專利名稱：自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船用熱阱溫度控制領(lǐng)域，具體來講是一種自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
船用補水熱阱的作用是將冷凝器多余的凝水儲存起來，當船用鍋爐給水需求量較大時，將補水熱阱中的凝水輸送到冷凝器中，滿足凝給水系統(tǒng)的需求。補水熱阱內(nèi)凝水溫度直接影響冷凝器的凝水過冷度控制，將補水熱阱的溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)，則有助于冷凝器的凝水過冷度控制。
為了滿足船用補水熱阱溫度控制要求，主要控制方法是通過在補水熱阱中引入乏汽，加熱補水熱阱凝水溫度，從而將補水熱阱溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。由于船用補水熱阱的容積較大，使得補水熱阱溫度控制系統(tǒng)成為了一個大慣性純滯后系統(tǒng)，目前針對這種大慣性純滯后系統(tǒng)的控制方案主要有兩種一是采用大林控制算法，二是采用史密斯控制算法。 雖然這兩種控制方法對于純滯后系統(tǒng)有較好的控制效果，但是卻要求知曉被控對象的精確數(shù)學(xué)模型。
通常船用補水熱阱采用折中的方法，S卩，確定一個被控對象模型，在該模型基礎(chǔ)上設(shè)計純滯后控制器。缺點是由于船用補水熱阱水位隨著船舶航行工況的變化而變化，補水熱阱溫度控制對象模型是經(jīng)常變化的，因此控制效果不是很理想。此外，船用補水熱阱控制系統(tǒng)也缺乏對于傳感器、調(diào)節(jié)閥故障情況下的自適應(yīng)能力，在出現(xiàn)故障情況下，只能對控制系統(tǒng)解除自動，排除故障后才能繼續(xù)運行，降低了補水熱阱控制系統(tǒng)的工作效率，也影響到冷凝器過程控制系統(tǒng)的控制效果。 發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，具有補水熱阱溫度純滯后系統(tǒng)的控制功能，包括多種控制模式； 具有對溫度傳感器、水位傳感器、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器等故障的自動識別功能，針對不同控制模式具有補水熱阱溫度控制策略自動適應(yīng)能力；提高了補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也有利于冷凝器過程控制系統(tǒng)控制效果。
為達到以上目的，本發(fā)明設(shè)計一種自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，包括溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元、水位傳感器、溫度傳感器，所述溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元、水位傳感器共同連接一個控制單元，操作顯示單元還分別與溫度調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器相連；操作顯示單元遠程操控溫度調(diào)節(jié)閥手動或自動操作，操作顯示單元將溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元；控制單元接收水位傳感器采集的信號以及溫度調(diào)節(jié)閥的閥位反饋信號，并將計算得出的控制信號發(fā)送至溫度調(diào)節(jié)閥。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述控制單元包括采集單元、控制顯示單元、分析單元、模式選擇單元、數(shù)據(jù)計算單元和輸出單元，溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元和水位傳感器均與采集單元連接，采集單元分別接收來自操作顯示單元、溫度調(diào)節(jié)閥和水位傳感器傳來的 信號，控制顯示單元連接采集單元，并顯示采集單元接收的信號，分析單元接收采集單元傳 出的信號并分析，將分析結(jié)果發(fā)送至模式選擇單元，模式選擇單元選擇合適的控制模式并 發(fā)送至數(shù)據(jù)計算單元，數(shù)據(jù)計算單元根據(jù)所選控制模式計算控制量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號 輸出至輸出單元，輸出單元與溫度調(diào)節(jié)閥相連，并驅(qū)動溫度調(diào)節(jié)閥。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述操作顯示單元包括操作單元和溫度顯示單元，溫 度顯示單元與所述溫度傳感器相連，并顯示溫度參數(shù)；操作單元分別連接所述控制單元的 采集單元以及溫度調(diào)節(jié)閥，并將溫度調(diào)節(jié)閥的手動或自動操作信號以及溫度傳感器采集的 數(shù)據(jù)發(fā)送至采集單元。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述溫度調(diào)節(jié)閥包括遙控單元、驅(qū)動單元和閥位反饋 單元,遙控單元連接操作顯示單元中的操作單元,接收操作單元發(fā)來的遠程手動或自動操 作信號；閥位反饋單元連接控制單元的采集單元，發(fā)送閥位反饋信號至采集單元；驅(qū)動單 元連接控制單元的輸出單元，接收輸出單元發(fā)出的控制驅(qū)動信號。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)中的信號，除所述手 動或自動操作信號采用觸點方式外，其余均采用標準4mA-20mA電流信號。
本發(fā)明還設(shè)計一種自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括如下步 驟S1.整個系統(tǒng)上電并初始化，設(shè)置各種變量和接口，控制單元對其接收到的各種信號進 行采集，并將所述信號顯示出來；S2.控制單元判斷當前溫度調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)方式是否為自 動，若否，進入S3 ;若是，進入S4 ；S3.操作顯示單元對溫度調(diào)節(jié)閥進行遠程手動操作，進 入S2 ；S4.控制單元依次判斷溫度傳感器和水位傳感器是否發(fā)生故障，且當前一個判斷沒 有故障時，才進入下一個判斷；若溫度傳感器發(fā)生故障，進入S5 ;若水位傳感器發(fā)生故障， 進入S6 ;若溫度傳感器、水位傳感器都沒有發(fā)生故障，進入S7 ；S5.控制單元采用溫度控制 輸出鎖定控制模式，將發(fā)生故障前的正常控制輸出值作為控制律，并維持不變，并將得到的 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號，同時產(chǎn)生報警信號，進入S9 ；S6.控制單元采用定被控對象溫度控制 模式，在1/2滿水位條件下，采用溫度調(diào)節(jié)閥閥位反饋通道到熱阱溫度通道的傳遞函數(shù)，計 算出純滯后控制系統(tǒng)的控制律，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號，同時產(chǎn)生報警信號，進入 S8 ；S7.控制單元采用變被控對象溫度控制模式，根據(jù)采集到的水位信號實時推算出當前 溫度調(diào)節(jié)閥閥位反饋通道到熱阱溫度通道的傳遞函數(shù)，通過該傳遞函數(shù)計算出純滯后控制 系統(tǒng)的控制律，進入S8 ；S8.控制單元判斷溫度調(diào)節(jié)閥是否發(fā)生故障，若是，進入S5 ;若否， 對閥位控制開度進行計算，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號，進入S9 ；S9.控制單元將所述 控制信號發(fā)送至溫度控制閥，進入S2。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述控制單元包括分析單元，用以判斷溫度傳感器是 否發(fā)生故障、水位傳感器是否發(fā)生故障、溫度調(diào)節(jié)閥是否發(fā)生故障。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述控制單元包括模式選擇單元，其內(nèi)部包含數(shù)據(jù)庫， 所述溫度控制輸出鎖定控制模式、定被控對象溫度控制模式、變被控對象溫度控制模式均 預(yù)先設(shè)置并存儲于該數(shù)據(jù)庫中。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述控制單元包括數(shù)據(jù)計算單元和輸出單元，純滯后 熱阱溫度控制系統(tǒng)的控制律、閥位控制開度均由數(shù)據(jù)計算單元計算并轉(zhuǎn)換為電信號后，由 輸出單元發(fā)送至溫度調(diào)節(jié)閥。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述溫度調(diào)節(jié)閥包括遙控單元、閥位反饋單元和驅(qū)動 單元，遙控單元接收操作顯示單元的信號，控制單元發(fā)送的信號由驅(qū)動單元接收，閥位反饋 單元將反饋信號發(fā)送至控制單元。
本發(fā)明的有益效果在于
1.能夠?qū)囟葌鞲衅鞴收线M行自動適應(yīng)，當溫度傳感器故障時，對控制輸出進行 鎖定，保證了補水熱阱控制系統(tǒng)的正常運行。
2.能夠?qū)λ粋鞲衅鞴收线M行自動適應(yīng)。當水位傳感器故障時，能夠切換控制模 式為定被控對象溫度控制模式，將變工況條件下補水熱阱控制系統(tǒng)的擾動降低到最小。
3.該船用補水熱阱控制系統(tǒng)正常運行時，能夠根據(jù)水位自動計算出被控對象的傳 遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)此模型實時計算出相應(yīng)的溫度滯后系統(tǒng)控制律，使得在大范圍變 工況條件下，船用補水熱阱控制系統(tǒng)仍然具有很強的自適應(yīng)能力。
4.能夠?qū)囟日{(diào)節(jié)閥故障進行自動適應(yīng)，當調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后，控制系統(tǒng)能夠立 即鎖定控制輸出，保證補水熱阱控制系統(tǒng)的安全。


圖1為本發(fā)明實施例自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信號流向圖2為圖1中自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的詳細信號流向圖3為本發(fā)明自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法流程圖。
附圖標記
溫度調(diào)節(jié)閥1，遙控單元11，驅(qū)動單元12，閥位反饋單元13 ；
操作顯示單元2，操作單元21，溫度顯示單元22 ；
控制單元3，采集單元31，控制顯示單元32，分析單元33，模式選擇單元34，數(shù)據(jù)計 算單元35，輸出單元36 ；
水位傳感器4 ；
溫度傳感器5。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
如圖1所示，本發(fā)明自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)包括溫度調(diào)節(jié)閥1、操作顯 示單元2、控制單元3、水位傳感器4和溫度傳感器5 ;溫度調(diào)節(jié)閥1、操作顯示單元2、水位傳 感器4共同連接控制單元3，操作顯示單元2還分別與溫度調(diào)節(jié)閥I和溫度傳感器4相連。 操作顯示單元2遠程操控溫度調(diào)節(jié)閥I手動或自動操作，操作顯示單元2還將溫度傳感器 5采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元3 ;控制單元3接收水位傳感器4采集的信號以及溫度調(diào)節(jié)閥 I的閥位反饋信號，并將計算得出的控制信號發(fā)送至溫度調(diào)節(jié)閥I。
如圖1和圖2所示,所述控制單元3包括采集單元31、控制顯示單元32,分析單元 33，模式選擇單元34，數(shù)據(jù)計算單元35，輸出單元36 ;溫度調(diào)節(jié)閥1、操作顯示單元2和水位 傳感器4均與采集單元31連接，采集單元31分別接收來自操作顯示單元2、溫度調(diào)節(jié)閥I 和水位傳感器4傳來的信號；控制顯示單元32連接采集單元31，并顯示采集單元31接收 的信號；分析單元33接收采集單元31傳出的信號并分析，將分析結(jié)果發(fā)送至模式選擇單元34 ;模式選擇單元34選擇合適的控制模式并發(fā)送至數(shù)據(jù)計算單元35，數(shù)據(jù)計算單元35根 據(jù)所選控制模式計算控制量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出至輸出單元36，輸出單元36與溫度 調(diào)節(jié)閥I相連，并驅(qū)動溫度調(diào)節(jié)閥I。
所述操作顯示單元2包括操作單元21和溫度顯示單元22，溫度調(diào)節(jié)閥I包括遙 控單元11、驅(qū)動單元12和閥位反饋單元13。溫度顯示單元22與所述溫度傳感器5相連， 并顯示溫度參數(shù)；操作單元21分別連接控制單元3的采集單元31以及溫度調(diào)節(jié)閥I的遙 控單元11，遙控單元11接收操作單元21發(fā)來的遠程手動或自動操作信號，同時，操作單元 21將手動或自動操作信號以及溫度傳感器5采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至采集單元31。閥位反饋單 元13連接控制單元3的采集單元31，發(fā)送閥位反饋信號至采集單元31 ;驅(qū)動單元12連接 控制單元3的輸出單元36，接收輸出單元36發(fā)出的控制驅(qū)動信號，完成溫度調(diào)節(jié)閥I的控 制驅(qū)動。
上述自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)中的信號，除手動或自動操作信號采用觸 點方式外，其余均采用標準4mA-20mA電流信號。
如圖1至圖3所示，本發(fā)明的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括 如下步驟
S1.整個系統(tǒng)上電并初始化，設(shè)置各種變量和接口，控制單元3對其接收到的各種 信號進行采集，并將所述信號顯示出來。本實施例中，初始化包括控制單元3的參數(shù)初始 化、溫度調(diào)節(jié)閥I的供電初始化、水位傳感器4的供電初始化和溫度傳感器5的供電初始 化。控制單元3中的采集單元31進行信號采集，分別采集閥位反饋單元13傳來的閥位反 饋信號、操作單元21傳來的操作信號、溫度顯示單元22傳來的溫度信號、以及水位傳感器 4傳來的水位信號。控制單元3通過其控制顯示單元32將上述各種信號顯示出來。
S2.控制單元3的采集單元31判斷當前溫度調(diào)節(jié)閥I的調(diào)節(jié)方式是否為自動，若 否，進入S3 ;若是，進入S4。
S3.操作顯示單元2通過操作單元21對溫度調(diào)節(jié)閥I進行遠程手動操作，進入S2。
S4.控制單元3通過分析單元33判斷故障，依次判斷溫度傳感器5和水位傳感器 4是否發(fā)生故障，且當前一個判斷沒有故障時，才進入下一個判斷；若溫度傳感器5發(fā)生故 障，進入S5 ;若水位傳感器4發(fā)生故障，進入S6 ;若溫度傳感器5、水位傳感器4都沒有發(fā)生 故障，進入S7。
S5.控制單元3通過其內(nèi)部的模式選擇單元34采用溫度控制輸出鎖定控制模式， 將發(fā)生故障前的正?？刂戚敵鲋底鳛榭刂坡?，并維持不變，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信 號，同時產(chǎn)生報警信號，進入S9。
S6.控制單元3通過其內(nèi)部的模式選擇單元34，采用定被控對象溫度控制模式，在 1/2滿水位條件下，數(shù)據(jù)計算單元35推算出溫度調(diào)節(jié)閥I閥位反饋通道到熱阱溫度通道的 傳遞函數(shù)，通過該傳遞函數(shù)計算純滯后控制系統(tǒng)的控制律，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信 號，同時產(chǎn)生報警信號，進入S8。
S7.控制單元3通過其內(nèi)部的模式選擇單元34，采用變被控對象溫度控制模式，數(shù) 據(jù)計算單元35根據(jù)采集單元31采集到的水位信號，實時推算出當前溫度調(diào)節(jié)閥I閥位反 饋通道到熱阱溫度通道的傳遞函數(shù)，通過該傳遞函數(shù)計算純滯后控制系統(tǒng)的控制律，進入 S8。
S8.控制單元3的分析單元33，通過采集單元31中的閥位反饋信號，判斷溫度調(diào) 節(jié)閥I是否發(fā)生故障，若是，進入S5;若否，對閥位控制開度進行計算，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 為控制信號，進入S9。
S9.輸出單元36將接收到的所述控制信號發(fā)送至溫度控制閥I的驅(qū)動單元12， 轉(zhuǎn)入S2。
另外，上述模式選擇單元34，其內(nèi)部包含數(shù)據(jù)庫，所述溫度控制輸出鎖定控制模 式、定被控對象溫度控制模式、變被控對象溫度控制模式均預(yù)先設(shè)置并存儲于該數(shù)據(jù)庫中。 上述步驟由自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)上電開始啟動，并循環(huán)，直至自適應(yīng)船用補 水熱阱溫度控制系統(tǒng)斷電關(guān)閉。
下面通過一個具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
如圖1至圖3所示，本發(fā)明自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)運行時，首先進行參 數(shù)初始化操作，采集單元船用給水系統(tǒng)運行，進行參數(shù)初始化后，采集單元31采集到了熱 阱水位信號、熱阱溫度信號、溫度調(diào)節(jié)閥I反饋信號以及手動自動操作信號，并確定此時補 水熱阱溫度控制系統(tǒng)沒有任何故障。補水熱阱溫度控制系統(tǒng)選擇補水熱阱溫度做為被控 量，采用變被控對象溫度控制模式，通過補水熱阱水位計算出被控對象的傳遞函數(shù)，并計算 出純滯后系統(tǒng)的控制律，此時補水熱阱溫度控制系統(tǒng)工作正常，控制系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定。
此時若發(fā)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)閥I沒有投自動，則對該閥采用遙控操作方式進行手動操作 控制。當控制單元3中的分析單元33檢測到溫度傳感器5故障后，模式選擇單元34將根 據(jù)此故障，選擇溫度控制輸出鎖定控制模式，以適應(yīng)該故障。當控制單元3中的分析單元33 檢測到水位傳感器4故障后，模式選擇單元34將根據(jù)此故障，選擇定被控對象溫度控制模 式，以適應(yīng)該故障，通過將默認水位設(shè)定為1/2滿水位，使得在該故障條件下，補水熱阱溫 度控制系統(tǒng)仍然能夠繼續(xù)工作。當控制單元3中的分析單元33檢測到溫度調(diào)節(jié)閥I故障 后，模式選擇單元34將根據(jù)此故障，選擇溫度控制輸出鎖定控制模式，以適應(yīng)該故障。
綜上所述，本發(fā)明自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，對補水熱阱 溫度、水位傳感器故障以及溫度調(diào)節(jié)閥故障均有比較好的自適應(yīng)能力，能夠最大限度保持 船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的正常工作。本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改 進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè) 技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，包括溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元、水位傳感器、溫度傳感器，其特征在于所述溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元、水位傳感器共同連接一個控制單元，操作顯示單元還分別與溫度調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器相連；操作顯示單元遠程操控溫度調(diào)節(jié)閥手動或自動操作，操作顯示單元將溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元；控制單元接收水位傳感器采集的信號以及溫度調(diào)節(jié)閥的閥位反饋信號，并將計算得出的控制信號發(fā)送至溫度調(diào)節(jié)閥。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元包括采集單元、控制顯示單元、分析單元、模式選擇單元、數(shù)據(jù)計算單元和輸出單元，溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元和水位傳感器均與采集單元連接，采集單元分別接收來自操作顯示單元、溫度調(diào)節(jié)閥和水位傳感器傳來的信號，控制顯示單元連接采集單元，并顯示采集單元接收的信號，分析單元接收采集單元傳出的信號并分析，將分析結(jié)果發(fā)送至模式選擇單元， 模式選擇單元選擇合適的控制模式并發(fā)送至數(shù)據(jù)計算單元，數(shù)據(jù)計算單元根據(jù)所選控制模式計算控制量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出至輸出單元，輸出單元與溫度調(diào)節(jié)閥相連，并驅(qū)動溫度調(diào)節(jié)閥。
3.如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述操作顯示單元包括操作單元和溫度顯示單元，溫度顯示單元與所述溫度傳感器相連，并顯示溫度參數(shù)；操作單元分別連接所述控制單元的采集單元以及溫度調(diào)節(jié)閥，并將溫度調(diào)節(jié)閥的手動或自動操作信號以及溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至采集單元。
4.如權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述溫度調(diào)節(jié)閥包括遙控單元、驅(qū)動單元和閥位反饋單元，遙控單元連接操作顯示單元中的操作單元， 接收操作單元發(fā)來的遠程手動或自動操作信號；閥位反饋單元連接控制單元的采集單元， 發(fā)送閥位反饋信號至采集單元；驅(qū)動單元連接控制單元的輸出單元，接收輸出單元發(fā)出的控制驅(qū)動信號。
5.如權(quán)利要求1至4中任一所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于 所述船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)中的信號，除所述手動或自動操作信號采用觸點方式外， 其余均米用標準4mA-20mA電流彳目號。
6.一種基于權(quán)利要求1中自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟·51.整個系統(tǒng)上電并初始化，設(shè)置各種變量和接口，控制單元對其接收到的各種信號進行采集，并將所述信號顯示出來；·52.控制單元判斷當前溫度調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)方式是否為自動，若否，進入S3;若是，進入S4；·53.操作顯示單元對溫度調(diào)節(jié)閥進行遠程手動操作，進入S2；·54.控制單元依次判斷溫度傳感器和水位傳感器是否發(fā)生故障，且當前一個判斷沒有故障時，才進入下一個判斷；若溫度傳感器發(fā)生故障，進入S5 ;若水位傳感器發(fā)生故障，進入S6 ;若溫度傳感器、水位傳感器都沒有發(fā)生故障，進入S7 ；·55.控制單元采用溫度控制輸出鎖定控制模式，將發(fā)生故障前的正?？刂戚敵鲋底鳛榭刂坡?，并維持不變，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號，同時產(chǎn)生報警信號，進入S9 ；·56.控制單元采用定被控對象溫度控制模式，在1/2滿水位條件下，采用溫度調(diào)節(jié)閥閥位反饋通道到熱阱溫度通道的傳遞函數(shù)，計算出純滯后控制系統(tǒng)的控制律，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號，同時產(chǎn)生報警信號，進入S8 ；S7.控制單元采用變被控對象溫度控制模式，根據(jù)采集到的水位信號實時推算出當前溫度調(diào)節(jié)閥閥位反饋通道到熱阱溫度通道的傳遞函數(shù)，通過該傳遞函數(shù)計算出純滯后控制系統(tǒng)的控制律，進入S8;S8.控制單元判斷溫度調(diào)節(jié)閥是否發(fā)生故障，若是，進入S5;若否，對閥位控制開度進行計算，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號，進入S9 ；S9.控制單元將所述控制信號發(fā)送至溫度控制閥，進入S2。
7.如權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元包括分析單元，用以判斷溫度傳感器是否發(fā)生故障、水位傳感器是否發(fā)生故障、溫度調(diào)節(jié)閥是否發(fā)生故障。
8.如權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元包括模式選擇單元，其內(nèi)部包含數(shù)據(jù)庫，所述溫度控制輸出鎖定控制模式、定被控對象溫度控制模式、變被控對象溫度控制模式均預(yù)先設(shè)置并存儲于該數(shù)據(jù)庫中。
9.如權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元包括數(shù)據(jù)計算單元和輸出單元，純滯后熱阱溫度控制系統(tǒng)的控制律、閥位控制開度均由數(shù)據(jù)計算單元計算并轉(zhuǎn)換為電信號后，由輸出單元發(fā)送至溫度調(diào)節(jié)閥。
10.如權(quán)利要求6至9中任一所述的自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于 所述溫度調(diào)節(jié)閥包括遙控單元、閥位反饋單元和驅(qū)動單元，遙控單元接收操作顯示單元的信號，控制單元發(fā)送的信號由驅(qū)動單元接收，閥位反饋單元將反饋信號發(fā)送至控制單元。
全文摘要
一種自適應(yīng)船用補水熱阱溫度控制系統(tǒng)，涉及船用熱阱溫度控制領(lǐng)域，包括溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元、水位傳感器、溫度傳感器，所述溫度調(diào)節(jié)閥、操作顯示單元、水位傳感器共同連接一個控制單元，操作顯示單元還分別與溫度調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器相連；操作顯示單元遠程操控溫度調(diào)節(jié)閥手動或自動操作，操作顯示單元將溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元；控制單元接收水位傳感器采集的信號以及溫度調(diào)節(jié)閥的閥位反饋信號，并將計算得出的控制信號發(fā)送至溫度調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明包括多種控制模式，具有對溫度傳感器、水位傳感器、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器等故障的自動識別功能，針對不同控制模式具有溫度控制策略自動適應(yīng)能力；提高補水熱阱溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號G05D23/20GK102999064SQ201210458948
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者鄒海, 汪偉, 江煒, 孫建華, 姚涌濤, 張曉輝, 潘艷 申請人:中國船舶重工集團公司第七一九研究所