionización. La segunda señal de medición en el documento DE-C1-19854824 es siempre, en el documento EP-A2-1002997 es especialmente una segunda señal de ionización de otro tipo.

En el documento DE-C1-19854824 se parte claramente de que la segunda señal de ionización, en el sentido de una medición de la salida térmica de electrones desde el electrodo de ionización, apenas es sensible para la magnitud momentánea de la potencia del quemador. De una manera similar, según el documento EP-A2-1002997, se puede generar una segunda señal de ionización, que depende, a diferencia de la primera, de la potencia del quemador y del índice de aire, incluso con la ayuda de un circuito de evaluación especial, no depende ya, en general, de la potencia del quemador.

Los procedimientos de calibración conocidos no modifican en primer lugar el funcionamiento normal del quemador. Solamente se verifica si la potencia del quemador y el índice del aire a partir de las diferentes señales de ionización están todavía siempre en consonancia entre sí. Cuando esto es así, entonces el procedimiento de regulación permanece inalterado. Solamente se adapta cuando se han excedido ciertos valores umbrales.

Una adaptación de la regulación tiene lugar en el documento DE-C1-19854824 porque el flujo de admisión determinado por la señal de la potencia, por ejemplo el flujo de admisión de aire, se modifica hasta que la segunda señal de ionización presenta de nuevo un valor aceptable. Entretanto se corrige el otro flujo de admisión con exactitud como anteriormente. De esta manera deben anularse las modificaciones erróneas del índice del aire y de la potencia del quemador. Tan pronto como se ha alcanzado un estado estable, se mide la primera señal de ionización. Finalmente, este valor de medición es aceptado como nuevo valor teórico para la primera señal de ionización.

Tan pronto como la segunda señal de medición es fiable, estos procedimientos pueden verificar, sin ninguna influencia sobre la regulación, si está presente el índice de aire correcto. Las modificaciones necesarias para una eventual adaptación de la regulación son inmediatamente efectivas, porque solamente deben alinearse con una aproximación al valore fijo de la segunda señal de medición o a su relación deseada con la señal de ionización.

La invención tiene el cometido de posibilitar una instalación de regulación, que lleva a cabo una calibración fiable y exacta sin grandes oscilaciones del índice de aire.

El cometido mencionado se soluciona según la invención a través de las características de la reivindicación 1.

Todos los quemadores contemplan quemadores del más diferente tipo de quemador, por ejemplo quemadores de gas de mezcla previa o quemadores atmosféricos con o sin soplante auxiliar. En el caso de los quemadores atmosféricos sin soplante auxiliar, la corriente volumétrica del aire se puede controlar, por ejemplo, a través de una trampilla de aire o similar.

El primer parámetro, que se modifica durante una calibración, es, por ejemplo, un valor teórico para la regulación, es decir, un valor teórico de regulación. De una manera alternativa, puede haber sido seleccionado otro parámetro de regulación, el resultado de la evaluación de una señal de medición adicional, y así sucesivamente.

Por ejemplo, tanto el primero como el segundo parámetro son parte del circuito de regulación normal. Pero de la misma manera, el circuito de regulación puede estar interrumpido en un lugar después del segundo parámetro o delante del primer parámetro.

En un desarrollo ventajoso de la invención, el segundo parámetro está influenciado durante su modificación a través del electrodo de ionización.

El electrodo de ionización se ha revelado también como un sensor adecuado para este fin, incluso para una calibración de corrección del estado, aunque pierde exactitud fuera del intervalo no deseado de índices del aire. De una manera alternativa, se utiliza para la calibración exclusivamente un sensor de estado adicional, como un segundo electrodo de ionización o un sensor de oxígeno.

Para la realización de una calibración de acuerdo con la invención, de una manera ventajosa, la unidad de calibración modifica el primer parámetro por propia iniciativa. De una manera alternativa, espera hasta que se ha producido una modificación adecuada en el funcionamiento normal, por ejemplo a través de un incremento gradual de la señal de potencia externa. Entonces se mantiene constante de una manera ventajosa el primer parámetro durante la modificación, Pero, en función de la estructura de la instalación de regulación, se pueden contemplar también comportamientos alternativos.

Además, la unidad de calibración determina una medida previsible para el segundo parámetro y pata su diferencia con la medida establecida realmente. Con la ayuda de uno o de una manera ventajosa de varios valores diferenciales de este tipo se determinan entonces ciertas variables. A tal fin, se pueden utilizar también valores diferenciales, que han sido determinados ya durante una calibración previa. De una manera ventajosa, la unidad de calibración pondera los valores diferenciales entonces de tal forma que los valores más recientes ponderan más que los valores antiguos.

Si la regulación anterior hubiera dado en este caso tan buenos resultados que no fuera necesaria una adaptación, ciertas unidades de calibración según la invención determinan las variables de nuevo dejándolas como estaban.

En cambio, si las informaciones obtenidas en una calibración muestran que el funcionamiento anterior es inseguro o inaceptable, entonces ciertas unidades de calibración de acuerdo con la invención generan, a través de la modificación de variables correspondientes, una señal de interferencia, o desconectan el quemador. En este sentido amplio, una calibración no sólo se puede contemplar como una corrección, sino, además, o incluso de una manera exclusiva como una supervisión del funcionamiento del quemador.

Pero en el caso de que se establezca una posibilidad de adaptación, entonces ciertas unidades de calibración según la invención determinan un valor teórico de regulación memorizado, cuya magnitud es aceptada o activada en la instalación de regulación específica en el funcionamiento normal. Esto se puede realizar en forma de una corrección controlada o de una regulación de orden superior. De esta manera se pretende sobre todo corregir el índice de aire hacia su valor anterior deseado. De una manera ideal, también la potencia suministrada por el quemador es corregida con sentido reversible, pero las variantes más sencillas de la invención no pueden hacer esto en todos los casos.

En la instalación de regulación de acuerdo con la invención, los datos característicos para la determinación de un comportamiento de la señal de ionización son memorizados como función de la señal de la potencia. Una instalación de regulación de este tipo genera un valor teórico de la ionización que corresponde al comportamiento y su regulador regula con la señal de ajuste la señal de ionización de acuerdo con el mismo. La nueva determinación del valor teórico de la ionización se lleva a cabo entonces, por ejemplo, porque se suma o se resta un valor que depende de la señal de potencia o un valor constante. La magnitud de este valor se establece a través de una función de los valores diferenciales determinados con anterioridad o, en cambio, a través de una regulación de orden superior, que trata de reducir por iteración los valores diferenciales determinados en las calibraciones.

Ya se ha mencionado anteriormente que la instalación de regulación de acuerdo con la invención determina la medida previsible para la modificación del segundo parámetro, lo que se lleva a cabo con la ayuda de datos característicos memorizados. Se ha mostrado que estos datos característicos son, en general, específicos del tipo de quemador. Se determinan o se calculan en un procedimiento de ajuste con uno o varios quemadores y se memorizan copias en instalaciones de regulación para el mismo tipo de quemador. Esto no excluye que durante la puesta en funcionamiento tenga lugar todavía una adaptación fina individual, por ejemplo para el ajuste de tolerancias constructivas.

En un desarrollo ventajoso de la invención, los datos característicos para la determinación de la medida previsible comprenden datos característicos para la determinación del comportamiento previsible del segundo parámetro en el caso de contenidos diferentes de la combustión de combustible y aire.

El contenido de la combustión del aire es determinado a través de su contenido de oxígeno. Éste depende de la presión del aire, de la temperatura del aire y de la humedad del aire. El contenido de la combustión del combustible se refiere a su contenido de energía específica. Durante el funcionamiento del quemador y de una calibración a otra, tanto el contenido de la combustión del combustible como también del aire pueden mostrar oscilaciones. Sin embargo, cuando la instalación de regulación tiene en cuenta el contenido de la combustión que predomina durante la calibración, puede determinar en una medida esencialmente mejor la medida previsible para la modificación del segundo parámetro.

En particular, los comportamientos del segundo parámetro pueden ser sus modificaciones previsibles después de una modificación determinada del primer parámetro, y en concreto en el caso de un comportamiento diferente, pero estable, del combustible y del aire.

En un desarrollo ventajoso de la invención, la unidad de calibración lleva, antes de sus modificaciones respectivas, al primer parámetro y al segundo parámetro a sus valores iniciales respectivos, que son diferentes también de los valores en el funcionamiento normal. De esta manera, las modificaciones de los parámetros se pueden ajustar a un punto de trabajo óptimo con la finalidad de conseguir una mayor sensibilidad. Por ejemplo, se lleva en primer lugar el primer parámetro a su valor inicial y se espera hasta que se ha llevado el segundo parámetro a través del circuito de regulación normal a su valor inicial correspondiente.

En un desarrollo ventajoso de la invención, las variables nuevas a determinar comprenden un valor inicial, memorizado en la instalación de regulación, para el primer parámetro.

De esta manera se puede obtener una regulación de orden superior porque existen valores teóricos mejorados en cada caso durante la calibración siguiente. De una manera ventajosa, la unidad de calibración pondera los valores iniciales de tal forma que los valores más recientes ponderan más que los valores antiguos. Al cabo de varias veces, entonces la unidad de calibración puede determinar de nuevo otras variables. Por ejemplo, tiene lugar una calibración, en la que a través de la adaptación de los valores teóricos de ionización, en circunstancias de calibración, se restablece una diferencia fija entre el valor inicial mejorado y el primer parámetro de regulación.

En un desarrollo ventajoso de la invención, las variables que deben determinarse nuevas comprenden un valor teórico de regulación, que está influenciado por la señal de potencia, en función del regulador.

Con una señal de potencia se entiende una señal, que representa la potencia requerida. Este desarrollo posibilita una corrección de la potencia en el caso de una modificación, no compensada por la regulación, del flujo de admisión de aire o de combustible.

La invención se refiere, además, a un procedimiento para el ajuste de una instalación de regulación para un quemador.

Habitualmente, el procedimiento de ajuste comprende mediciones en un quemador, cuya combustión se desarrolla según se desea. Los resultados de la medición se pueden completar a través de estimaciones, que se basan en conocimientos técnicos sobre el tipo de quemador.

Las consideraciones anteriores sobre el primer parámetro, el segundo parámetro y sus modificaciones tienen también aquí validez.

En el caso de ajuste de instalaciones de regulación de acuerdo con la invención, se pueden derivar datos característicos para la determinación de la medida previsible para la modificación de un segundo parámetro durante una calibración. En este caso, se observa el comportamiento del quemador en circunstancias variables, que se parecen a las modificaciones de los parámetros durante la calibración, pero que no corresponden de una manera absolutamente necesaria.

Los datos característicos derivados de esta manera se pueden memorizar en otras instalaciones de regulación según la invención.

En un desarrollo ventajoso de la invención, el quemador es accionado al menos una vez también con un combustible con un contenido diferente de la combustión.

De una manera ventajosa, el contenido de energía específica se desvía al menos un 2% después del cambio del combustible.

Pero el procedimiento de ajuste puede servir también para refinar las eventuales medidas de corrección durante una calibración. A tal fin, se llevan a cabo mediciones en quemadores modificados, que requieren una corrección en ciertos aspectos. Por ejemplo, en este caso el electrodo de ionización ha sido sustituido por un ejemplar con un tiempo de funcionamiento muy largo o ha sido conectada, para su simulación, una resistencia adicional en serie con el electrodo de ionización. Otros ejemplos se refieren a su flexión o cobertura con un revestimiento o a la instalación de una resistencia considerable a la circulación en el canal de alimentación de aire.

En un desarrollo ventajoso de la invención, se ajusta el quemador al menos una vez antes del funcionamiento de tal forma que la combustión antes de la modificación del primer parámetro no presenta ya el índice de aire deseado y/o no genera la potencia deseada. Al término de un funcionamiento de este tipo se mejora la combustión porque se determina de nuevo un valor teórico de la regulación.

Entonces a partir del valor teórico de la regulación determinado de nuevo se puede derivar datos característicos para la nueva determinación de variables durante una calibración.

En un desarrollo ventajoso de la invención, se ajusta el quemador antes del funcionamiento conectando una resistencia adicional en serie con el electrodo de ionización.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un evaluador de la ionización en una instalación de regulación según la invención.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de la instalación de regulación, y

La figura 3 muestra el comportamiento previsible de la señal de ajuste de la instalación de regulación en cuatro comportamientos diferentes de la combustión y con índices de aire diferentes.

La figura 1 muestra de forma esquemática el principio de funcionamiento de un evaluador de la ionización 14 en una instalación de regulación de acuerdo con la invención. En un circuito equivalente, la llama 1 está representada por medio de un diodo 1aa y una resistencia 1b. A través de L y N se aplica una tensión alterna, por ejemplo, de 230 V. Cuando está presente una llama 1, entonces circula debido al diodo de la llama 1aa a través de un condensador de bloques 3 en la semionda positiva una corriente mayor que en la semionda negativa. De esta manera se configura entre L y una resistencia 2, aplicada con la finalidad de la protección del contacto, una tensión continua positiva U_{B} en el condensador de bloques 3.

A través de una resistencia de desacoplamiento 4 fluye, por lo tanto, una corriente continua de N hacia el condensador de bloques 3. La altura de la corriente continua depende en este caso de UB y, por lo tanto, directamente de la resistencia de la llama 1b. La resistencia de la llama 1b influye de la misma manera en la corriente alterna a través de la resistencia de acoplamiento 4, pero en una medida diferente con respecto a la corriente continua. A través de la resistencia 4 circula de esta manera una corriente continua y una corriente alterna, como se ha descrito anteriormente.

A continuación de la resistencia 4 están conectados ahora un paso alto 5 y un paso bajo 6. A través del paso alto 5 se filtra la corriente alterna y se bloquea la porción de la corriente continua. A través del paso bajo 6 se filtra la porción de la corriente continua en función de la resistencia de la llama 1b y se bloquea esencialmente la corriente alterna. En un amplificador 7, se amplifica la corriente alterna que fluye desde el paso alto 5 y se añade una tensión de referencia U_{Ref}. En un amplificador 8 se amplifica la corriente continua que fluye desde el paso bajo 6 con porciones de corriente alterna eventualmente reducidas y se añade la tensión de referencia.

La tensión de referencia U_{Ref} se puede seleccionar de forma discrecional, por ejemplo U_{Ref} = 0, pero se selecciona con preferencia de tal forma que los amplificadores y los comparadores solamente necesitan una alimentación.

En un comparador 9 se comparan entre sí la tensión alterna que sale desde el amplificador 7 y la tensión continua que sale desde el amplificador 8 y se genera una señal modulada en la amplitud del impulso (PWM). Si se modifica la amplitud de la tensión de la red, entonces se modifican la tensión alterna y la tensión continua en la misma relación, pero no se modifica la señal PWM. La carrera de la señal PWM se puede ajustar por medio de los amplificadores 7 y 8 en un intervalo amplio entre \tau = 0 y \tau = 50% de la relación de muestreo.

La porción de la tensión continua U= es comparada en un comparador 10 con la tensión de referencia U_{Ref}. Si está presente una llama, entonces la porción de la tensión continua es mayor que la tensión de referencia (U= > U_{Ref}) y la salida del comparador 10 se conmuta a 0. Si no está presente ninguna llama, entonces la porción de la tensión continua es aproximadamente igual a la tensión de referencia (U= \approx U_{Ref}). Debido a la porción de tensión alterna reducida, superpuesta a la porción de la tensión continua, que no es filtrada por el paso bajo 6, la porción de la tensión continua no alcanza en un corto espacio de tiempo la tensión de referencia y aparecen impulsos en la salida del comparador 10. Estos impulsos son emitidos sobre un monoflop 11 que puede ser disparado posteriormente.

El monoflop 11 es disparado de tal forma que la secuencia de impulsos, emitida desde el comparador 10, aparece más rápidamente que la duración de los impulsos del monoflop. De esta manera parece que cuando no está presente ninguna llama, en la salida del monoflop está presente constantemente un 1. Si está presente una llama, entonces no se dispara el monoflop y aparece en la salida de forma permanente un 0. El monoflop 11 que puede ser disparo posteriormente forma de esta manera un "detector de impulsos perdidos", que convierte la señal de entrada/salida dinámica en una señal de entrada/salida estática.

Ambas señales, la señal PWM y la señal de la llama pueden ser procesadas ahora posteriormente por separado o, en cambio, se pueden combinar por medio de un miembro O 12. Como salida del miembro O 12 se muestra, cuando está presente la llama, una señal PWM, cuya relación de exploración es una medida para la resistencia de la llama 1b. Esta señal de ionización 13 es alimentada a un regulador 26 mostrado en la figura 2. Si no está presente ninguna llama, entonces la salida del miembro O 12 está permanentemente en 1. La señal de ionización 13 se puede transmitir a través de un optoacoplador no representado, para conseguir una separación de protección entre el lado de la red y el lado de la tensión pequeña de protección.

La figura 2 muestra de forma esquemática un diagrama de bloques de una instalación de regulación 15 según la invención.

Un electrodo de ionización 16 se proyecta en la llama 1. Una válvula de gas 17 es controlada por una señal de ajuste 18 de una manera directa o indirecta, por ejemplo a través de un motor. De una manera alternativa, está interconectado todavía una regulación de la presión mecánica.

Un soplante de aire 19 es activado a un número de revoluciones, que se utiliza aquí como parámetro de entrada. Se supone que el número de revoluciones corresponde a una demanda de la potencia 22. Una señal del número de revoluciones 20 es conducida a través de un filtro 21 hacia una unidad de control 23, que ha sido conectada como parte del programa para la ejecución en un microprocesador. Allí se memorizan los datos característicos, que establecen las curvas características de una primera y de una segunda señal de control 24 y 25. Un regulador 26 pondera y suma las dos señales de control y calcula de esta manera la señal de ajuste 18. Este procesamiento de las señales de control depende de la señal de ionización.

La señal de ionización 13 es filtrada por el regulador 26 en primer lugar por medio de un filtro de paso bajo 27, con el fin de suprimir los impulsos de interferencia y las oscilaciones. En una unidad de comparación 28 se resta una señal del valor teórico 30 generada por la unidad de control 23 y conducida a través de una unidad de corrección 29. A partir de la señal siguiente de este procesamiento de la señal de ionización de calcula por un regulador proporcional 31 y por una unidad de integración paralela 32 un valor de regulación interno x, que pondera las dos señales de control 24 y 25 y de esta manera regula libremente la señal de ajuste 18.

El valor de regulación x puede ser generado de una manera alternativa a través de un regulador PID o un regulador de estado a partir de la señal siguiente.

El valor de regulación x es alimentado, además, como medida para la señal de ajuste 18 a una unidad de calibración 36.

La unidad de calibración 36 comprende un reloj, que activa las calibraciones en periodos regulares. Cuando se da el caso, la unidad de calibración 36 lleva en primer lugar el número de revoluciones del soplante de aire a un valor fijo predeterminado y eleva en una etapa fija predeterminada la señal del valor teórico 30 con el fin de llevar al sistema a una zona de trabajo sensible ligeramente más cerca del punto de la combustión estequiométrica.

A continuación, detecta el valor de regulación x estabilizado como índice para el contenido momentáneo de la regulación del combustible y del aire.

A continuación, la unidad de calibración 36 eleva de nuevo la señal del valor teórico 30 en una segunda etapa predeterminada. Esto forma la modificación, esencial para la invención, de un primer parámetro, a saber, de la señal del valor teórico 30. En respuesta a ello, el regulador 26 corregirá la señal de ajuste 18 a través de la reducción del valor de regulación x a una combustión todavía ligeramente más rica.

Al cabo de 12 horas, cuando el valor de regulación x está de nuevo estabilizado, es detectado de nuevo. La comparación con su valor inicial forma la modificación de un segundo parámetro, a saber, de regulación x.

La unidad de calibración 36 calcula, con la ayuda de datos característicos memorizados, un valor de previsión 40 para el valor de regulación x modificado bajo el contenido predominante de la combustión, y lo resta del valor de regulación x modificado realmente. Una eventual diferencia es un indicio de que el índice de aire no tenía, en el funcionamiento norma, su valor deseado y la combustión era demasiado pobre o demasiado rica.

El valor de previsión 40 para el valor de regulación x modificado se obtiene a partir de la suma de su valor inicial y de su modificación previsible. La modificación previsible del parámetro de regulación x sigue de nuevo a partir de un desarrollo de un polinomio de tercer orden de su valor inicial, cuyas constantes han sido determinadas en un procedimiento de ajuste para el tipo de quemador y han sido memorizadas como datos característicos en la instalación de regulación.

La unidad de calibración 36 promedia a través de una ponderación exponencial el valor de la diferencia con el valor medio de los valores diferenciales a partir de las calibraciones anteriores y, en concreto, de manera que los valores más recientes con ponderados más que los valores antiguos.

Si el valor medio determinado nuevo de esta manera excede ciertos valores umbrales, entonces la unidad de calibración 36 mostrará un funcionamiento de emergencia, o incluso desconectará el funcionamiento.

En caso negativo, entonces la unidad de calibración 36, en el caso de que se exceda un valor umbral más bajo, adapta la generación de la señal del valor teórico 30 en la unidad de control 23, sumando o, en cambio, restando un valor pequeño en cada señal del número de revoluciones 20. Por lo tanto, a continuación la combustión en el funcionamiento normal debe estar configurada menos rica o menos pobre.

En su lugar, una unidad de calibración alternativa de acuerdo con la invención modifica de la misma manera las dos etapas, elevando la señal del valor teórico 30 al principio de la siguiente calibración. Solamente en una de cada diez calibraciones se ajusta entonces, en virtud de sus valores mejorados de esta manera, la generación de la señal del valor teórico 30 en la unidad de control.

A través de la repetición se mueve el índice del aire en el funcionamiento normal de una manera iterativa a su valor deseado.

La figura 3 muestra de forma esquemática el comportamiento de la señal de ajuste 18 como función de la señal del número de revoluciones 20 en un quemador bien regulado. Muestra de la misma manera cómo se modificaría la señal de ajuste 18 de acuerdo con lo esperado, en el caso de que tenga lugar una elevación 39 de la señal del valor teórico 30 en el funcionamiento normal y, por lo tanto, una combustión más rica.

En este caso, las superficies representadas muestran ciertos comportamientos de la combustión diferentes en cada caso del combustible y del aire. Los bordes delanteros de la superficie superior y de la superficie inferior forman las curvas características de las señales de control 24 y 25. Se refieren en cada caso a un combustible con un valor calorífico bastante alto o bien bajo y están fijados en un procedimiento de ajuste en cada caso a partir de cuatro puntos de medición no representados como desarrollo de polímeros.

En el funcionamiento normal, el combustible tiene, en general, un contenido medio de combustión. Esto se representa a través de la superficie con el borde de trazos. La instalación de regulación 15 regula a través de la ponderación de las señales de control 24 y 25 la señal de ajuste 18 a un valor 33 casi óptimo para el índice del aire deseado. Esta regulación fina corresponde a una adaptación, entre otras cosas, al contenido predominante de la combustión de combustible y de aire y corresponde a un movimiento vertical en la figura 3.

Si tiene lugar ahora un incremento gradual de la demanda de potencia 22 y una modificación correspondiente de la señal del número de revoluciones 20, entonces la ponderación de las dos señales de control 24, 25 apenas permanece intacta en primer lugar. Pero las señales de control 24 y 25 propiamente dichas se incrementan rápidamente con la modificación del número de revoluciones a sus valores correspondientemente más altos a lo largo de las curvas características, y la señal de ajuste 18 se incrementa de la misma manera rápidamente hacia el valor 34. Este valor controlado 34 de la señal de ajuste 18 es normalmente ya muy exacto, es decir, que es casi un valor óptimo para el índice de aire deseado.

Tan pronto como la señal de ionización 13 se ha ajustado de nuevo al nuevo estado, típicamente después de algunos segundos, se regula la ponderación de las señales de control 24 y 25 de nuevo fina, y mueve en la figura 3 la señal de ajuste 18 en este caso normalmente sólo muy poco verticalmente.

No obstante, si la señal de ajuste 18 es corregida a un valor 35 diferente, entonces es necesario un mensaje de error o una corrección de la señal del valor teórico 30. Una unidad de calibración alternativa de acuerdo con la invención aprovecha esta exactitud de las señales de control 24 y 25 a través de la fijación de la señal de ajuste 18 poco después de la modificación del número de revoluciones y entonces el sistema está de nuevo estabilizado.

No obstante, la unidad de calibración 36 controla al principio de una calibración en primer lugar el número de revoluciones del soplante de aire y la señal del valor teórico 30 a valores que corresponden a un punto 37 en la figura 3 cuando el quemador está bien ajustado. En la práctica se puede partir de que el sistema ha sido llevado de esta manera a una zona de trabajo más sensible.

Después de la detección del valor de regulación x estabilizado como índice para el contenido momentáneo de la combustión de combustible y de aire, la unidad de calibración 36 eleva de nuevo en una segunda etapa la señal del valor teórico 30, lo que corresponde al movimiento hacia un punto 38 en un quemador bien ajustado.

El valor de previsión 40 para la última modificación mencionada del valor de regulación x corresponde de esta manera a la diferencia de la altura entre los puntos 37 y 38 en la figura 3. Se suma al valor inicial del mecanismo de regulación x. Al cabo de 12 segundos tiene lugar una comparación con el valor de regulación x modificado realmente. Esto conduce aproximadamente a medidas de corrección o a señales de error.

Los datos característicos necesarios para el cálculo del valor previsible 40 han sido derivados en primer lugar en un procedimiento de ajuste con la ayuda de mediciones del valor de regulación, en total, en tres contenidos de la combustión diferentes, conocidos de la combustión y del aire.

A tal fin, se ha elevado en cada caso la señal del valor teórico 30 con las mismas etapas desde su valor en el funcionamiento normal, en primer lugar para conseguir la zona de trabajo sensible y luego para calcular la modificación siguiente del valor de regulación x. En la figura 3 se representan por medio de movimientos giratorios pequeños los valores de las señales de ajuste que corresponden a las mediciones del valor de regulación.

En realidad, se encuentran las constantes de un desarrollo poligonal exacto de tercer orden del valor de regulación x estabilizado para la medida previsible de su modificación. El valor de regulación x estabilizado representa el contenido predominante de la combustión de combustible y aire. Se ha mostrado que representa con suficiente exactitud el contenido de la combustión, incluso en el caso de que el índice de aire se desvíe en el funcionamiento normal del índice de aire deseado en el caso de que el contenido de la combustión de combustible y aire se modifique durante una calibración todavía en el marco habitual.

Aunque es innecesario para calibraciones sencillas, se puede refinar de una manera alternativa el procedimiento de ajuste porque se calculan, además, datos característicos con diferentes magnitudes del número de revoluciones. La calibración se realiza también en estos números de revoluciones.

Una unidad de calibración alternativa de acuerdo con la invención puede establecer, entre otras cosas, de una manera sencilla el motivo de un eventual error, a saber, especialmente si se ha modificado la resistencia a la circulación del aire o del combustible. Para que en un caso de este tipo se corrija con efecto reversible la potencia, la unidad de calibración alternativa calibra de nuevo la señal del número de revoluciones. Esto se refiere no sólo a la curva característica para la generación de la señal del valor teórico 30, sino, por ejemplo, también a las dos curvas características de las señales de control 24 y 25.

Claims (10)

1. Instalación de regulación para un quemador con al menos un electrodo de ionización (16), que está dispuesto en la zona de la llama del quemador, y con un miembro de ajuste (17), que influye en la cantidad de alimentación de combustible o de aire en función de una señal de ajuste (18), en la que la instalación de regulación está configurada al menos con un evaluador de la ionización (14), que está conectado a continuación del electrodo de ionización (16), que genera una señal de ionización (13), con un regulador (26), que genera un valor de regulación x como medida para la señal de ajuste (18), al menos de vez en cuando en función de la señal de ionización (13), y porque el valor de regulación x es alimentado a una unidad de calibración (36), caracterizada porque la unidad de calibración (36) establece una o varias veces después de a modificación de un valor teórico de regulación la modificación siguiente del valor de regulación x, y porque la unidad de calibración (36) determina con la ayuda de datos característicos memorizados en la instalación de regulación (15) un valor previsible (40) para el valor de regulación x modificado y porque la unidad de calibración (36) lleva a cabo al menos una comparación entre la modificación establecida del valor de regulación x y el valor previsible (40) y porque en función del resultado de la comparación, la unidad de calibración (36) determina de nuevo el valor teórico de la regulación memorizado en la instalación de regulación por medio de uno o varios valores diferenciales obtenidos a partir de la comparación o genera una señal de interferencia.

2. Instalación de regulación para un quemador según la reivindicación 1, caracterizada porque el valor de regulación x es influenciado durante su modificación a través del electrodo de ionización (16).

3. Instalación de regulación para un quemador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los datos característicos para la determinación del valor previsible (40) comprenden datos característicos para la determinación del comportamiento previsible del valor de regulación x con diferentes comportamientos de la combustión de combustible y de aire.

4. Instalación de regulación para un quemador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de calibración, antes de sus modificaciones respectivas, lleva el valor teórico de la regulación y el valor de la regulación x a sus valores iniciales respectivos.

5. Instalación de regulación para un quemador la reivindicación 4, caracterizada porque el nuevo valor teórico de la regulación a determinar comprende un valor inicial, memorizado en la instalación de regulación, para el valor teórico de regulación.

6. Instalación de regulación para un quemador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el valor teórico de regulación que debe determinarse de nuevo influye sobre la dependencia del regulador de la señal de potencia (20, 22).

7. Procedimiento para el ajuste de una instalación de regulación para un quemador con al menos un electrodo de ionización (16) dispuesto en la zona de la llama del quemador y con un miembro de ajuste (17), que influye sobre la cantidad de alimentación de combustible o de aire en función de una señal de ajuste (18), en el que la instalación de regulación está configurada al menos con un evaluador de la ionización (14), que está conectado a continuación del electrodo de ionización (16), que genera una señal de ionización (13), con un regulador (26), que genera un valor de regulación x como medida para la señal de ajuste (18) al menos de vez en cuando en función de la señal de ionización (13) y porque el valor de regulación x es alimentado a una unidad de calibración (36), caracterizado porque durante una calibración, se acciona una o varias veces el quemador y en este caso se modifica un valor teórico de la regulación y se calcula la modificación siguiente del valor de regulación x y porque durante la calibración se derivan datos característicos para la determinación de un valor previsible (40) para el valor de regulación x modificado y se memorizan en la instalación de regulación.

8. Procedimiento para el ajuste de una instalación de regulación según la reivindicación 7, caracterizado porque se acciona el quemador al menos una vez también con un combustible con un contenido diferente de la combustión.

9. Procedimiento para el ajuste de una instalación de regulación según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque se ajusta el quemador en primer lugar una vez antes del funcionamiento, porque la combustión antes de la modificación del valor teórico de la regulación no presenta ya el índice de aire deseado y/o genera la potencia deseada y al fijan de un funcionamiento de este tipo se mejora de esta manera la combustión porque se determina de nuevo el valor teórico de la regulación.

10. Procedimiento para el ajuste de una instalación de regulación según la reivindicación 9, caracterizado porque se ajusta el quemador antes del funcionamiento porque se conecta una resistencia adicional en serie con el electrodo de ionización (16). Siguen tres páginas de dibujos.