{"id":738,"date":"2022-07-22T13:21:26","date_gmt":"2022-07-22T11:21:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.wurzelausdrei.at\/blog\/?p=738"},"modified":"2022-07-22T13:25:04","modified_gmt":"2022-07-22T11:25:04","slug":"repair-and-share-2-gasklappensteuerung-eines-flaechenbrenners","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.wurzelausdrei.at\/blog\/?p=738","title":{"rendered":"Repair and share #4 Gasklappensteuerung eines Fl\u00e4chenbrenners"},"content":{"rendered":"\n

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Vorgeschichte:<\/p>\n\n\n\n

Eigentlich ist dieser Beitrag eine Mischung aus Job Projekte und Repair an share da es sich um eine Reparatur in der Firma handelt. Die Geschichte dazu ist wie folgt, bei unseren Lackieranlagen in der Firma gibt es auch Trocken\u00f6fen welche \u00fcber Fl\u00e4chenbrenner mit W\u00e4rme versorgt werden. Vielleicht sollte ich mal vor ab erkl\u00e4ren wie diese alten Brenner funktionieren. Gasseitig haben wir zuerst das Sicherheitsgasventil vom Brenner . Dieses Ventil ist 2 stufig ausgef\u00fchrt und wird von dem Feuerungsautomaten gesteuert. Bevor der der Z\u00fcndvorgang \u00fcberhaupt Startet durchl\u00e4uft dieses Ventil einen Sicherheitstest. Der sieht im Grunde so aus, dass sich das Erste der zwei Ventile \u00f6ffnet (dieses befindet sich Zuleitungsseitig) und wieder schlie\u00dft. Nun l\u00e4uft eine gewisse Pr\u00fcfzeit ab in der Sich der Druck zwischen den Ventilen nicht \u00e4ndern darf, was eine Dichtheitskontrolle des Ventils darstellt. Nach diesem Ventil sitzt in unserem Fall eine Gasregelklappe welche die Leistungssteuerung \u00fcbernimmt, man k\u00f6nnte auch sagen es ist ein Kugelhahn mit Stellmotor. Dieser liefert eigentlich nur 2 Signale an den Feuerungsautomaten zur\u00fcck, minimal und maximal ge\u00f6ffnet. Hat das Gasventil die Pr\u00fcfung \u00fcberstanden und ist die Regelklappe in der richtigen Stellung beginnt der Z\u00fcndvorgang. Der Lichtbogen der Hochspannungsz\u00fcndung entz\u00fcndet das Gas und die Flamme wird von einem Flammw\u00e4chter kontrolliert. Bei uns ist das noch eine gute alte Flammw\u00e4chterr\u00f6hre die auf UV Strahlung reagiert. Sollte der Brenner nicht z\u00fcnden w\u00fcrde der Feuerungsautomat die Ventile wieder schlie\u00dfen und auf St\u00f6rung gehen. L\u00e4uft der Brenner stabil werden die Steuersignale f\u00fcr die Gasregelklappe vom Feuerungsautomaten auf die externe Regelung geschaltet. <\/p>\n\n\n\n

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Das Problem:<\/p>\n\n\n\n

Leider ist das ganze schon etwas in die Jahre gekommen und es h\u00e4uften sich die St\u00f6rungen bei denen die Temperatur unkontrolliert anstieg obwohl die Temperaturregelung immer das „Leistung Minus“ Signal an den Brenner schickte. Bis zu dem Punkt an dem die Regelung dem Brenner die Freigabe entzog. Zuerst konnte sich keiner einen Reim drauf machen weil sich der Stellantrieb doch bewegte. Nach genauerer Kontrolle habe ich festgestellt das sich der Stellmotor gelegentlich entgegengesetzt der Ansteuerrichtung bewegte.<\/p>\n\n\n\n

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Die Ursache des \u00dcbels:<\/p>\n\n\n\n

Im Grunde funktioniert der Stellantrieb wie ein Scheibenwischermotor. Er hat 2 Endschalter welche die Richtung begrenzen. Diese Bestehen aus Mikroschaltern welche von einer Nockenscheibe bet\u00e4tigt werden. Nun war das Ganze nach 22 Jahren Betrieb unter hoher Temperatur etwas „knusprig“ geworden, bedeutet die Schalter wollen manchmal nicht mehr und die Nockenscheiben sind auch schon am wegbr\u00f6seln. Wenn nun der Nockenschalter nicht ausl\u00f6ste drehte der Motor \u00fcber den h\u00f6chsten Punkt dr\u00fcber, was dann die ganze Ventilbewegung invertiert laufen lies. <\/p>\n\n\n\n

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Behebung des Problems:<\/p>\n\n\n\n

Eigentlich haben wir eine Brennerfirma die wir solche Sachen erledigen lassen, nur leider sind die nicht immer ganz so kompetent. Es hat etwas gedauert bis er unserer Diagnose Glauben schenkte. Das n\u00e4chste Problem war, das es keine Ersatzeile mehr f\u00fcr den Brenner gibt und ein Ersatzmodell das er noch anpassen m\u00fcsste hatte 8 Wochen Lieferzeit. Nat\u00fcrlich k\u00f6nnen wir die Anlage keine 8 Wochen abstellen, nicht mal 24h w\u00e4ren eigentlich drinnen. Also musste ich mir etwas einfallen lassen. Ich dachte dabei an eine Servo-Antrieb f\u00fcr das Ventil, aber dank der Materialkriese und der Kosten war das nicht m\u00f6glich. Also beschloss ich selber einen zu entwerfen und zu bauen. Elektrisch war das kein gro\u00dfes Hexenwerk, als Stellantrieb verwendete ich einen Belimo-Motor der eigentlich als Stellantrieb f\u00fcr L\u00fcftungsklappen gedacht ist. Leider waren auch da kaum welche verf\u00fcgbar, deshalb musste ich mit einem Model arbeiten das grad lieferbar war. Was bei einem Servoantrieb ein wichtiger Bestandteil ist, ist die Positionsr\u00fcckmeldung, denn wir m\u00fcssen ja immer Wissen wo der Antrieb gerade steht. <\/p>\n\n\n

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„Belimo-Servoantrieb“<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Anstelle da wieder mit Endschaltern oder \u00e4hnliches zu verwenden habe ich als Positionsr\u00fcckmeldung ein Pr\u00e4zisionspotentiometer gew\u00e4hlt (mehr als 120 Grad kann der Antrieb ohnehin nicht fahren). Damit ich den Positionswert von 0-10V erhalte habe ich das Poti als Spannungsteiler benutzt und es mit 10V von einem LM317 versorgt. <\/p>\n\n\n

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24V auf 10V Spannungsregler f\u00fcr die Positionserfassung<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Als „Sevoregler“ habe ich eine Siemens Logo benutzt die ich da hatte. \u00dcber das Display sind die Endlagen und der Stellbereich f\u00fcr Min. und Max. einstellbar.<\/p>\n\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

Die Software habe ich bewusst einfach gehalten da es nur eine \u00dcbergangl\u00f6sung ist bis der Antrieb geliefert und eingebaut werden kann. Die Logo \u00fcbernimmt dann auch noch den Signalaustausch mit dem Feuerungsautomaten und der Brennerregelung, daf\u00fcr sind u.a. die beiden Relais zust\u00e4ndig. Mein Schlosserkollege Matthias \u00fcbernahm den mechanischen Teil der Konstruktion wie das Geh\u00e4use, die Anpassung der Stellmechanik, Montages des Potis usw. . Er ist eine echte Koryph\u00e4e was die Mechanik angeht. Um das Ganze vor der Hitzestrahlung des Brenners zu sch\u00fctzen gibt es nat\u00fcrlich noch einen Schutzdeckel.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n

Nach der Montage und der Beseitigung kleinerer Bugs war dann an der Brennersteuerung nur noch die neu Stellzeit des Antriebs anzupassen. Da wie gesagt die Regeltechnik des Brenners alt ist bekommt diese keine aktuelle Position r\u00fcckgemeldet, das passiert rein \u00fcber die Stellzeit. Blieb nur noch zu sagen: Houston we have ignition! <\/p>\n\n\n\n

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Fazit:<\/p>\n\n\n\n

Das Ganze ist nat\u00fcrlich nur eine Notl\u00f6sung gewesen und wegen der anhaltenden Materialknappheit werden kreative L\u00f6sungen immer mehr gefragt. Somit ist das nicht wirklich zur Nachahmung geeignet. Ob diese L\u00f6sung von unseren Vorgesetzten wirklich wertgesch\u00e4tzt werden steht auf einem anderen Blatt, meistens wird das doch eher als selbstverst\u00e4ndlich betrachtet. Vielleicht sollte ich meine Einstellung dazu \u00e4ndern und mir einfach selber auf die Schulter klopfen. Also immer sch\u00f6n kreativ bleiben und nach den Regeln der Technik arbeiten. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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