Oselin Albano D.I.

studio ed industrializzazione di prodotti elettronici Via Rivoli, 36 bis 10090 Rosta (Torino) ITALY

 




Progetto

CF-020/21/22 

 

 

DESCRIZIONE SPECIFICHE TECNICHE

(hardware)

 

1.1 INTERFACCIA ELETTRICA

 

Vengono elencati i vari segnali presenti sui connettori.

 

  1. Ingressi ON/OFF bassa tensione

Tali ingressi richiedono un contatto ‘pulito’; il potenziale a contatto aperto e’ di circa 24 Vcc, mentre la corrente a contatto chiuso (di bagnatura) e’ di circa 5 mA. Tutti gli ingressi sono protetti dal campo mediante optoisolatore,

Ogni possibile guasto dei componenti può consentire la non attivazione della caldaia ma in nessun caso una falsa accensione, secondo la norma EN298.

 

SIMB

DESCRIZIONE

TIPO CONTATTO

FILI

PA

pressostato aria

NO (C-NO-NC)

2 (3)

Ts

termostato sicurezza

NC

2

Tutti i contatti sono riferiti con alla massa comune; la connessione dei contatti è fatta con interposizione di optoisolatore e di circuiti associati. In caso di non utilizzo del ventilatore per il tiraggio forzato dei fumi, tutti i componenti sull’ingresso sensore (PA) possono essere non montati.

 

 

 

  1. Uscite potenza ON/OFF a 230 Vac

 

Tali uscite pilotano i vari carichi, sono realizzate con relais a normativa IEC255. Ai fini della sicurezza sono previsti :

  1. il collegamento in serie dei contatti d’uscita

  2. l’attivazione di entrambi i rami di alimentazione delle bobine

  3. la generazione di un segnale di feedback (signature) che identifica lo stato dei vari relais ogni 100ms.

  4. Ogni carico ha il neutro in comune e ne viene attivata/disattivata la fase, sono previsti circuiti snubber anti-arco su ogni contatto. Sulla linea di alimentazione è previsto un fusibile e un VDR di protezione. Un filtro LC provvede al filtraggio della rete per rientrare nelle specifiche EMC.

SIMB

DESCRIZIONE

FILI

I MAX (Amp)

V

VENTILATORE

2

1.0

VG1

VALVOLA GAS 1

2

0.5

VG2

VALVOLA GAS 2

2

0.5

In caso di assenza della VALVOLA GAS 2 e’ possibile non montare il relais di attivazione con i relativi componenti.

 

 

 

 

  1. Sezione accensione/controllo fiamma

 

E’ costituita da :

 

a) uscita alta tensione 20KV FASTON 2.8x 0.5 su Trasformatore 2 fili

  1. ingresso ionizzazione FASTON 6.3x 0.8 su PCB 2 fili

 

Un filo delle uscite alta tensione e ingresso ionizzazione deve essere collegato a massa.

 

  1. Ingresso alimentazione 230 Vac e termostato ambiente/pulsante di sblocco

 

E’ previsto un connettore ad innesto a 7 poli per il collegamento della linea di alimentazione e di controllo.

Risulta ulteriormente facilitata l’eventuale sostituzione per guasto dell’apparecchiatura di controllo senza manomettere i collegamenti di linea e del termostato ambiente e pulsante di sblocco.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. IMPOSTAZIONI JUMPERS

 

 

 

I ponticelli (jumpers) seguenti sono eseguiti su richiesta del Cliente dal costruttore della scheda:

 

1.3.1 VENTILATORE [JP 1]

Presenza di ventilatore (V) e pressostato (PA)

Posizione aperta : (V) e (PA) presenti

Posizione chiusa : (V) e (PA) assenti

 

1.3.2 VALVOLE GAS [JP 2]

Configurazione a 1 o 2 valvole gas.

Posizione aperta : 1 valvola

Posizione chiusa : 2 valvole

 

1.3.3 TEMPO DI PREVENTILAZIONE [JP3]

Configurazione 1.5 o 10 s

Posizione aperta : tempo di 1.5 s

Posizione chiusa : tempo di 10 s

 

1.3.4 TEMPO DI PREVENTILAZIONE [JP4]

Configurazione 15 o 30 s

Posizione aperta : tempo di 15 s

Posizione chiusa : tempo di 30 s

 

1.3.5 RIPETIZIONE DEL CICLO DI ACCENSIONE [JP5]

Configurazione di ripetizione ciclo una volta o due volte

Posizione aperta : ripete il ciclo 1 volta

Posizione chiusa : ripete il ciclo 2 volte

 

Sarebbe opportuno prevedere un settaggio ulteriore:

 

1.3.6 RIPETIZIONE DEL CICLO DI ACCENSIONE [JP6]

Configurazione di ripetizione ciclo tre volte o quattro volte

Posizione aperta : ripete il ciclo 3 volte

Posizione chiusa : ripete il ciclo 4 volte

 

1.3.4 TEMPO DI SICUREZZA [JP7]

Configurazione 5 o 10 s

Posizione aperta : tempo di 10 s

Posizione chiusa : tempo di 5 s

 

1.3.4 TEMPO DI SICUREZZA ALL’ACCENSIONE [JP8]

Configurazione 1.5 o 5 s

Posizione aperta : tempo di 1.5 s

Posizione chiusa : tempo di 5 s

 

  1. MEMORIA NON VOLATILE

 

E’ costituita da una Eeprom seriale, su tale memoria sono presenti :

 

1.4.1 MODELLO APPARECCHIATURA

Stringa alfanumerica ASCII di 10 caratteri.

 

 

1.4.2 NUMERO SERIALE

Numero di serie apparecchiatura espresso su 4 byte.

Tipo dato : numero intero su 32 bit non segnato.

Range : 0 - 4.294.967.295

 

 

1.4.3 MEMORIA DI BLOCCO

Nella memoria deve essere prevista la condizione di blocco, resettabile solo premendo il pulsante di sblocco. La memoria deve conservare lo stato presente anche con mancanza e ritorno della tensione di rete.

 

 

 

1.6 CRITERI HARDWARE

 

  1. Criteri a livello componente.

Si fa qui riferimento alla appendice A1 (Modi di guasto componenti) della normativa EN298, dalla quale si

ricavano i seguenti criteri :

 

  1. Resistenze : si opta per resistenze a pellicola sottile, dovunque possibile. In tutti gli altri casi il cortocircuito del

    componente non deve essere critico.

  2. Condensatori : sui percorsi a 230 Vac si adottano dispositivi a classe Y, sulla bassa tensione il cortocircuito

    e’ reso meno critico dalla filosofia circuitale.

  3. Optoisolatori : conformi EN60335-1

  4. Rele’ : conformi alla IEC 255

  5. Trasformatori : conformi alla EN60742

 

  1. Criteri a livello progettuale.

A livello progettuale si è studiato il tipo di guasto a livello di componente e l’effetto complessivo sul sistema, il quale è stato valutato in base alla tabella C2 della citata norma. A livello di filosofia si puo’ dire che sono previsti vari meccanismi di autoverifica durante il funzionamento; la scelta di integrare piu’ funzioni possibili a bordo del microcontrollore non puo’ che rendere piu’ affidabile l’intero sistema. Il microcontrollore scelto infatti integra a bordo ROM, RAM, watchdog, voltage supervisor, I/O intelligente. E’ possibile per esempio verificare dinamicamente se un pin di uscita fisico segue lo stato programmato, infatti una rilettura rispecchia lo stato del pin fisico e non del registro di stato interno, permettendo quindi di rilevare eventuali cortocircuiti a massa o a Vcc.

Le sezioni piu’ critiche del sistema quali ad esempio i relays di uscita sono dotate di feedback e collegate direttamente al chip con la minima circuiteria interposta; mentre per altre meno critiche si interpongono comunque resistenze di limitazione per proteggere il microcontrollore da latch-up o extracorrenti.

Il watchdog e’ ancorato ad un clock interno al microcontrollore ottenuto da un oscillatore RC, quindi anche un guasto sul quarzo dell’oscillatore viene rilevato. Rispetto ai limiti di tensione, corrente e potenza dissipabile sono previsti in generale margini anche piu’ ampi di quanto riportato sull’appendice B, prospetto B1 della norma EN298.

 

  1. ALTRE CARATTERISTICHE

 

Temperatura operativa : -20 …+ 60 °C

 

Alimentazione : 230Vac 50/60 Hz +10% / -15%

 

Potenza dissipata max: VA

 

 

 

DESCRIZIONE FUNZIONALE

(software)

 

  1. LOGICA DI FUNZIONAMENTO

 

Ai fini della descrizione della logica funzionale, vengono adottate la terminologia e le definizioni come

riportate nella normativa EN298, paragrafo 3.

 

  1. CONDIZIONI AVVIO REGOLAZIONE

 

La sequenza di avvio accensione viene attivata nel caso si verifichi uno qualsiasi dei seguenti eventi:

 

  1. ARRESTO DI REGOLAZIONE

 

Avviene nel caso di raggiunta temperatura di caldaia o di intervento del termostato ambiente sempre comunque riferibile alla condizione di apertura del termostato regolazione.

 

 

  1. SEQUENZA ACCENSIONE

In caso si verifichi una richiesta d’accensione da parte della logica di regolazione viene attivata la seguente procedura :

 

  1. si verifica il corretto stato delle uscite, in caso contrario si attiva il blocco di sicurezza [S0]

  2. si verifica l’assenza di fiamma, in caso di presenza si attiva il blocco di sicurezza [S1].

  3. nel caso sia previsto il ventilatore, si attiva la sottosequenza :

  1. si attende il tempo di ventilazione(TW).

    Fino alla fine di questa fase si verifica l’assenza di fiamma, in caso di presenza si attiva

    il blocco di sicurezza [S1].

  2. Si attiva il circuito di accensione, dopo 100 msec si apre la valvola del GAS numero 1.

  3. Se entro il tempo di accensione (TS) la fiamma non e’ rilevata, saltare al punto (k)

  4. Se la fiamma e’ rilevata, si disattiva il circuito di accensione. Da questo momento una mancanza

  1. in caso di impianto con 2 valvole del gas, parte ora un temporizzatore di durata TS2. In caso

  1. un arresto di regolazione disattiva la/e valvola/e del gas, dopo un tempo di post-ventilazione

  1. Entro un tempo massimo di 1 secondo viene disattivata la/e valvola/e del gas.

  2. si avvia un nuovo ciclo di riaccensione come ai punti e),f),g). In caso di fallimento si procede

  1. RESET di BLOCCO

 

In caso di blocco di sicurezza, tutti i carichi vengono disattivati ed il sistema rimane in tale stato fino

all’azione dell’utente del pulsante di reset. Lo stato di blocco e’ inoltre segnalato da una lampada al neon

220V.

 

2.3 CRITERI SOFTWARE

 

  1. VERIFICA BANCHI DI MEMORIA

 

Ad intervalli di tempo regolari viene avviata una procedura di verifica di :

  1. ROM : tramite checksum

  2. RAM : prova di lettura / scrittura trasparente

  3. EEPROM : ad ogni scrittura si verifica con rilettura, CRC su tutto il banco all’accensione

  1. OROLOGIO VIRTUALE DI CICLO MACCHINA

 

Il ciclo di controllo complessivo della logica e’ costituito dalle scansioni degli ingressi, dall’avanzamento

dei timers, dal calcolo delle funzioni logiche ed analogiche, dall’avanzamento degli automi a stati finiti ed dal

finale aggiornamento di tutti gli output.

 

Tale ciclo viene attivato ogni 100 msec, la relativa durata complessiva deve essere quindi inferiore; in tal

modo tutti gli eventi sono quantizzati nel tempo con uno step di 100 msec; durante lo stato di IDLE il processore

si occupa di altre gestioni, quali ad es. la scansione del display.

 

  1. KERNEL LOGICA ‘PLC’

 

Per lo sviluppo della logica di tipo ‘PLC’ con timers, logiche ‘a contatti’ o booleana, viene

impiegato un set di subroutine gia’ ampiamente testato sulla famiglia di processori impiegata ed

in precedenza anche su altre per lo sviluppo di progetti analoghi. E’ quindi assicurata un’ottima

affidabilita’ dei risultati ottenuti.

 

  1. TEST dell’HARDWARE

Nella scansione degli ingressi analogici si cerca di effettuare il massimo numero di verifiche di

congruita’ numerica, mentre per gli ingressi digitali si riprogramma periodicamente il PIN fisico

come uscita onde verificare l’integrita’ delle resistenze di Pull-up poste sugli optoisolatori.

 

Le uscite a Relay, che rappresentano quelle piu’ critiche, sono verificate con un segnale di

signature analogico.

 

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