МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫЙ АВТОМАТ ГАЗОВОЙ ГОРЕЛКИ

Полезная модель относится к судостроительной промышленности и предназначена для управления газовой горелкой на линии подготовки листового металла к окраске.
Известен аналог - запально-защитное устройство типа ЗЗУ ЗАО «БАМ-Электроникс», см. книгу Современные горелочные устройства (конструкции и технологические характеристики): Справочное издание / А.А.Винтовкин и др. - М. Машиностроение-1, 2001. - (стр.384).
Недостатки запально-защитного устройства состоят в неизменяемом алгоритме работы, отсутствии индикации рабочего состояния, отсутствии подстройки под различные датчики пламени.
Известно устройство для управления газовой горелкой на линии подготовки листового металла к окраске - автомат газовой горелки типа Gasfeuerungsautomat, GBR-681, техническая документация на линию подготовки листового металла к окраске фирмы Н.Р.Metger «Maschinebau und Transportanilagen 2 NORDERSTEDT» (прототип).
Данный автомат имеет электронно-механический блок, состоящий из: трех электромагнитных реле (включения электромагнитного газового клапана, включения трансформатора зажигания и вспомогательное реле), трансформатора зажигания, электронного усилителя сигнала с датчика пламени, электромагнита механической блокировки автомата при не воспламенении газа или срыве факела, электронных узлов формирования временных задержек времени на продувку горелки газом и работу трансформатора зажигания.
Однако недостатками данного устройства являются: устаревшая морально и физически элементная база, неизменяемый порядок работы с жестко фиксированными выдержками времени, отсутствие подстройки под различные датчики пламени, необходимость ручного сброса механической
блокировки автомата при срыве факела, отсутствие индикации рабочего состояния автомата.
Техническая задача - разработать устройство, позволяющее изменять порядок работы автомата и временные выдержки, имеющее подстройку под различные датчики пламени, исключающее необходимость ручного сброса механической блокировки автомата и снабженное световой индикацией рабочего состояния автомата и защитой выходных цепей автомата от коротких замыканий с помощью предохранителей.
Технический результат - повышение надежности устройства и улучшение его эксплуатационных характеристик.
Он достигается тем, что устройство имеет микроконтроллер, к входу которого подключен регулируемый усилитель сигнала с датчика пламени, а к выходам микроконтроллера подключен блок транзисторных ключей содержащий три светодиодных индикатора.
Устройство представлено на рисунке (функциональная схема). Оно содержит датчика пламени 1 выход, которого подсоединен к входу усилителем сигнала 2. Выход усилителя сигнала 2 соединен с входом микроконтроллера 4. К выходам микроконтроллера 4 подключены блок транзисторных ключей 5, содержащий два транзисторных усилительных каскада, работающих в ключевом режиме и три светодиодных индикатора. К выходным цепям транзисторных ключей 5 подключены катушки двух малогабаритных электромагнитных реле 7, 8 релейного блока 6. Реле 7 и 8 своими контактами коммутируют цепи электромагнитного газового клапана 9, сигнальной лампы 10 и трансформатора зажигания 11 на переменное напряжение 220 В. В цепи электромагнитного газового клапана 9 и трансформатора зажигания 11 включены предохранители, которые на рисунке не показаны.
Светодиодная индикация показывает включение газового клапана 9, трансформатора зажигания 10 и наличие пламени (наличие сигнала с датчика
пламени 1). Питание блоков микроконтроллерного автомата газовой горелки 12 производится от стабилизированного блока питания 3.
В качестве управляющего элемента используется микроконтроллер 4 PIC1 6F84-04I/P, с промышленным диапазоном рабочих температур от -40°С до +85°С тактовой частотой 4МГц.
Устройство работает следующим образом: при подаче питания с пульта управления линией подготовки листового металла к окраске на микроконтроллерный автомат газовой горелки 12 микроконтроллер 4 выдает сигнал на транзисторный ключ 5, который включает реле 7. Реле 7 своими контактами подает питание на электромагнитный газовый клапан 9 и разрывает цепь питания сигнальной лампы 10. Происходит подача газа в горелку. Через 1-2 секунды микроконтроллер 4 выдает сигнал на транзисторный ключ 5, который включает реле 8. Реле 8 своими контактами подает питание на включение трансформатора зажигания 11. Через 2-3 секунды микроконтроллер 4 отключает сигнал на включение трансформатора зажигания 11 и начинает опрос входа с усилителя 2 сигнала от датчика пламени 1. Из-за разброса параметров датчиков пламени на различных горелках в усилителе 2 применена ручная подстройка уровня чувствительности усилителя. Обработку сигнала о наличии пламени микроконтроллер 4 производит с применением программного фильтра. Если пламя появилось, то микроконтроллер 4 оставляет включенным реле 7 и газовый клапан 9 - происходит горение газа и работа горелки. Если пламя не появилось, то микроконтроллер 4 отключает реле 7, происходит закрытие газового клапана и прекращение подачи газа и включается сигнальная лампа 9. Аналогично произойдет срабатывание автомата и при исчезновении пламени во время работы горелки. Для того, что бы автомат продолжил работу необходимо выключить и вновь включить питание автомата на пульте управления линией подготовки листового металла к окраске.
Функционирование микроконтроллерного автомата газовой горелки 12 обеспечивается выполнением записанной в память микроконтроллера программой.
Положительный эффект - повышение надежности устройства, улучшение его эксплуатационных характеристик. Он достигается тем, что устройство имеет микроконтроллер, к входу которого подключен регулируемый усилитель сигнала с датчика пламени, а к выходам микроконтроллера подключен блок транзисторных ключей, содержащий три светодиодных индикатора.
Источники информации
1. Современные горелочные устройства (конструкции и технологические характеристики): Справочное издание / А.А.Винтовкин и др. - М. Машиностроение-1, 2001. - 469 с.
2. Техническая документация на линию подготовки листового металла к окраске фирмы Н.Р.Metger «Maschinebau und Transportanilagen 2 NORDERSTEDT».