燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統的製作方法
2023-04-23 02:02:56 1
專利名稱：燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃氣壁掛爐的控制系統，具體是燃氣壁掛爐的參數自適應模糊控 制系統。
背景技術：
燃氣壁掛爐運行環境是一個大滯後、非線性、時變的複雜控制對象，採用傳統的控 制策略難以取得良好的控制品質。在現有技術中，供暖洗浴兩用燃氣壁掛爐一般均採用理 論計算模型配合工程經驗值實現系統的PID控制，該方法不依賴將被控量的信息反送形成 任何閉環迴路，屬開環系統控制，在標準參數輸入狀態下可保證系統正常的運行。在實際運 用中，由於國內環境參數複雜，系統中存在非線性、時變性參數輸入時，該控制方法不能實 現控制對象的調整和修改，壁掛爐會出現不正常燃燒、頻繁啟動等非正常運行現象，造成壁 掛爐壽命降低、故障率高、熱效率低下、高耗能的缺陷。為了克服這些缺陷，對燃氣壁掛爐參 數自適應模糊控制進行了研製。發明目的為了適應在非線性、時變性參數輸入時，能夠同步對控制對象進行調整和修改，消 除壁掛爐不正常燃燒、頻繁啟動等非正常運行現象，提高壁掛爐使用壽命、大幅度降低故障 率、提高壁掛爐的熱效率，本實用新型提供了一種供暖洗浴兩用燃氣壁掛爐的參數自適應 模糊控制系統。它能適用國內複雜的水、電、氣環境，採用負反饋閉環控制模式，通過模糊控 制器的自適應、自組織、自學習實現燃氣壁掛爐的正常運行，具有適應性強，水溫調節響應 迅速、不滯後，節能效果顯著，大大降低壁掛爐的燃氣消耗量，提高了熱效率。發明內容模糊控制系統由熱保護閉環子系統，溫度調節閉環子系統，風機控制閉環子系統， 火焰控制閉環子系統，供暖水流閉環子系統，洗浴水流閉環子系統這六個子系統組成負反 饋閉環控制系統。包括模糊控制器、風機、風壓開關、點火針\火焰感應針、比例閥、供暖回 水溫度傳感器、供暖出水溫度傳感器、洗浴溫度傳感器、水壓開關、供暖流量傳感器、洗浴流 量傳感器、循環泵和極限溫度傳感器；極限溫度傳感器的信號輸出端連接到模糊控制器的 輸入端，模糊控制器的輸出端連接到比例閥，構成熱保護閉環子系統；供暖回水溫度傳感 器、洗浴溫度傳感器和供暖出水溫度傳感器的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模 糊控制器的輸出端連接到比例閥，構成溫度調節閉環子系統；風壓開關的信號輸出端連接 到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接到風機，構成風機控制閉環子系統；點火 針\火焰感應針的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接到點 火器，構成火焰控制閉環子系統；水壓開關、供暖流量傳感器的信號輸出端連接到模糊控制 器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接到循環泵，構成供暖水流閉環子系統；洗浴流量傳感 器的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接到循環泵，構成洗 浴水流閉環子系統；控制電路採用單片機協調整個系統有序地工作，由它處理的輸入信號和輸出信號如下(1)輸入信號水流狀態輸入，風機狀態輸入，火焰狀態輸入，熱保護狀態 輸入，溫度信號輸入，設置狀態輸入；( 輸出信號水泵控制輸出，風機控制輸出，比例閥 控制輸出，溫度顯示輸出，點火器輸出。
圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是模糊控制器的工作原理示意圖圖3是本實用新型的工作原理示意圖圖中，1、操作鍵盤，2、模糊控制器，3、變壓器，4、電源接入線束，5、風機，6、變壓器 連接線束，7、循環泵，8、極限溫度傳感器，9、開關閥1，10、開關閥2，11、比例閥，12、內水壓 開關，13、供暖流量傳感器，14、供暖回水溫度傳感器，15、供暖出水溫度傳感器，16、洗浴流 量傳感器線束，17、操作鍵盤連接線束，18、洗浴溫度傳感器，19、風壓開關，20、火焰檢測線， 21、地線，22、點火器。
具體實施方式
參見圖1，模糊控制系統由操作鍵盤1，模糊控制器2，變壓器3，傳感器線束和傳感 器組成，模糊控制器2內嵌單片機，由單片機協調整個系統有序地工作。模糊控制器通過電 源接入線束4連接外部電源。當由操作鍵盤1鍵入供暖請求時，供暖回水溫度傳感器14和 供暖出水溫度傳感器15將檢測到得溫度信號反饋給模糊控制器2，模糊控制器2的單片機 將供暖請求與反饋信號比對後，啟動供暖水流閉環子系統。供暖水流閉環子系統內水壓開 關12檢測供暖壓力信號，供暖流量傳感器13檢測供暖流量信號，供暖壓力信號和供暖流量 信號通過模糊控制器2內嵌單片機驅動循環泵7的啟停；循環泵7啟動後，控制轉入火焰控 制閉環子系統和風機控制閉環子系統火焰控制閉環子系統內火焰檢測線20檢測火焰信 號，火焰信號通過模糊控制器2內嵌單片機驅動點火器22啟動點火動作，同時驅動〔開關 閥1〕9、〔開關閥2〕10和比例閥11動作；風機控制閉環子系統內風壓開關19檢測風壓信 號並通過模糊控制器2內嵌單片機驅動風機啟停，燃氣被自動點燃；燃氣燃燒後控制轉入 溫度調節閉環子系統，溫度調節閉環子系統內供暖回水溫度傳感器14、供暖出水溫度傳感 器15將檢測到的溫度值和溫度變化值通過模糊控制器2內嵌單片機的模糊數字運算驅動 比例閥11對燃氣輸出量調節。各閉環子系統通過模糊控制器2對壁掛爐進行全智能控制， 保證系統安全正常運行。模糊控制遵守洗浴優先程序，當洗浴流量傳感器通過洗浴流量傳 感器線束16將洗浴流量信號反饋給模糊控制器時，控制系統自動轉入洗浴請求模式，程序 轉入洗浴水流閉環子系統模糊控制器2內嵌單片機驅動循環泵7停止工作，同時其它閉環 子系統通過模糊控制器2對壁掛爐進行全智能控制，保證系統安全正常運行，為用戶提供 恆溫熱水。參見圖2，當用戶通過操作鍵盤鍵入狀態請求時，各傳感器將信號輸入到模糊控制 器，模糊控制器將信號轉化為模糊量化處理後的模糊量，模糊量經過模糊控制規則和近似 推理後得出模糊控制量，模糊控制量最終經模糊判決得到精確控制量，精確控制量通過風 機、循環泵、比例閥、點火器等執行元件實現壁掛爐啟動、停止、比例閥調節。
權利要求1.燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統特徵在於，模糊控制系統由熱保護閉環子系 統，溫度調節閉環子系統，風機控制閉環子系統，火焰控制閉環子系統，供暖水流閉環子系 統，洗浴水流閉環子系統組成負反饋閉環控制系統。
2.根據權利要求1所述的燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統，其特徵是它包括模 糊控制器、風機、風壓開關、點火針\火焰感應針、比例閥、供暖回水溫度傳感器、供暖出水 溫度傳感器、洗浴溫度傳感器、水壓開關、供暖流量傳感器、洗浴流量傳感器、循環泵和極限 溫度傳感器。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統，其特徵 是極限溫度傳感器的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接到 比例閥，構成熱保護閉環子系統。
4.根據權利要求1或權利要求2所述的燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統，其特徵 是供暖回水溫度傳感器、洗浴溫度傳感器和供暖出水溫度傳感器的信號輸出端連接到模糊 控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接到比例閥，構成溫度調節閉環子系統。
5.根據權利要求1或權利要求2所述的燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統，其特徵 是風壓開關的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接到風機， 構成風機控制閉環子系統。
6.根據權利要求1或權利要求2所述燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統，其特徵是 點火針\火焰感應針的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接 到點火器，構成火焰控制閉環子系統。
7.根據權利要求1或權利要求2所述燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統，其特徵是 水壓開關、供暖流量傳感器的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出 端連接到循環泵，構成供暖水流閉環子系統。
8.根據權利要求1或權利要求2所述燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統的特徵在 於，洗浴流量傳感器的信號輸出端連接到模糊控制器的輸入端，模糊控制器的輸出端連接 到循環泵，構成洗浴水流閉環子系統。
專利摘要燃氣壁掛爐參數自適應模糊控制系統包括模糊控制器、風機、風壓開關、點火針\火焰感應針、比例閥、供暖回水溫度傳感器、供暖出水溫度傳感器、洗浴溫度傳感器、水壓開關、供暖流量傳感器、洗浴流量傳感器、循環泵和極限溫度傳感器，模糊控制器的輸入端分別連接極限溫度傳感器、供暖回水溫度傳感器、洗浴溫度傳感器、供暖出水溫度傳感器、風壓開關、點火針\火焰感應針、水壓開關、供暖流量傳感器、洗浴流量傳感器的信號輸出端，模糊控制器的輸出端連接比例閥、風機、點火器、循環泵，以模糊控制器為核心形成六個閉合的控制子系統，在單片機的協調處理下，實現整個系統有序地工作。
文檔編號G05B13/02GK201837856SQ200920254880
公開日2011年5月18日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者呂愛平, 孔建平, 宋琳, 李丹, 秦曉鵬, 羅達, 董士文, 辛瑜瓊, 陳英訓, 陳鮮苗, 魏雁平 申請人:山西三益科技有限公司