رله مشعل زیمنس LGB22.330A27

نقد و بررسی تخصصی رله مشعل زیمنس SIEMENS مدل LGB22.330A27

رله مشعل گازی زیمنس Siemens LGB22.330A27 یکی از کنترلرهای شناخته‌شده سری LGB برای راه‌اندازی و نظارت ایمن بر مشعل‌های گازی دو مرحله‌ای است که علاوه بر مدیریت فن، جرقه و شیرهای سوخت، امکان کنترل اکچویتور یا دمپر هوای مشعل را نیز فراهم می‌کند. این مدل در بسیاری از مشعل‌های فن‌دار کوچک و متوسط مورد استفاده قرار گرفته و به دلیل برنامه زمانی مشخص، ساختار پلاگین و امکان کنترل شعله با یونیزاسیون یا سنسور UV، همچنان یکی از کدهای شناخته‌شده زیمنس در تجهیزات احتراق محسوب می‌شود.

LGB22.330A27 با ولتاژ 220 تا 240VAC و فرکانس 50 تا 60 هرتز کار می‌کند و برای مشعل‌هایی طراحی شده است که پس از روشن‌شدن در مرحله اول، امکان ورود به مرحله دوم و افزایش ظرفیت را دارند. وجود مدار کنترل اکچویتور باعث می‌شود رله بتواند موقعیت دمپر هوا را در مراحل مختلف راه‌اندازی، پیش‌تهویه و کار مشعل مدیریت کند و به همین دلیل انتخاب آن باید با نوع سرووموتور و زمان حرکت دمپر هماهنگ باشد.

نحوه عملکرد LGB22.330A27

پس از دریافت فرمان روشن‌شدن، رله ابتدا وضعیت اولیه مدارهای ایمنی را کنترل می‌کند و سپس فن مشعل و مدار مربوط به اکچویتور را وارد توالی راه‌اندازی می‌کند. دمپر هوا برای انجام پیش‌تهویه به موقعیت تعیین‌شده حرکت کرده و پرشر سوئیچ هوا نیز باید ایجاد فشار مناسب را تأیید کند؛ در صورتی که این شرایط به‌درستی برقرار شوند، فرآیند پیش‌تهویه محفظه احتراق ادامه پیدا می‌کند.

در این مدل زمان پیش‌تهویه حداقل 30 ثانیه است و پس از پایان آن، دمپر به موقعیت مناسب برای روشن‌شدن مشعل بازمی‌گردد، سیستم جرقه فعال می‌شود و شیر گاز مرحله اول اجازه بازشدن پیدا می‌کند. از لحظه ورود سوخت، رله حداکثر 3 ثانیه برای تشکیل شعله فرصت می‌دهد و اگر در این زمان سیگنال معتبر شعله دریافت نشود، مسیر سوخت قطع شده و کنترلر وارد وضعیت Lockout خواهد شد.

پس از تشکیل صحیح و پایدارشدن شعله، جرقه برای مدت کوتاهی ادامه پیدا می‌کند و سپس در زمان تعیین‌شده، خروجی مربوط به مرحله دوم سوخت آزاد می‌شود تا مشعل بتواند در صورت وجود تقاضای حرارتی وارد ظرفیت بالاتر شود.

زمان‌های کاری LGB22.330A27

برنامه زمانی این مدل یکی از مشخصات مهم در انتخاب یا جایگزینی رله است و باید با طراحی واقعی مشعل مطابقت داشته باشد. زمان انتظار اولیه یا tw حدود 9 ثانیه است، در حالی که زمان پیش‌تهویه یا t1 حداقل 30 ثانیه در نظر گرفته شده و زمان ایمنی تشکیل شعله یا TSA حداکثر 3 ثانیه است.

زمان پیش‌جرقه t3 حدود 3 ثانیه و زمان پس‌جرقه t3n حدود 2.4 ثانیه است. فاصله زمانی میان قطع جرقه و آزادشدن شیر سوخت مرحله دوم یا t4 حدود 8 ثانیه بوده و برای دریافت سیگنال مناسب از پرشر سوئیچ هوا، زمان t10 حداقل 4 ثانیه در برنامه رله در نظر گرفته شده است.

برای اکچویتور نیز حداکثر زمان برنامه‌ریزی‌شده بازشدن یا t11 حدود 12 ثانیه و زمان بسته‌شدن یا t12 حدود 11 ثانیه است. به همین دلیل در زمان انتخاب سرووموتور، زمان حرکت واقعی اکچویتور باید با محدوده زمانی قابل قبول رله هماهنگ باشد.

کنترل مشعل دو مرحله‌ای و دمپر هوا

LGB22.330A27 برای مشعل‌هایی طراحی شده است که علاوه بر دو مرحله سوخت، به کنترل موقعیت دمپر هوا نیز نیاز دارند. در ابتدای راه‌اندازی، اکچویتور دمپر را برای انجام Pre-purge به وضعیت هوای بیشتر منتقل می‌کند و پس از پایان مرحله تهویه، دمپر به موقعیت مناسب برای روشن‌شدن و عملکرد مرحله اول بازمی‌گردد.

بعد از تشکیل شعله و پایان زمان تثبیت، رله امکان ورود به مرحله دوم را فراهم می‌کند و مدار مشعل می‌تواند متناسب با تقاضای حرارتی، ظرفیت بالاتر را فعال کند. این ساختار باعث می‌شود نسبت هوای احتراق و مقدار سوخت در مراحل مختلف راه‌اندازی و عملکرد مشعل با نظم مشخصی کنترل شود.

وجود کنترل اکچویتور یکی از تفاوت‌های اصلی LGB22 با مدل‌هایی از خانواده LGB21 است که برای مشعل‌های دو مرحله‌ای بدون کنترل مستقیم دمپر طراحی شده‌اند.

کنترل شعله با یونیزاسیون یا سنسور UV

LGB22.330A27 می‌تواند برای نظارت بر شعله از الکترود یونیزاسیون استفاده کند که در مشعل‌های گازی یکی از روش‌های رایج و مطمئن تشخیص شعله محسوب می‌شود. در این روش، جریان یونیزاسیون ایجادشده در حضور شعله توسط مدار داخلی کنترلر اندازه‌گیری می‌شود و تا زمانی که سیگنال در محدوده قابل قبول باقی بماند، شیرهای سوخت اجازه ادامه کار خواهند داشت.

در سیستم‌هایی که استفاده از سنسور فرابنفش مناسب‌تر است، این کنترلر با سنسورهای UV سری Siemens QRA نیز قابل استفاده است، اما در این حالت سنسور باید از طریق واحد کمکی AGQ1.xA27 به رله متصل شود. این واحد واسط وظیفه تأمین و پردازش سیگنال موردنیاز سنسور UV را بر عهده دارد و جزو تجهیزات جانبی سیستم کنترل شعله محسوب می‌شود.

در صورت ازبین‌رفتن شعله حین کار یا دریافت سیگنال نامعتبر، رله خروجی‌های سوخت را قطع می‌کند و از ادامه عملکرد مشعل در شرایط ناایمن جلوگیری خواهد کرد.

کنترل پرشر سوئیچ هوا

یکی دیگر از وظایف اصلی LGB22.330A27 بررسی صحیح عملکرد پرشر سوئیچ هوا است. کنترلر وضعیت کنتاکت پرشر سوئیچ را پیش از راه‌اندازی و پس از روشن‌شدن فن بررسی می‌کند تا اطمینان حاصل شود جریان هوای موردنیاز برای پیش‌تهویه و احتراق واقعاً در سیستم ایجاد شده است.

پس از شروع کار فن، پرشر سوئیچ باید در زمان مشخص‌شده تغییر وضعیت دهد و سیگنال فشار هوای مناسب را به کنترلر ارسال کند. در این مدل حداقل زمان تعریف‌شده برای دریافت این سیگنال 4 ثانیه است و اگر وضعیت پرشر سوئیچ مطابق توالی مورد انتظار نباشد، ادامه راه‌اندازی متوقف شده و از بازشدن شیرهای سوخت جلوگیری می‌شود.

این کنترل علاوه بر تشخیص کمبود فشار هوا، به شناسایی برخی خطاهای مدار پرشر سوئیچ مانند باقی‌ماندن کنتاکت در وضعیت غیرعادی نیز کمک می‌کند.

پایه رله AGK11

Siemens LGB22.330A27 دارای طراحی پلاگین است و برای نصب و اتصال به مدار مشعل از پایه Siemens AGK11 استفاده می‌کند. این پایه ترمینال‌های مربوط به برق تغذیه، موتور فن، ترانس جرقه، شیرهای گاز، پرشر سوئیچ هوا، سنسور شعله و اکچویتور را در اختیار قرار می‌دهد و به‌صورت جداگانه از خود کنترلر قابل تهیه است.

استفاده از پایه جداشونده باعث می‌شود تعویض رله بدون بازکردن سیم‌کشی اصلی تابلو یا مشعل انجام شود، با این حال در هرگونه جایگزینی باید آرایش ترمینال‌ها، تجهیزات جانبی و برنامه زمانی مدل جدید بررسی شوند و صرفاً یکسان‌بودن شکل پایه ملاک انتخاب جایگزین قرار نگیرد.

پایه AGK11 در چند خانواده از کنترلرهای مشعل زیمنس مورد استفاده قرار می‌گیرد و همین موضوع امکان استفاده از برخی نسل‌های جدیدتر کنترلر روی زیرساخت مشابه را فراهم کرده است.

جایگزین جدیدتر LGB22.330A27

مدل Siemens LME22.331C2 به‌عنوان جایگزین جدیدتر LGB22.330A27 معرفی شده و از نظر کاربرد اصلی، برای مشعل‌های دو مرحله‌ای دارای کنترل اکچویتور طراحی شده است. هر دو مدل دارای زمان پیش‌تهویه 30 ثانیه، زمان ایمنی 3 ثانیه و برنامه کلی مشابه برای کنترل مشعل هستند، اما ساختار داخلی و برخی زمان‌های برنامه آن‌ها کاملاً یکسان نیست.

برای نمونه، زمان انتظار اولیه LGB22.330A27 حدود 9 ثانیه است، در حالی که در LME22.331C2 این زمان بسیار کوتاه‌تر است. علاوه بر این، در صورت استفاده از سنسور UV، تجهیزات واسط دو نسل متفاوت هستند؛ LGB از AGQ1.xA27 استفاده می‌کند، در حالی که برای LME باید از خانواده AGQ3.xA27 استفاده شود.

بنابراین LME22.331C2 را می‌توان گزینه جدیدتر این مدل در نظر گرفت، اما پیش از جایگزینی باید مدار مشعل، زمان‌بندی، اکچویتور و تجهیزات کنترل شعله بررسی شوند.

مشخصات الکتریکی و شرایط کاری

ولتاژ کاری LGB22.330A27 در محدوده 220 تا 240VAC قرار دارد و رله با فرکانس 50 تا 60 هرتز و تلرانس فرکانسی ±6 درصد کار می‌کند. توان مصرفی خود کنترلر حدود 3VA است و برای حفاظت مدار، استفاده از فیوز خارجی حداکثر 6.3 آمپر از نوع Slow در نظر گرفته شده است.

حداکثر جریان ورودی ترمینال اصلی رله 5 آمپر است و طراحی مدار باید با محدودیت جریان خروجی تجهیزات متصل به کنترلر هماهنگ باشد. همچنین کابل سنسور شعله باید مطابق الزامات سیم‌کشی و تا حد امکان جدا از کابل‌های قدرت و جرقه عبور داده شود تا احتمال ایجاد تداخل الکتریکی کاهش پیدا کند.

درجه حفاظت دستگاه در صورت نصب صحیح روی پایه IP40 است و محدوده دمای مجاز برای عملکرد آن از 20- تا 60+ درجه سانتی‌گراد در نظر گرفته شده است. رطوبت نسبی محیط باید کمتر از 95 درصد باقی بماند و تشکیل میعان، یخ‌زدگی یا تماس مستقیم با آب در محل نصب مجاز نیست.

ساختار و ابعاد

LGB22.330A27 یکی از کنترلرهای جمع‌وجور زیمنس با ساختار پلاگین است که بدنه آن روی پایه AGK11 قرار می‌گیرد. ابعاد تقریبی خود کنترلر حدود 88 × 62.5 × 41.5 میلی‌متر است و پس از نصب روی پایه، ارتفاع کلی مجموعه افزایش پیدا می‌کند.

وزن رله حدود 230 گرم است و به دلیل استفاده از ساختار الکترومکانیکی و مدارهای کنترلی نسل LGB، وزن آن نسبت به بسیاری از کنترلرهای الکترونیکی نسل جدیدتر کمی بیشتر است.

این طراحی امکان نصب کنترلر مستقیماً روی بدنه مشعل یا داخل تابلو را فراهم می‌کند، مشروط بر اینکه شرایط دمایی، حفاظت مکانیکی و الزامات سیم‌کشی رعایت شوند.

عملکرد متناوب و ایمنی مشعل

LGB22.330A27 برای کارکرد متناوب مشعل طراحی شده است و در کاربردهایی که مشعل بدون توقف برای مدت طولانی کار می‌کند، باید الزامات مربوط به توقف دوره‌ای و کنترل مجدد سیستم رعایت شود. توالی داخلی رله به شکلی طراحی شده است که پیش از هر راه‌اندازی، شرایط اصلی مربوط به هوا، شعله و مدارهای ایمنی را بررسی کرده و تنها در صورت صحیح‌بودن این شرایط اجازه ورود سوخت را صادر کند.

در صورت تشخیص شعله در زمانی که نباید شعله‌ای وجود داشته باشد، عدم تأیید فشار هوا، تشکیل‌نشدن شعله در زمان ایمنی یا ازبین‌رفتن شعله در حین کار، رله بر اساس مرحله‌ای که خطا در آن ایجاد شده است فرآیند راه‌اندازی یا عملکرد مشعل را متوقف می‌کند تا ورود کنترل‌نشده سوخت به محفظه احتراق اتفاق نیفتد.

ویژگی های رله مشعل زیمنس LGB22.330A27

• مناسب مشعل‌های گازی دو مرحله‌ای فن‌دار
• مناسب عملکرد متناوب مشعل
• دارای کنترل اکچویتور دمپر هوا
• دارای خروجی شیر سوخت مرحله اول و دوم
• زمان انتظار اولیه حدود 9 ثانیه
• زمان پیش‌تهویه حداقل 30 ثانیه
• زمان ایمنی TSA حداکثر 3 ثانیه
• زمان پیش‌جرقه حدود 3 ثانیه
• زمان پس‌جرقه حدود 2.4 ثانیه
• زمان آزادسازی مرحله دوم حدود 8 ثانیه
• زمان کنترل فشار هوا حداقل 4 ثانیه
• زمان بازشدن اکچویتور حداکثر 12 ثانیه
• زمان بسته‌شدن اکچویتور حداکثر 11 ثانیه
• کنترل شعله با الکترود یونیزاسیون
• قابلیت استفاده با سنسور UV سری QRA
• نیازمند AGQ1.xA27 در صورت استفاده از QRA
• دارای کنترل پرشر سوئیچ هوا
• دارای Lockout ایمنی
• نصب پلاگین روی پایه AGK11
• قابل جایگزینی با LME22.331C2 با بررسی مدار
• توان مصرفی حدود 3VA
• فیوز خارجی حداکثر 6.3 آمپر Slow
• حداکثر جریان ورودی 5 آمپر