CN112944743A - 一种控制方法以及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种控制系统以及控制方法，能够控制电子膨胀阀，包括：获取电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号；基于电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号，确定第一当前过热度；处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀运行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一；本发明实施例提供的技术方案提高了电子膨胀阀的控制的实时性和准确性。

Description

一种控制方法以及控制系统
技术领域
本发明实施例涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种控制系统以及控制方法。
背景技术
电子膨胀阀作为节流元件，应用在空调冷却系统和电池水冷系统中，通过控制电子膨胀阀的开度来控制制冷剂的流量，来达到制冷效果。
电子膨胀阀通过上位机得到目标开度，电子膨胀阀执行该目标开度，实现电子膨胀阀运行控制，但是上位机有多种模式，但是电子膨胀阀的运行模式较单一，使得电子膨胀阀的控制的实时性和准确性需要进一步提高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种控制系统以及控制方法，使得电子膨胀阀的控制系统的实时性和准确性进一步提高。
第一方面，本发明实施例提供了一种控制方法，能够控制电子膨胀阀，包括：
获取电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号；
所述电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号作为输入信号的全部或部分，确定第一当前过热度；
所述处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀执行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一。
第二方面本发明实施例提供了一种控制系统，能够控制电子膨胀阀，包括：
控制器，所述控制器包括处理单元、第一温度检测单元和压力检测单元；
所述第一温度检测单元用于获取电子膨胀阀出口的温度信号；
所述压力检测单元用于获取电子膨胀阀出口的压力信号；
所述处理单元的第一输入端与所述第一温度检测单元的输出端电连接，所述处理单元的第二输入端与所述压力检测单元的输出端电连接，所述电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号作为输入信号的全部或部分，确定第一当前过热度；
所述控制器集成有温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式；所述处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀执行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一；所述控制器为电子膨胀阀的一部分。
本发明实施例提供的技术方案，处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀运行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一，当上位机有多种模式，电子膨胀阀的运行模式可以根据要求选择其一，使得电子膨胀阀的控制的实时性和准确性进一步提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种控制系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的开度控制模式的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的过热度控制模式的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的温度控制模式的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的电子膨胀阀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种电子膨胀阀的开度控制系统。图1示出了本发明实施例提供的一种控制系统的结构示意图。参见图1，该控制系统包括：控制器100，控制器100包括处理单元101、温度检测单元102和压力检测单元103；温度检测单元102用于获取电子膨胀阀出口的温度信号；压力检测单元103用于获取电子膨胀阀出口的压力信号；处理单元101的第一输入端A1与温度检测单元102的输出端B1电连接，处理单元101的第二输入端A2与压力检测单元103的输出端C1电连接，基于电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号，确定第一当前过热度；控制器集成有温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式；处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀执行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一；控制器为电子膨胀阀的一部分。
在本实施例中，示例性的，处理单元包括电机控制模块，电机控制模块驱动电机运行，电机包括转子组件和定子组件。温度检测单元102可以是温度传感器，也可以是温度检测电路。温度传感器可以选择热电偶。示例性的，压力检测单元103可以是压力传感器，也可以是压力检测电路。
过热度，即制冷循环中相同蒸发压力下制冷剂的过热温度与饱和温度之差。饱和温度可以根据蒸发压力查询可得。制冷剂蒸发的过程中吸收环境热量使得环境的温度降低。过热度越大，制冷剂的制冷效果越好。电子膨胀阀的开度越大，制冷剂的流量越大，制冷效果越好。
第一当前过热度小于第一警告阈值时，制冷剂的制冷效果较差。需要控制电子膨胀阀的开度使得第一当前过热度等于预设过热度。由于电子膨胀阀出口温度等于电子膨胀阀出口预设温度，电子膨胀阀出口压力等于电子膨胀阀出口预设压力，可以计算出准确的第一当前过热度。
现有技术中，温度检测单元和压力检测单元只是设置在阀体上，输出端与上位机电连接，因此，电子膨胀阀的开度控制只能依靠上位机，上位机的工作量比较大，使得电子膨胀阀的开度控制系统的实时性和准确性较差。
本发明实施例提供的技术方案，在电子膨胀阀的控制器100中集成了温度检测单元102和压力检测单元103，处理单元101可以基于电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号，确定第一当前过热度，电子膨胀阀的控制器完成了电子膨胀阀出口的温度和压力采集以及第一当前过热度的计算，处理单元101可以执行开度控制模式，进行开度控制，提高了电子膨胀阀的智能程度，减少了上位机的工作量，提高了电子膨胀阀的开度控制系统的实时性和准确性。
在上述技术方案的基础上，结合图2和图4，上位机200的通信端D1与处理单元101的通信端A3通信连接，上位机与处理单元通信连接，示例性的，可以通过局域互联网络(Local Interconnect Network，LIN总线)完成通信连接。电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号通过LIN总线反馈至上位机，上位机基于电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号发送目标位置给电子膨胀阀的电机控制模块，电机控制模块驱动电机运行，电机根据目标位置带动阀装置运行至目标开度。
当第一当前过热度小于第一警告阈值并持续第一时长，电子膨胀阀向上位机发出过热度告警信息。在电子膨胀阀发送过热度告警信息中，当第一当前过热度大于第二警告阈值并持续第二时长，电子膨胀阀向上位机发出过热度异常恢复信息。第一警告阈值示例性的可以约为1开尔文(K)，第二警告阈值示例性的可以约为6开尔文(K)，第一时长和第二时长示例性的可以为30s。
在上述技术方案的基础上，结合图2和图5，上位机200的通信端D1与处理单元101的通信端A3通信连接，上位机与处理单元通信连接，示例性的，可以通过局域互联网络(Local Interconnect Network，LIN总线)完成通信连接。在过热度控制模式中，电子膨胀阀根据电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号获得第一当前过热度，第一当前过热度通过LIN总线反馈至上位机，上位机通过LIN总线发送目标过热度给电子膨胀阀，电子膨胀阀根据所述第一当前过热度和目标过热度通过PI控制算法确定目标位置，电子膨胀阀的电机控制模块根据目标位置驱动电机，电机带动阀装置运行至目标开度。
当第一当前过热度小于第一警告阈值并持续第一时长，电子膨胀阀向上位机发出过热度告警信息。在电子膨胀阀发送过热度告警信息中，当第一当前过热度大于第二警告阈值并持续第二时长，电子膨胀阀向上位机发出过热度异常恢复信息。第一警告阈值示例性的可以约为1开尔文(K)，第二警告阈值示例性的可以约为6开尔文(K)，第一时长和第二时长示例性的可以为30s。
在过热度控制模式中，当判定温度信号和/或压力信号异常时，处理单元控制电子膨胀阀执行开度控制模式，电子膨胀阀根据上位机的要求运行至安全位置
电子膨胀阀出口温度大于或小于电子膨胀阀出口预设温度，和/或，电子膨胀阀出口压力大于或小于电子膨胀阀出口预设压力时，那么处理单元计算的此时的第一当前过热度也是不准确的，电子膨胀阀按照过热度控制模式运行也是不准确的，此时处理单元101执行开度控制模式，使得电子膨胀阀根据上位机的要求运行至安全位置，可以保护系统以及电子膨胀阀。
在上述技术方案的基础上，结合图2和图6，上位机200的通信端D1与处理单元101的通信端A3通信连接，上位机与处理单元通信连接，示例性的，可以通过局域互联网络(Local Interconnect Network，LIN总线)完成通信连接。在温度控制模式中，上位机通过LIN总线发送目标温度和当前温度发送给电子膨胀阀，电子膨胀阀通过LIN总线反馈当前过热度给上位机，电子膨胀阀根据目标温度和当前温度通过PI控制算法确定目标位置，所述电子膨胀阀根据所述目标位置运行至目标开度，电子膨胀阀的电机控制模块根据目标位置驱动电机，电机带动阀装置运行至目标开度。
当第一当前过热度小于第一警告阈值并持续第一时长，电子膨胀阀向上位机发出过热度告警信息。在电子膨胀阀发送过热度告警信息中，当第一当前过热度大于第二警告阈值并持续第二时长，电子膨胀阀向上位机发出过热度异常恢复信息。第一警告阈值示例性的可以约为1开尔文(K)，第二警告阈值示例性的可以约为6开尔文(K)，第一时长和第二时长示例性的可以为30s。
在温度控制模式中，当上位机收到过热度告警信息，上位机可以要求所述处理单元控制电子膨胀阀执行过热度控制模式，当上位机收到过热度异常恢复信息，上位机可以要求所述处理单元控制电子膨胀阀恢复执行温度控制模式。
电子膨胀阀出口温度等于电子膨胀阀出口预设温度，电子膨胀阀出口压力等于电子膨胀阀出口预设压力，处理单元计算的第三当前过热度也是准确的，第二当前过热度越大，说明制冷效果越好，当第二当前过热度大于第二警告阈值时，说明不需要处理单元通过控制开度减小第三当前过热度与预设过热度之间的差值。因此，此时处理单元101执行第三控制模式进行开度控制，使得当前制冷温度等于预设制冷温度，可以提高电子膨胀阀的开度控制系统的实时性和准确性。
控制系统还包括第二温度检测单元201，用于获取当前水温信号；上位机200的输入端D2与第二温度检测单元201的输出端E1电连接，基于当前水温信号，确定目标水温，其中当前水温为与电子膨胀阀串联的制冷系统可以换热的热管理系统，该热管理系统可以对电池换热，降低或提高电池温度，提高电池的性能；在温度控制模式中，目标温度可以为以上目标水温，当前温度可以为当前水温。
第二温度检测单元201示例性的可以是温度传感器，也可以是温度检测电路。
在上述技术方案的基础上，该控制系统还包括驱动装置104，驱动装置104的控制端F1与处理单元101的输出端A4电连接；阀针，阀针的一端与驱动装置的输出轴转动连接。示例性的，驱动装置104可以是步进电机。处理单元101控制驱动装置104驱动阀针运动，来达到控制电子膨胀阀的开度的目的。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子膨胀阀的开度控制方法，图3示出了本发明实施例提供的一种电子膨胀阀的开度控制方法，参见图3，该方法包括如下步骤：
步骤110、第一温度检测单元获取电子膨胀阀出口的温度信号。
步骤120、压力检测单元获取电子膨胀阀出口的压力信号。
步骤130、处理单元基于电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号，确定第一当前过热度。
示例性的，处理单元可以基于电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号，使用比例积分微分控制(PID控制)算法，确定第一当前过热度，其中每一次计算的比例系数、积分系数和微分系数，处理单元可以从上位机获取。
步骤140、所述处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀运行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一。
本发明实施例提供的技术方案，在电子膨胀阀的控制器100中集成了第一温度检测单元102和压力检测单元103，处理单元101可以基于电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号，确定第一当前过热度，处理单元101可以进行开度控制，提高了电子膨胀阀的智能程度，减少了上位机的工作量，提高了电子膨胀阀的开度控制系统的实时性和准确性。
本发明实施例还提供了一种电动阀，图7为本发明实施例提供的一种电子膨胀阀的结构示意图。如图7所示，电子膨胀阀100包括壳体60、定子组件601、转子组件602、阀芯603、传感器70以及线路板组件90，传感器70能够检测电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号，传感器70与线路板组件90电连接和/或信号连接；线路板组件90设置于壳体60形成的内腔中，定子组件601设置于转子组件602的外周，转子组件602和定子组件601构成电动阀100中的步进电机，定子组件601包括线圈，转子组件602包括永磁体，线圈与线路板组件90电连接，线圈通电后产生激励磁场，转子组件602在激励磁场中运行，步进电机带动电动阀的阀芯603相对阀口604移动，使阀口604达到相应的开度，阀芯603的位置为电动阀的位置，线路板组件90成形有上述实施例的控制系统。由于线路板组件中集成有上述实施例的控制系统，因此也具备上述实施例的有益效果，这里不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种控制方法，能够控制电子膨胀阀，其特征在于，包括：
获取电子膨胀阀出口的温度信号和电子膨胀阀出口的压力信号；
所述电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号作为输入信号的全部或部分，确定第一当前过热度；
所述处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀运行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述开度控制模式中，上位机基于所述电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号发送目标位置给电子膨胀阀，所述电子膨胀阀根据所述目标位置运行至目标开度。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，在过热度控制模式中，上位机发送目标过热度给电子膨胀阀，电子膨胀阀根据所述第一当前过热度和目标过热度确定目标位置，所述电子膨胀阀根据所述目标位置运行至目标开度。
4.根据权利要求1或3所述的控制方法，其特征在于，在温度控制模式中，上位机发送目标温度和当前温度发送给电子膨胀阀，电子膨胀阀根据目标温度和当前温度确定目标位置，所述电子膨胀阀根据所述目标位置运行至目标开度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，当第一当前过热度小于第一警告阈值并持续第一时长，所述电子膨胀阀向上位机发出过热度告警信息。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在所述电子膨胀阀发送过热度告警信息中，当第一当前过热度大于第二警告阈值并持续第二时长，所述电子膨胀阀向上位机发出过热度异常恢复信息。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在温度控制模式中，当上位机收到过热度告警信息，上位机可以要求所述处理单元控制电子膨胀阀执行过热度控制模式，当上位机收到过热度异常恢复信息，上位机可以要求所述处理单元控制电子膨胀阀恢复执行温度控制模式。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在过热度控制模式中，当判定温度信号和/或压力信号异常时，所述处理单元控制电子膨胀阀执行开度控制模式，电子膨胀阀根据上位机的要求运行至安全位置。
9.一种控制系统，能够控制电子膨胀阀，其特征在于，包括：
控制器，所述控制器包括处理单元、第一温度检测单元和压力检测单元；
所述第一温度检测单元用于获取电子膨胀阀出口的温度信号；
所述压力检测单元用于获取电子膨胀阀出口的压力信号；
所述处理单元的第一输入端与所述第一温度检测单元的输出端电连接，所述处理单元的第二输入端与所述压力检测单元的输出端电连接，所述电子膨胀阀出口的温度信号和所述电子膨胀阀出口的压力信号作为输入信号的全部或部分，确定第一当前过热度；
所述控制器集成有温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式；所述处理单元根据上位机的要求或设定条件的要求控制电子膨胀阀执行温度控制模式、过热度控制模式以及开度控制模式之一；
所述控制器为电子膨胀阀的一部分。
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