一種蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的溫度閉環(huán)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的溫度閉環(huán)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]新世紀(jì)以來，我國一直面臨著能源缺乏，環(huán)境狀況不斷惡化，尤其是工業(yè)對環(huán)境的影響更是起著決定性的作用，因此節(jié)能減排也越來越引起人民的重視，環(huán)保指標(biāo)也越來越成為企業(yè)及行業(yè)的關(guān)鍵指標(biāo)。冷水機(jī)作為制冷行業(yè)的典型代表廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、電力、汽車、建筑等多個行業(yè)，尤其是伴隨著溫室效應(yīng)的逐漸顯現(xiàn)，國際上對氟利昂類制冷劑的禁用，電力供應(yīng)緊張，環(huán)保門檻不斷提高等多重因素的影響，使冷水機(jī)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，實(shí)踐應(yīng)用方面自然也得到了越來越多的關(guān)注。目前冷水機(jī)發(fā)展勢頭相對穩(wěn)定，產(chǎn)品系列多，有大量剛需支撐，特別是商業(yè)地產(chǎn)和部分工業(yè)需求持續(xù)釋放將拉動冷水機(jī)規(guī)模持續(xù)增長，未來幾年符合增速預(yù)計在20%左右，基本與中央空調(diào)行業(yè)保持同步。而在空調(diào)業(yè)界，冷水機(jī)已被視作廠商之間技術(shù)比拼、硬實(shí)力展示乃至爭奪話語權(quán)的核心戰(zhàn)場。冷水機(jī)與家用空調(diào)不可同日而語，前者擁有更難以觸及的技術(shù)水準(zhǔn)，百年的歷史積淀將發(fā)揮作用。其中五大美資品牌專業(yè)化強(qiáng)，市場優(yōu)勢明顯，2012年合計占中國市場份額44.8%。
[0003]冷水機(jī)作為制冷行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品之一，在鋼鐵業(yè)受到了前所未有的關(guān)注。這顆“心臟”的質(zhì)量，不僅決定了空調(diào)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，也直接關(guān)聯(lián)著企業(yè)最終的節(jié)能表現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益。目前焦化廠的干熄焦?fàn)t，化產(chǎn)焦?fàn)t等高溫設(shè)備的冷卻系統(tǒng)都靠冷水機(jī)這顆“心臟”來保證，但是相應(yīng)的冷水機(jī)屬于溴化鋰蒸汽型，卻存在著節(jié)電不節(jié)能，能源耗量甚至高于普通的壓縮機(jī)式冷水機(jī)，而且由于該系統(tǒng)具有大慣性、滯后性、非線性時變和負(fù)荷變化頻繁的特點(diǎn)，所以也存在冷水溫度的控制精度不高，且易出現(xiàn)冷水溫度大幅震蕩的現(xiàn)象和冷水溫度響應(yīng)時間過長的缺陷。因此造成節(jié)電不節(jié)能，能源耗量甚至高于普通的壓縮機(jī)式冷水機(jī)的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是:提供一種蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的溫度閉環(huán)控制方法，該控制方法既能夠?qū)崿F(xiàn)冷水溫度閉環(huán)與壓力閉環(huán)的串級控制模式，也能夠?qū)崿F(xiàn)單環(huán)獨(dú)立控制模式，避免出現(xiàn)冷水溫度大幅震蕩的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)既節(jié)電又節(jié)能的控制目標(biāo)。
[0005]本發(fā)明要解決的進(jìn)一步技術(shù)問題是:提高冷水溫度的控制精度，有效地提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。
[0006]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的溫度閉環(huán)控制方法，包括以下步驟:
1)冷水機(jī)控制模式選擇，選擇溫度自動控制模式或是壓力控制模式，并填入相對應(yīng)的設(shè)定參數(shù)；然后進(jìn)入步驟2);
2)判斷冷水機(jī)組冷卻水系統(tǒng)和冷水系統(tǒng)是否啟動，若是，則進(jìn)入步驟3);若否，則繼續(xù)步驟2)；
3)判斷溶液泵是否啟動，若是，則進(jìn)入步驟4);若否，則繼續(xù)步驟3);
4)采樣出口冷水溫度值和蒸汽壓力值；步驟I)中若選擇溫度自動控制模式，則進(jìn)入步驟5);步驟I)中若選擇壓力控制模式，則進(jìn)入步驟7);
5)溫度環(huán)根據(jù)出口冷水溫度采樣值及出口冷水溫度設(shè)定值之差自動調(diào)整溫度環(huán)PID參數(shù)，并通過溫度環(huán)PID算法計算出壓力環(huán)的給定值；然后進(jìn)行步驟7);
6)再根據(jù)溫度環(huán)算出的壓力環(huán)的給定值與蒸汽壓力采樣值及蒸汽閥門開口度，自動調(diào)整壓力環(huán)PID算法結(jié)構(gòu)，并計算出合理的蒸汽閥門開口度；然后返回步驟2);
7)根據(jù)人機(jī)界面設(shè)定的壓力環(huán)的給定值與蒸汽壓力采樣值及蒸汽閥門開口度，自動調(diào)整壓力環(huán)PID算法結(jié)構(gòu)，并計算出合理的蒸汽閥門開口度；然后返回步驟2);
步驟6)和步驟7)中壓力環(huán)PID算法的具體結(jié)構(gòu)是:當(dāng)蒸汽閥門開口度小于等于10%或大于等于85%的開口度時，采用開度控制法，每個循環(huán)周期以0.05%的變化率，調(diào)整閥門開口度，每個循環(huán)同期為0.1秒；當(dāng)蒸汽閥門開口度大于10%且小于85%的開口度，且蒸汽壓力采樣值與蒸汽壓力設(shè)定值之差大于等于3帕?xí)r，比例參數(shù)實(shí)際值=比例參數(shù)初始值*0.8，積分系數(shù)實(shí)際值=積分參數(shù)初始值；當(dāng)蒸汽閥門開口度大于10%且小于85%的開口度，且蒸汽壓力采樣值與蒸汽壓力設(shè)定值之差小于3帕?xí)r，比例參數(shù)實(shí)際值=比例參數(shù)初始值，積分系數(shù)實(shí)際值=積分參數(shù)初始值*0.8。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:步驟5)溫度環(huán)PID算法的具體結(jié)構(gòu)是:當(dāng)出口冷水溫度采樣值與出口冷水溫度設(shè)定值之差大于等于3度時，比例參數(shù)實(shí)際值=比例參數(shù)初始值*0.8，積分系數(shù)實(shí)際值=積分參數(shù)初始值；當(dāng)出口冷水溫度采樣值與出口冷水溫度設(shè)定值之差小于3度時，比例參數(shù)實(shí)際值=比例參數(shù)初始值，積分系數(shù)實(shí)際值=積分參數(shù)初始值*0.8。
[0008]本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)研宄和理論分析相結(jié)合，構(gòu)建基于自適應(yīng)PID的雙閉環(huán)冷水溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以此數(shù)學(xué)模型為核心算法，以西門子WINCC實(shí)時采集的數(shù)據(jù)集合為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)計出冷水機(jī)智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際冷水溫度與設(shè)定冷水溫度及控制系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)智能變化各個控制器的控制參數(shù)，從而提高冷水溫度的控制精度，有效地提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，使之適應(yīng)負(fù)荷周期、快速變化的需要，同時避免出現(xiàn)冷水溫度大幅震蕩的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)既節(jié)電又節(jié)能的控制目標(biāo)。
[0009]下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明之蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的溫度閉環(huán)控制方法的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0010]圖1:本發(fā)明之一種蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的溫度閉環(huán)控制方法的操作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1:一種蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的溫度閉環(huán)控制方法，包括以下步驟:
I)冷水機(jī)控制模式選擇，選擇溫度自動控制模式或是壓力控制模式，并填入相對應(yīng)的設(shè)定參數(shù)；即若選擇溫度自動控制模式，填入出口冷水溫度設(shè)定值，若選擇壓力控制模式，填入蒸汽壓力設(shè)定值；然后進(jìn)入步驟2);
2)判斷冷水機(jī)組冷卻水系統(tǒng)和冷水系統(tǒng)是否啟動，若是，則進(jìn)入步驟3);若否，則繼續(xù)步驟2)；
3)判斷溶液泵是否啟動，若是，則進(jìn)入步驟4);若否，則繼續(xù)步驟3);
4)采樣出口冷水溫度值和蒸汽壓力值；步驟I)中若選擇溫度自動控制模式，則進(jìn)入步驟5);步驟I)中若選擇壓力控制模式，則進(jìn)入步驟7);
5)溫度環(huán)根據(jù)出口冷水溫度采樣值及出口冷水溫度設(shè)定值之差自動調(diào)整溫度環(huán)PID參數(shù)，并通過溫度環(huán)PID算法計算出壓力環(huán)的給定值；然后進(jìn)行步驟7);
溫度環(huán)PID算法的具體結(jié)構(gòu)是:當(dāng)出口冷水溫度采樣值與出口冷水溫度設(shè)定值之差大于等于3度時，比例參數(shù)實(shí)際值=比例參數(shù)初始值*0.8，積分系數(shù)實(shí)際值=積分參數(shù)初始值；當(dāng)出口冷水溫度采樣值與出口冷水溫度設(shè)定值之差小于3度時，比例參數(shù)實(shí)際值=比例參數(shù)初始值，積分系數(shù)實(shí)際值=積分參數(shù)初始值*0.8 ;從而縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時間，快速獲得理想的冷水溫度，從而縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時間，快速獲得理想的冷水溫度；
6)再根據(jù)溫度環(huán)算出的壓力環(huán)的給定值與蒸汽壓力采樣值及蒸汽閥門開口度，自動調(diào)整壓力環(huán)PID算法結(jié)構(gòu)，并計算出合理的蒸汽閥門開口度；以便消除靜差，提高系統(tǒng)控制精度，從而實(shí)現(xiàn)既節(jié)電又節(jié)能的控制目標(biāo)；然后返回步驟2);
7)根據(jù)人機(jī)界面設(shè)定的壓力環(huán)的給定值與蒸汽壓力采樣值及蒸汽閥門開口度，自動調(diào)整壓力環(huán)PID算法結(jié)構(gòu)，并計算出合理的蒸汽閥門開口度；以便消除靜差，提高系統(tǒng)控制精度，從而實(shí)現(xiàn)既節(jié)電又節(jié)能的控制目標(biāo)；然后返回步驟2);
步驟6)和步驟7)中壓