Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Эти получасовые периоды работы насоса важны, так как из практики известно, что не работающий в течение длительного времени насос из-за коррозии выйдет из строя. Помимо этого, СЦО необходимо снабдить устройством контроля пламени форсунки.
Это устройство следит за тем, чтобы прн непредвиденном заклинивании газового клапана насос продолжал работать и отводил тепло. Такой режим позволяет защитить котел от перегрева. СЦО имеет клеймо службы техники безопасности, а это означает, что электрический контроль этих систем имеет официальный статус. Основная схема контроля СЦО вместе с защитными элементами должна оставаться неизменной, а необходимые связи с дополнительной электроникой можно выполнить негальваническим способом, например с помощью оптических элементов связи. Логиаесхие влеменгы и их применение в сложных схемах аб лесов '/ г рй пресс Рнс, 1 аб. Типичные схемы управления работой газового нлапана н водяного насоса в С110.
Ката - ыыеаааый термастат~ Ката — нсмнатвый термастат; ра — реле управления; ОК вЂ” гаасаый вляпав. Разработка дополнительной схемы контроля означает применение не только аналоговой, но и цифровой электроники. Рассматриваемая ниже схема является хорошим примером комбинированного применения обоих типов электроники. Прежде чем перейтн к обсуждению схемы контроля, необходимо более детально рассмотреть условия применения систем контроля в СЦО в целом. Принципиальная схема такой системы представлена на рнс.
1.45, а. Газовый клапан 6К, который регулирует поток газа, поступающего в форсунку, управляется с помощью комнатного термостата КАТЯ. Как только температура в жилой комнате уменьшится ниже некоторого установленного предела, в термостате сработает релейный переключатель. Это приведет к открытию газового клапана и дополнительному нагреву воды в котле. Подогретая вода с помощью циркуляционного насоса направляется в комнатные радиаторы, что приведет к увеличению температуры воздуха. Когда температура воздуха в комнате достигнет установленного предела, сработает релейный переключатель комнатного термостата и газовый клапан будет снова закрыт. В результате погаснет пламя в газовой форсунке под котлом.
Последовательно с переключающими контактами комнатного термостата в схеме включены контакты котельного термостата, обозначенного через КЕТЕ. Этот термостат является пороговым термостатом с определенным верхним пределом, так как его контакты размыкаются только тогда, когда температура воды в котле превысит определенную максимальную величину Такой термостат с верхним пределом применяется в основном в диапазоне температур 70 †1 'С.
Слишком высокая температура воды в котле приведет к тому, что пламя в форсунке погаснет„ так как при этом замкнутся контакты комнатного термостата. В старых СЦО, применявшихся в те времена, когда газ был дешевым, циркуляцнонный насос работал в непрерывном режиме (рис. 1.45, а). В современных СЦО насос выключается после того, как прекращается подача газа в форсунку.
Таким образом, как мы уже отмечали, исключается обратный теплообмеи из комнаты через котел н окружающую атмосферу. Схема, которая переключает насос, представлена на рис. 1.4б,б. Размыкание контактов котельного термостата означает гашение пламени, однако насос останется во включенном состоянии (через контакт КЕУ5 и диод В1). В результате этого при перегреве насос также остается во включенном состоянии. При срабатывании комнатного термостата насос выключается одновременно с газовой форсункой. Индикатором нагрева котла является детектор пламени, которым может быть фотодиод, размещенный в кожухе форсунки. Как только загорается пламя, фотодиод выдает сигнал, который после усиления можно использовать для контроля работы насоса. В данной схеме котельный термостат н детектор пламени используются для включения циркуляционного насоса.
В результате получается система с дублированной защитой от нежелательных режимов, которые могут привести к аварийному перегреву котла. Лоеинеснне элементы и их применение в ололоных схемах 87 1.22. Блок-схема автомата для управления работой водяного насоса При разработке схемы нам следует сначала задать себе вопрос о том, что мы, собственно говоря, хотим достичь с помощью автомата для управления работой водяного насоса и какие функции будет выполнять этот автомат. В резулЬтате мы сможем разработать электронную систему, блок-схема которой представлена на рис.
1.46. Какова основная функция автоматаг Автомат должен включить циркуляционный насос, если активизируется комнатный термостат, если необходимо нагреть воду в котле, о чем сигнализирует котельный термастат, и если появляется сигнал фото- диода, размещенного в кожухе форсунки. Кроме того, с помощью переключателя насос необходимо ввести в постоянный Унггггогггг,. ииыоо ыооо ооо Лоооо Еоногоооо. ло оои ло Огэн роо генов хиооооооо леоооог огггыооотэоК» ьооооот гггггггоеу го игоггггооооогхо рг огомогоо логгогт ноголггеггоо УУг то гон'оного Рис.
Ь46. Блок.схема алгоритма функционировании автомата лля управлв- нвя работой насоса СЦО, Глава Г режим работы в случае сильного мороза, когда постоянная циркуляция необходима для предотвращения замораживания воды в подводящих трубах СЦО. В ряде применений СЦО выключаются ночью согласно специальному круглосуточному графику, составленному с учетом рассматриваемого автомата.
Далее, нам требуется, чтобы насос был включен до тех пор, пока разность температур воды на входе и выходе из котла не стала равной нулю. Может понадобиться вариант с запаздывающим отключением насоса через постоянные интервалы времени в 3,3; 6,6 н 9,9 мин. Возможен также режим, когда через каждые 7 дней необходимо автоматически включить насос на 15 мнн, как это имеет место, например, летом. Сначала мы набросаем блок-схему автомата и посмотрим, как будут выглядеть требуемые функции, после чего проследим за ходом обработки данных. Мы будем исходить из того, что насос работает вне помещения.
В таком случае необходимо постоянно следить за тем, горит ли форсунка, замкнуты или разомкнуты контакты переключателя котельного термостата, включены или выключены контакты комнатного термостата. Ромб, обозначенный через «КЕТ5 вкл.», запрашивает, в каком состоянии находятся контакты переключателя котельного термостата. Если они разомкнуты, это означает, что котел «горячий» и необходимо перейти к табличке «насос вкл.». Аналогичное должно произойти, если замкнуты контакты переключателей обоих (котельного и комнатного) термостатов. При этом форсунка должна быть включена, что мы указываем в ромбе с обозначением «пламя».
Указанные сигналы должны активизировать реле водяного насоса, причем как непосредственно, так и обходным путем, через триггер насоса (~1. Если эти сигналы исчезают, то Я1 остается в состоянии «1» и насос продолжает работу. Переход триггера в исходное состояние, т. е. отключение насоса, произойдет через ЬТ=О или же если на факультативный режим работы будет затрачено время, равное пХЗ,З мин. Таймер, который используется для отсчета цикла в лКЗ,З мин, а также интервалов времени в 15 мин и 7 дней, будет запущен после включения котельного термостата и выключения комнатного. В дальнейшем переключатель ручного управления должен быть выключен.
Таймер отсчитывает интервал в 3,3 мин н в факультативном режиме работы возвращает в исходное состояние триггер Я1, что приводит к отключению насоса. После этого таймер продолжает отсчет времени вплоть до достижения границы интервала в 7 дней, после чего включается интервальный триггер 92. Логичввхие элементы и их нриивнение в сложных схемах 89 Включение ()2 одновременно означает появление импульса сброса в нуль, который возвращает таймер в исходное состояние. Счетчик запускается снова и отсчитывает 15 мин, после чего триггер ()2 возвращается в исходное состояние.
Как следует из блок-схемы, до тех пор, пока Я2 активизирован, насос будет включен и это состояние сохранится в течение 15 мин. 1.23. Реализация схемы Как мы уже отметили выше, изменять существующую стандартную схему контроля СЦО не разрешается. Если к этой схеме добавляется какая-то электроника, то она должна подключаться с пспользованием негальванической связи. В автомате для управления работой циркуляционного насоса негальваническая связь реализована с помощью элемента оптической связи типа СУУ21. Если мы рассмотрим этот автомат более тщательно, то увидим, что его схему можно разбить на аналоговую часть, цифровую схему и источник питания, представленные на рис.
1.47— 1.49. Аналоговая схема состоит из двух аналоговых компараторов типа 1.М339А. Компаратор С| связан с мостом, в котором находятся два резистора с отрицательным температурным коэффициентом, Оба резистора смонтированы на напорной и сливной трубах котла СЦО с целью определения разности температур ЬТ между входом и выходом котла. Если АТ~О, то на выходе компаратора появляется напряжение Н-уровня. Второй компаратор управляется по входу разностью напряжений, которую обеспечивает мост с двумя плечами-фотодиодамн. Оба фотодиода смонтированы в кожухе форсунки СЦО, который имеет форму трубки с окном, выполненной из алюминия. В втой трубке размещены также развязывающне катушки нндуктивности и конденсатор емкостью 10 нф. Один из фото- диодов «смотрит» на пламя, другой — заэкранирован.
Два фото- диода используются здесь для сведения к минимуму температурных эффектов, возникающих при регистрации пламени. Если один из фотодиодов зарегистрирует свет, то равновесие моста нарушится, появится сигнал ПЛАМЯ (7.-сигнал). Оба моста настроены на требуемые пороговые значения, устанавливаемые с помощью потенциометра 1 кОм. ВЧ-фильтры„включенные в мостовую схему с фотодиодамн, и развязывающие конденсаторы на входах компараторов введены для подавления реакции этих схем на излучательные помехи (сигналы МАКС и другие ВЧ-помехи). Циркуляционный насос управляется цифровой схемой, показанной справа на рис. 1.47 и выполненной на КМОП-элементах. Если мы рассмотрим эти элементы более подробно, то увидим, Мжаа Росспаплосллп Щалп саасас ОР алло аппп гРР р 22ус Ос пс осл ос гот И, Орала сигм РР— гтрстс 1 гс сот сплгио огсасп Р22оаг Ргогго сссслплсг Ма Ро~р сггсоспгосп 2 арсгсрлр 1 Голос Р Риисоа б' гкли 'ггс и И2 гали Р Р, ГропссР Роллса Рг Рссосггс ИК и Сйпслосс гаао2 гиати сгггг рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
