Топочные автоматы Siemens серии LFL1.x представляют собой линейку электромеханических устройств первичного контроля пламени, разработанных для управления последовательностью работы горелки, автоматического розжига и непрерывного контроля пламени в системах с одной горелкой. Модель LFL1.333 является специфическим представителем этой серии, предназначенным для газовых, жидкотопливных и двухтопливных дутьевых горелок средней и большой мощности. Эти автоматы универсально применимы для многоступенчатых или модулирующих горелок, работающих в прерывистом режиме.
Основное назначение LFL1.333 заключается в обеспечении безопасной и автоматизированной работы топочных систем, управляя полным циклом работы горелки: от запуска, через стабильную работу, до планового останова. Области применения включают промышленные котлы, стационарные воздухонагреватели (WLE согласно DIN 4794) и другие топочные установки средней и большой мощности, требующие надежного контроля пламени и управления.
Еще одним критически важным аспектом эксплуатации является требование «по меньшей мере одного контролируемого останова каждые 24 часа». Это не произвольное ограничение, а фундаментальное условие безопасности, связанное с конструкцией электромеханических систем управления. В таких системах, в отличие от некоторых современных микропроцессорных контроллеров с непрерывной самодиагностикой, циклы останова/запуска часто используются для выполнения комплексных проверок безопасности, включая самотестирование цепи контроля пламени. Несоблюдение этого требования может привести к снижению уровня безопасности системы.
Топочный автомат LFL1.333 в основном рассчитан на напряжение питания 230 В переменного тока, в то время как вариант LFL1.333-110V предназначен для сетей 110 В переменного тока. Оба варианта работают на частоте 50/60 Гц ±6%.
Основные временные параметры (LFL1.333):
Потребляемая мощность составляет приблизительно 3.5 ВА. Внутренний предохранитель рассчитан на 6.3 А (инерционный), а внешний предохранитель – максимум 10 А (инерционный). Степень защиты корпуса – IP40. Диапазон рабочих температур: от -20°C до +60°C. Американская версия LFL имеет диапазон от -5°F до +140°F (от -20.5°C до +60°C). Корпус выполнен из ударопрочного, термостойкого черного пластика и имеет втычное исполнение.
Степень защиты IP40 означает, что LFL1.333 защищен от твердых предметов размером более 1 мм (например, инструменты, провода), но не имеет защиты от попадания жидкостей. Это подразумевает, что автомат должен устанавливаться внутри шкафа управления или корпуса, обеспечивающего достаточную защиту от воздействия окружающей среды, особенно в промышленных условиях, где возможно присутствие влаги или пыли.
Примечательна согласованность основных временных параметров (t1=31с, TSA=3с, t9=3с) между версиями на 230 В и 110 В согласно официальным источникам Siemens. Это указывает на стандартизированную логику управления для подсемейства LFL1.333, что упрощает понимание его работы независимо от напряжения питания. Незначительные расхождения в других временных параметрах, встречающиеся у различных дистрибьюторов, могут указывать на специфические коды заказа или версии, адаптированные под конкретные применения, однако ключевые параметры безопасности, такие как TSA, остаются неизменными.
Топочные автоматы серии LFL1 для газовых горелок испытаны в соответствии со стандартом EN 298 (Европейский стандарт на автоматические системы управления газовыми горелками). Они имеют маркировку CE, подтверждающую соответствие директивам для газогорелочных устройств и электромагнитной совместимости (EMC). Американские версии также имеют сертификаты UL (UL372), CSA (CAN/CSA-C22.2 No 199-M89) и FM (FM7610).
Таблица 1: Ключевые технические характеристики LFL1.333 и LFL1.333-110V
Параметр |
LFL1.333 |
LFL1.333-110V |
Напряжение питания |
230 В перем. тока (-15% до +10%) |
110 В перем. тока (-15% до +10%) |
Частота сети |
50/60 Гц ±6% |
50/60 Гц ±6% |
Время предв. продувки (t1) |
31 с |
31 с (отмечено альтернативное 25 с) |
Пред. время розжига (TSA) |
3 с |
3 с |
2-е пред. время (t9) |
3 с |
3 с |
Время предрозжига |
(Обычно часть t1 или спец. модель) |
6 с |
Время постпродувки |
(Зависит от спец. модели) |
18 с |
Потребляемая мощность |
Прибл. 3.5 ВА |
Прибл. 3.5 ВА |
Внутренний предохранитель |
6.3 А (инерционный) |
6.3 А (инерционный) |
Внешний предохр. (макс.) |
10 А (инерционный) |
10 А (инерционный) |
Степень защиты |
IP40 |
IP40 |
Рабочая температура |
от -20°C до +60°C |
от -20°C до +60°C |
Материал корпуса |
Ударопрочный, термостойкий пластик |
Ударопрочный, термостойкий пластик |
Конструкция |
Втычная |
Втычная |
Соответствие стандартам |
EN 298, CE |
EN 298, CE (США: UL, CSA, FM) |
Эта таблица предоставляет быстрое сравнительное представление основных рабочих параметров и физических характеристик двух основных вариантов LFL1.333. Она объединяет данные из нескольких источников, облегчая техническому специалисту понимание ключевых различий и общих черт, что было важно для выбора (исторически) или понимания существующего устройства. Для снятого с производства продукта такая сводка неоценима для обслуживающего персонала.
Топочный автомат LFL1.333 обеспечивает полную последовательность работы горелки: предварительную продувку, розжиг, установление пламени, контролируемую работу и плановый останов. Предварительная продувка с открытой воздушной заслонкой гарантирует очистку камеры сгорания от остаточных горючих газов. Автомат поддерживает прямой розжиг основной горелки или прерывистый/прерываемый розжиг пилотной горелки. Последовательность работы является фиксированной и не может быть изменена вручную.
Контроль пламени является критически важной функцией безопасности и осуществляется с использованием либо ультрафиолетовых (УФ) датчиков пламени серии QRA..., либо ионизационного зонда (электрода ионизации). LFL1 имеет встроенный усилитель сигнала пламени. Осуществляется непрерывный контроль пламени во время работы, включая обнаружение постороннего света. Если обнаружен посторонний свет (например, от непогасшего пламени или негерметичных топливных клапанов), это приведет к блокировке. Цепь контроля пламени автоматически тестируется во время каждой последовательности запуска горелки.
LFL1 оснащен функцией контроля воздушной заслонки, чтобы гарантировать, что предварительная продувка происходит с правильным количеством воздуха и что заслонка находится в соответствующем положении для розжига. Проверяются определенные положения заслонки: ЗАКРЫТО или МИН (положение малого огня) в начале, ОТКРЫТО в начале предварительной продувки и МИН по завершении предварительной продувки. Если привод не устанавливает воздушную заслонку в требуемое положение, последовательность запуска прерывается. Также выполняется функциональная проверка реле давления воздуха перед запуском и контроль давления воздуха во время работы.
Электромеханическая конструкция LFL1 часто обеспечивает повышенную надежность в суровых промышленных условиях по сравнению с микропроцессорными контроллерами ранних поколений. Однако его диагностические возможности, основанные на символьном диске, менее детализированы, чем у современных цифровых контроллеров, предоставляющих конкретные коды ошибок. Это означает, что поиск неисправностей может в большей степени зависеть от наблюдения за последовательностью работы и понимания символов, а не от поиска кода в справочнике. Таким образом, несмотря на надежность, LFL1 требует иного подхода к диагностике.
Контроль воздушной заслонки является не просто функцией повышения эффективности, а фундаментальным элементом безопасности. Обеспечение правильного воздушного потока во время предварительной продувки (для удаления несгоревшего топлива) и правильного положения заслонки для розжига (для обеспечения стабильного образования пламени) критически важно для предотвращения взрывоопасных ситуаций. Прерывание запуска при недостижении требуемых положений подчеркивает эту взаимосвязь. Это указывает на тесную связь между работой механического привода и логикой безопасности автомата горения.
Автоматическая проверка цепи контроля пламени при каждом запуске и обязательный 24-часовой останов подчеркивают основной принцип безопасности. Это предотвращает работу контроллера с нарушенной системой обнаружения пламени (например, короткозамкнутая УФ-лампа, имитирующая пламя). Это существенное преимущество в плане безопасности по сравнению с более простыми системами, которые могут не выполнять такие проверки, и соответствует более высоким стандартам безопасности, таким как EN 298.
Ключевые защитные блокировки включают:
Индикаторный диск, видимый через переднее окно, предоставляет символическую информацию о последовательности программы, типе неисправности и моменте в последовательности, когда произошла неисправность. Также видна световая индикация блокировки. Кнопка сброса интегрирована в переднее окно.
Одной из главных особенностей LFL1.333 является его интегрированная конструкция, объединяющая усилитель сигнала пламени, таймер продувки и секвенсор в одном компактном блоке управления. Это упрощало проектирование панелей управления и электромонтаж по сравнению с системами, использующими отдельные компоненты.
Универсальность применения была еще одним значительным преимуществом. Автомат подходил для газовых, жидкотопливных или двухтопливных дутьевых горелок средней и большой мощности. Он мог управлять многоступенчатыми или модулирующими горелками и был разработан для прямого розжига основной горелки, а также для прерывистого или прерываемого розжига пилотной горелки. Один из источников описывает его как «первоклассный автомат управления газовой горелкой, обеспечивающий точность и надежность». Такая универсальность в электромеханическом устройстве означала, что его временные параметры были фиксированными. Современные микропроцессорные контроллеры достигают универсальности с большей гибкостью за счет программной параметризации, в то время как LFL1.333, будучи универсальным, не был столь адаптивным, как современные программируемые контроллеры, где временные параметры можно точно настроить под конкретные приложения без аппаратных изменений.
Комплексная безопасность пламени обеспечивалась непрерывным контролем пламени, включая обнаружение постороннего света, функциональной проверкой УФ-датчика, а также контролем реле давления воздуха, блокировками по положению воздушной заслонки для продувки и розжига.
Пользовательский интерфейс и опции сброса включали визуальную индикацию последовательности работы с помощью символьного диска, клемму для дистанционной сигнализации аварии, а также локальный сброс с помощью встроенной кнопки/окна и возможность дистанционного сброса и дистанционного аварийного останова. Хотя символьный диск является базовым по сегодняшним меркам, для электромеханического управления своего времени предоставление любой формы визуальной диагностики типа неисправности и точки последовательности было значительным шагом вперед по сравнению с контроллерами типа «черный ящик». Это давало техническим специалистам первоначальные ориентиры для поиска неисправностей, облегчая более быструю диагностику на месте по сравнению с системами, требующими обширной ручной проверки логики управления.
LFL1 также предоставлял опциональное управление вентилятором воздуха для горения и постпродувкой. Постпродувка способствовала удалению продуктов сгорания и могла продлить срок службы системы, при этом воздушная заслонка перемещалась в положение МИН, а затем полностью закрывалась.
LFL1 имеет втычную конструкцию и подключается к отдельному цоколю (например, AGM410490550, AGM14.1; американское руководство LFL описывает цоколь с 24 клеммами, 3 заземляющими и 3 нейтральными). Клеммы предназначены для подключения сетевого питания, цепи блокировок, вентилятора воздуха для горения, реле давления воздуха, приводов заслонки, трансформатора розжига, топливных клапанов, датчика пламени и дистанционной сигнализации/сброса. Специфические подключения топливных клапанов различаются для прямого искрового розжига и розжига с прерываемой пилотной горелкой.
Важные соображения по электромонтажу:
Все работы (монтаж, установка, обслуживание) должны выполняться квалифицированным персоналом. Перед выполнением электромонтажных работ необходимо полностью отключить установку от сети (всеполюсное отключение). Необходимо обеспечить защиту от поражения электрическим током для клемм подключения. Высоковольтные кабели розжига должны прокладываться отдельно от других кабелей, особенно от кабелей датчика пламени, с соблюдением максимально возможного расстояния. Не допускается путать фазный и нейтральный проводники; их нельзя менять местами. Заземление: заземляющий контакт внутри клеммного цоколя должен быть соединен с массой горелки. Клемма 22 должна быть заземлена при использовании датчиков QRA. Проводка сигнала пламени (ионизационного или УФ) должна прокладываться отдельно, с использованием кабеля низкой емкости для ионизационных зондов.
Неоднократные предупреждения о том, что все работы должны выполняться «квалифицированным персоналом», не являются формальностью. Работа с топочным оборудованием, высокими напряжениями (розжиг) и критически важными для безопасности системами управления требует специальных знаний для предотвращения несчастных случаев, повреждения оборудования или небезопасной эксплуатации. Неправильная конфигурация может привести к опасным ситуациям.
Несмотря на свою электромеханическую природу, правильная установка LFL1 требует тщательного внимания к деталям, таким как разделение кабелей, надлежащее заземление и специфические клеммные соединения в зависимости от типа горелки. Это указывает на то, что даже более старые технологии требуют строгого соблюдения правил монтажа. Втычная конструкция цоколя упрощает замену, но первоначальный монтаж цоколя должен быть безупречным.
Меры безопасности при установке и вводе в эксплуатацию:
Необходимо обеспечить соблюдение соответствующих национальных правил техники безопасности. После любых работ следует проверить правильность электромонтажа и выполнить проверки безопасности. Проверки безопасности при вводе в эксплуатацию включают проверку блокировки при имитации отсутствия пламени (например, запуск горелки с отсоединенным ионизационным кабелем должен приводить к блокировке по истечении TSA). Запрещается вскрывать, вмешиваться в работу или модифицировать устройство. Нажимать кнопку сброса блокировки следует только вручную, без чрезмерного усилия или использования инструментов. Удержание кнопки сброса более 10 секунд может повредить контроллер. Падение или удар могут отрицательно повлиять на функции безопасности; такие устройства нельзя вводить в эксплуатацию.
Эффективность и безопасность работы топочного автомата LFL1.333 во многом зависят от правильного выбора и функционирования сопряженных с ним периферийных устройств.
6.1. Датчики пламени
LFL1.333 поддерживает два основных типа датчиков пламени, что обеспечивало значительную гибкость применения. УФ-датчики хорошо подходят для определенных типов газового пламени и некоторых видов жидкого топлива, но могут быть «ослеплены» свечением раскаленной футеровки или подвержены влиянию некоторых побочных продуктов сгорания. Ионизационные электроды отлично зарекомендовали себя для газовых горелок, но обычно не используются для жидкого топлива. Возможность использования обоих типов позволяла производителям оборудования подбирать метод детекции пламени в соответствии с конкретным топливом и конструкцией горелки.
Таблица 2: Совместимые датчики пламени для серии LFL1
Тип датчика |
Серия/Модели |
Мин. сигнал |
Тип. сигнал |
Макс. кабель (неэкран./экран.) |
Примечания |
УФ-датчик |
QRA... (явно упомянуты QRA2, QRA4.U, QRA10) |
70 мкА |
100-450 мкА |
~90м / ~180м |
Экран заземлен на кл. 22. Функциональная проверка LFL1. |
Ионизационный зонд |
Общий электрод ионизации |
6 мкА |
20-100 мкА |
~75м / ~150м |
Использовать отдельный кабель низкой емкости. Экран заземлен на кл. 22. |
Фотоэлемент RAR |
RAR9... (в основном для LOK16/LGK16 как замена LFL1) |
(см. спец. RAR) |
(см. спец. RAR) |
(см. спец. RAR) |
Совместимость с LFL1.333 требует проверки по тех. данным. |
Эта таблица централизует информацию о совместимых датчиках пламени, их типах, ключевых рабочих параметрах, таких как сила сигнала, и монтажных примечаниях, например, длине кабеля. Это жизненно важно для обслуживания (поиска подходящих запасных частей) и для понимания возможностей и ограничений системы контроля пламени, управляемой LFL1.
6.2. Приводы (актуаторы)
LFL1.333 совместим с приводами Siemens серии SQN... для управления воздушной заслонкой (например, SQN70..., SQN71..., SQN72..., SQN74..., SQN75..., SQN9...). SQN72.6C4A21 указан в списке принадлежностей для промышленных горелок, что косвенно подтверждает совместимость с серией SQN.
Таблица 3: Совместимые приводы для серии LFL1
Серия привода |
Упомянутые конкретные модели (если есть) |
Применение |
SQN... |
SQN70..., SQN71..., SQN72... (SQN72.6C4A21), SQN74..., SQN75..., SQN9... |
Управление возд. заслонкой |
Эта таблица четко перечисляет серии приводов Siemens, известные своей совместимостью с автоматами LFL1. Это важно для всех, кто обслуживает или модернизирует системы, поскольку правильное функционирование воздушной заслонки, управляемой приводом, является неотъемлемой частью безопасности и рабочей последовательности LFL1.
6.3. Втычные цоколи
В качестве присоединительных принадлежностей указаны AGM410490550, AGM14.1.
LFL1 не является автономным устройством, а частью системы. Его производительность и безопасность в значительной степени зависят от правильного выбора, установки и функционирования периферийных устройств (датчиков, приводов, клапанов). Проблемы с этими периферийными устройствами могут проявляться как неисправности LFL1, что делает критически важным поиск неисправностей на системном уровне. Например, неисправный датчик пламени вызовет блокировку по отсутствию пламени, а заклинивший привод прервет последовательность запуска.
Топочный автомат LFL1.333, благодаря своей универсальности и надежности, находил применение в различных промышленных и коммерческих установках.
7.1. Промышленные котлы
LFL1.333 явно упоминается для использования в «частях промышленных котлов», управляя газовыми, жидкотопливными или двухтопливными горелками средней и большой мощности. Его надежная последовательность операций и функции безопасности хорошо подходили для требований промышленного производства пара и горячей воды.
7.2. Стационарные воздухонагреватели (WLE - Wärmeerzeuger für Luftheizungsanlagen)
Серия LFL1 подходит для горелок стационарных воздухонагревателей (WLE согласно DIN 4794). Эти установки часто требуют надежной прерывистой работы, которую обеспечивает LFL1. Упоминание «WLE по DIN 4794» указывает на то, что LFL1 был разработан и признан соответствующим стандартизированному типу отопительного оборудования в регионах, следующих стандартам DIN (в основном Германия и некоторые части Европы). Это подчеркивает его целенаправленную разработку для конкретных регулируемых применений и являлось преимуществом для производителей оборудования WLE.
7.3. Другие топочные системы средней и большой мощности
Автомат универсально применим для различных дутьевых горелок, требующих точной последовательности операций и безопасности пламени. Примеры могут включать промышленные печи, технологические нагреватели и крупные коммерческие отопительные системы, при условии их прерывистой работы. Постоянное упоминание «средней и большой мощности» позиционирует LFL1.333 выше маломощных бытовых или легких коммерческих контроллеров, но, вероятно, ниже очень крупных систем управления горелками коммунального масштаба, которые могут требовать более сложной логики или уровней полноты безопасности (SIL). Это определяло его рыночную нишу.
Несмотря на свою надежность, в процессе эксплуатации LFL1.333 могут возникать неисправности, приводящие к блокировке горелки. Понимание причин и методов диагностики имеет решающее значение.
8.1. Распространенные неисправности и причины блокировки
8.2. Интерпретация индикаторного диска неисправностей
LFL1 оснащен диском последовательности с символами, видимыми через переднее окно, который указывает фазу программы и, в случае блокировки, тип неисправности и момент в последовательности, когда она произошла. Упоминается «Визуальная индикация последовательности» и «Индикаторный диск предоставляет символическую информацию о последовательности программы, типе неисправности и моменте в последовательности, когда произошла неисправность». Кнопка сброса LFL встроена в переднее окно. Источник (из технического описания LFL1.148, но принципы схожи для серии LFL1) дает наиболее подробную интерпретацию положений диска, связанных с неисправностями, например:
Учитывая символьную диагностику LFL1, поиск неисправностей часто становится систематическим процессом исключения, основанным на том, на каком этапе последовательности произошла неисправность. Например, блокировка в конце TSA прямо указывает на проблему с розжигом или датчиком пламени, тогда как отказ запуска указывает на цепь входных блокировок.
Таблица 4: Индикаторы неисправностей серии LFL1 и их значения (на основе общих принципов работы LFL1)
Положение инд. диска / Симптом |
Вероятная причина |
Программа не запускается (Остановка до/на 'A') |
Прервана цепь управления запуском (разомкнут концевой выключатель, проблема с вспом. выключателем привода 'SA', нет питания) |
Прерывание запуска (Остановка до завершения предв. продувки) |
Вспом. выключатель привода возд. заслонки 'SA' разомкнул цепь упр. запуском (напр., заслонка не достигла ОТКРЫТО или МИН) |
Блокировка в конце TSA (напр., на 'C') |
Сигнал пламени не обнаружен к концу Пред. Времени Розжига. |
Блокировка в конце 2-го Пред. Времени / t9 (напр., на 'D') |
Сигнал основного пламени не обнаружен к концу 2-го Пред. Времени (для систем с прерываемой пилотной горелкой). |
Блокировка после завершения программы (в конце) |
Обнаружен посторонний свет (пламя присутствует, когда его не должно быть, негерметичные клапаны) или ложный сигнал пламени. |
Блокировка из-за неисправности в цепи контроля пламени |
Внутренняя неисправность в цепи обнаружения/усиления пламени. |
Блокировка из-за потери сигнала пламени во время работы |
Установленное пламя было потеряно во время работы горелки. |
Блокировка из-за проблемы с давлением воздуха |
Реле давления воздуха не сработало в начале проверки или давление воздуха потеряно во время работы. |
Оранжевый индикатор на контроллере (индикатор блокировки) |
Общая индикация блокировки; конкретная причина определяется положением диска последовательности. |
Эта таблица переводит символьные индикаторы неисправностей диска LFL1 в полезную диагностическую информацию. Для технических специалистов, работающих с этими снятыми с производства устройствами, такое руководство неоценимо для быстрого сужения круга потенциальных причин блокировки, экономя время и усилия при поиске неисправностей.
8.3. Основные шаги диагностики
Топочный автомат Siemens LFL1.333 оставил заметный след в истории систем управления горелками как надежное и универсальное электромеханическое устройство. Он предназначался для управления газовыми, жидкотопливными и двухтопливными дутьевыми горелками средней и большой мощности в прерывистом режиме работы. Его историческая важность и широкое применение в промышленных и коммерческих топочных установках обусловлены признанной надежностью. Несмотря на то, что LFL1.333 является электромеханическим и снят с производства, основные принципы безопасности, заложенные в его конструкцию (например, предварительная продувка, контроль воздушной заслонки, контролируемый розжиг, непрерывный контроль пламени), остаются фундаментальными и в современных системах управления горелками. Его конструкция отражает эпоху надежной, функционально-ориентированной инженерии.
Однако официальное прекращение производства LFL1.333 диктует необходимость для существующих пользователей заблаговременно планировать его замену или модернизацию системы. Поддержка и доступность запасных частей для этой модели будут неизбежно сокращаться, что делает проактивное управление жизненным циклом оборудования критически важным для обеспечения бесперебойной работы объектов. Рекомендуется рассмотреть возможность миграции на современные контроллеры Siemens, такие как серия LGK16 (предлагающая высокую степень совместимости по электрическим схемам и последовательности работы) или более новые микропроцессорные серии LME, тщательно оценив специфические потребности применения и совместимость с существующей системой. Подготовка данной технической статьи сама по себе подчеркивает важность всесторонней технической документации, особенно для снятого с производства, но все еще эксплуатируемого оборудования. Такая документация дает пользователям возможность обслуживать, устранять неисправности и планировать вывод из эксплуатации критически важных компонентов инфраструктуры.
Компания Промэлектроника является официальным дилером Siemens. Для запросов и приобретения продукции (включая возможные актуальные альтернативы и запасные части для систем на базе LFL1.333) обращайтесь по адресу: sales@prom-elec.com