燃气热水器恒温控制系统的自动化测试

燃气热水器恒温控制系统的自动化测试         刘治田 赵喜球 唐崇云 任宗华   （广东百威电子有限公司） 摘要：本文介绍了针对线性蝶阀恒温控制系统的特点研制和生产的蝶阀恒温控制器自动检测台的原理、实现方法。本文介绍的检测台稍作改动也可用于目前的强排热水器控制器和其它形式的恒温热水器控制器。 关键词：蝶阀 控制器 自动检测 交互式对话 1 引言 近年来，带有自动调节功能的蝶阀恒温燃气热水器的需求量逐步扩大，许多 热水器生产厂开始批量生产蝶阀恒温燃气热水器。蝶阀恒温燃气热水器的关键部件是蝶阀（燃气调节阀）和蝶阀恒温控制器。蝶阀恒温热水器的控制器比普通强排热水器的控制器复杂的多，控制器性能的好坏直接影响热水器的恒温性能。为了确保控制器的性能和质量，更好地满足整机生产厂的需求，必须加强和改善产品的出厂检验。传统的检测手段主要是由检验员在普通的检测台手工检测，通过电流或电压表观察吸合（维持）电压、调节阀电流，通过开关模拟热水器的环境，然后按照验收标准，判断控制器是否合格。多年来的经验证明：这种检测手段有两个不足，一是效率低、检测过程受人为因素的影响太多，二是对控制器输入通道和输出通道的性能不能定量测试。为了提高产品的质量水平，适应大批量生产的需要，完善检测手段、对控制器的输入输出性能进行定量检测等越来越重要。就是在这样一种背景下，我们设计和生产了一种既能定量检测控制器的输入输出性能，而又操作简单、自动化程度较高的自动检测台。 2 蝶阀恒温控制器的性能和特点 遵循国家标准GB6932-2001 家用燃气快速热水器 设计的蝶阀恒温控制器， 有以下功能和特点： 输入通道能够实时检测以下信号： a)  水流量信号：脉冲信号，频率范围f=15Hz～160Hz； b)  火焰信号：微弱的电流信号，控制器应有足够的灵敏度识别此信号； c)  风压开关信号：开关信号； d)  直流风机转速信号：脉冲信号，它和水流量信号类似，频率范围 f=10Hz～150Hz（仅限于驱动直流风机的控制器）； e)  防过热温控开关信号：开关信号； f)  冷热水温度探头信号：随温度变化的模拟信号； g)  操作面板的“按键”信号：随按键变化的模拟信号； 输出通道具有以下特性： a) 3个独立的电磁阀驱动通道（DC24V）：吸合时间≥0.5s，保持信号的频 率f≥100Hz； b)  蝶阀（调节阀）驱动通道：与蝶阀连接后，驱动电流随设置温度和水流量大小的变化而变化，最大驱动电流150mA； c)  交流（AC220V）风机高/低速驱动通道：按照热水器控制时序输出AC220V信号，驱动交流风机； d) 直流风机转速控制输出（用于DC24V直流风机，有独立的调速控制端）：它是一个0V～5V的控制信号（仅限于使用直流风机的控制器）； 蝶阀恒温控制器有一个串行输出口，通过它与电脑连接，配合专用软件，可 实时检测热水器的恒温调节性能；另外，此通讯口和检测台连接，实现恒温控制器的自动检测。     除以上功能外，控制器有自诊断功能：如电磁阀检测，蝶阀检测，风压开关初态检测，温度传感器检测等，确保热水器安全、可靠运行。 3 蝶阀恒温控制器自动检测台的设计要求 根据以上内容介绍的蝶阀恒温控制器的特点和实现的功能，自动检测台应完 成以下任务： 1） 检查控制器硬件功能是否正常，PCB板是否有虚焊，是否有漏装的元器件，能比较准确地确定故障位置，指导工人在线返修； 2） 初步判断MCU是否有失效的功能； 3） 定量分析温度测量通道、水流测量通道、火焰检测通道和风机转速测量通道的性能； 4） 定量分析电磁阀驱动通道的吸合性能； 5） 定量分析蝶阀通道的调节性能； 6） 定量分析直流风机通道的调节性能（限于使用直流风机的控制器）； 7） 通过上面6个步骤，判断控制器硬件功能是否合格； 8） 用户程序写入控制器后，模仿人工检测过程，完成控制器的确认检验； 9） 程序烧写（ISP）、故障列表打印等； 10） 检测系统应操作简单，性能可靠，检测效率要高。 4 蝶阀恒温控制器自动检测台的组成和实现方法 下面是自动检测台硬件组成功能框图，左边实线框图是蝶阀恒温控制器的输 液晶显示屏                         检测台硬件组成功能框图 出，“风机驱动”包括交流（AC220V）或直流调速控制信号，“电磁阀驱动”是DC24V驱动信号，“蝶驱阀动”是电流信号；右边是控制器需要接收的输入信号。 RS-485C接口用于和上位机电脑连接，通过此接口将针对不同的控制器编写的检测程序写入检测台中的单片机（MCU）； RS-232C接口和热敏打印机连接，打印检测结果； 数据通讯口和待检控制器连接，通过和检测台“交互式对话”，完成所有检测功能。 5 蝶阀恒温控制器自动检测台的检测流程图 进入应用程序区 结束硬件检测 6 结论与展望 使用蝶阀恒温控制器自动检测台，实现了燃气热水器恒温控制系统的自动化 测试，有效地提高了检测效率和准确度。特别需要说明的是这种检测装置能对热水器控制器的输入/输出进行定量分析，发现传统的手动检测可能忽视的或发现不了的产品缺陷，为控制器的生产组织和品质控制提供准确的数据。 为了使用蝶阀恒温控制器自动检测台检测控制器，需要对每一类控制器编写“自检程序”，“自检程序”配合检测台完成检测任务；另外，控制器必须有一个数据通讯口，与检测台“交互式对话”。 在燃气热水器行业，燃气热水器恒温控制系统的自动化测试是一个全新的课题，无论是测试方法的研究，还是测装置的设计和应用，都是一个不断探索和总结、不断提高和完善的过程。随着恒温燃气热水器应用的普及和性能的提高，控制系统的自动化测试也将越来越受到业内的关注和重视，自动化检测装置将会得到广泛的应用。