EP1207340A2

EP1207340A2 - Method of controling a burner

Info

Publication number: EP1207340A2
Application number: EP01126826A
Authority: EP
Inventors: Christian Buchczyk; Harald Hummel; Heinrich Oehler; Hans-Joachim Ripplinger; Jürgen Dr. Sterlepper; Marco Techt
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 2000-11-18
Filing date: 2001-11-10
Publication date: 2002-05-22
Anticipated expiration: 2021-11-10
Also published as: EP1207340A3; ATE287065T1; EP1207340B1; DE50105055D1

Abstract

The ignition system performs an automatic check of the control system and checks ignition of the pilot burner and the main burner. The sequence starts with production of an electric spark to ignite the pilot burner. The first phase involves setting the gas flow control to minimum, with lean gas-air mixture. Different target values for the mixture are set as the ignition sequence proceeds.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners für ein Heizgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei gattungsgemäßen Gasbrennern sind die Gasdüsen in mindestens zwei Gruppen mit unterschiedlicher Position am Gasverteiler aufgeteilt und an jeweils eine eigene Gasversorgung angeschlossen. Damit ergibt sich ein Haupt- und ein Nebengasstrom, so dass jedem Venturirohr eines Brennstabes eine Haupt- und mindestens eine Nebengasdüse zugeordnet ist. In Abhängigkeit von Betriebsbedingungen und/oder dem Brennerbetriebszustand wird dabei mindestens ein Nebengasstrom zusätzlich zum Hauptgasstrom in den Mischraum eingebracht. Die Luftzahl Lambda im Mischraum wird reduziert, weil durch die Injektorwirkung des Hauptgasstromes auch das Nebengas angesaugt wird. Somit ist es für die Einstellung des gewünschten Gas-/Luftverhältnisses entscheidend, den Nebengasstrom mit einem Stellglied zu regeln.
Dafür besitzen die Gasbrenner Verbrennungssensoren, wie zum Beispiel eine Messelektrode. Insbesondere mit lonisationselektroden werden häufig Flammensignale erfasst bzw. gebildet. Danach kann das Gas-/ Luftverhältnis des Brenners über den Nebengasstrom auf einen entsprechenden Lambda-Wert eingestellt werden. Die lonisationselektrode gibt dabei eine von der Verbrennungstemperatur bzw. dem Lambda-Wert abgeleitete elektrische Größe an eine Regelschaltung weiter, welche diese Größe mit einem gewählten elektrischen Sollwert vergleicht und entsprechende Regelparameter als Vorgaben einstellt.
Da das Flammensignal zur Verbrennungsregelung von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird, erfolgt in der Regel eine in regelmäßigen Zeitabständen einsetzende, automatische Kalibrierung. Ein derartiges Kalibrierverfahren ist in der DE 195 39 568 C1 beschrieben. Es soll nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden oder Einschaltungen des Gasbrenners eingeleitet werden. The invention relates to a method for controlling a gas burner for a heater according to the preamble of patent claim 1.
In the case of generic gas burners, the gas nozzles are divided into at least two groups with different positions on the gas distributor and are each connected to their own gas supply. This results in a main and a secondary gas flow, so that each venturi tube of a fuel rod is assigned a main and at least one secondary gas nozzle. Depending on the operating conditions and / or the burner operating state, at least one secondary gas stream is introduced into the mixing chamber in addition to the main gas stream. The air ratio lambda in the mixing room is reduced because the injector effect of the main gas flow also draws in the secondary gas. It is therefore crucial for the setting of the desired gas / air ratio to regulate the secondary gas flow with an actuator.
For this, the gas burners have combustion sensors, such as a measuring electrode. Flame signals are often detected or formed, in particular with ionization electrodes. The gas / air ratio of the burner can then be set to a corresponding lambda value via the secondary gas flow. The ionization electrode transmits an electrical variable derived from the combustion temperature or the lambda value to a control circuit which compares this variable with a selected electrical setpoint and sets corresponding control parameters as specifications.
Since the flame signal for combustion control is influenced by various factors, automatic calibration is usually carried out at regular intervals. Such a calibration method is described in DE 195 39 568 C1. It should be started after a certain number of operating hours or when the gas burner is switched on.

Unabhängig von einer Kalibrierung des Gesamtsystems muss die Funktionsfähigkeit des wichtigen Regelkreises für den Nebengasstrom überprüft werden, weil möglicherweise auftretende Fehler einen direkten Einfluss auf das Gas-/Luftverhältnis und die Verbrennungsqualität hätten.
Nachteilig ist allerdings an diesen fest vorgegebenen Intervallen zwischen einzelnen Kalibriervorgängen, dass veränderte Betriebsbedingungen möglicherweise erst beim nächsten Kalibrieren und somit relativ spät erfasst werden. In der Zwischenzeit ist der Brennerbetrieb dann nicht optimal, weil sich durch die Speicherung von Regelparametern die jeweils neuen Sollwerte als Vorgaben in einem unerwünschten, einseitigen Trend von der richtigen Einstellung entfernen würden. Es ergeben sich bei einem weitgehend auf die Betriebsbedingungen eingestellten Gasbrenner ungefähr die gleichen Werte für die Stellung eines Gasstellgliedes und es fließt dann eventuell von einer Wärmeanforderung zur nächsten eine kleine Abweichung unerkannt ein.
Bei einem Gasbrenner beginnt ein normaler Startvorgang mit der Inbetriebnahme des Zündbrenners. Anschließend öffnet ein zweites Absperrventil an einer Gasarmatur und es wird die Hauptgaszufuhr freigegeben. Innerhalb einer Sicherheitszeit muss dann ein Überzünden vom Zünd- auf den Hauptbrenner erfolgt sein. Ist dies nicht der Fall, wird sofort vom Feuerungsautomaten eine Sicherheitsabschaltung eingeleitet.Regardless of a calibration of the overall system, the functionality of the important control circuit for the bypass gas flow must be checked because any errors that occur would have a direct influence on the gas / air ratio and the combustion quality.
However, it is disadvantageous at these fixed predetermined intervals between individual calibration processes that changed operating conditions may not be recorded until the next calibration and thus relatively late. In the meantime, burner operation is then not optimal because storing control parameters would remove the new setpoints from the correct setting as specifications in an undesirable, one-sided trend. With a gas burner that is largely adjusted to the operating conditions, approximately the same values result for the position of a gas actuator and a small deviation may then flow from one heat request to the next undetected.
In the case of a gas burner, a normal starting process begins when the pilot burner is started up. Then a second shut-off valve on a gas valve opens and the main gas supply is released. The ignition from the main burner must then be ignited within a safety period. If this is not the case, the automatic firing device immediately initiates a safety shutdown.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Funktionsüberprüfung für eine Gas-/Luft-Verbundregelung an einem Gasbrenner für ein Heizgerät zu schaffen, um während des Betriebes das Gas-/Luftverhältnis in einem engen Arbeitsbereich zu halten.The invention is based on the object of a method for automatic functional testing for gas / air compound control on a gas burner for a heater to create the gas / air ratio in a narrow working area during operation to keep.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this was solved with the features of claim 1. advantageous Further training can be found in the subclaims.

Das Verfahren zur Regelung des Gas-/Luftverhältnisses bei einem Gasbrenner für ein Heizgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Brennerstart nach dem Überzünden die gesamte Wirkungskette der Gas-/Luft-Verbundregelung überprüft wird und dass eine Kalibrierung beim Brennerstart durchgeführt wird, wenn beim Vergleich der letzten Regelparameter mit vorhergehenden Regelparametern vorgegebene Grenzwerte für Abweichungen über- oder unterschritten werden. The method of controlling the gas / air ratio in a gas burner for a The heater is characterized in that each time the burner is started after the ignition the entire chain of effects of the gas / air network regulation is checked and that a Calibration at burner start is carried out when comparing the last control parameters Limit values for deviations specified with previous control parameters be exceeded or undercut.

Dazu wird der Sollwert für das Flammensignal in der Gas-/Luft-Verbundregelung verändert. Vorzugsweise erfolgt dies innerhalb eines nach vorgegebenen Werten gesteuerten Startablaufs vor dem geregelten, stationären Brennerbetrieb. Während der gesamten Überprüfung der Gas-/Luft-Verbundregelung muss immer ein steigendes Flammensignal in Verbindung mit einem zunehmenden Öffnungszustand des Stellgliedes bzw. ein fallendes Flammensignal in Verbindung mit einem abnehmenden Öffnungszustand des Stellgliedes vorhanden sein, um sicherzustellen, dass der Regelkreis richtig arbeitet.
In einer ersten Phase, welche sich unmittelbar an das Überzünden des Gasbrenners anschließt, wird das Stellglied für den Nebengasstrom zunächst auf Ausgangsstellung gebracht, damit ein möglichst großer Stellbereich zur Verfügung steht. Dies ist notwendig, weil es beim Startvorgang relativ weit geöffnet sein kann, um einerseits eine sichere Flammenbildung sicherzustellen und andererseits eine relativ magere Verbrennung zu erreichen. Zu Beginn einer zweiten Phase mit einer bestimmten Zeitdauer wird der Sollwert für das Flammensignal dann um einen festgelegten Betrag A angehoben. In dieser Phase muss der neue Sollwert innerhalb einer zulässigen Zeit und/oder mit einer zulässigen Abweichung mit dem Flammensignal durch die Gas-/Luft-Verbundregelung erreicht werden. Direkt anschließend beginnt eine dritte Phase, in welcher der neue Sollwert zu Beginn wieder um einen Betrag B herabgesetzt wird. Dieser muss ebenfalls mit dem Flammensignal innerhalb der zulässigen Zeit und/oder mit einer zulässigen Abweichung für die dritte Phase durch Verfahren des Stellgliedes erreicht werden. Nach Abschluss der dritten Phase ist die Überprüfung der Wirkungskette beendet und es gilt danach wieder der ursprüngliche Sollwert für das Flammensignal.
Verläuft die Überprüfung positiv, so geht der Gasbrenner in den Normalbetrieb über. Bei negativem Verlauf, d. h. falls der Regelkreis bereits ein in den einzelnen Phasen vorgegebenes Kriterium nicht erfüllt, beispielsweise die Sollwerte für das Flammensignal nicht erreicht oder die dafür vorgegebene Zeit nicht einhalten kann, erfolgt eine Sicherheitsabschaltung, weil die Funktionssicherheit der Gas-/Luft-Verbundregelung dann nicht gegeben ist.
Der Betrag B für den neuen Sollwert des Flammensignals ist vorzugsweise kleiner gewählt als der Betrag A. Zu Beginn der zweiten Phase wird der Betrag A mit dem Sollwert des Flammensignals addiert, wenn das aktuelle Flammensignal in diesem Zeitpunkt kleiner oder gleich dem Sollwert ist. Im anderen Fall, wenn das aktuelle Flammensignal in diesem Zeitpunkt größer als der Sollwert ist, wird der Betrag A zu Beginn der zweiten Phase mit dem Wert des aktuellen Flammensignals addiert. Für eine Anpassung an spezielle Betriebsbedingungen von Gasbrenner und Heizgerät bei der Installation, können die Werte für die Beträge A und B sowie die zulässige Zeitdauer der Phasen am Feuerungsautomaten innerhalb von festgelegten Grenzen frei eingegeben bzw. verändert werden.
Wenn das Flammensignal bereits vor der zulässigen Zeit in der zweiten und/oder dritten Phase den Sollwert erreicht, wird der Ablauf der Überprüfung beschleunigt. Diese geht dann während der zweiten sofort in die dritte Phase über bzw. es arbeitet die Gas-/ Luft-Verbundregelung dann während der dritten Phase sofort in Abhängigkeit vom aktuellen Flammensignal und einem Sollwert. In Ergänzung dazu geht die Überprüfung ebenfalls von der zweiten in die dritte Phase über, wenn das Flammensignal in der zulässigen Zeit der zweiten Phase den Sollwert zwar nicht erreicht, aber am Ende des Zeitraums um einen bestimmten, zulässigen Betrag unter dem vorgegebenen Sollwert liegt. Auch findet ein Übergang in die dritte Phase statt, wenn das vorherrschende Flammensignal am Ende der zweiten Phase größer als der am Ende der ersten Phase gespeicherte Wert des Flammensignals ist.
Die Gas-/Luft-Verbundregelung arbeitet nach der dritten Phase in Abhängigkeit vom aktuellen Flammensignal und einem Sollwert, wenn das Flammensignal in der zulässigen Zeit der dritten Phase den Sollwert zwar nicht erreicht, aber am Ende dieses Zeitraums um einen bestimmten, zulässigen Betrag über dem vorgegebenen Sollwert liegt. Dabei wird das am Ende der dritten Phase vorherrschende Flammensignal mit dem am Ende der zweiten Phase gespeicherten Flammensignal verglichen. Die Gas-/ Luft-Verbundregelung geht nur dann nach der dritten Phase auf den Betrieb in Abhängigkeit vom aktuellen Flammensignal und einem Sollwert über, wenn das gemessene Flammensignal am Ende der dritten Phase kleiner als das gespeicherte am Ende der zweiten Phase ist.
Es erfolgt eine Sicherheitsabschaltung, wenn mindestens eines der vorstehend beschriebenen Kriterien vom Flammensignal nicht erfüllt ist.
Die Kalibrierung wird bei einer Ausführungsvariante eingeleitet, wenn als Regelparameter vorgegebene Grenzwerte für die Stellung eines Gasstellgliedes und/oder für die Luftmenge erreicht werden. Bei einer Aufgliederung in einen Haupt- und einen Nebengasstrom wird das Gasstellglied für den Nebengasstrom überwacht und dessen Ansteuerungssignal als Regelparameter zur Beurteilung der Notwendigkeit einer Kalibrierung herangezogen, weil mit dem Nebengasstrom das Modulieren des Brenners bzw. Einstellen des Gas-/ Luftverhältnisses erfolgt. Jeweils am Ende einer Wärmeanforderung werden die Messwerte ausgewertet. Erfasst ist dabei die Steuergröße des Gasstellgliedes bzw. die Stellung des Gasstellgliedes, um auf den Gasdurchsatz zu schließen.To do this, the setpoint for the flame signal is changed in the gas / air compound control. This is preferably done within a starting sequence controlled according to predetermined values before regulated, stationary burner operation. During the entire check of the gas / air compound control, there must always be an increasing flame signal in connection with an increasing opening state of the actuator or a falling flame signal in connection with a decreasing opening state of the actuator to ensure that the control circuit works correctly.
In a first phase, which immediately follows the ignition of the gas burner, the actuator for the secondary gas flow is first brought to the initial position so that the largest possible adjustment range is available. This is necessary because it can be opened relatively wide during the starting process, on the one hand to ensure reliable flame formation and on the other hand to achieve a relatively lean combustion. At the beginning of a second phase with a certain period of time, the setpoint for the flame signal is then raised by a fixed amount A. In this phase, the new setpoint must be reached within a permissible time and / or with a permissible deviation with the flame signal by the gas / air compound control. Immediately afterwards, a third phase begins in which the new setpoint is reduced again by an amount B at the beginning. This must also be achieved with the flame signal within the permissible time and / or with a permissible deviation for the third phase by moving the actuator. After the third phase has been completed, the chain of effects is checked and the original setpoint for the flame signal applies again.
If the check is positive, the gas burner goes into normal operation. In the event of a negative curve, i.e. if the control loop does not already meet a criterion specified in the individual phases, for example the setpoint values for the flame signal cannot be reached or the specified time cannot be met, a safety shutdown takes place because the functional safety of the gas / air compound control then is not given.
The amount B for the new setpoint of the flame signal is preferably chosen to be smaller than the amount A. At the beginning of the second phase, the amount A is added to the setpoint of the flame signal if the current flame signal at this time is less than or equal to the setpoint. In the other case, if the current flame signal is greater than the target value at this time, the amount A is added to the value of the current flame signal at the beginning of the second phase. To adapt to the special operating conditions of the gas burner and heater during installation, the values for amounts A and B as well as the permissible duration of the phases can be freely entered or changed on the burner control unit within specified limits.
If the flame signal reaches the setpoint before the permissible time in the second and / or third phase, the process of the check is accelerated. This then immediately goes into the third phase during the second phase or the gas / air compound control then works immediately during the third phase depending on the current flame signal and a setpoint. In addition to this, the check also passes from the second to the third phase if the flame signal does not reach the setpoint in the permissible time of the second phase, but is at the end of the period a certain, permissible amount below the specified setpoint. A transition to the third phase also takes place if the prevailing flame signal at the end of the second phase is greater than the value of the flame signal stored at the end of the first phase.
The gas / air compound control operates after the third phase depending on the current flame signal and a setpoint if the flame signal does not reach the setpoint in the permissible time of the third phase, but at the end of this period by a certain, permissible amount above predetermined setpoint. The flame signal prevailing at the end of the third phase is compared with the flame signal stored at the end of the second phase. The gas / air compound control only switches to operation after the third phase depending on the current flame signal and a setpoint if the measured flame signal at the end of the third phase is smaller than the stored one at the end of the second phase.
There is a safety shutdown if at least one of the criteria described above is not met by the flame signal.
In one embodiment variant, calibration is initiated when predetermined limit values for the position of a gas actuator and / or for the air volume are reached as control parameters. In the case of a division into a main and a secondary gas stream, the gas actuator for the secondary gas stream is monitored and its control signal is used as a control parameter for assessing the need for calibration, because the burner gas is used to modulate the burner or adjust the gas / air ratio. The measured values are evaluated at the end of each heat request. The control variable of the gas actuator or the position of the gas actuator is recorded in order to infer the gas throughput.

Andererseits wird die Kalibrierung auch eingeleitet, wenn bei einer Wärmeanforderung mit einer Abschaltung im Betrieb eine Abweichung des Messwertes für den Strom am Gasstellglied bzw. dessen Stellung von einem Mittelwert vorliegt. Dieser Mittelwert wird vorzugsweise aus den letzten Messwerten gebildet, wobei der älteste immer durch den aktuellsten ersetzt wird. Bei Netzausfall bleiben die letzten Messwerte gespeichert. Alternativ dazu können auch alle vorhandenen Speicherplätze für Messwerte mit dem gleichen Wert, vorzugsweise dem letzten Mittelwert, belegt werden.
Eine Kalibrierung wird eingeleitet, wenn der Messwert für die Steuergröße des Gasstellgliedes bzw. dessen Stellung außerhalb eines am Regler einstellbaren Toleranzbandes liegt. Dadurch ist es möglich, die Kalibrierung an stark schwankende Betriebs- oder Umgebungsbedingungen anzupassen. Grundsätzlich erfolgt ein Vergleich der letzten Regelparameter mit gespeicherten, vorhergehenden Regelparametern bei jedem Brennerstart. Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur automatischen Funktionsüberprüfung für eine Gas-/Luft-Verbundregelung an einem Gasbrenner bei jedem Start geschaffen, mit dem die gesamte Wirkungskette im Regelkreis der Gas-/Luft-Verbundregelung erfasst ist. Beide Wirkungsrichtungen für die Gemischregelung, nämlich Vergrößerung und Verringerung der Nebengasmenge, werden durch die Vorgabe entsprechender Sollwerte für das Flammensignal getestet. Innerhalb eines entsprechend festgelegten Zeitfensters muss dann jeweils eine Signaländerung eintreten. Das Verfahren lässt sich mit vielen verschiedenen Verbrennungssensoren kombinieren, gehört zum fest vorgegebenen, gesteuerten Startablauf, und schließt sich darin direkt an die Überzündung vom Zünd- auf den Hauptbrenner an. Nach der positiv verlaufenen Überprüfung erfolgt bei Bedarf noch eine Kalibrierung der Gas-/Luft-Verbundregelung, bevor der stationäre, nach den ermittelten Werten der Verbrennungssensoren geregelte Brennerbetrieb beginnt.
Mit der Kalibrierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich ein sicherer Betrieb des Gasbrenners bei wechselnden Gas-/Luftverhältnissen in aufeinanderfolgenden Laufzyklen. Die Kalibrierung läuft dynamisch und variabel ab. Mit dieser Anpassung an veränderte Randbedingungen werden Störabschaltungen vermieden und es ist jederzeit ein optimaler Brennerbetrieb gewährleistet. On the other hand, the calibration is also initiated if there is a deviation of the measured value for the current at the gas actuator or its position from an average when there is a heat request with a shutdown during operation. This mean value is preferably formed from the last measured values, the oldest being always replaced by the most current. In the event of a power failure, the last measured values remain saved. As an alternative to this, all available storage locations for measured values can also be assigned the same value, preferably the last mean value.
A calibration is initiated if the measured value for the control variable of the gas actuator or its position lies outside a tolerance band that can be set on the controller. This makes it possible to adapt the calibration to strongly fluctuating operating or environmental conditions. Basically, a comparison of the last control parameters with saved, previous control parameters takes place each time the burner is started. With the invention, a method for automatic function check for a gas / air compound control on a gas burner at every start is created, with which the entire chain of effects is recorded in the control loop of the gas / air compound control. Both directions of action for the mixture control, namely increasing and reducing the amount of secondary gas, are tested by specifying corresponding setpoints for the flame signal. A signal change must then occur within a correspondingly defined time window. The process can be combined with many different combustion sensors, is part of the fixed, controlled start sequence, and connects directly to the ignition of the main burner. After the positive check, the gas / air ratio control is calibrated before the stationary burner operation, which is based on the values determined by the combustion sensors, begins.
The calibration according to the method according to the invention results in safe operation of the gas burner with changing gas / air conditions in successive running cycles. The calibration is dynamic and variable. With this adaptation to changing boundary conditions, lockouts are avoided and optimal burner operation is guaranteed at all times.

Weiterhin ist das Verfahren zum Betrieb eines Gasbrenners dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Sicherheitsabschaltung der Gasbrenner erneut startet und eine in den Startablauf integrierte Kalibrierung durchgeführt wird. Eine Störabschaltung erfolgt erst, wenn nach einer vorgegebenen Zahl von Sicherheitsabschaltungen mit darauffolgenden Kalibrierungen die Signale des Verbrennungssensors immer noch außerhalb des zulässigen Regelbereichs liegen. Damit werden Störabschaltungen oder ein unnötiges Ein- und Ausschalten eines Gasbrenners vermieden. Durch die mehrfache Kalibrierung ist ein möglichst automatischer Brennerbetrieb gewährleistet, welcher die Verfügbarkeit des Gasbrenners bzw. des Heizgerätes erhöht. Nur für den Fall, dass die Umgebungsbedingungen einen Brennerbetrieb unmöglich machen, wird das Gerät verriegelt. Bedienungspersonal ist somit nur bei einer endgültigen Störabschaltung erforderlich, welche erst nach einer vorgegebenen Zahl von vorangegangenen Sicherheitsabschaltungen mit darauffolgenden Kalibrierungen erfolgt, die jeweils zu einem negativen Ergebnis mit einer Überschreitung des zulässigen Regelbereiches führten.
Zusätzlich ist die Regelschaltung für die Einstellung des Gas-/Luftverhältnisses mit einem Schalter oder einer elektrischen Steckbrücke außer Betrieb zu nehmen. In diesem Zustand bleibt das Stellglied für den Nebengasstrom geschlossen.Furthermore, the method for operating a gas burner is characterized in that, after a safety shutdown, the gas burner restarts and a calibration integrated in the starting sequence is carried out. A fault lock-out only occurs if, after a predetermined number of safety shutdowns with subsequent calibrations, the signals from the combustion sensor are still outside the permissible control range. This avoids lockouts or unnecessary switching on and off of a gas burner. The multiple calibration ensures that the burner is operated as automatically as possible, which increases the availability of the gas burner or the heater. The device is locked only in the event that the ambient conditions make burner operation impossible. Operating personnel is therefore only required in the event of a final lockout, which only takes place after a predetermined number of previous safety shutdowns with subsequent calibrations, each of which led to a negative result with the permissible control range being exceeded.
In addition, the control circuit for setting the gas / air ratio must be taken out of operation using a switch or an electrical jumper. In this state, the actuator for the secondary gas flow remains closed.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur ein Diagramm mit dem schematischen Ablauf einer Überprüfung der Gas-/Luft-Verbundregelung an einem Gasbrenner.
Dabei sind über der Zeitachse der Sollwert (S) für das Flammensignal (F), das aktuelle Flammensignal (F) und der Öffnungszustand (Ö) des Stellgliedes für den Nebengasstrom aufgetragen.
Der dargestellte Ablauf schließt sich direkt an die Startphase mit Überzündung an, welche einen relativ weiten Öffnungszustand Ö des Stellgliedes für den Nebengasstrom erfordert. Daher wird in der Phase 1 zunächst das Stellglied auf Minimalstellung gebracht. Zu Beginn der Phase 2 wird der Sollwert S für das Flammensignal F dann um einen festgelegten Betrag A angehoben. Während der für die Phase 2 vorbestimmten Zeit muss der Sollwert S vom aktuellen Flammensignal F durch Nachregeln mit dem Stellglied der Gas-/Luft-Verbundregelung erreicht werden. Es schließt sich die Phase 3 an, in der dann der neue Sollwert S zu Beginn um einen Betrag B herabgesetzt wird, um eine mit der Verringerung der Nebengasmenge einhergehende Änderung des Flammensignals F bis auf den entsprechenden Sollwert S innerhalb der vorgegebenen Zeit vorzunehmen. Nach Abschluss der dritten Phase ist die Überprüfung der Wirkungskette im Regelkreis der Gas-/Luft-Verbundregelung positiv beendet und die Gas-/Luft-Verbundregelung des Gasbrenners geht in den normalen Regelbetrieb über.The drawing shows an embodiment of the invention and shows in a single figure a diagram with the schematic sequence of a check of the gas / air composite control on a gas burner.
The setpoint (S) for the flame signal (F), the current flame signal (F) and the opening state (Ö) of the actuator for the secondary gas flow are plotted on the time axis.
The sequence shown follows directly on the starting phase with over-ignition, which requires a relatively wide opening state Ö of the actuator for the secondary gas flow. Therefore, in phase 1 the actuator is first brought to the minimum position. At the beginning of phase 2, the setpoint S for the flame signal F is then raised by a fixed amount A. During the time predetermined for phase 2, the setpoint S must be reached from the current flame signal F by readjusting with the actuator of the gas / air compound control. This is followed by phase 3, in which the new setpoint S is initially reduced by an amount B in order to make a change in the flame signal F associated with the reduction in the amount of secondary gas up to the corresponding setpoint S within the predetermined time. After completion of the third phase, the effect chain check in the control loop of the gas / air combination control has ended positively and the gas / air combination control of the gas burner goes into normal control mode.

Anhand der nachfolgenden Tabelle als Ausführungsbeispiel soll die Erfindung im Hinblick auf die Kalibrierung erläutert werden:

The invention is to be explained with regard to the calibration on the basis of the following table as an exemplary embodiment:

Dargestellt ist eine Anzahl von aufeinander folgenden Brennerstarts mit beliebigen Werten als Annahme für gemessene und gespeicherte Regelparameter, beispielsweise für die Stellung eines Gasstellgliedes. Der Wert 1 ist der älteste im Speicher und wird immer durch den neuesten Wert 3 ersetzt. Aus diesen drei beispielhaften Messwerten - oder alternativ auch aus einer höheren Anzahl - wird jeweils ein aktueller Mittelwert gebildet. Dieser Mittelwert ist mit einem auf die Betriebsbedingungen einstellbaren Toleranzband versehen, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Abweichung um ±3 zulässt. Jeder einzelne Messwert muss innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt eine Kalibrierung beim nächsten Brennerstart. In der Tabelle liegt zum Beispiel der Wert 26 zweimal unter dem für den jeweiligen Brennerstart zulässigen aktuellen Grenzwert von 27,0 bzw. 26,3 und macht eine Kalibrierung erforderlich.A number of successive burner starts with arbitrary values is shown as an assumption for measured and stored control parameters, for example for the Position of a gas actuator. The value 1 is the oldest in memory and will always be replaced by the latest value 3. From these three exemplary measured values - or alternatively also from a higher number - a current average is formed in each case. This The mean value is provided with a tolerance band that can be adjusted to the operating conditions, which in the exemplary embodiment shown allows a deviation of ± 3. Everyone individual measured value must be within the specified tolerances. If not If so, a calibration is carried out the next time the burner is started. For example, in the table the value 26 twice below the current permissible for the respective burner start Limit of 27.0 or 26.3 and requires calibration.

Claims

Method for controlling a gas burner for a heater with a pilot burner, an automatic burner control, a gas / air combination control and a breakdown into a main and a secondary gas flow with an actuator, which is actuated depending on current flame signals and at least one setpoint, in particular for setting the gas-air ratio to a corresponding lambda setpoint according to the signals of an ionization electrode which applies an electrical variable derived from the combustion temperature or the lambda value to a control circuit which compares and adjusts this variable with a selected electrical setpoint , with an automatic calibration that starts at regular intervals and storage of control parameters,
characterized in that with every burner start after igniting, the entire chain of effects of the gas / air composite control is checked and that a calibration is carried out when the burner is started if the comparison of the last control parameters with previous control parameters exceeds or falls below the specified limit values for deviations.

Method according to claim 1,
characterized in that the setpoint (S) for the flame signal (F) is changed in order to check the gas / air compound control, preferably within a controlled start sequence before the regulated, stationary burner operation.

Method according to claim 1 or 2,
characterized in that an increasing flame signal (F) in connection with an increasing opening state (Ö) of the actuator or a falling flame signal (F) in connection with a decreasing opening state (Ö) of the Actuator is present.

Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that in a first phase (1) the actuator for the secondary gas flow is brought to an initial position for the largest possible control range, that at the beginning of a second phase (2) the setpoint (S) for the flame signal (F) is set by a fixed value Amount A is increased, the new setpoint (S) having to be reached within a permissible time and / or with a permissible deviation, that in a directly subsequent phase (3) the new setpoint (S) is reduced by an amount B, whereby this must also be achieved within a permissible time and / or with a permissible deviation, and that the original setpoint (S) for the flame signal (F) then applies again.

Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the amount A at the beginning of the second phase (2) is added to the target value (S) of the flame signal (F) if the current flame signal (F) is less than or equal to the target value (S) at this time.

Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the amount A at the beginning of the second phase (2) is added to the value of the current flame signal (F) if the current flame signal (F) is greater than the target value (S) at this time.

Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the check during the second phase (2) immediately goes into the third phase (3) or that the gas / air composite control during the third phase (3) immediately depending on the current flame signal (F) and one Setpoint (S) operates when the flame signal (F) reaches the setpoint (S) before the maximum permissible time in the second and / or third phase (2, 3).

Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the check passes from the second phase (2) to the third phase (3) if the flame signal (F) does not reach the desired value (S) in the permissible time of the second phase (2) and at the end of the period is a certain, permissible amount below the specified target value (S).

Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the flame signal (F) prevailing at the end of the second phase (2) is compared with the flame signal (F) stored at the end of the first phase (1), and in that the gas / air compound control only then into the third Phase (3) passes if the flame signal (F) at the end of the second phase (2) is greater than at the end of the first phase (1).

Method according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the gas / air composite control operates after the third phase (3) in dependence on the current flame signal (F) and a setpoint (S) if the flame signal (F) is in the permissible time of the third phase (3) the target value (S) is not reached and at the end of the period is a certain, permissible amount above the predetermined target value (S).

Method according to one of claims 1 to 10,
characterized in that the flame signal (F) prevailing at the end of the third phase (3) is compared with the flame signal (F) stored at the end of the second phase (2), and in that the gas / air compound control only after the third Phase (3) depending on the current flame signal (F) and a setpoint (S) operates when the flame signal (F) at the end of the third phase (3) is smaller than at the end of the second phase (2).

Method according to one of claims 1 to 11,
characterized in that a safety shutdown takes place if at least one criterion of the preceding claims is not met.

Method according to one of claims 1 to 12,
characterized in that the calibration is initiated when predetermined limit values for the position of a gas actuator and / or the air volume are exceeded.

Method according to one of claims 1 to 13,
characterized in that, in the case of a division into a main and a secondary gas stream, the gas actuator for the secondary gas stream is monitored and its control signal is used as a control parameter for assessing the need for calibration, the control variable of the gas actuator and / or its being measured at the end of each heat request Position is evaluated.

Method according to one of claims 1 to 14,
characterized in that the calibration is initiated when there is a deviation of the measured value for the current at the gas actuator or its position from an average value when there is a heat request with a shutdown in operation, the average value preferably being formed from the last measured values, and / or if the measured value for the control variable of the gas actuator or its position lies outside an adjustable tolerance band.

Method according to one of claims 1 to 15,
characterized in that, in the event of a power failure, the last measured values are preferably stored or all storage locations for measured values are occupied with the same value, preferably the last mean value.

Method according to one of claims 1 to 16,
characterized in that after a safety shutdown, the gas burner starts again and a calibration integrated in the starting sequence is carried out and that a fault lock-out only takes place if, after a predetermined number of safety shutdowns with subsequent calibrations, the signals from the combustion sensor are still outside the permissible control range.

Method according to one of claims 1 to 17,
characterized in that the control circuit for setting the gas / air ratio is to be taken out of operation, in which case the actuator for the secondary gas flow is closed.