DK160161B - Overvaagningskobling til en mikroprocessor-styret braender og braenderreguleringssystem med en saadan kobling - Google Patents

Description

DK 160161B

Opfindelsen har relation til styrekoblinger og specielt til selvkontrollerende eller fejlsikrede styrekoblinger. Den finder anvendelse ved regulering af brændselstilførsel til brændere, specielt gasbrændere.

5 Der stilles meget strenge sikkerhedsmæssige krav til de eksisterende brænder-reguleringssystemer. En mikroprocessorbaseret styring er i stand til at opfylde disse krav, og har ydermere potentielle fordele, hvad angår fleksibilitet i opstart-programmet,‘bedre præ-10 sentation af data overfor operatøren og bedre muligheder for at styreenheden kan overtage andre processtyrefunktioner, såsom temperatur og brændsel/luft-blandings-forholdet.

Til datamater, der anvendes som en del af et re-15 guleringssystem, stilles der flere krav i relation til systeminitialisering^ nemlig ved indkobling, og/eller foretaget af operatøren, og/eller ved strømsvigt og og/eller ved udløbet tidsperiode..Sådanne krav opfyldes ofte ved hjælp af en tidsovervågningskreds, og 20 når der er tale om et fejlsikret system, kan tidsovervågningskredsen standse processoren, når den ikke genaktiveres. Hvis der kræves en høj grad af sikkerhed, skal samtlige kredse fejlsikres eller kunne afprøves under styrekoblingens normale drift. Opfindelsen angår 25 en styrekobling, der opfylder disse krav.

Fra beskrivelsen til US patent nr. 3.919.533 kender man en fejlsikret overvågningskreds til et reguleringssystem, hvor en udgang kan sættes i en første tilstand og afgive et udgangssignal, hvis der forekommer 30 komponentfejl eller fejlfunktion i reguleringssystemet eller overvågningskredsen, og hvor kredsen har en indgang, der reagerer på et givet signal fra reguleringssystemet for at afgive en triggeimpuls, en resetbar, monostabil kreds, der reagerer på en sådan triggeimpuls 35 og afgiver et vekselsignal, når den modtager en given sekvens af triggeimpulser, samt en pumpekreds, der reagerer på dette vekselsignal og afgiver nævnte udgangssignal.

DK 160161B

2

Ifølge opfindelsen er overvågningskoblingen ejendommelig ved, at det af den forudbestemte sekvens af triggeimpulser normalt frembragte, vekslende signal er sådant, at pumpekredsen over nævnte udgang afgi-5 ver et signal i en anden tilstand, at pumpekredsen reagerer på en for høj eller for lav triggefrekvens i den monostabile kreds' udgangssignal til dannelse af nævnte udgangssignal i førstnævnte tilstand, og at der findes midler til i afhængighed af udgangssignalet i ^ q førstnævnte tilstand at koble reguleringssystemet ud, en bistabil kreds forbundet med reguleringssystemets strømforsyning, til dannelse af et reset-udgangssignal til reguleringssystemet, når strømforsyningen kobles ind, midler der reagerer på resetsignalet for at bringe .jj. reguleringssystemet til at afgive nævnte sekvens af triggeimpulser, og midler, der er forbundet med den bistabile kreds og reagerer på reset-signalet for at afgive en anden triggeimpuls til oplåsning af den monostabile kreds for herved at fjerne udkoblingssignalet 20 fra pumpekredsen ved opstart af reguleringssystemet.

Opfindelsen angår også et brænderreguleringssystem med en sådan overvågningskobling.

En udførelsesform for opfindelsen skal nu forklares nærmere under henvisning til den skematiske teg-25 ning, hvor fig. 1 viser et blokdiagram over en typisk otte-bit-mikroprocessors arkitektur, og fig. 2 et koblingsdiagram over en tidsovervågningskreds og resætkreds til brug i forbindelse med 30 mikroprocessoren.

Der henvises nu til tegningen. Fig. 1 viser et blokdiagram over en typisk ottebit-mikroprocessor.

Dataene behandles i mikroprocessoren og føres ind og ud gennem en databus DO-D7. En korrekt operation kræver, 35 at der dannes tids- og styresignaler til at udføre

DK 160161B

3 specifikke funktioner og at andre signallinier overvåges af eksterne kredse med henblik på bestemmelse af processorens tilstand. Tidsstyringen etableres af to taktsignaler 01 og 02 i tofaset ikke-overlappende 5 mønster af i og for sig kendt art.

Fig. 2 viser en kobling, der er velegnet til at styre mikroprocessoren. En vekselspænding tilføres indgangen AC til en ensretter P. Den ensrettede spænding tilføres en spændingsregulator VR, som af-10 giver fødespændingen V til mikroprocessoren. Ens-retterens uregulerede spænding tilføres en spændingsdeler Ri, R3 i serie med en zenerdiode Dl. Under normal operation er spændingen over zenerdioden større end diodens karakteristiske spænding, hvorfor dioden er 15 ledende og driver en til diodens anode sluttet kobletransistor TI. En inverter IC8 med Schmitt-trigge-indgang er forbundet med kollektormodstanden R4. In-verterens udgang skifter til logisk "1", når transistoren er ledende. Gennem en diode D2 er inverteren 20 forbundet med en anden inverter IC9. Når nævnte udgang er på "1", er denne diode spærret, hvorfor den anden inverters udgang er på "O". Hvis spændingen over zenerdioden Dl falder under zenerspændingen, holder dioden op med at være ledende og basisstrømmen til tran-25 sistoren TI spærres. Transistoren spærres og indgangen til den første inverter skifter til "1", medens dens udgang skifter til "O", hvorved udgangsdioden gøres ledende til afladning af lagerkondensatoren Cl.

En tredje inverter IC10 er koblet til den anden 30 inverter IC9 og tilsammen virker disse to invertere som en ikke-inverterende bufferkreds, der afgiver et lavt indkoblings-resetsignal til mikroprocessoren. Kondensatoren Cl ved indgangen til den anden inverter påtrykkes mikroprocessorens fødespænding V gennem en 35 modstand R5, hvorved indgangen til den anden inverter holdes under sin aktiveringstærskel i et tidsrum, der

DK 160161B

4 bestemmes af tidskonstanten for kredsen R5C1. Dette , signal inverteres i den anden inverter IC9 og inverteres igen i den tredje inverter IC10 til dannelse af det fornødne lave resetsignal til mikroprocessoren.

5 Når spændingen på indgangen til den anden inverter overstiger inverterens aktiveringstærskel, skifter resetlinien til mikroprocessoren til "1" og computeren kan udføre sit program. Når strømtilførslen afbrydes, danner en parallel diode D3 afladningsbane, me-10 dens dioden D2 spærrer for opladningsstrøm gennem den første inverter IC8. Koblingen aktiveres og dermed afprøves, hver gang kontrolleren kobles ind.

En yderligere forbindelse til basen i transistoren TI gennem en begrænsningsmodstand R2 giver ope-15 ratøren mulighed for resetning. Normalt er indgangen frit svævende, men når den forbindes med stellet, giver spændingsdeleren RI, R2 basen et lavt signal svarende til· initialisering.

Mikroprocessorens korrekte funktion overvåges ved 20 hjælp af en tidsovervågningskobling med diodepumpekreds.

Impulser fra mikroprocessoren tilføres gennem en kombination af NAND- og NOR-porte IC1-IC5, en skifte-> transistor T2 og en inverter IC7 til en diodepumpe-kreds. Hvis ikke diodepumpekredsen vedvarende aktiveres 25 af mikroprocessoren, trigges mikroprocessorens stopindgang, hvorved kontrolleren kobles ud.

Indgangsportene IC1-IC5 foretager dekodning af information fra data- og styrebussen, med henblik på kun at give et signal på "1" .til skiftetransistoren 50 T2, når der skrives et givet dataord til en given adressebeliggenhed. Dette signal er meget kort (mindre end 1 usek.) med tilstrækkeligt til at aktivere skiftetransistoren T2 til afladning af kondensatoren C3, som igen lades op, når transistoren spærres. Ladetiden 55 bestemmes af tidskonstanten R8C3 med kollektormodstan-

DK 160161 B

5 den R8. I ladeintervallet er indgangen til inverteren IC7 på "O" og udgangen fra inverteren på "1". Mikroprocessoren programmeres således, at der på udgangen fra inverteren IC7 opstår et firkantsignal med impuls-5 udnyttelsesforhold (duty-cycle) på ca. 50%. Dette firkantsignal bruges til aktivering af en transistor T3, der driver diodepumpekredsen C4, C5, D7, D8. Udgangsspændingen fra pumpekredsen holdes kun i hovedsagen konstant, såfremt dens indgang får tilført en vekselspænding. Hvis 10 vekselspændingen forsvinder eller hvis der er komponentfejl i diodepumpekredsen, sørger parallelmodstanden Ril for at lagerkondensatoren C5 aflades,og at udgangen skifter til "O", hvorved mikroprocessoren standses. Hvis diodepumpekredsens aktiveringstakt er 15 for langsom, kan lagerkondensatoren heller ikke lades tilstrækkeligt op til at holde mikroprocessoren kørende. Hvis mikroprocessoren trigger tidsovervågningskredsen alt for hyppigt har den resetbare, monostabile kreds T2, C3, R8, IC7 ingen mulighed for at følge 20 med således, at skiftetransistoren T3 får en jævnspænding og diodepumpekredsen gøres uvirksom.

En ikke-resetbar monostabil kreds C2, D4, R6, IC6, der trigges af resetkredsen danner et andet signal til diodepumpekredsen, hvilket signal tjener som 25 startsignal, når mikroprocessoren ikke er aktiv.

Dette sikrer, at stopsignalet til mikroprocessoren undertrykkes i tilstrækkelig lang tid til, at programudførelsen kan indledes, hvorved tidsovervågningskredsen genaktiveres.

30 Udgangen fra tidsovervågningskredsen overvåges ved hjælp af en inverter ICll, der driver en lysdiode LED, der giver operatøren indikation om,at sty-, rekredsen fungerer normalt.

Claims (5)

1. Fejlsikret overvågningskobling til et reguleringssystem og med en udgang (STOP), som kan bringes i en forudbestemt tilstand i tilfældet af komponentfejl eller funktionsfejl i reguleringssystemet eller over-5 vågningskoblingen, hvilken kobling indbefatter en første indgangskreds (IC1...IC5) indrettet til at reagere på et forudbestemt indgangssignal (D0-D7, R/W, adresse-strobe) fra reguleringssystemet for at afgive en triggeimpuls, en resetbar, monostabil kreds (T2, C3, R8, IC7), 10 der reagerer på nævnte triggeimpuls for at afgive et vekslende udgangssignal som svar på en forudbestemt sekvens af triggeimpulser, og en pumpekreds (T3, RIO, C4, D7, D8, C5, R11), der reagerer på dette vekslende udgangssignal for at afgive udgangssignalet over nævnte 15 udgang, kendetegnet ved, at det af den forudbestemte sekvens af triggeimpulser normalt frembragte, vekslende signal er sådant, at pumpekredsen over nævnte udgang (STOP) afgiver et signal i en anden tilstand, at pumpekredsen reagerer på en for høj eller for lav trigge-20 frekvens i den monostabile kreds' udgangssignal til dannelse af nævnte udgangssignal (STOP) i førstnævnte tilstand, og at der findes midler til i afhængighed af udgangssignalet i førstnævnte tilstand at koble reguleringssystemet ud, en bistabil kreds (Dl, R3, T1, R4,

25 IC8) forbundet med reguleringssystemets strømforsyning (AC), til dannelse af et reset-udgangssignal (RESET) til reguleringssystemet, når strømforsyningen kobles ind, midler der reagerer på resetsignalet for at bringe reguleringssystemet til at afgive nævnte sekvens af 30 triggeimpulser, og midler (C2, IC6), der er forbundet med den bistabile kreds og reagerer på reset—signalet for at afgive en anden triggeimpuls til oplåsning af den monostabile kreds for derved at fjerne udkoblingssignalet fra pumpekredsen ved opstart af reguleringssystemet.

2. Overvågningskobling ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nævnte bistabile kreds har et givet indgangstriggeniveau til frembringelse af et udgangssignal, når reguleringssystemets strømforsyning stiger over en forudbestemt grænse.

3. Overvågningskobling ifølge krav 2, kendetegnet ved midler (I^) til frembringelse af et yderligere signal, der angiver at strømforsyningen stiger over en forudbestemt grænse.

4. Overvågningskobling ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved en indikatorkreds (IC.j i, R-|2' led) til visuel indikering af kredsens tilstand.

5. Brænderreguleringssystem, kendetegnet ved at omfatte en overvågningskobling ifølge ethvert af de foregående krav.