本發(fā)明涉及一種通過(guò)換熱器用蒸汽加熱水系統(tǒng)的熱水出口溫度的pid控制系統(tǒng)，蒸汽和水經(jīng)過(guò)換熱器進(jìn)行熱交換，通過(guò)蒸汽管路上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥對(duì)熱水出口溫度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，屬于過(guò)程控制。

背景技術(shù)：

1、目前針對(duì)該類熱水加熱換熱器的熱水出口溫度控制一般都是通過(guò)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，通過(guò)改變蒸汽量來(lái)實(shí)現(xiàn)熱水出口溫度的調(diào)節(jié)，在控制策略上通常使用pid控制策略對(duì)該調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。

2、針對(duì)船用蒸汽-水換熱器的特殊性，單純的pid控制無(wú)法做到對(duì)出水溫度的準(zhǔn)確控制。其原因主要為：1、由于船用供水用戶一般數(shù)量較多，容易造成水流量變化快，從而容易出現(xiàn)出水溫度波動(dòng)。2、且由于蒸汽加熱水存在加熱速率快的特性，利用熱水出口管路設(shè)置的溫度傳感器作為反饋時(shí)，容易出現(xiàn)出水溫度控制的滯后性。3、通常的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作速率跟不上輸入條件的變化。因此，根據(jù)實(shí)船經(jīng)驗(yàn)，單純的pid控制策略無(wú)法滿足本系統(tǒng)的控制要求。

3、為解決上述問(wèn)題，滿足蒸汽-水熱交換器的熱水出水溫度控制精度的要求，對(duì)控制策略進(jìn)行改良。提出一種雙環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)冷水進(jìn)水流量和熱水出口溫度兩個(gè)參數(shù)的雙環(huán)控制策略來(lái)控制蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位開度，從而實(shí)現(xiàn)熱水出口溫度的精確控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是要提供一種船用蒸汽-水熱交換器的pid控制系統(tǒng)，通過(guò)冷水進(jìn)水流量和熱水出口溫度兩個(gè)參數(shù)的雙環(huán)控制策略來(lái)控制蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位開度，從而實(shí)現(xiàn)熱水出口溫度的精確控制。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種船用蒸汽-水熱交換器的pid控制系統(tǒng)，包括pid控制器、蒸汽調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、溫度傳感器、控制模塊，控制模塊連接流量計(jì)，用于接收冷卻水進(jìn)口流量值，并輸出預(yù)設(shè)閥位粗調(diào)信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，蒸汽調(diào)節(jié)閥的出口連接換熱器，pid控制器通過(guò)溫度傳感器采集換熱器的熱水出水溫度值作為反饋值，并輸出控制信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，用于對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行pid閥位調(diào)節(jié)作為蒸汽調(diào)節(jié)閥閥位細(xì)調(diào)，形成雙環(huán)控制系統(tǒng)。

3、進(jìn)一步，控制模塊，用于對(duì)冷水流量值進(jìn)行分割處理，將流量分割為多個(gè)段落區(qū)間。

4、進(jìn)一步，控制模塊輸入根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)或計(jì)算得到每一段冷水流量區(qū)間下的預(yù)設(shè)閥位值，該閥位為一個(gè)預(yù)先的粗調(diào)閥位。

5、進(jìn)一步，在蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)至預(yù)設(shè)閥位粗使調(diào)流量穩(wěn)定后，pid控制器根據(jù)采集到的熱水出水溫度值作為反饋值，輸出控制信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行pid閥位調(diào)節(jié)。

6、本發(fā)明的有益效果：

7、1.彌補(bǔ)了冷卻水進(jìn)水流量波動(dòng)大的情況下出現(xiàn)的熱水水溫波動(dòng)情況，提高控制精度。

8、2.補(bǔ)償了蒸汽-水換熱器加熱速率快的特性和熱水出口管路設(shè)置的溫度傳感器作為反饋時(shí)的控制滯后性，提高了該系統(tǒng)的控制速率。

技術(shù)特征：

1.一種船用蒸汽-水熱交換器的pid控制系統(tǒng)，其特征在于：包括pid控制器、蒸汽調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、溫度傳感器、控制模塊，控制模塊連接流量計(jì)，用于接收冷卻水進(jìn)口流量值，并輸出預(yù)設(shè)閥位粗調(diào)信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，蒸汽調(diào)節(jié)閥的出口連接換熱器，pid控制器通過(guò)溫度傳感器采集換熱器的熱水出水溫度值作為反饋值，并輸出控制信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，用于對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行pid閥位調(diào)節(jié)作為蒸汽調(diào)節(jié)閥閥位細(xì)調(diào)，形成雙環(huán)控制系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用蒸汽-水熱交換器的pid控制系統(tǒng)，其特征在于：控制模塊，用于對(duì)冷水流量值進(jìn)行分割處理，將流量分割為多個(gè)段落區(qū)間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用蒸汽-水熱交換器的pid控制系統(tǒng)，其特征在于：控制模塊輸入根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)或計(jì)算得到每一段冷水流量區(qū)間下的預(yù)設(shè)閥位值，該閥位為一個(gè)預(yù)先的粗調(diào)閥位。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用蒸汽-水熱交換器的pid控制系統(tǒng)，其特征在于：在蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)至預(yù)設(shè)閥位粗使調(diào)流量穩(wěn)定后，pid控制器根據(jù)采集到的熱水出水溫度值作為反饋值，輸出控制信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行pid閥位調(diào)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種船用蒸汽?水熱交換器的PID控制系統(tǒng)，包括PID控制器、蒸汽調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、溫度傳感器、控制模塊，控制模塊連接流量計(jì)，用于接收冷卻水進(jìn)口流量值，并輸出預(yù)設(shè)閥位粗調(diào)信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，蒸汽調(diào)節(jié)閥的出口連接換熱器，PID控制器通過(guò)溫度傳感器采集換熱器的熱水出水溫度值作為反饋值，并輸出控制信號(hào)給蒸汽調(diào)節(jié)閥，用于對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行PID閥位調(diào)節(jié)作為蒸汽調(diào)節(jié)閥閥位細(xì)調(diào)，形成雙環(huán)控制系統(tǒng)。本發(fā)明的控制系統(tǒng)能夠?qū)崴隹跍囟冗M(jìn)行溫度控制，通過(guò)冷水進(jìn)水流量和熱水出口溫度兩個(gè)參數(shù)來(lái)控制蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位開度，從而實(shí)現(xiàn)熱水出口溫度精確控制的控制目標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：沈喬勇,鄭子行,王大為,金愷宸,李娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七〇四研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2