專利名稱：燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃氣壁掛爐的控制系統(tǒng)，具體是燃氣壁掛爐的參數(shù)自適應(yīng)模糊控 制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃氣壁掛爐運行環(huán)境是一個大滯后、非線性、時變的復(fù)雜控制對象，采用傳統(tǒng)的控 制策略難以取得良好的控制品質(zhì)。在現(xiàn)有技術(shù)中，供暖洗浴兩用燃氣壁掛爐一般均采用理 論計算模型配合工程經(jīng)驗值實現(xiàn)系統(tǒng)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(huán)回路，屬開環(huán)系統(tǒng)控制，在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)輸入狀態(tài)下可保證系統(tǒng)正常的運行。在實際運 用中，由于國內(nèi)環(huán)境參數(shù)復(fù)雜，系統(tǒng)中存在非線性、時變性參數(shù)輸入時，該控制方法不能實 現(xiàn)控制對象的調(diào)整和修改，壁掛爐會出現(xiàn)不正常燃燒、頻繁啟動等非正常運行現(xiàn)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(shù)自適應(yīng)模糊控制進行了研制。發(fā)明目的為了適應(yīng)在非線性、時變性參數(shù)輸入時，能夠同步對控制對象進行調(diào)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(xiàn)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(shù)自適應(yīng) 模糊控制系統(tǒng)。它能適用國內(nèi)復(fù)雜的水、電、氣環(huán)境，采用負反饋閉環(huán)控制模式，通過模糊控 制器的自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)實現(xiàn)燃氣壁掛爐的正常運行，具有適應(yīng)性強，水溫調(diào)節(jié)響應(yīng) 迅速、不滯后，節(jié)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(fā)明內(nèi)容模糊控制系統(tǒng)由熱保護閉環(huán)子系統(tǒng)，溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)子系統(tǒng)，風(fēng)機控制閉環(huán)子系統(tǒng)， 火焰控制閉環(huán)子系統(tǒng)，供暖水流閉環(huán)子系統(tǒng)，洗浴水流閉環(huán)子系統(tǒng)這六個子系統(tǒng)組成負反 饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。包括模糊控制器、風(fēng)機、風(fēng)壓開關(guān)、點火針\火焰感應(yīng)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(guān)、供暖流量傳感器、洗浴流 量傳感器、循環(huán)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(gòu)成熱保護閉環(huán)子系統(tǒng)；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(gòu)成溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)子系統(tǒng)；風(fēng)壓開關(guān)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(fēng)機，構(gòu)成風(fēng)機控制閉環(huán)子系統(tǒng)；點火 針\火焰感應(yīng)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(gòu)成火焰控制閉環(huán)子系統(tǒng)；水壓開關(guān)、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(huán)泵，構(gòu)成供暖水流閉環(huán)子系統(tǒng)；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(huán)泵，構(gòu)成洗 浴水流閉環(huán)子系統(tǒng)；控制電路采用單片機協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)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(tài)輸入，風(fēng)機狀態(tài)輸入，火焰狀態(tài)輸入，熱保護狀態(tài) 輸入，溫度信號輸入，設(shè)置狀態(tài)輸入；( 輸出信號水泵控制輸出，風(fēng)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(jié)構(gòu)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(fēng)機，6、變壓器 連接線束，7、循環(huán)泵，8、極限溫度傳感器，9、開關(guān)閥1，10、開關(guān)閥2，11、比例閥，12、內(nèi)水壓 開關(guān)，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(fēng)壓開關(guān)，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(tǒng)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(nèi)嵌單片機，由單片機協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)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(dāng)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后，啟動供暖水流閉環(huán)子系統(tǒng)。供暖水流閉環(huán)子系統(tǒng)內(nèi)水壓開 關(guān)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(nèi)嵌單片機驅(qū)動循環(huán)泵7的啟停；循環(huán)泵7啟動后，控制轉(zhuǎn)入火焰控 制閉環(huán)子系統(tǒng)和風(fēng)機控制閉環(huán)子系統(tǒng)火焰控制閉環(huán)子系統(tǒng)內(nèi)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(nèi)嵌單片機驅(qū)動點火器22啟動點火動作，同時驅(qū)動〔開關(guān) 閥1〕9、〔開關(guān)閥2〕10和比例閥11動作；風(fēng)機控制閉環(huán)子系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)壓開關(guān)19檢測風(fēng)壓信 號并通過模糊控制器2內(nèi)嵌單片機驅(qū)動風(fēng)機啟停，燃氣被自動點燃；燃氣燃燒后控制轉(zhuǎn)入 溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)子系統(tǒng)，溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)子系統(tǒng)內(nèi)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(nèi)嵌單片機的模糊數(shù)字運算驅(qū)動 比例閥11對燃氣輸出量調(diào)節(jié)。各閉環(huán)子系統(tǒng)通過模糊控制器2對壁掛爐進行全智能控制， 保證系統(tǒng)安全正常運行。模糊控制遵守洗浴優(yōu)先程序，當(dāng)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(tǒng)自動轉(zhuǎn)入洗浴請求模式，程序 轉(zhuǎn)入洗浴水流閉環(huán)子系統(tǒng)模糊控制器2內(nèi)嵌單片機驅(qū)動循環(huán)泵7停止工作，同時其它閉環(huán) 子系統(tǒng)通過模糊控制器2對壁掛爐進行全智能控制，保證系統(tǒng)安全正常運行，為用戶提供 恒溫?zé)崴?。參見圖2，當(dāng)用戶通過操作鍵盤鍵入狀態(tài)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(zhuǎn)化為模糊量化處理后的模糊量，模糊量經(jīng)過模糊控制規(guī)則和近似 推理后得出模糊控制量，模糊控制量最終經(jīng)模糊判決得到精確控制量，精確控制量通過風(fēng) 機、循環(huán)泵、比例閥、點火器等執(zhí)行元件實現(xiàn)壁掛爐啟動、停止、比例閥調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)特征在于，模糊控制系統(tǒng)由熱保護閉環(huán)子系 統(tǒng)，溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)子系統(tǒng)，風(fēng)機控制閉環(huán)子系統(tǒng)，火焰控制閉環(huán)子系統(tǒng)，供暖水流閉環(huán)子系 統(tǒng)，洗浴水流閉環(huán)子系統(tǒng)組成負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征是它包括模 糊控制器、風(fēng)機、風(fēng)壓開關(guān)、點火針\火焰感應(yīng)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(guān)、供暖流量傳感器、洗浴流量傳感器、循環(huán)泵和極限 溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征 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(gòu)成熱保護閉環(huán)子系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征 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(gòu)成溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)子系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征 是風(fēng)壓開關(guān)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(fēng)機， 構(gòu)成風(fēng)機控制閉環(huán)子系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征是 點火針\火焰感應(yīng)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(gòu)成火焰控制閉環(huán)子系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，其特征是 水壓開關(guān)、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(huán)泵，構(gòu)成供暖水流閉環(huán)子系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的特征在 于，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(huán)泵，構(gòu)成洗浴水流閉環(huán)子系統(tǒng)。
專利摘要燃氣壁掛爐參數(shù)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)包括模糊控制器、風(fēng)機、風(fēng)壓開關(guān)、點火針\火焰感應(yīng)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(guān)、供暖流量傳感器、洗浴流量傳感器、循環(huán)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(fēng)壓開關(guān)、點火針\火焰感應(yīng)針、水壓開關(guān)、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(fēng)機、點火器、循環(huán)泵，以模糊控制器為核心形成六個閉合的控制子系統(tǒng)，在單片機的協(xié)調(diào)處理下，實現(xiàn)整個系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)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(xùn), 陳鮮苗, 魏雁平 申請人:山西三益科技有限公司