CN108488466A - 用于燃气比例阀的控制方法和控制装置 - Google Patents

用于燃气比例阀的控制方法和控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种用于燃气比例阀的控制方法和控制装置，属于电器技术领域。所述控制方法包括：基于所需的所述燃气比例阀的期望开度，确定电流信号对应于该期望开度的变化范围；以及控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化，以使得所述燃气比例阀的开度保持为所述期望开度。在本发明技术方案中，当需要将燃气比例阀的开度变为用户所需的开度时，通过控制电流信号的电流值在对应的变化范围内往复变化，能够降低由于磁滞对燃气比例阀开度控制的影响，从而使得对燃气比例阀开度的控制更加准确。

Description

用于燃气比例阀的控制方法和控制装置
技术领域
本发明涉及电器技术领域，具体地涉及一种用于燃气比例阀的控制方法和控制装置。
背景技术
现阶段，大多数燃气比例阀具有电磁线圈，由于电磁线圈会发生磁滞，因此电磁线圈有移动滞后的特点。具体地，当外加磁场施加在燃气比例阀的铁磁体上(例如铁)，并且原子的偶极子按照外加磁场排列时，就会发生磁滞现象。即使外加磁场被撤离，部分排列仍保持，而此时，铁磁体已被磁化。因此，一旦被磁化，铁磁体就会无限期地磁化。
由于磁滞，燃气比例阀会发生如图1所示的流动滞后。由图1可知，当通过改变燃气比例阀的电流大小来改变燃气比例阀的开度时，由于燃气比例阀存在磁滞现象，当电流增大(对应右侧曲线)和下降(对应左侧曲线)时，对应的电流-开度曲线不一样，所以造成上升和下降时，即使在同一电流大小下，燃气比例阀的开度不一样，从而导致通过燃气比例阀的负荷和烟气也不一样，使得难以实现对燃气比例阀的开度的精确控制。
发明内容
为了至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例的目的是提供一种用于燃气比例阀的控制方法和控制装置。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于燃气比例阀的控制方法，所述燃气比例阀的开度通过其电磁线圈上的电流信号进行控制，所述控制方法包括：基于所需的所述燃气比例阀的期望开度，确定所述电流信号对应于该期望开度的变化范围；以及控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化，以使得所述燃气比例阀的开度保持为所述期望开度。
可选地，所述控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化包括：控制所述电流信号的电流值在所述变化范围的第一边界值和第二边界值之间以预设时间间隔不断切换。
可选地，所述第一边界值和所述第二边界值以及所述预设时间间隔通过检测所述燃气比例阀所在燃气热水器的二次压是否满足预设要求而预先确定。
可选地，通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值。
可选地，所述通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值包括：通过改变所述PWM控制信号的占空比来改变所述电流信号的电流值。
另一方面，本发明还提供一种用于燃气比例阀的控制装置，所述燃气比例阀的开度通过其电磁线圈上的电流信号进行控制，所述控制装置被配置为包括：确定模块，用于基于所需的所述燃气比例阀的期望开度，确定所述电流信号对应于该期望开度的变化范围：以及控制模块，用于控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化，以使得所述燃气比例阀的开度保持为所述期望开度。
可选地，所述控制模块控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化包括：控制所述电流信号的电流值在所述变化范围的第一边界值和第二边界值之间以预设时间间隔不断切换。
可选地，所述第一边界值和所述第二边界值以及所述预设时间间隔通过检测所述燃气比例阀所在燃气热水器的二次压是否满足预设要求而预先确定。
可选地，所述控制模块通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值。
可选地，所述控制模块通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值包括：通过改变所述PWM控制信号的占空比来改变所述电流信号的电流值。
在本发明技术方案中，当需要将燃气比例阀的开度变为用户所需的开度时，通过控制电流信号的电流值在对应的变化范围内往复变化，能够降低由于磁滞对燃气比例阀开度控制的影响，从而使得对燃气比例阀开度的控制更加准确。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是燃气比例阀在电流上升阶段和电流下降阶段的电流-开度曲线图；
图2是本发明一种实施方式提供的用于燃气比例阀的控制方法的流程图；
图3是本发明一种实施方式提供的燃气比例阀的电流-开度曲线图；以及
图4是本发明一种实施方式提供的用于燃气比例阀的控制装置的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图2是本发明一种实施方式提供的用于燃气比例阀的控制方法的流程图。如图2所示，在本发明实施方式提供一种用于燃气比例阀的控制方法，该燃气比例阀的开度通过其电磁线圈上的电流信号进行控制，所述控制方法包括：
步骤S101，基于所需的燃气比例阀的期望开度，确定燃气比例阀电磁线圈上的电流信号对应于该期望开度的变化范围。
步骤S102，控制电流信号的电流值在该变化范围内往复变化，以使得燃气比例阀的开度保持为期望开度。
具体地，燃气比例阀的开度与其电磁线圈上的电流信号的大小有关，随着电流信号的变化，燃气比例阀的开度会相应的改变。也即在使用燃气比例阀时，不同的开度对应于电流信号的不同电流值。在本实施方式中，当需要将燃气比例阀的开度变为用户所需的开度(即期望开度)时，会控制电流信号的电流值在对应的变化范围内往复变化，以使得往复变化的电流信号的电流值等效为该开度对应的电流值，从而能够使得燃气比例阀保持在该期望开度。不同的开度对应于不同的变化范围，该变化范围可以通过试验预先得到并存储在燃气比例阀的控制装置中。
在本发明技术方案中，当需要将燃气比例阀的开度变为用户所需的开度时，通过控制电流信号的电流值在对应的变化范围内往复变化，能够降低由于磁滞对燃气比例阀开度控制的影响，从而使得对燃气比例阀开度的控制更加准确。
在本发明一种可选实施方式中，所述控制所述电流信号的电流值在变化范围内往复变化包括：控制电流信号的电流值在变化范围的第一边界值和第二边界值之间以预设时间间隔不断切换。
具体地，当需要控制电流信号在某一变化范围内往复变化时，可以使得电流信号的电流值在该变化范围的两个边界值之间不断变化，即可以先控制电流信号的电流值为第一边界值，并在保持预设时间间隔后，在将电流值切换为第二边界值，随后在保持相同的预设时间间隔后，再切换为第一边界值，如此往复变化。例如，当变化范围为7mA-8mA时，第一边界值即为7mA，第二边界值即为8mA，当需要控制电流信号的电流值在7mA-8mA的变化范围内变化时，可以先使得电流值为7mA，并在维持0.1s后，将电流值变为8mA，在维持0.1s后，再将电流值变回7mA，如此往复变化。
通过反复试验，合理设定第一边界值和第二边界值以及预设时间间隔，即可使得该往复电流信号的电流值等效为相应开度所对应的电流值。
图3是本发明一种实施方式提供的燃气比例阀的电流-开度曲线图。如图3所示，在本发明一种优选实施方式中，当所需的燃气比例阀的开度为Q时，通过让燃气阀电磁线圈上的电流信号在上升曲线的B点和下降曲线的C点之间不断地往复摆动，可以将燃气曲线拟合到上升和下降之间的曲线，即此时的电流信号的电流值等效到A点，电流-开度曲线等效到中间的曲线，以此来减小燃气比例阀的开度误差。
在本发明一种可选实施方式中，可以通过改变输入至燃气比例阀的PWM控制信号来改变电流信号的电流值。具体地，可以通过不断改变PWM控制信号的占空比来改变电流信号的电流值，从而使得电流值在第一边界值和第二边界值之间不断往复变化。
在具体实施中，第一边界值和第二边界值以及预设时间间隔都是通过试验预先确定的，对于不同的开度，需要选取不同的第一边界值和第二边界值以及预设时间间隔。然而，为了更简便的确定上述第一边界值和第二边界值以及预设时间间隔，在本发明优选实施方式中，对于不同的开度，第一边界值和第二边界值之间的差值宽度W和预设时间间隔t可以采用相同的值。试验时，可以选取至少一个燃气比例阀开度作为测试开度，在尽可能使得燃气比例阀保持该测试开度的情况下，选取多个预设时间间隔t和差值宽度W分别组合来进行试验，以确定合适的差值宽度W和预设时间间隔t，从而使得燃气比例阀的开度最为稳定。随后，对于其它开度均选取与测试开度相同的差值宽度W和预设时间间隔t，仅需要根据每个开度测试并记录相应的边界值即可。
在本发明一种可选实施方式中，对于燃气热水器中的燃气比例阀而言，当需要确定燃气比例阀的开度是否稳定时，可以通过检测该燃气热水器的二次压(即燃气热水器中燃气比例阀到燃烧室的工作压力)是否满足预设要求来确定。具体地，在试验时，对于开度为Q的情况，在保持该开度Q的情况下，可以通过在C点到B点之间改变电流值的差值宽度W和预设时间间隔t来测试在不同差值宽度W和预设时间间隔t的组合下的二次压的压力值的变化幅度，并与使用现有的采用恒定电流进行开度调节时的二次压的压力值的变化幅度进行比较，以找到合适的差值宽度W和预设时间间隔t，从而使得在采用该合适的差值宽度W和预设时间间隔t时，二次压的压力值更稳定，最后将匹配的差值宽度W和预设时间间隔t应用到该燃气热水器上。
图4是本发明一种实施方式提供的用于燃气比例阀的控制装置的框图。如图4所示，本发明实施方式还提供一种用于燃气比例阀的控制装置，该燃气比例阀的开度通过其电磁线圈上的电流信号进行控制，该控制装置被配置为包括确定模块10和控制模块20。其中，确定模块10用于基于所需的燃气比例阀的期望开度，确定电流信号对应于该期望开度的变化范围。控制模块20用于控制电流信号的电流值在变化范围内往复变化，以使得燃气比例阀的开度保持为期望开度。
在本发明一种可选实施方中，控制模块20可以通过控制电流信号的电流值在变化范围的第一边界值和第二边界值之间以预设时间间隔不断切换，以实现控制电流信号的电流值在变化范围内往复变化。
在本发明一种可选实施方式中，第一边界值和第二边界值以及预设时间间隔可以通过检测燃气比例阀所在燃气热水器的二次压是否满足预设要求而预先确定。
在本发明一种可选实施方式中，控制模块20通过改变输入至燃气比例阀的PWM控制信号来改变电流信号的电流值。优选地，可以通过改变PWM控制信号的占空比来改变电流信号的电流值。
此外，上述示例用于燃气比例阀的控制装置的具体实施方式均已在上述示例用于燃气比例阀的控制方法的实施方式中进行了详细地说明，在此不再赘述。
在本发明技术方案中，通过不断地改变燃气比例阀电磁线圈上的电流从而使燃气比例阀的滞后最小化，从而使得后续的燃烧系统可以获得更稳定的气体输入，消除由自身磁滞引起的有害的气体输入畸变。对于燃气热水器而言，消除燃气比例阀本身的滞后性有利于保证燃气热水器的清洁燃烧和环境友好，并且，由于本发明技术方案能够更好的对燃气比例阀的开度进行控制，从而可以实现对燃气热水器温度的高效调节。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于燃气比例阀的控制方法，其特征在于，所述燃气比例阀的开度通过其电磁线圈上的电流信号进行控制，所述控制方法包括：
基于所需的所述燃气比例阀的期望开度，确定所述电流信号对应于该期望开度的变化范围；以及
控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化，以使得所述燃气比例阀的开度保持为所述期望开度。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化包括：
控制所述电流信号的电流值在所述变化范围的第一边界值和第二边界值之间以预设时间间隔不断切换。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一边界值和所述第二边界值以及所述预设时间间隔通过检测所述燃气比例阀所在燃气热水器的二次压是否满足预设要求而预先确定。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值包括：通过改变所述PWM控制信号的占空比来改变所述电流信号的电流值。
6.一种用于燃气比例阀的控制装置，其特征在于，所述燃气比例阀的开度通过其电磁线圈上的电流信号进行控制，所述控制装置被配置为包括：
确定模块，用于基于所需的所述燃气比例阀的期望开度，确定所述电流信号对应于该期望开度的变化范围：以及
控制模块，用于控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化，以使得所述燃气比例阀的开度保持为所述期望开度。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块控制所述电流信号的电流值在所述变化范围内往复变化包括：
控制所述电流信号的电流值在所述变化范围的第一边界值和第二边界值之间以预设时间间隔不断切换。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述第一边界值和所述第二边界值以及所述预设时间间隔通过检测所述燃气比例阀所在燃气热水器的二次压是否满足预设要求而预先确定。
9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块通过改变输入至所述燃气比例阀的PWM控制信号来改变所述电流信号的电流值包括：通过改变所述PWM控制信号的占空比来改变所述电流信号的电流值。
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