Goal of this work is design and create extension data acquisition unit for existing system of heating boiler. Work is divided to theoretical and practical part. In theoretical part is mentioned methods of measuring temperature. Methods of measuring flue gas and placement of boilers into different classes according to standard ČSN EN 303-5:2013. The practical part deals with the design of schematic circuit for measuring the required parameters (lambda probe, thermocouple, measuring the light intensity using the photo-resist). Mechanical cover, testing created board under real conditions and the involvement of extension board into existing system of boiler. When commissioning the first version of the board appeared errors that were removed in the second version. In attempts to improve the operations of two boilers were found errors leading to the impossibility of any improvements.

O controle da mistura ar/combustível é muito importante para o correto funcionamento dos motores à combustão interna ciclo Otto. A relação entre o ar e o combustível influencia diretamente no funcionamento do motor, na emissão de poluentes e no consumo de combustível. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um controle da mistura ar/combustível a partir do estudo de modelos de malha fechada deste sistema. Esse controle tem por objetivo manter a mistura o mais próxima possível do ponto estequiométrico, a fim de otimizar a taxa de conversão de gases poluentes pelo catalisador, e utiliza um sensor de oxigênio, conhecido como sonda lambda, para realizar a realimentação do sistema, indicando se a mistura está no ponto estequiométrico. Este trabalho também apresenta o desenvolvimento de um compensador em malha fechada para controlar a mistura a/c (ar/combustível) em outros pontos, além do estequiométrico, através do uso de uma sonda lambda de banda larga. / The control of the air/fuel mixture is very important for the correct operation of Otto cycle internal combustion engines. The relationship between the air and the fuel directly influences the engine operation, pollutant emissions and fuel consumption. This work presents the development of an air/fuel ratio controller, based on the study of closed loop systems. This control aims to keep the A/F mixture as close as possible of the stoichiometric point, in order to optimize the conversion rate of pollutant gases by the catalytic converter, and uses an oxygen sensor, known as lambda probe to perform the feedback to the system, indicating whether the mixture is at the stoichiometric point or not. This work also presents the development of a closed loop controller for the air fuel ratio at values other than the stoichiometric one, by using a wide band lambda sensor.

nÃo hà / Este trabalho apresenta a modelagem e o desenvolvimento de um sistema de combustÃo de biomassa de baixo custo para ser utilizado em caldeiras geradoras de vapor ou em outros processos de aquecimento que utilizam biomassa na forma de cavacos de madeira ou pellets como combustÃvel. A qualidade do processo de combustÃo à avaliada pelo teor de oxigÃnio nos gases de escape. A partir dessa informaÃÃo e da necessidade de geraÃÃo de calor do sistema, desenvolveu-se uma estratÃgia de controle para a admissÃo de combustÃvel e de ar no processo. Uma vez que os analisadores de oxigÃnio industriais disponÃveis no mercado possuem custo elevado, projetou-se e desenvolveu-se um analisador de oxigÃnio de baixo custo baseado em sondas lambda de uso veicular. Foi dada atenÃÃo especial ao controle de temperatura desta sonda. O trabalho envolveu a identificaÃÃo de um modelo matemÃtico para a mesma, assim como simulaÃÃes para validaÃÃo e projeto de um controlador digital que garanta um controle efetivo. O instrumento foi testado em um queimador de gÃs liquefeito de petrÃleo e sua resposta foi comparada e ajustada à resposta de um analisador industrial com certificado de calibraÃÃo rastreado pelo Inmetro, obtendo-se resultados bem consistentes. Em um segundo momento desenvolveu-se uma modelagem matemÃtica simplificada de uma caldeira geradora de vapor e de um sistema de controle digital de admissÃo de combustÃvel e ar. O modelo foi simulado com os parÃmetros de uma caldeira real e os resultados indicaram um desempenho bastante satisfatÃrio. / This dissertation presents a mathematical modelling and development of a low cost biomass combustion system for use in industrial boilers or other process that uses biomass as combustible for heating. The system uses the oxygen gas rate on the exhaust gases to verify the quality of the combustion process. With this information and with an information about the needs for energy on the heating process, a control strategy was developed to the biomass and air admission system. Due to the high cost of industrial oxygen analyzers, a new equipment was developed based on a vehicular lambda probe. Especial attention was given to the temperature control, including the modeling, simulation and project of a digital controller. The equipment was tested on a propane burning system and the results were compared with a calibrated and certificated industrial gas analyzer. The response curve was adjusted to improve the precision of the developed instrument. On a second moment, a simplified mathematical model was created for an industrial boiler and for a digital controller for the air and biomass admission. This model was simulated using real boiler parameters and the results achieved indicates a good performance of the system.

O controle da mistura ar/combustível é muito importante para o correto funcionamento dos motores à combustão interna ciclo Otto. A relação entre o ar e o combustível influencia diretamente no funcionamento do motor, na emissão de poluentes e no consumo de combustível. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um controle da mistura ar/combustível a partir do estudo de modelos de malha fechada deste sistema. Esse controle tem por objetivo manter a mistura o mais próxima possível do ponto estequiométrico, a fim de otimizar a taxa de conversão de gases poluentes pelo catalisador, e utiliza um sensor de oxigênio, conhecido como sonda lambda, para realizar a realimentação do sistema, indicando se a mistura está no ponto estequiométrico. Este trabalho também apresenta o desenvolvimento de um compensador em malha fechada para controlar a mistura a/c (ar/combustível) em outros pontos, além do estequiométrico, através do uso de uma sonda lambda de banda larga. / The control of the air/fuel mixture is very important for the correct operation of Otto cycle internal combustion engines. The relationship between the air and the fuel directly influences the engine operation, pollutant emissions and fuel consumption. This work presents the development of an air/fuel ratio controller, based on the study of closed loop systems. This control aims to keep the A/F mixture as close as possible of the stoichiometric point, in order to optimize the conversion rate of pollutant gases by the catalytic converter, and uses an oxygen sensor, known as lambda probe to perform the feedback to the system, indicating whether the mixture is at the stoichiometric point or not. This work also presents the development of a closed loop controller for the air fuel ratio at values other than the stoichiometric one, by using a wide band lambda sensor.