ES2258304T3 - Instalacion para la limitacion de la temperatura de un campo de coccion de vitroceramica. - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA LIMITAR LA TEMPERATURA PARA PROTEGER PLACAS DE COCINA VITROCERAMICAS CON UN MANDO DE PLACA DE COCINA (10) QUE CONTROLA LA CORRIENTE DE CALEFACCION A LOS DISTINTOS PUNTOS DE COCCION, RESPECTIVAMENTE POR MEDIO DE UN MANDO DE AMPLITUD DE IMPULSOS (11, 12) CON RELE CICLICO, HABIENDO UN MODULO ADICIONAL (20) CON UN CIRCUITO DE TRATAMIENTO DE SEÑALES (21) UNIDO A SENSORES DE TEMPERATURA (33, 34) QUE SUMINISTRA SEÑALES DE TEMPERATURA A UN CIRCUITO DE EVALUACION DE SEÑALES (13) DEL MANDO DE LA COCINA (10), DONDE EL CIRCUITO DE EVALUACION DE SEÑALES (13) COMPARA CONSTANTEMENTE LAS SEÑALES DE TEMPERATURA CON UN VALOR DE TEMPERATURA MAXIMO, Y AL ALCANZAR EL MISMO ABRE EL RELE CICLICO QUE CORTA LA ALIMENTACION DE CORRIENTE AL PUNTO DE COCCION RESPECTIVO, Y DONDE EL CIRCUITO EVALUADOR DE SEÑALES (12) DEL MODULO COMPLEMENTARIO (20) VIGILA POR SU PARTE SI UNA VEZ QUE SE HA ALCANZADO EL VALOR MAXIMO DE TEMPERATURA, LA TEMPERATURA EN EL PUNTO DE COCCION SIGUE SUBIENDO Y SI ESTO SUCEDE, ABREUN RELE PRINCIPAL (23) ANTEPUESTO EN EL CIRCUITO DE CORRIENTE DE CALEFACCION DEL MANDO DE LA COCINA.

Description

Instalación para la limitación de la temperatura de un campo de cocción de vitrocerámica.

Las vitrocerámicas de los campos de cocción están sometidas a un proceso de envejecimiento en función de la temperatura, que repercute negativamente sobre la estructura de la vitrocerámica. Esto conduce hacia el final del tiempo de vida útil de una vitrocerámica, a través de distorsiones térmicas, a la rotura del campo de cocción.

Para poder garantizar una duración de vida útil de los campos de cocción de vitrocerámica durante aproximadamente 10 años en el caso de uso normal, hay que procurar que se limite la temperatura máxima de la vitrocerámica en la zona de los cuerpos calefactores de radiación aproximadamente a 600ºC.

En los controles mecánicos convencionales así como también en los controles electrónicos del campo de cocción solamente se lleva a cabo un ajuste global de la temperatura de los cuerpos calefactores a través de un control de las amplitudes de los impulsos de la corriente de la calefacción. En tales controles convencionales del campo de cocción no tiene lugar una detección directa de la temperatura de la vitrocerámica. En su lugar, a cada elemento calefactor del puesto de cocción están asociados limitadores mecánicos sencillos de la temperatura, los llamados reguladores de barra, que deben impedir un calentamiento de la zona de cocción por encima de aproximadamente 600ºC. Tales reguladores de barra forman sensores mecánicos de la temperatura y están constituidos por una barra de dilatación, que recibe la temperatura y que, en virtud de una dilatación térmica en función de la temperatura, en el caso de que se exceda una temperatura máxima determinada, activa un contacto de conmutación mecánico, que está conectado en bucle en el circuito de carga de la alimentación de corriente del elemento calefactor. En el caso de que se exceda la temperatura máxima en la zona de cocción, se interrumpe, por lo tanto, la alimentación de la corriente del elemento calefactor a través de este contacto de conmutación activado por el regulador de barra, hasta que la temperatura de los puestos de cocción alcanza de nuevo una temperatura admisible y el regulador de barra permite cerrar de nuevo entonces el contacto de conexión a través de una dilatación térmica de menor magnitud de la barra de dilatación. Este tipo de limitación de la temperatura es útil, en general, y se describen instalaciones de limitación de protección de la temperatura que trabajan de esta manera en campos de cocción de vitrocerámica, por ejemplo, en los documentos DE-OS 25 15 905, DE-OS 30 07 037, DE-OS 34 10 442, DE-OS 34 23 085, DE-OS 39 13 289 y DE-OS 39 31 763, y otros.

Un inconveniente esencial de tales instalaciones de limitación de la temperatura reside en que trabajan de una manera realmente inexacta y con una gran amplitud de tolerancias. Esto se basa ya en la distancia espacial relativamente grande que resulta desde el punto de vista de la construcción entre la placa de vitrocerámica y el regulador de barra. El regulador de barra detecta de esta manera con su barra de dilatación siempre una temperatura que se desvía en una medida considerable del verdadero valor de la temperatura de la vitrocerámica. Por lo tanto, por razones de seguridad, la temperatura máxima admisible de la vitrocerámica debe ajustarse relativamente baja.

Se conoce a partir del documento EP-0 786 923 A2 una instalación para la limitación de la protección de la temperatura de un campo de cocción de vitrocerámica de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. En este caso, en lugar del sensor de temperatura mecánico convencional en forma de un regulador de barra con una barra de dilatación que trabaja con la dilatación térmica, está previsto un sensor de temperatura electrónico, que mide la temperatura de la placa de vitrocerámica, y en la que el contacto de conexión mecánico del regulador de barra convencional está sustituido por un relé o un elemento de conmutación de semiconductores de potencia, que es controlado a través de la señal de salida del sensor electrónico de temperatura.

De esta manera, en efecto, se posibilita sin lugar a dudas frente a los reguladores de barra convencionales una detección más inmediata de la temperatura en la placa de vitrocerámica y, por lo tanto, una medición más exacta de la temperatura y una limitación más fina de la protección de la temperatura.

Sin embargo, tampoco esta limitación de protección de la temperatura conocida es satisfactoria con respecto a la norma de seguridad exigida ahora por la VDE, que requiere dos módulos de seguridad independientes entre sí, que se pueden supervisar mutuamente y que garantizan, por lo tanto, una cota alta de seguridad.

En los reguladores de barra convencionales, no se plantea el problema de la seguridad, de la misma manera que sucede en el caso de una limitación de protección de la temperatura con la ayuda de un sensor de temperatura electrónico y de un elemento de conmutación electrónico, puesto que tanto el sensor de temperatura como también el elemento de conmutación pueden fallar o se puede producir una interrupción de la línea, por ejemplo en la línea de señales desde el sensor de temperatura. Un problema de este tipo no aparece en la barra de dilatación que trabaja de forma mecánico-física de un regulador de barra, que abre el contacto de conmutación mecánico en el caso de calentamiento correspondiente. Allí, en todo caso, son concebibles funciones erróneas de tal manera que el contacto de conmutación permanece colgado en la posición abierta o se rompe el contacto, lo que tendría como consecuencia entonces en cualquier caso una interrupción permanente de la corriente de la calefacción y, por lo tanto, no representaría ningún riesgo para la seguridad.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de crear un limitación de protección de la temperatura que trabaja de una manera fiable y exacta de un campo de cocción de vitrocerámica, que corresponde, además de a una detección exacta de la temperatura y a una función de limitación de la temperatura funcionalmente segura, también a la norma de seguridad requerida.

Este cometido se soluciona, de acuerdo con la invención, a través de la instalación de limitación de protección de la temperatura indicada en la reivindicación 1 y configurada adicionalmente de acuerdo con las reivindicaciones dependientes.

En la instalación de acuerdo con la invención, se detecta la temperatura a través de sensores directamente en la vitrocerámica, de manera que están disponibles siempre valores verdaderos de la temperatura y se pueden medir en cada caso son exactitud y sin demora tanto la subida de la temperatura como también la caída de la temperatura. La función de limitación de la temperatura se lleva a cabo a través de la evaluación de las señales de los sensores por medio del control del campo de cocción, a saber, el relé de sincronización, que controla la corriente de la calefacción hacia el puesto de cocción respectivo en el trascurso del control de las amplitudes de los impulsos. En un módulo adicional tiene lugar en paralelo una supervisión de la temperatura con la ayuda de las señales de los sensores así como una supervisión de la factibilidad y si el control del campo de cocción trabajase de forma errónea, o si tuviese lugar una subida de la temperatura en un puesto de cocción por encima del valor de la temperatura que dispara la limitación de la temperatura, el módulo adicional desconecta un relé principal, que está intercalado en el circuito de la corriente de la calefacción del control del campo de cocción. De la misma manera, el control del campo de cocción controla la función del módulo adicional de una manera constante e interrumpe la corriente de la calefacción hacia un puesto de cocción, en el caso de que deba interrumpirse la transmisión de señales de la temperatura desde el módulo adicional o las señales transmitidas no parezcan factibles. De esta manera, tiene lugar un control mutuo constante del control del campo de cocción del módulo adicional, de manera que se asegura el requerimiento de dos módulos de seguridad que trabajan de una manera independiente entre sí, que se supervisan mutuamente, y se garantiza la alta cota de seguridad requerida, para activar de una manera fiable la desconexión de seguridad del puesto de cocción respectivo también en el caso de averías en uno u otro de los dos módulos del control del campo de cocción o del módulo adicional o en el caso de función errónea de un sensor, de un elemento de conmu-
tación electrónica, de una interrupción de la línea, etc.

Un ejemplo de realización de la invención se representa de forma esquemática en el dibujo adjunto en forma de un diagrama de bloques y se explica a continuación más en detalle.

La instalación de limitación de protección de la temperatura representada en el dibujo está constituida por dos módulos electrónicos, a saber, un control del campo de cocción 10 conocido en sí, como se deduce, por ejemplo, a partir del documento DE 44 19 866 A1, y un módulo adicional 20 para la identificación de la cacerola/medición de la temperatura, que a partir del campo de cocción detecta y procesa informaciones, obtenidas a través de sensores, sobre cacerolas colocadas sobre el campo de cocción 30 y la temperatura de la vitrocerámica.

El campo de cocción 30 se representa, por razones de simplificación, solamente con dos puestos de cocción con un elemento calefactor 31 y 32, respectivamente. También se representa en cada caso solamente un sensor de temperatura 33 y 34, respectivamente, aunque, naturalmente, a cada puesto de cocción pueden estar asociados varios sensores de temperatura y también al menos un sensor (no representado) para la identificación de la cacerola, y los sensores de temperatura 33 y 34 representado se muestran, por razones de claridad de la representación, en cada caso, junto al elemento calefactor 32 y 32, respectivamente, del puesto de cocción correspondiente, sin que esto diga nada sobre la disposición real en el espacio.

De acuerdo con ello, el control del campo de cocción 10 no representado en detalle en el dibujo puede estar constituido por una unidad de control con un número de subunidades, que corresponde al número de los puestos de cocción sobre el campo de cocción, para la activación y para la selección previa de la temperatura del puesto de cocción respectivo, a través de la cual se lleva a cabo la activación electrónica del puesto de cocción respectivo. En el dibujo se representa solamente en cada caso el control de las amplitudes de los impulsos del relé de sincronización 11 y 12, respectivamente, que está asociado a un puesto de cocción, en forma de un bloque, que está conectado en la línea de la corriente de la calefacción hacia el elemento calefactor del campo de cocción 31 y 32, respectivamente.

El módulo adicional 20 contiene un microcontrolador 3, que evalúa las señales del sensor y las convierte en valores de la temperatura para la medición de la temperatura o bien en señales de estado para la identificación de la cacerola. Estas informaciones son puestas por el módulo adicional 20 a la disposición del control del campo de cocción 10 a través de una interfaz de comunicación 22.

El control del campo de cocción 10 recibe, con la información sobre la temperatura de la vitrocerámica, la posibilidad de cumplir, con el relé de sincronización que está presenta en cada caso de todos modos en el control de las fases de cocción para cada puesto de cocción, adicionalmente la función de un limitador de la temperatura. El relé de sincronización (bloques 11, 12), que está conectado e bucle en el circuito de potencia del elemento de calefacción respectivo de los puestos de cocción 31, 32, sirve en sí para el control de las amplitudes de los impulsos durante la alimentación de la corriente del elemento calefactor del puesto de cocción respectivo. A través del mantenimiento del relé de sincronización en el estado abierto constante, se puede separar el puesto de cocción de la alimentación de la corriente, en el caso de que se exceda la temperatura máxima.

Para la realización de esta función de limitación de la temperatura, el control del campo de cocción 10 contiene un circuito de evaluación de las señales 13, que está conectado con la interfaz de comunicación 22 del módulo adicional 20. El circuito de evaluación de las señales 13 consulta de una manera cíclica la temperatura de los puestos de cocción individuales a través de la interfaz de comunicación 22 y, en virtud de esta consulta, el módulo adicional 20 transmite esta información a través de la interfaz de comunicación 22 al control del campo de cocción 10. En el circuito de evaluación de la señal 13 del control del campo de cocción 10 se compara la temperatura real medida y transmitida de cada puesto de cocción de una manera permanente con la temperatura máxima admisible de los puestos de cocción. En el caso de que se exceda la temperatura máxima en un puesto de cocción, el circuito de evaluación de la señal 13 activa el bloque 11 y 12, respectivamente, asociado al puesto de cocción respectivo y provoca que el control de las amplitudes del impulso asociado a este puesto de cocción mantenga el relé de sincronización constantemente en la posición abierta y de esta manera el elemento calefactor 31 y 32 respectivo está separado de la corriente de alimentación. De esta manera, el relé de sincronización asume, además del control de las amplitudes de los impulsos, bajo la influencia del circuito de evaluación de la señal 13, también todavía la función de un limitador de la temperatura para el puesto de cocción respectivo.

No obstante, con ello no se cumple todavía la seguridad requerida. Si un relé de sincronización se adhiriese o bien permaneciese suspendido en la posición abierta, entonces el puesto de cocción no se podría desconectar ya a través de la retirada del fusible del aparato en la instalación de la casa.

Para solucionar este problema, en el módulo adicional 20 está realizada una segunda posibilidad de desconexión de protección. Ésta salta cuando una de las temperaturas medidas se eleva por encima de la temperatura máxima admisible.

A tal fin, el módulo adicional 20 contiene una parte de carga 23 con al menos un relé principal, a través del cual la corriente de alimentación para los cuerpos calefactores de los puestos de cocción llega desde la conexión de la red N hacia el control del campo de cocción. Puede estar previsto un único relé principal para todo el campo de cocción o en cada caso un relé principal para cada puesto de cocción o un grupo de puestos de cocción. Solamente el módulo adicional 20 tiene acceso a este al menos un relé principal.

Para llevar a cabo esta función de desconexión de la protección, el microcontrolador 21, en función de la comparación realizada en el circuito de evaluación de la señal 13 del control del campo de cocción 10, para determinar si la temperatura medida para cada puesto de cocción se encuentra por debajo de la temperatura máxima admisible, lleva a cabo una comparación propia de la temperatura medida con un valor umbral ligeramente más elevado, con el fin de verificar si la temperatura medida se eleva todavía vía después de alcanzar la temperatura máxima. Si éste fuera el caso, esto señalizaría que la función de limitación de la temperatura no es realizada de forma correcta por el control del campo de cocción 10. Por lo tanto, si una de las temperaturas medidas se eleva adicionalmente por encima de la temperatura máxima admisible, entonces cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, reacciona un circuito de disparo 24, que está conectado con la parte de carga 23 y activa y abre el relé principal respectivo y de esta manera separa la corriente de alimentación desde la red ya por delante del control de las amplitudes de los impulsos del control del campo de cocción 10.

Se lleva a cabo una desconexión del o de los relés principales de la misma manera a través del circuito de disparo 24, cuando el microcontrolador 21, que lleva a cabo también continuamente un control de factibilidad de los datos que le llegan desde los sensores, por ejemplo 33, 34, constata errores graves en los resultados de la medición como, por ejemplo, saltos grandes de la temperatura en el intervalo de segundos, señales erróneas de la temperatura, etc., que pueden indicar la rotura del sensor, interferencias de la línea, etc.

De esta manera, el módulo adicional 20 supervisa tanto la función correcta de los sensores como también la función correcta del control del campo de cocción 10, en la medida en que éste lleva a cabo la función de limitación de la temperatura.

A la inversa, el control del campo de cocción 10 supervisa, por su parte, a través del circuito de evaluación de la señal 13, la función del módulo adicional 20. Si se comprueba, por ejemplo, en el control del campo de cocción que el microcontrolador 21 del módulo adicional no trabaja ya de forma correcta, el control del campo de cocción bloquea el relé de sincronización (bloques 11, 12) de todos los elementos calefactores 31, 32 y separa de esta manera los elementos calefactores de la corriente de alimentación. Los resultados, que son interpretados por el circuito de evaluación de la señal 13 del control del campo de cocción 10 como función errónea del módulo adicional 20, son, por ejemplo, una interrupción de la comunicación entre los dos módulos, o la recepción de informaciones no factibles, por ejemplo señales de la temperatura de un puesto de cocción que no se encuentra en servicio, o saltos muy rápidos de la temperatura. El control del campo de cocción bloquea entonces los relés de sincronización de todos los elementos calefactores en la posición abierta, puesto que entonces, debido a la falta de informaciones útiles de la temperatura, no es posible ya ninguna función de limitación de la temperatura.

Por lo tanto, en la instalación de limitación de la protección de la temperatura de acuerdo con la invención se puede prescindir de los reguladores de barra mecánicos en el elemento calefactor, sin que se ejerza ninguna influencia sobre la seguridad. La instalación de limitación de protección de la temperatura de acuerdo con la invención cumple la función de limitación de protección con una detección más exacta de la temperatura a través de sensores directamente en el campo de cocción de vitrocerámica a través de los dos módulos que se controlan mutuamente, es decir, el control del campo de cocción y el módulo adicional con seguridad duplicada.

Claims (5)

1. Instalación para la limitación de protección de la temperatura de un campo de cocción de vitrocerámica (30) con un control del campo de cocción (10), que trabaja como primer módulo), que controla la corriente de la calefacción hacia el elemento calefactor (31, 32) de cada puesto de cocción de acuerdo con una previsión respectiva de las fases de la calefacción a través de un control de las amplitudes de los impulsos (11, 12) por medio de un relé de sincronización conectado en la línea de la corriente de la calefacción, y con sensores (33, 34) dispuestos en el campo de cocción de vitrocerámica y que están asociados a los puestos de cocción individuales para la detección de la temperatura,

en la que se aplica:

a)

al control del campo de cocción (10) está asociado un módulo adicional (20), que se comunica con éste a través de una interfaz (22) y que contiene un circuito de procesamiento de señales (21), que está conectado con los sensores (33, 34) y que convierte las señales de salida de los sensores en señales de la temperatura,

b)

el control del campo de cocción (10) contiene un circuito de evaluación de las señales (13), que recibe las señales de la temperatura desde el circuito de procesamiento de las señales (21) del módulo adicional (20) y las compara en cada caso con un valor máximo de la temperatu- ra,

c)

el circuito de evaluación de las señales (13) del control del campo de cocción (10) lleva a cabo una primera posibilidad de desconexión de protección a través del bloqueo del relé de sincronización (11, 12) en la línea de la corriente de la calefacción hacia el elemento calefactor (31, 32) del puesto de cocción respectivo en la posición abierta, cuando y mientras una señal de la temperatura para el puesto de cocción respectivo alcanza el valor máximo de la temperatura,

d)

el circuito de procesamiento de las señales (21) del módulo adicional compara los valores medidos de la temperatura, por su parte, con un valor umbral, que se encuentra ligeramente por encima del valor máximo de la temperatura,

e)

el circuito de procesamiento de las señales (21) proporciona una segunda posibilidad de desconexión de protección, que es independiente de la primera posibilidad de desconexión de protección, a través de la apertura de un relé principal (23), conectado delante del control del campo de cocción (10) en la línea de la corriente de calefacción, que está contenido en el módulo adicional (20), cuando un valor de la temperatura asociado a un puesto de cocción alcanza el valor umbral.

en la que:

f)

el módulo adicional (20) y el control del campo de cocción se supervisan mutuamente para la detección de funciones erróneas y bloquean los elementos de la calefacción (31, 32) en el caso de que aparezcan funciones erróneas.

2. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el circuito de evaluación de las señales (13) del control del campo de cocción (10) consulta las señales de la temperatura de una manera cíclica a través de la interfaz de comunicación (22), que está asociada al circuito de procesamiento de las señales (21) del módulo adicional (20).

3. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el circuito de evaluación de las señales (13) del control del campo de cocción (10) verifica, además, la factibilidad de las señales de la temperatura transmitidas desde el circuito de evaluación de las señales (21) y también en el caso de una interrupción de la comunicación con el circuito de procesamiento de las señales (21) o en el caso de errores de la factibilidad, como por ejemplo la señalización de saltos rápidos de la temperatura, lleva a cabo el bloqueo de los relés de sincronización en la línea de la corriente de la calefacción de todos los puestos de cocción en la posición abierta.

4. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque al circuito de procesamiento de las señales (21) del módulo adicional (20) está asociado un circuito de activación (24) que, cuando una señal de la temperatura alcanza el valor umbral, abre el relé principal (23).

5. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque para la línea de la corriente de la calefacción de cada elemento calefactor (31, 32) o para grupos de elementos calefactores está previsto en cada caso un relé principal (23) propio.