基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统及控制方法与流程

1.本发明属于蓄热式燃烧加热器领域，涉及多组并联蓄热式燃烧加热器的控制技术，具体涉及基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统及控制方法。


背景技术：

2.为了模拟飞行状态下进入超燃冲压发动机燃烧室的高焓空气，在地面模拟试验中需要对空气进行加热。一般可以采用多组并联蓄热式燃烧加热器，其具有加热空气总温高、流量大和相对纯净的优点。
3.但是，现有的蓄热式燃烧加热器涉及到点火、燃烧、蓄热、关火、吹扫的多个程序，而且加热器包括多个支路，每个支路都涉及到点火、燃烧、蓄热、关火、吹扫等程序，使得控制操作比较复杂，依靠人为操作进行控制，浪费人力而且容易出错，因此需要一种基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统及控制方法。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统及控制方法，提高了设备的控制效率、安全性以及智能化程度。
5.根据本发明的一个方面，提供一种基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统，包括：
6.核心控制器，包括核心控制单元和通讯模块；
7.控制操作端，包括自动/手动控制模块、参数设置模块、数据存储模块、操作记录模块和通讯模块；
8.加热器支路控制器、油库管理控制器和供油管理控制器，均包括控制模块、a/d转换模块、输入输出模块和通讯模块。
9.核心控制器通过所述通讯模块分别与所述控制操作端、多个加热器支路控制器、油库管理控制器和供油管理控制器通信连接。
10.进一步地，还包括多个加热器支路控制器，分别设置在加热器支路上；
11.所述加热器支路控制器接收温度传感器的信号，通过a/d转换模块处理后发送至所述核心控制器；
12.所述加热器支路控制器根据所述核心控制器的指令，控制加热器支路的进气电动球阀、气路调压阀、工艺气电磁阀的开闭；控制点火油路调压阀、点火气路调压阀和点火线圈的开闭；控制主气路调压阀和主油路调压阀的开闭；控制点火油路吹扫电磁阀以及主油路点火电磁阀的开闭。
13.进一步地，所述油库管理控制器根据所述核心控制器的指令，控制油罐供油路电磁阀的开闭。
14.进一步地，供油管理控制器根据所述核心控制器的指令，控制点火支路油泵、主油路油泵的启动和停止。
15.根据本发明的另一方面，提供一种用于基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统的控制方法，包括：
16.油库管理控制器打开油罐供油路电磁阀，所有被激活的加热器支路控制器打开加热器支路的进气电动球阀、气路调压阀、工艺气电磁阀，等待预燃点火；
17.供油管理控制器启动点火支路油泵、主油路油泵，待油压达到额定值后，第一条激活的加热器支路的加热器支路控制器打开点火油路调压阀同时打开点火气路调压阀、点火线圈；
18.第一条激活支路控制器根据预燃室温度确定点火成功后，打开主气路调压阀以及主油路调压阀进行该加热器支路的主燃烧器点火；
19.主燃烧器点火成功后，加热器支路控制器关闭点火油路调压阀、点火气路调压阀并关闭点火线圈，并且根据所述核心控制器的指令进行自动温控调节，根据当前的实时温度自动进行油、气平衡调节；
20.第二条激活支路的控制器打开点火油路调压阀、点火气路调压阀以及点火线圈重复上述步骤，直至所有被激活的加热器支路控制器均进入自动温控调节状态。
21.进一步地，在控制过程开始前，还包括对控制系统内的设备及元器件进行初始化诊断，诊断内容包含控制系统设备的通讯功能、测量功能、控制功能、健康功能。
22.进一步地，当所有被激活的支路均进入自动温控调节状态后，供油管理控制器关闭点火支路油泵，加热器支路控制器在完成蓄热后关闭主油路调压阀，之后关闭主气路调压阀；
23.主油路调压阀和主气路调压阀关闭后，打开点火油路吹扫电磁阀以及主油路点火电磁阀，将高温区中管路里的残存煤油吹出干净。
24.进一步地，当所有加热器支路均完成加热与吹扫步骤后，供油管理控制器停止主油路油泵，油库管理控制器关闭油罐供油路电磁阀，加热器支路控制器关闭所有加热支路的进气电动球阀、气动调压阀、工艺气电磁阀。
25.进一步地，在预燃点火过程中根据预燃室温度判断点火不成功，以及在主燃烧器点火过程中根据主燃烧器中的温度判断点火不成功时，启动停机吹扫的保护流程。
26.进一步地，所述停机吹扫保护流程包括：
27.关闭主油路调压阀和主气路调压阀关闭；
28.打开点火油路吹扫电磁阀以及主油路点火电磁阀，将高温区中管路里的残存煤油吹出干净。
29.本发明实现了多组并联蓄热式燃烧加热器的流程控制，提高了此类设备的效率、安全性以及智能化程度。此外，通过增加多支路加热器点火的自动识别功能，能够自动处理点火成功及点火不成功的流程。
附图说明
30.通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
31.图1为本发明的基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统的示意框图。
32.图2为本发明的基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制方法的流程图。
具体实施方式
33.下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
34.本发明针对多组并联蓄热式燃烧加热器设计了多组并联蓄热式燃烧加热器控制系统及控制方法。包含多组加热器点火、燃烧、蓄热、关火、吹扫的流程控制功能及方法。本发明设计了多支路加热器点火自动识别功能，实现了多组并联蓄热式燃烧加热器的全流程控制，提高了此类设备的效率、安全性以及智能化程度。
35.为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
36.首先，本发明提供了一种基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统，其特征在于，包括：
37.核心控制器，包括核心控制单元和通讯模块；
38.控制操作端，包括自动/手动控制模块、参数设置模块、数据存储模块、操作记录模块和通讯模块；
39.加热器支路控制器、油库管理控制器和供油管理控制器，均包括控制模块、a/d转换模块、输入输出模块和通讯模块。
40.核心控制器通过所述通讯模块分别与所述控制操作端、多个加热器支路控制器、油库管理控制器和供油管理控制器通信连接。
41.如图1所示，该控制系统包含一套具有人机操作界面的控制操作端以及一套核心控制器，另外系统在每个加热器设施、供油设施、油库设施旁都设置分布式的控制器，包括油库管理控制器、供油管理控制器以及多个加热器支路控制器。每个分布式的控制器均具有独立的诊断、测量与控制功能，分别与核心控制器通信连接，上传每个分布式控制器的数据，接收并执行核心控制器的控制指令。
42.具体地，本实施例可以包括6个加热器支路控制器，分别设置在每个加热器支路设施上。加热器支路控制器可以接收温度传感器的信号，通过a/d转换模块处理后发送至所述核心控制器。加热器支路控制器根据所述核心控制器的指令，控制加热器支路的进气电动球阀、气路调压阀、工艺气电磁阀的开闭；控制点火油路调压阀、点火气路调压阀和点火线圈的开闭；控制主气路调压阀和主油路调压阀的开闭；控制点火油路吹扫电磁阀以及主油路点火电磁阀的开闭，从而完成该加热器支路的点火、燃烧、蓄热、关火、吹扫的控制全过程。
43.进一步地，油库管理控制器根据核心控制器的指令，控制油罐供油路电磁阀的开闭；供油管理控制器根据核心控制器的指令，控制点火支路油泵、主油路油泵的启动和停止，从而为加热器支路的点火、燃烧供油，以及为关火、吹扫切断油路。
44.具体地，控制系统启动后，各分布式控制器首先进行独立自检，自检结果交由核心
控制器进行统筹处理，针对不同需求系统可自动进行加热器支路及配套设备的组合选择、排除异常设备、按照流程进行加热器点火、燃烧、蓄热等功能，并在蓄热到指定温度后进行关火与管路吹扫工作。
45.本发明的基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统包括针对多组并联蓄热式燃烧加热器支路而设计的分布式控制器、进而能够实现多组加热器支路的点火、燃烧、蓄热、关火、吹扫等流程控制功能。
46.本发明还提出了一种基于多组并联蓄热式燃烧加热器的控制系统的控制方法，包括：
47.油库管理控制器打开油罐供油路电磁阀，所有被激活的加热器支路控制器打开加热器支路的进气电动球阀、气路调压阀、工艺气电磁阀，等待预燃点火；
48.供油管理控制器启动点火支路油泵、主油路油泵，待油压达到额定值后，第一条激活的加热器支路的加热器支路控制器打开点火油路调压阀同时打开点火气路调压阀、点火线圈；
49.第一条激活支路控制器根据预燃室温度确定点火成功后，打开主气路调压阀以及主油路调压阀进行该加热器支路的主燃烧器点火；
50.主燃烧器点火成功后，加热器支路控制器关闭点火油路调压阀、点火气路调压阀并关闭点火线圈，并且根据所述核心控制器的指令进行自动温控调节，根据当前的实时温度自动进行油、气平衡调节；
51.第二条激活支路的控制器打开点火油路调压阀、点火气路调压阀以及点火线圈重复上述步骤，直至所有被激活的加热器支路控制器均进入自动温控调节状态。
52.进一步地，在流程控制开始之前，系统上电后进行开机初始化诊断，所有子系统进行系统内设备及元器件初始化诊断，诊断内容包含设备的通讯功能、测量功能、控制功能、健康功能等；子系统测量后的结果通过通讯总线交由核心控制器进行统筹处理，核心控制器会依据操作员站提供的需求进行自动组合选择，自动排除异常设备。开始流程控制时核心控制器会监控所有子系统的实时状态，核心控制器具有最高处理权限，可根据突发状态进行分级处理。
53.初始化诊断之后，油库管理控制器打开油罐供油路电动阀、所有被激活的加热器支路控制器打开系统内进气电动球阀、气动调压阀工艺气电磁阀，等待预燃点火。
54.接下来，供油系统控制器启动点火支路油泵、主油路油泵，待油压达到额定值后第一条激活支路的加热器打开点火油路调压阀；第一条激活支路的加热器支路控制器打开点火油路调压阀同时打开点火气路调压阀、点火线圈；油、气及点火线圈触发后系统根据点火器中的温度自行判断点火是否成功，若成功则进行后续主燃烧器点火步骤，反之启动停机吹扫的保护流程。
55.接下来，第一条激活的支路控制器根据预燃室温度确定点火成功后打开主气路调压阀以及主油路调压阀，进行该支路主燃烧器点火；主气路调压阀与主油路调压阀开启后，控制器根据燃烧器中的温度自行判断燃烧器是否被点燃成功，若主燃烧器点火成功支路控制器会关闭点火油路、气路调压阀并关闭点火线圈，同时系统进行后续温度自动调节及下一支路预燃点火步骤，反之启动停机吹扫保护流程。
56.接下来，燃烧器被点燃成功后的支路控制器会根据操作人员在控制操作端设置的
需求进行自动温控调节，根据当前的实时温度自动进行油、气平衡调节；同时第二条激活支路的加热器支路控制器打开点火油路调压阀、点火气路调压阀以及点火线圈重复前面的步骤操作，直至所有被系统激活的加热器支路控制器均进入自动温度控制调节状态。
57.当所有被激活的支路均进入自动温度控制调节状态后，供油控制器关闭点火油泵，加热器支路控制器根据操作人员在控制操作端设置的需求，在完成蓄热后快速关闭主油路调压阀，油路关闭后关闭主气路调压阀；主油路调压阀和主气路调压阀均关闭后，打开点火油路吹扫电磁阀以及主油路点火电磁阀，将高温区中管路里的残存煤油吹出干净，避免出现积碳及其他隐患。
58.最后，当所有加热器支路均完成加热与吹扫步骤后，供油系统控制器停止主油泵运行，油库管理系统控制器关闭供油电磁阀，关闭所有加热支路进气电动球阀、气动调压阀工艺气电磁阀。
59.本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
60.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。