KR900009789Y1 - Gasvalue control circuit - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 고안 선형 가스 밸브 제어회로의 상세 회로도.1 is a detailed circuit diagram of the linear gas valve control circuit of the present invention.
제2도는 선형가스밸브의 1차압대 2차압 그래프.2 is a graph of primary pressure versus secondary pressure of a linear gas valve.
제3도는 1차압이 100mmH2O 일 경우 선형가스밸브의 전류대 2차압 그래프.3 is a graph of current versus secondary pressure of a linear gas valve when the primary pressure is 100 mmH 2 O.
제4도는 1차압이 200mmH2O 일 경우 선형가스밸브의 전류대 2차압 그래프.4 is a graph of current versus secondary pressure of a linear gas valve when the primary pressure is 200 mmH 2 O.
제5도는 1차압이 300mmH2O 일 경우 선형가스밸브의 전류대 2차압 그래프.5 is a graph of current versus secondary pressure of a linear gas valve when the primary pressure is 300 mmH 2 O.
제6도는 본 고안에 적용되는 마이콤의 선형가스밸브 제어동작을 보인 플로우챠트.Figure 6 is a flow chart showing a control operation of the linear gas valve of the microcomputer applied to the present invention.
제7도는 종래 기술과 본 고안의 마이콤의 출력전압대 선형 가스 밸브의 전류 특성을 보인 그래프.7 is a graph showing the current characteristics of the linear gas valve of the output voltage of the microcomputer according to the prior art and the present invention.
제8도는 종래의 선형 가스 밸브 제어 회로도.8 is a conventional linear gas valve control circuit diagram.
본 고안은 가스의 유량을 제어하는 선형(Linear) 가스밸브 제어회로에 관한 것으로, 특히 가스커스텀히터나 가스보일러등과 같은 가스 응용기기에 적용되는 선형 가스밸브 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a linear gas valve control circuit for controlling the flow rate of gas, and more particularly, to a linear gas valve control circuit applied to gas applications such as gas custom heaters and gas boilers.
종래의 선형가스밸브 제어회로는 연산증폭기를 이용하여 부기환 증폭회로로 구성시켰다.Conventional linear gas valve control circuit is composed of a sub-cyclic amplification circuit using an operational amplifier.
제8도에 도시된 바와 같이, 이 회로는 소정의 증폭을 Ai을 가지는 연산증폭기 (OP)를 구비하며, 이 연산증폭기(OP)는 그의 비반전 단자가 소정의 입력전압(es)이 인가되게하는 트랜지스터(TRa) 및 저항들에 접속되어 있고, 이 연산증폭기(OP)의 출력단자에는 증폭을 hfe1및 hfe2를 가지는 제1 및 제2증폭기(TRb)(TRc)가 접속되며, 제2 증폭기(TRc)의 출력전압(ef)은 다시 연산증폭기(OP)의 반전 단자로 인가된다.As shown in FIG. 8, this circuit comprises an operational amplifier OP having a predetermined amplification Ai, the operational amplifier OP having its non-inverting terminal applied with a predetermined input voltage es. The first and second amplifiers TRb and TRc having amplifications hfe 1 and hfe 2 are connected to an output terminal of the operational amplifier OP. The output voltage ef of the amplifier TRc is applied to the inverting terminal of the operational amplifier OP again.
그러므로 이와 같은 구성에 의하여 ef=esAi×hfe1×hfc1-ef(Ai×hfe1×hfe2) ef(1+Ai×hfe1×hfe2)=esA×hfe1×hfe2ef==es(Ai＞＞1,≒0) ef=es=ioR1, io= Therefore, by such a configuration, ef = esAi × hfe 1 × hfc 1 -ef (Ai × hfe 1 × hfe 2 ) ef (1 + Ai × hfe 1 × hfe 2 ) = esA × hfe 1 × hfe 2 ef = = es (Ai >＞ 1, ≒ 0) ef = es = ioR 1 , io =
그러나 이와 같은 방식은 연산증폭기의 증폭을 Ai이 무한대인 것으로 가정하고 제어하기 때문에 오차폭을 줄일 수 없으며, 제7도에서 점선으로 나타낸 것과 같이 선형가스밸브의 전류특성 곡선이 2단 스텝제어로 나타나므로 화력 설정이 자유롭지 못하고, 정밀제어가 어려운 문제점이 있었다.However, this method does not reduce the error width because it assumes that Ai is infinite, and the current characteristic curve of the linear gas valve is represented by two-step control as indicated by the dotted line in FIG. Therefore, the thermal power setting is not free, there was a problem that the precision control is difficult.
이에 본 고안은 마이콤을 이용해 고속으로 피이드백(Feed Back) 제어하여 설정되어 있는 전류값과 궤환된 값이 일치하도록 선형가스 밸브를 제어하므로 오차 범위를 줄일 수 있으며, 전류제어가 정밀하게 이루어지도록 하고, 가스응용기기의 에너지 절약을 유도하는 선형가스밸브 제어회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention controls the linear gas valve to match the set current value and the feedback value by controlling the feed back at high speed by using a microcomputer, thereby reducing the error range, and precisely controlling the current. It is an object of the present invention to provide a linear gas valve control circuit for inducing energy saving of gas application equipment.
또한 본 고안은 궤환전압 -5V-0V 사이에서 PID 제어 방식에 의하여 256단계로 제어하므로 전류제어가 정밀하게 된다.In addition, the present invention is controlled in 256 steps by the PID control method between the feedback voltage -5V-0V, the current control is precise.
이는 제7도에서와 같이 전류 io가 마이콤의 디지탈출력에 세밀하게 조정되고, 제3도에서와 같이 10~100mA 범위내에서 전류대 2차압의 변화가 선형적으로 세밀하게 조절되므로 결국 정밀하게 화력을 제어할 수 있다는 장점을 가진다.This is because the current io is finely adjusted to the digital output of the microcomputer as shown in FIG. 7, and the change in current versus secondary pressure is finely controlled in the range of 10 to 100 mA as shown in FIG. It has the advantage of being able to control.
이를 위하여 본 고안은 가스공급경로가 솔레노이드밸브, 선형가스 밸브, 버너순으로 이어지게 한 가스응용기기에서 선형가스밸브를 PID 방식으로 제어하도록 하고, 그 가스응용기기가 운전 상태인 경우 선형가스밸브 및 솔레노이드밸브를 작동시키며, 솔레오니드 밸브가 온 된 상태에서 1초가 경과되었는지를 판단하여 1초 경과후 착화를 감지하면 점화기를 오프시킨다. 다음에 마이콤은 선형가스밸브의 궤환 전압이 설정 화력보다 작은지를 판단하여 작을 경우 선형가스밸브의 작동을 상승시키도록 업(Up) 신호를 출력하고, 설정화력보다 큰 경우 선형가스밸브의 작동을 낮추도록 다운(Down) 신호를 출력하게 된다.To this end, the present invention allows the linear gas valve to be controlled in a PID method in a gas application device in which a gas supply path leads to a solenoid valve, a linear gas valve, and a burner order, and the linear gas valve and solenoid when the gas application device is in an operating state. It activates the valve and determines whether 1 second has elapsed while the solenoid valve is on, and turns off the igniter if it detects ignition after 1 second has elapsed. Next, the microcomputer judges whether the feedback voltage of the linear gas valve is lower than the set thermal power, and if it is small, outputs an up signal to raise the linear gas valve operation. Down signal is output.
이하, 본 고안을 첨부 도면에 의거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도에는 가스응용기기의 제어회로가 개략적으로 도시되어 있다.1 schematically shows a control circuit of a gas application.
이에 도시된 바와 같이, 각 부분에 동작전원을 공급하는 전원부 (1)는 AC 100V가 트랜스(TRS)의 1차측에 입력되고, 2차측 단자가 브릿지회로(BD)에 연결된다. 이 브릿지회로(BD)에는 평활용 콘덴서(C1)가 접속되고, 트랜스(TRS) 2차측의 중간탭(b)에는 평활콘덴서(C2)와 다이오드(D1)와 레귤레이터(IC3)가 연결된다.As shown in the figure, in the power supply unit 1 for supplying operating power to each part, AC 100V is input to the primary side of the transformer TRS, and the secondary terminal is connected to the bridge circuit BD. A smoothing capacitor C 1 is connected to the bridge circuit BD, and a smoothing capacitor C 2 , a diode D 1 , and a regulator IC 3 are provided at an intermediate tap b on the secondary side of the transformer TRS. Connected.
PID 방식의 제어를 하는 마이콤(10)은 그의 단자(E4)에 오픈 콜랙터형 전류 구동 버퍼(IC1)와 다이오드(D4)와 릴레이(RY1)로 이루어지는 솔레노이드밸브 구동부 (2)가 접속된다.The microcomputer 10 that controls the PID system is connected to a solenoid valve driving unit 2 composed of an open collector type current driving buffer IC 1 , a diode D 4 , and a relay RY 1 to its terminal E 4 . do.
또 마이콤(10)의 단자(E5)에는 오픈 콜렉터형 전류 구동 버퍼(IC2)와 다이오드 (D5)와 릴레이(RY2)로 이루어지는 점화기 구동부(3)가 접속되어 있다.The terminal E 5 of the microcomputer 10 is connected to an igniter driver 3 including an open collector type current driving buffer IC 2 , a diode D 5 , and a relay RY 2 .
마이콤(10)의 입력단자(AN1)에는 프레임로드의 불꽃감지회로(4)가 접속된다.The flame detection circuit 4 of the frame rod is connected to the input terminal AN 1 of the microcomputer 10.
마이콤(10)의 리세트단자에는 리세트회로(5)가 접속된다.Reset terminal of the microcomputer 10 The reset circuit 5 is connected.
또 마이콤(10)의 출력단자(E0-E3)와 입력단자(R8-R11) 사이에는 화력을 설정하는 키이입력부(6)가 접속되어 있다.A key input section 6 for setting the thermal power is connected between the output terminals E 0 -E 3 and the input terminals R 8 -R 11 of the microcomputer 10.
한편 가스응용기기에서 일방적인 가스공급 경로는 블록(7)으로 나타낸 바와같이 가스탱크(GAS)에서 솔레노이드밸브(SV), 선형가스밸브(LGV), 버너순으로 이어지고, 전원 플러그에 접속된 점화기회로(8)는 바리스터(ZNR)와 트랜스(TRS)와 릴레이 스위치(RYS1)(RYS2)와 점화기(IG) 및 솔레노이드 밸브(SV)들로 구성된다.On the other hand, in the gas application, the one-way gas supply path is connected to the solenoid valve (SV), linear gas valve (LGV), and burner in the gas tank (GAS) as shown by the block (7). The furnace 8 is composed of a varistor ZNR, a transformer TRS, a relay switch RYS 1 , RYS 2 , an igniter IG, and a solenoid valve SV.
한편, 마이콤(10)의 출력단자(R0-R7)에는 디지탈/아날로그 변환을 위해 저항 (R1-R16)에 의해 구성된 사다리회로가 접속된다.On the other hand, a ladder circuit constituted by resistors R 1 -R 16 is connected to the output terminals R 0- R 7 of the microcomputer 10 for digital / analog conversion.
이 사다리회로에는 아날로그 신호 최대값 조절저항(R17)과 고주파 잡음제거용 콘덴서(C3)가 접속된다.The analog signal maximum value regulating resistor R 17 and the high frequency noise canceling capacitor C 3 are connected to the ladder circuit.
한편 이 사다리회로를 경유하는 마이콤(10)의 출력은 연산증폭기(IC4)의 비반전단자로 인가된다.On the other hand, the output of the microcomputer 10 via this ladder circuit is applied to the non-inverting terminal of the operational amplifier IC 4 .
연산증폭기(IC4)는 그의 반전단자가 출력단에 접속되는 상태로 궤환 접속되며, 출력단은 달링톤 접속된 전류증폭을 hfe1및 hfe2를 가진 2단의 트랜지스터 (TR1) (TR2)에 접속된다.The operational amplifier IC 4 is feedback-connected with its inverting terminal connected to the output terminal, and the output terminal is connected to the two-stage transistor TR 1 (TR 2 ) having the darlington-connected current amplification with hfe 1 and hfe 2 . Connected.
트랜지스터(TR1)의 콜렉터는 바이어스용 저항(R20)을 경유하여 전원(-5V)에 연결되고, 그의 에미터는 트랜지스터(TR2)의 베이스에 접속됨과 동시에 바이러스저항 (R15)을 경유하여 전원(OV)에 연결된다.The collector of the transistor TR 1 is connected to the power supply (-5V) via a bias resistor R 20 , and its emitter is connected to the base of the transistor TR 2 and at the same time via a virus resistor R 15 . It is connected to the power supply OV.
트랜지스터(TR2)는 그의 콜렉터에 선형가스밸브(LGV)가 연결되고, 그의 에미터는 저항(R19)을 경유하여 전원(OV)에 접속되어 있으며, 동시에 마이콤(10)의 입력단자(AN0)에 궤환전압(VF)을 공급하도록 접속되어 선형가스밸브 제어회로(9)를 구성하게 된다.The transistor TR 2 has a linear gas valve LGV connected to its collector, and its emitter is connected to a power source OV via a resistor R 19 , and at the same time, an input terminal AN 0 of the microcomputer 10. Is connected to supply the feedback voltage (V F ) to the linear gas valve control circuit (9).
또 이 궤환 경로상에는 OV에 접속된 다이오드(D2)와 -5V에 접속된 다이오드 (D3)의 중간점이 연결되어 있어 궤환 전압을 안정하게 설정하도록 한다.In addition, an intermediate point between the diode D 2 connected to OV and the diode D 3 connected to -5V is connected on this feedback path, so that the feedback voltage can be set stably.
이와같이 구성된 본 고안의 선형가스밸브 제어회로(9)에 관련하여서 마이콤 (10)은 제6도에 도시된 것과 같이 작동한다.In relation to the linear gas valve control circuit 9 of the present invention configured as described above, the microcomputer 10 operates as shown in FIG.
단계(11)에서는 선형가스밸브의 PID 제어를 수행한다.In step 11, PID control of the linear gas valve is performed.
그다음 단계(12)에서 가스 응용기기가 운전상태인가를 판단하고, 운전상태인 경우 단계(13) 및 (14)로 진행하면서 선형가스밸브(LGV)를 온하고 솔레노이드밸브 (SV)를 작동시킨다.Then, in step 12, it is determined whether the gas application device is in the operating state, and in the case of the operating state, the linear gas valve LGV is turned on and the solenoid valve SV is operated while proceeding to steps 13 and 14.
운전중이 아닌 경우는 단계(15) 및 (16)로 진행하여 선형가스밸브(LGV)와 솔레노이드(SV)를 오프시킨다.If not in operation, the process proceeds to steps 15 and 16 to turn off the linear gas valve LGV and solenoid SV.
한편 단계(17)에서 1초가 경과되었는지를 판단하여 1초가 경과되면 단계(18)에서 착화상태를 판단하고, 1초가 경과되지 않았으면 단계(19)에서 점화기(IG)를 온시킨다.On the other hand, it is determined in step 17 whether 1 second has elapsed, and when 1 second has elapsed, the ignition state is determined in step 18, and if 1 second has not elapsed, the igniter IG is turned on in step 19.
단계(18)에서 착화가 확인되면 단계(20)에서 점화기(IG)를 오프시킨 다음, 단계(21)에서 화력 설정값과 이후 기술되는 궤환 전압값(VF)을 비쇼하게 된다.When the ignition is confirmed in step 18, the igniter IG is turned off in step 20, and then in step 21, the fire power setting value and the feedback voltage value V F described later are shown.
그리하여 설정값이 큰 경우 단계(22)에서 선형가스밸브의 작동을 상승시키도록 업신호를 출력하고, 단계(23)에서 설정값이 작은 경우는 단계(24)를 수행하여 선형가스밸브의 작동을 낮추도록 다운 신호를 출력한다.Thus, if the set value is large, the up signal is output to raise the operation of the linear gas valve in step 22, and if the set value is small in step 23, the operation of the linear gas valve is performed by performing step 24. Output a down signal to lower.
따라서 본 고안에 의하면 제7도에서와 같이 점선으로 나타낸 종래의 전류 특성곡선(io')이 PID 제어에 의한 전류특성 곡선(io)으로 개선된다.Therefore, according to the present invention, the conventional current characteristic curve io 'indicated by the dotted line as shown in FIG. 7 is improved to the current characteristic curve io by PID control.
한편 이러한 특성을 나타내기 위하여 본 고안은 다음 공식을 만족한다.On the other hand, the present invention satisfies the following formula to exhibit these characteristics.
즉, PID 알고리즘은 다음과 같다.That is, the PID algorithm is as follows.
여기서, ek: 현재오차 ek-1: 과거오차 kp: 비례변수 k1: 적분변수 k4: 미분변수이다.Here, e k : present error e k-1 : past error k p : proportional variable k 1 : integral variable k 4 : differential variable.
또한 ek=svk-vfkek-1=svk-1-vfk-1 Also e k = s vk -v fk e k-1 = s vk-1 -v fk-1
여기서, VFX: 궤환전압(현재) VFk-1: 궤환전압(과거) SVK: 설정전압(현재) SVK-1: 설정전압(과거)이다.Here, V FX : feedback voltage (current) V Fk-1 : feedback voltage (past) S VK : setting voltage (current) S VK-1 : setting voltage (past).
그리고, 제1도에서(0-VF)=R19LGV LGV=이므로 선형가스밸브 (LGV)에 흐르는 전류는 궤환전압(VF)을 가변함으로써 제어가 가능하게 된다.And in FIG. 1 (0-V F ) = R 19 LGV LGV = Therefore, the current flowing through the linear gas valve LGV can be controlled by varying the feedback voltage V F.
또 제1도의 사다리회로, 즉 8비트 D/A 변환회로의 Vin은 다음과 같다. (제7도 참조)The ladder circuit of Fig. 1, that is, Vin of an 8-bit D / A conversion circuit is as follows. (See Figure 7.)
여기서 R1=R3=R5=R7=R9=R11=R13=R15=R16=2R R2=R4=R6=R8=R10=R12=R14=R17=RWhere R 1 = R 3 = R 5 = R 7 = R 9 = R 11 = R 13 = R 15 = R 16 = 2R R 2 = R 4 = R 6 = R 8 = R 10 = R 12 = R 14 = R 17 = R
한편 연산증폭기(IC4)는 전압 플로워 회로로서 Vin=VO이고, 그 제어수식은 다음과 같다.On the other hand, the operational amplifier (IC 4 ) is a voltage follower circuit Vin = V O , the control equation is as follows.
VF=VinAi×hfe1×hfe2-VFAi×hfe1×hfe2VF(1+Ai×hfe1×hfe2)=VinAi×hfe1×hfe2 V F = VinAi × hfe 1 × hfe 2 -V F Ai × hfe 1 × hfe 2 V F (1 + Ai × hfe 1 × hfe 2 ) = VinAi × hfe 1 × hfe 2
여기서 hfe1: 트랜지스터(TR1)의 전류증폭률 hfe2: 트랜지스터(TR2)의 전류증폭률 Ai : 마이콤의 궤환전압 증폭도.Where hfe 1 : current amplification factor of transistor TR 1 hfe 2 : current amplification factor of transistor TR 2 Ai: feedback voltage amplification degree of micom.
따라서 본 고안은 선형가스밸브에 대한 전류를 일정하게 인가하였을 때 제2도에서와 같이 LPG 가스에서 1차압을 200-300mm H2O를 사용하므로 io=10-100mA 내에서 1차압 변화에 따른 2차압 변화폭을 무시할 수 있는 특성그래프가 작성된다.Therefore, the present invention uses 200-300mm H 2 O as the primary pressure in LPG gas when the current for the linear gas valve is constantly applied, so that 2 according to the primary pressure change within io = 10-100mA A characteristic graph is created that can ignore the variation in the differential pressure.
마찬가지로 제3도, 제4도, 제5도 각기 1차압이 100mmH2O, 200mmH2O, 300mmH2O 일때 전류(io)대 2차압(D2)의 변화곡선을 나타낸다. 여기서 알 수 있듯이 제4도 및 제5도에 의하면 전류를 10-100mA로 한 경우 전류(io)대 2차압(D2)의 관계는 1차원적이고 히스테리시스도 적다.Similarly, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, each first pressure difference represents a change curve of 100mmH 2 O, O 2 200mmH, 300mmH 2 O when the current (io) for the secondary pressure (D 2). As can be seen from FIG. 4 and FIG. 5, when the current is set to 10-100 mA, the relationship between the current (io) and the secondary pressure (D 2 ) is one-dimensional and has less hysteresis.
이로써 본 고안은 선형가스밸브를 정밀하고 선형적으로 제어하여 가스기기의 작동을 최적상태로 하므로 에너지 절약을 기할 수 있다.As a result, the present invention can precisely and linearly control the linear gas valve, thereby optimizing the operation of the gas equipment, thereby saving energy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019880002230U KR900009789Y1 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Gasvalue control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019880002230U KR900009789Y1 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Gasvalue control circuit |
Publications (2)
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| KR890017861U KR890017861U (en) | 1989-09-08 |
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Family Applications (1)
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- 1988-02-15 KR KR2019880002230U patent/KR900009789Y1/en not_active Expired
Also Published As
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| KR890017861U (en) | 1989-09-08 |
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