一种双燃气阀控制电路的故障检测方法、电路及燃气设备与流程

本发明涉及燃气设备安全控制，具体涉及一种双燃气阀控制电路的故障检测方法、电路及燃气设备。

背景技术：

1、当前，随着燃气燃烧器具用电安全相关标准的推行实施，对燃气控制电路的安全性提出了更为严苛的要求，明确电路需具备在单点故障甚至双点故障工况下仍能可靠切断燃气通道的能力。

2、现有燃气设备通常采用电磁阀或比例阀作为执行机构，以实现燃气通断的控制。传统的燃气控制方案大多聚焦于阀门本身的机械启闭动作，而对控制电路自身的健康运行状态缺乏足够的监测。在燃气阀的驱动控制中，由于驱动元件（如三极管、继电器等）存在击穿短路、触点粘连或线路虚接断路等潜在单点故障，一旦控制电路出现故障，可能导致在需要切断燃气时阀门无法正常关闭，或在非工作状态下阀门异常开启，从而引发燃气泄漏的安全隐患。并且，常规的燃气器具主控系统一般仅对火焰信号、温度传感器等外围设备参数进行检测，缺少针对燃气阀驱动回路本身完整性的实时自检功能，驱动电路中存在的隐性故障难以及时被识别，使得系统在后续运行过程中无法可靠保障燃气通道的切断效果，不符合故障安全的设计原则。

3、此外，部分燃气控制系统虽采用了双燃气阀冗余设计以提升可靠性，但这类设计往往共用电源侧的控制逻辑。若公共控制部分发生故障，将导致两道阀门同时失效，难以满足在单点故障下仍能可靠切断燃气通道的安全要求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种双燃气阀控制电路的故障检测方法、电路及燃气设备，以解决上述技术背景中提出的现有双燃气阀控制电路难以实现故障的全面检测，极易导致燃气设备在故障下无法可靠切断燃气通道，进而严重影响设备安全使用的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种双燃气阀控制电路的故障检测方法，应用于含有双燃气阀控制电路的燃气设备，双燃气阀控制电路包括串联设置于燃气通道中的第一燃气阀和第二燃气阀、且第一燃气阀与第二燃气阀在燃气阀供电回路中并联连接；双燃气阀控制电路还包括第一开关、第二开关、第三开关、第一反馈电路和第二反馈电路；其中，第一开关设置于燃气阀供电回路的正极侧，第二开关串联于第二燃气阀的正极供电支路上，第三开关设置于燃气阀供电回路的负极侧；第一反馈电路的检测端连接于第二开关的输出侧，用于输出反映回路通断状态的第一电平信号；第二反馈电路的检测端设置于第一开关的输出侧和两个燃气阀负极公共汇合点之间，用于输出反映回路通断状态的第二电平信号；方法包括：

3、响应于用户对燃气设备的使用需求，控制第二开关闭合、第一开关和第三开关均断开；

4、响应于用户对燃气设备的使用需求，控制第二开关闭合、第一开关和第三开关均断开，并获取第一电平信号和第二电平信号；

5、判断第一电平信号和第二电平信号是否均为低电平信号；

6、若第一电平信号和第二电平信号均为低电平信号，则控制第一开关和第二开关均闭合、第三开关断开，并重新获取第一电平信号和第二电平信号；

7、判断第一电平信号是否为高电平信号且第二电平信号是否为低电平信号；

8、若第一电平信号为高电平信号且第二电平信号为低电平信号，则控制第一开关、第二开关和第三开关均闭合，并再次获取第一电平信号和第二电平信号；

9、判断第一电平信号和第二电平信号是否均为高电平信号；

10、若第一电平信号和第二电平信号均为高电平信号，则维持燃气设备的正常供气状态，并持续监测第一电平信号和第二电平信号；否则，判定双燃气阀控制电路存在故障，并执行故障保护操作。

11、本发明通过分阶段切换三路开关的通断组合，配合两路反馈电平信号的比对校验，可逐段排查正极总开关、第二燃气阀支路开关、负极总开关的异常导通、异常断开类故障；区别于传统方案仅能检测阀门最终通断结果的方式，可精准识别回路中的隐性单点故障，大幅缩小故障范围，消除检测盲区。并且，燃气通路采用双阀串联的冗余架构，供电回路采用正极总开关、燃气阀支路独立开关、负极总开关的三路独立控制结构；结合分阶段自检机制，既可在正式供气前提前识别故障、避免设备带故障运行，也可在任意单路开关发生粘连/断开故障时，通过其余开关可靠切断燃气阀供电回路，有效保障了单点故障工况下燃气通道仍能可靠切断，符合故障安全的设计原则。

12、在一种可选的实施方式中，双燃气阀控制电路的故障检测方法还包括：

13、当第二开关闭合、第一开关和第三开关均断开时，若第一电平信号或第二电平信号为高电平信号，则判定第一反馈电路异常，和/或，第二反馈电路异常，和/或，第一开关或第三开关存在异常导通故障，并执行故障保护操作。

14、本发明旨在正式接通正极总开关、推进供气流程之前，通过仅第二燃气阀闭合支路开关完成自检，可提前识别第一开关、第三开关的异常导通，如触点粘连故障，防止设备在双燃气阀控制电路误导通下带电启动，从源头规避燃气阀意外得电开启的安全隐患。

15、在一种可选的实施方式中，双燃气阀控制电路的故障检测方法还包括：

16、当第一开关和第二开关均闭合、第三开关断开时，若第一电平信号为低电平信号或第二电平信号为高电平信号，则判定第一反馈电路异常，和/或，第二反馈电路异常，和/或，第三开关存在异常导通故障，并执行故障保护操作。

17、本发明在正极通路带电、负极总开关保持断开时，通过第二电平信号的状态校验，可精准识别第三开关的异常导通，如触点粘连、漏电流导通故障；该检测在最终闭合负极开关前完成，可避免带故障接通负极回路导致燃气阀意外开启，构筑了通气前的第二道安全防线。

18、在一种可选的实施方式中，双燃气阀控制电路的故障检测方法还包括：

19、当第一开关、第二开关和第三开关均闭合时，若第一电平信号或第二电平信号为低电平信号，则判定第一反馈电路异常，和/或，第二反馈电路异常，和/或，第一开关、第二开关和第三开关中至少一个开关存在异常断开故障，并执行故障保护操作。

20、本发明在正常供气的全开关均闭合工况下，在线监测供电回路的导通完整性，结合两路反馈信号的异常组合可实现故障定位，若第一电平信号为低，故障可锁定在正极干路、第二燃气阀支路或第一反馈电路；若第二电平信号为低，故障可锁定在负极干路或第二反馈电路；相比笼统的故障报警，大幅缩小了故障排查范围，为后续运维提供明确指向。

21、在一种可选的实施方式中，双燃气阀控制电路的故障检测方法还包括：

22、当不存在用户对燃气设备的使用需求时，控制第一开关、第二开关和第三开关均断开，并监测第一电平信号和第二电平信号是否存在高电平信号；

23、若第一电平信号和第二电平信号中存在任一高电平信号，则判定双燃气阀控制电路存在故障，并执行故障保护操作。

24、本发明在设备无使用需求的待机停机阶段，持续对全断开状态的供电回路进行带电监测，可覆盖设备从待机、启动到正常运行的全生命周期工况，杜绝设备闲置期间因开关隐性粘连、线路漏电导致燃气阀意外得电开启的安全风险；且故障可在设备闲置阶段就触发保护并告警，有效避免了设备带着故障进入后续流程，可从源头降低启动阶段的安全隐患。

25、在一种可选的实施方式中，执行故障保护操作，包括：

26、控制第一开关、第二开关和第三开关均断开；

27、和/或，控制燃气设备发送故障告警信息。

28、本发明在故障时同时断开所有开关，即便其中某一个开关存在触点粘连故障，其余开关仍可可靠切断燃气阀供电回路，进而彻底终止燃气供给，避免了故障进一步扩大，落实了故障安全的设计原则；同时通过故障告警信息主动向用户或运维端同步异常状态，一方面避免因无提示导致用户误操作、反复尝试启动带来的安全风险；另一方面可引导运维人员快速响应、及时排查故障，缩短故障处置周期。

29、第二方面，本发明提供了一种双燃气阀控制电路，电路包括：

30、第一燃气阀和第二燃气阀，第一燃气阀和第二燃气阀串联设置于燃气通道中、且第一燃气阀与第二燃气阀在燃气阀供电回路中并联连接；

31、第一开关，第一开关设置于燃气阀供电回路的正极侧；

32、第二开关，第二开关串联于第二燃气阀的正极供电支路上；

33、第三开关，第三开关设置于燃气阀供电回路的负极侧

34、第一反馈电路，第一反馈电路的检测端连接于第二开关的输出侧，用于输出反映回路通断状态的第一电平信号；

35、第二反馈电路，第二反馈电路的检测端设置于第一开关的输出侧和两个燃气阀负极公共汇合点之间，用于输出反映回路通断状态的第二电平信号；

36、控制器，控制器分别与第一开关、第二开关、第三开关、第一反馈电路和第二反馈电路连接，控制器包括存储器和处理器；其中，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的双燃气阀控制电路的故障检测方法。

37、本发明双燃气阀控制电路，气路采用双燃气阀串联设计，任意一道阀门关闭即可切断燃气通道；电路采用正极总开关、支路独立开关、负极总开关的三重分控架构，正负极双侧均设置切断节点，即便单路开关出现触点粘连故障，其余开关仍可可靠切断供电回路，可从硬件结构层面保障单点故障下的安全切断能力，符合故障安全设计原则。此外，电路集成两路独立的反馈检测电路，无需额外增设外部检测装置，即可对供电回路的不同节点进行电平采样；配合分阶段开关控制逻辑，可逐段识别开关异常导通/断开、线路断路/漏电、反馈电路自身失效等多类故障，实现电路的全工况自诊断，大大消除了传统控制电路的故障检测盲区。

38、在一种可选的实施方式中，第一开关为电源正极总开关继电器；第三开关为电源负极总开关继电器；第二开关为第二燃气阀的独立控制开关继电器；第一燃气阀的正极输入端接于第一开关的输出侧、负极输出端接于第三开关的输入侧；第二燃气阀的正极输入端经第二开关接于第一开关的输出侧、负极输出端接于第三开关的输入侧。

39、本发明在电源正极、负极分别设置总开关继电器，形成供电回路双侧切断架构，相较于传统单极总开关方案，可避免单开关触点粘连时无法彻底断电的风险；即便单侧总开关失效，另一侧仍可可靠切断燃气阀供电回路，可从硬件拓扑层面落实故障安全设计原则，杜绝单侧开关失效导致的燃气阀失控风险。此外，第二燃气阀的正极支路串联独立控制开关，与第一燃气阀的直连支路形成差异化拓扑，为分区段故障检测提供了硬件基础；具体通过单独控制支路开关的通断状态，可分段排查正极总路、负极总路、第二燃气阀支路的各类故障，将故障范围锁定在具体电路区段，相比无支路开关的双阀并联电路，故障定位精度显著提升。

40、在一种可选的实施方式中，第一反馈电路包括第一光耦合器，第一光耦合器的输入端连接至第二开关的输出侧，第一光耦合器的输出端连接至控制器；第二反馈电路包括第二光耦合器，第二光耦合器的输入端跨接于第一开关的输出侧与两个燃气阀的负极公共汇合点之间，第二光耦合器的输出端连接至控制器。

41、本发明两路反馈电路均采用光电耦合器作为信号传输核心器件，实现燃气阀功率供电回路与控制器弱电控制回路之间的可靠电气隔离，可有效阻隔功率侧的浪涌电压、故障过流及电磁干扰向控制侧传导，既保护控制器等核心弱电元件，也提升了整机的电气安全性能，符合燃气设备的安全要求。此外，第一光耦合器对应第二开关输出侧的支路节点，单独采集第二燃气阀支路的通断状态；第二光耦合器对应正极总输出与负极公共汇合点之间的主回路节点，采集总回路的导通状态；两路采样相互独立、互不耦合，为分段式故障检测提供硬件支撑，可精准区分正极支路、负极总路的不同故障类型与失效位置。

42、第三方面，本发明提供了一种燃气设备，燃气设备包括如上述第二方面或其对应的任一实施方式的双燃气阀控制电路。