رله مشعل زیمنس LME11.330C2

نقد و بررسی تخصصی رله مشعل زیمنس SIEMENS مدل LME11.330C2

رله مشعل گازی زیمنس Siemens LME11.330C2 یک کنترلر الکترونیکی برای راه‌اندازی، کنترل توالی احتراق و نظارت ایمن بر مشعل‌های گازی تک‌مرحله‌ای است که در بسیاری از مشعل‌های فن‌دار با ظرفیت پایین تا متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد. این رله مجموعه‌ای از وظایف اصلی مانند راه‌اندازی فن، کنترل پرشر سوئیچ هوا، پیش‌تهویه محفظه احتراق، فعال‌کردن سیستم جرقه، فرمان بازشدن شیر گاز و نظارت پیوسته بر وجود و پایداری شعله را در یک سیکل مشخص و از پیش تعریف‌شده انجام می‌دهد.

LME11.330C2 با ولتاژ 230VAC و فرکانس 50 تا 60 هرتز کار می‌کند و برخلاف مدل‌های LME21 و LME22 که برای مشعل‌های دو مرحله‌ای طراحی شده‌اند، این مدل مخصوص مشعل‌هایی است که تنها یک مرحله اصلی سوخت دارند. به همین دلیل ساختار کنترلی آن ساده‌تر است و برای مشعل‌هایی که نیازی به فرمان مرحله دوم سوخت یا کنترل مستقیم اکچویتور ندارند، انتخاب مناسبی محسوب می‌شود.

نحوه عملکرد LME11.330C2

پس از دریافت فرمان روشن‌شدن، رله ابتدا وضعیت ورودی‌های ایمنی و مدارهای اصلی را بررسی می‌کند و در صورت مناسب‌بودن شرایط، موتور فن را راه‌اندازی می‌کند. بعد از ایجاد جریان هوا، پرشر سوئیچ هوا باید وجود فشار کافی را تأیید کند و در صورتی که این سیگنال در زمان تعیین‌شده دریافت شود، مرحله پیش‌تهویه محفظه احتراق آغاز خواهد شد.

در این مدل زمان پیش‌تهویه حداقل 30 ثانیه است و طی این مدت، هوای تازه از داخل محفظه احتراق عبور می‌کند تا احتمال باقی‌ماندن گاز یا محصولات احتراق از سیکل قبلی به حداقل برسد. پس از پایان پیش‌تهویه، ترانس جرقه فعال شده و شیر گاز اجازه بازشدن پیدا می‌کند؛ از همین لحظه رله مدت مشخصی برای تشکیل شعله در نظر می‌گیرد و اگر سیگنال معتبر شعله در مدت زمان ایمنی دریافت نشود، مسیر سوخت قطع شده و دستگاه وارد وضعیت Lockout می‌شود.

در صورت تشکیل صحیح شعله، فرآیند جرقه‌زنی پس از مدت کوتاهی خاتمه پیدا می‌کند و رله تا زمانی که فرمان حرارتی برقرار باشد و سیگنال شعله در محدوده ایمن باقی بماند، مشعل را در حالت کار نگه می‌دارد.

زمان‌های کاری LME11.330C2

برنامه زمانی LME11.330C2 برای مشعل‌های گازی تک‌مرحله‌ای تنظیم شده و یکی از مهم‌ترین پارامترها هنگام انتخاب یا جایگزینی این رله به شمار می‌رود. زمان انتظار اولیه tw حدود 2.5 ثانیه است و پس از تأیید شرایط لازم، پیش‌تهویه با زمان t1 حداقل 30 ثانیه انجام می‌شود.

زمان پیش‌جرقه یا t3 حدود 2 ثانیه است و پس از بازشدن شیر گاز، زمان ایمنی تشکیل شعله یا TSA حداکثر 3 ثانیه خواهد بود. همچنین زمان پس‌جرقه یا t3n حدود 2.5 ثانیه در نظر گرفته شده است تا پس از تشکیل اولیه شعله، جرقه برای مدت کوتاهی ادامه پیدا کند و شرایط روشن‌شدن پایدارتر شود.

در این مدل به دلیل تک‌مرحله‌ای‌بودن مشعل، زمان مربوط به آزادسازی شیر دوم سوخت یا کنترل اکچویتور وجود ندارد و همین موضوع یکی از تفاوت‌های اصلی LME11 با خانواده‌های LME21 و LME22 است.

کنترل مشعل گازی تک‌مرحله‌ای

LME11.330C2 برای مشعل‌هایی طراحی شده است که تنها یک خروجی اصلی برای شیر سوخت دارند و بعد از روشن‌شدن، مشعل در همان ظرفیت تعریف‌شده ادامه کار می‌دهد. این ساختار در بسیاری از مشعل‌های کوچک و متوسط، دیگ‌های گرمایشی، هیترها و تجهیزات حرارتی که نیازی به عملکرد دو مرحله‌ای ندارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در چنین سیستم‌هایی، تمرکز اصلی رله روی ایجاد توالی صحیح راه‌اندازی، اطمینان از وجود فشار هوای مناسب، تشکیل به‌موقع شعله و قطع فوری سوخت در صورت بروز خطا است. به همین دلیل انتخاب LME11 برای مشعلی که به خروجی مرحله دوم سوخت یا فرمان اکچویتور نیاز دارد مناسب نیست و در چنین مواردی باید از مدل‌های LME21 یا LME22 استفاده شود.

کنترل شعله با یونیزاسیون یا سنسور UV

LME11.330C2 امکان کنترل شعله از طریق الکترود یونیزاسیون را دارد و این روش در بسیاری از مشعل‌های گازی تک‌مرحله‌ای، ساده‌ترین و متداول‌ترین روش تشخیص شعله است. در این حالت جریان بسیار کوچکی که در حضور شعله از طریق الکترود ایجاد می‌شود توسط رله اندازه‌گیری شده و تا زمانی که مقدار این سیگنال در محدوده قابل قبول قرار داشته باشد، شیر گاز اجازه ادامه کار خواهد داشت.

در کاربردهایی که نیاز به تشخیص شعله با اشعه فرابنفش وجود دارد، می‌توان از سنسورهای UV خانواده Siemens QRA استفاده کرد، اما در این حالت اتصال مستقیم سنسور به رله مجاز نیست و باید از واحد واسط AGQ3.xA27 استفاده شود. این واحد سیگنال سنسور UV را به شکلی قابل استفاده برای کنترلر تبدیل می‌کند.

اگر شعله در زمان کار از بین برود یا سیگنال تشخیص شعله از محدوده مجاز خارج شود، رله سریعاً فرمان قطع سوخت را صادر می‌کند و بر اساس منطق ایمنی داخلی از ادامه کار مشعل در شرایط ناایمن جلوگیری خواهد کرد.

کنترل پرشر سوئیچ هوا

یکی از وظایف مهم LME11.330C2 کنترل عملکرد پرشر سوئیچ هوا است تا اطمینان حاصل شود فن مشعل قبل از ورود سوخت، جریان هوای کافی ایجاد کرده است. رله وضعیت کنتاکت پرشر سوئیچ را هم در ابتدای سیکل و هم پس از راه‌اندازی فن بررسی می‌کند تا خرابی، اتصال دائمی یا عدم ایجاد فشار کافی باعث ادامه فرآیند روشن‌شدن نشود.

حداقل زمان در نظر گرفته‌شده برای دریافت سیگنال فشار هوا یا t10 حدود 5 ثانیه است و اگر در این بازه وضعیت پرشر سوئیچ به حالت مورد انتظار تغییر نکند، رله اجازه ورود گاز را نمی‌دهد و فرآیند راه‌اندازی متوقف می‌شود. این کنترل باعث می‌شود ورود سوخت تنها زمانی انجام شود که سیستم تأمین هوای احتراق در شرایط مناسب قرار داشته باشد.

پایه رله AGK11

Siemens LME11.330C2 به‌صورت پلاگین طراحی شده و برای نصب و سیم‌بندی به پایه AGK11 نیاز دارد. این پایه ترمینال‌های مربوط به برق ورودی، موتور فن، ترانس جرقه، شیر گاز، پرشر سوئیچ هوا، مدار کنترل شعله و سایر ورودی‌ها و خروجی‌های موردنیاز مشعل را در اختیار قرار می‌دهد.

ساختار پلاگین باعث می‌شود در زمان تعمیر یا تعویض کنترلر، بتوان رله را بدون بازکردن سیم‌های اصلی از مدار جدا کرد و مدل جدید را روی همان پایه نصب نمود؛ البته قبل از هرگونه جایگزینی باید سیم‌بندی، برنامه زمانی و تجهیزات جانبی موجود روی مشعل با مدل جدید تطبیق داده شوند.

پایه AGK11 معمولاً به‌صورت جداگانه عرضه می‌شود و در چند خانواده از کنترلرهای کوچک مشعل زیمنس از جمله LME، LGB و LMO مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نمایش وضعیت و عیب‌یابی

LME11.330C2 به سیستم نمایش وضعیت با LED چندرنگ مجهز است که مراحل مختلف عملکرد مانند آماده‌به‌کار، راه‌اندازی، تشکیل شعله و Lockout را نمایش می‌دهد. در صورت بروز خطا، الگوی چشمک‌زدن LED اطلاعاتی درباره علت احتمالی توقف سیستم ارائه می‌کند و به تکنسین اجازه می‌دهد سریع‌تر مشخص کند ایراد مربوط به تشکیل شعله، پرشر سوئیچ هوا، وجود شعله کاذب یا بخش دیگری از مدار است.

علاوه بر دکمه Reset موجود روی خود رله، امکان Reset الکتریکی از راه دور نیز وجود دارد که برای تابلوهای کنترلی یا تجهیزاتی که دسترسی مستقیم به رله محدود است کاربرد دارد. با این حال هر Lockout باید به‌عنوان یک وضعیت ایمنی تلقی شود و پیش از ریست مکرر، علت اصلی ایجاد خطا بررسی شود.

مشخصات الکتریکی و شرایط کاری

ولتاژ نامی LME11.330C2 برابر 230VAC است و رله در محدوده ولتاژی 15 درصد کمتر تا 10 درصد بیشتر از مقدار نامی، با فرکانس 50 تا 60 هرتز با تلرانس ±6 درصد کار می‌کند. توان مصرفی خود کنترلر حدود 12VA است و جریان ورودی ترمینال اصلی آن حداکثر 5 آمپر در نظر گرفته شده است.

برای حفاظت مدار باید از فیوز خارجی مناسب استفاده شود و مقدار فیوز اولیه نباید از 6.3 آمپر Slow بیشتر باشد. نحوه نصب کنترلر باید به شکلی باشد که درجه حفاظت موردنیاز مجموعه حفظ شود و از واردشدن رطوبت، گردوغبار شدید یا تماس مستقیم آب با رله جلوگیری گردد.

درجه حفاظت LME11.330C2 در صورت نصب صحیح روی پایه IP40 است و محدوده دمای محیط مجاز برای عملکرد آن از 20- تا 60+ درجه سانتی‌گراد در نظر گرفته شده است. وزن خود رله نیز حدود 160 گرم است که در مقایسه با کنترلرهای مکانیکی قدیمی‌تر، ساختار بسیار جمع‌وجورتری ایجاد می‌کند.

عملکرد ایمن و کارکرد متناوب

خانواده LME برای کارکرد متناوب مشعل طراحی شده است و در صورت ادامه کار بدون توقف، پس از حداکثر حدود 24 ساعت یک خاموشی کنترل‌شده و راه‌اندازی مجدد انجام می‌شود تا شرایط ایمنی سیستم از ابتدا مورد بررسی قرار گیرد. این ویژگی در کنار کنترل افت ولتاژ، بررسی پرشر سوئیچ هوا، نظارت بر شعله و محدودیت تلاش‌های راه‌اندازی، باعث می‌شود توالی احتراق با سطح مناسبی از نظارت انجام شود.

پردازش دیجیتال برنامه زمانی نیز باعث می‌شود مدت مراحل مختلف راه‌اندازی تحت تأثیر تغییرات معمول دما یا ولتاژ قرار نگیرد و رله بتواند توالی مشخص‌شده برای هر واریانت را با دقت تکرار کند.

ویژگی های رله مشعل زیمنس LME11.330C2

• مناسب مشعل‌های گازی تک‌مرحله‌ای فن‌دار
• مناسب عملکرد متناوب مشعل
• بدون خروجی مرحله دوم سوخت
• بدون کنترل مستقیم اکچویتور
• زمان انتظار اولیه حدود 2.5 ثانیه
• زمان پیش‌تهویه حداقل 30 ثانیه
• زمان ایمنی TSA حداکثر 3 ثانیه
• زمان پیش‌جرقه حدود 2 ثانیه
• زمان پس‌جرقه حدود 2.5 ثانیه
• زمان کنترل پرشر سوئیچ هوا حداقل 5 ثانیه
• کنترل شعله با الکترود یونیزاسیون
• قابلیت استفاده با سنسور UV سری QRA
• نیازمند AGQ3.xA27 برای استفاده از سنسور QRA
• دارای کنترل پرشر سوئیچ هوا
• دارای تشخیص افت ولتاژ
• دارای Lockout ایمنی
• دارای Reset محلی
• دارای Reset الکتریکی از راه دور
• دارای نمایشگر LED چندرنگ
• دارای نمایش کد خطا
• قابل نصب روی پایه AGK11
• توان مصرفی حدود 12VA
• جریان ورودی اصلی حداکثر 5 آمپر
• فیوز خارجی حداکثر 6.3 آمپر Slow