CN104406339A - 一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法 - Google Patents

一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，它包括以下步骤：首先采用模糊控制，把温度控制区分为加载区、保持区、卸载区，以温度控制周期为单位，对温度进行判断处于哪个区，根据所处的区域，决定是否进行加载或卸载，最后选择运行时间最短的压缩机优先运行，卸载运行时间最长的压缩机，使各压缩机均衡运行。本发明不但通过模糊控制方法使机组能很快达到设定温度，超调量小，而且能够把出水温度稳定在一定的范围。

Description

一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法
技术领域
本发明涉及一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法。 
背景技术
目前螺杆冷水机组的控制几乎都采用常规的控制方法，如分段控制、趋势法控制等，在全年运行中对工况及水温变化的适应性较差，如何快速调整螺杆式冷水机组的能量投入以满足总出水温度的要求成为一个亟待解决的问题。而且空调系统是一个具有多输入多输出、参数时变、纯滞后、大惯性的非线性系统，其控制过程与周围环境、空调系统本身、用户侧负荷等诸多因素密切相关，很难采用常规的控制方法解决上述问题。 
发明内容
本发明提供了一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，它不但通过模糊控制方法使机组能很快达到设定温度，超调量小，而且能够把出水温度稳定在一定的范围。 
本发明采用了以下技术方案：一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，它包括以下步骤：首先采用模糊控制，把温度控制区分为加载区、保持区、卸载区，以温度控制周期为单位，对温度进行判断处于哪个区，根据所处的区域，决定是否进行加载或卸载，最后选择运行时间最短的压缩机优先运行，卸载运行时间最长的压缩机，使各压缩机均衡运行。 
所述的加载或卸载速度采用温差控制法或者PID控制法进行计算。 
所述的温差控制法是通过改变加/卸载脉冲间隔时间来实现加/卸载速度的可调， 加/卸载脉冲时间不变，加/载脉冲间隔时间越小则其速度越快，其温差控制法的算法为：输出加载脉冲间隔 ＝ 加载最大间隔 － [ (当前温度－设定温度－控制温差)×(加载最大间隔－加载最小间隔)/(加载速度最快时温差 － 控制温差)]，输出卸载脉冲间隔 ＝卸载脉冲最大间隔 － [当前温差×(卸载脉冲最大间隔－卸载脉冲最小间隔)/(卸载速度最快时温差)]。 
所述的PID控制法，它通过PID算法及时反映水温变化，快速调整能级，满足出水温度的要求，其PID控制法的算法为： 
输出加卸载脉冲数 ＝ A×e(3)－B×e(2)＋C×e(1)；
其中 A＝比例增益×（1＋采样周期/积分时间＋微分时间/采样周期）；
B＝比例增益×（1＋2×微分时间/采样周期）；
C＝比例增益×微分时间/采样周期；
e(n)＝设定温度－当前温度；
n为采样序号，初始值为1、 2、 3、；e(1)、e(2)、e(3)初始值为0，开机后为三个采样周期的温差值。
本发明具有以下有益效果：采用了以上技术方案后，本发明通过模糊控制方法，机组能很快达到设定温度，超调量小，而且能够把出水温度稳定在一定的范围。 
具体实施方式
实施例一，本发明提供了一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，它包括以下步骤：首先采用模糊控制，把温度控制区分为加载区、保持区、卸载区，以温度控制周期为单位，对温度进行判断处于哪个区，根据所处的区域，决定是否进行加载或卸载，加载或卸载速度采用温差控制法进行计算，当采用温差控制法时，温差控制法是通过改变加/卸载脉冲间隔时间来实现加/卸载速度的可调， 加/卸载脉冲时间不变，加/载脉冲间隔时间越小则其速度越快，其温差控制法的算法为：输出加载脉冲间隔 ＝ 加载最大间隔 － [ (当前温度－设定温度－控制温差)×(加载最大间隔－加载最小间隔)/(加载速度最快时温差 － 控制温差)]，输出卸载脉冲间隔 ＝卸载脉冲最大间隔 － [当前温差×(卸载脉冲最大间隔－卸载脉冲最小间隔)/(卸载速度最快时温差)]；最后选择运行时间最短的压缩机优先运行，卸载运行时间最长的压缩机，使各压缩机均衡运行。 
实施例二，本发明提供了一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，它包括以下步骤：首先采用模糊控制，把温度控制区分为加载区、保持区、卸载区，以温度控制周期为单位，对温度进行判断处于哪个区，根据所处的区域，决定是否进行加载或卸载，加载或卸载速度采用PID控制法进行计算，当采用PID控制法，它通过PID算法及时反映水温变化，快速调整能级，满足出水温度的要求，其PID控制法的算法为： 
输出加卸载脉冲数 ＝ A×e(3)－B×e(2)＋C×e(1)；
其中 A＝比例增益×（1＋采样周期/积分时间＋微分时间/采样周期）；
B＝比例增益×（1＋2×微分时间/采样周期）；
C＝比例增益×微分时间/采样周期；
e(n)＝设定温度－当前温度；
n为采样序号，初始值为1、 2、 3、；e(1)、e(2)、e(3)初始值为0，开机后为三个采样周期的温差值，最后选择运行时间最短的压缩机优先运行，卸载运行时间最长的压缩机，使各压缩机均衡运行。
下面举例进一步说明对温控控制区的加载或卸载过程： 
加卸载方式：加卸载是脉冲驱动电磁阀进行控制，加载阀通电加载、卸载阀通电卸载，阀掉电保持。
 ○:电磁阀线圈不通电；●:电磁阀线圈通电。 
以单机头机组的能量无级调节控制方案为例：设T为温度控制周期；以制冷为例，控制温度为12.0℃，加载温差为2.0℃。 
T 14℃ <=当前温度 加载区 加载一个冷量单位
2T 14℃ <=当前温度 加载区 加载一个冷量单位
3T 12℃<=当前温度< 14℃ 保持区 保持不变
4T 10℃<= 当前温度< 12℃ 卸载区 卸载一个冷量单位
5T 12℃<=当前温度< 14℃ 保持区 保持不变
6T 14℃<=当前温度 加载区 加载一个冷量单位
7T 14℃<=当前温度 加载区 加载一个冷量单位
8T 14℃<=当前温度 加载区 加载一个冷量单位
9T 12℃<=当前温度< 14℃ 保持区 保持不变
多台压缩机加载顺序： 
A 首先压缩机没有故障，如果有某台压缩机运行在小于[允许运行的最小能量级]时，则加载该压缩机；
B 如果没有压缩机运行在小于[允许运行的最小能量级]，但是有某台压缩机运行不到100%的能量级，则加载该压缩机;
C如果所有启动的压缩机都已经运行在100%的能量级，则就选择一台没有故障的运行时间最短的压缩机投入运行。
多台压缩机卸载顺序： 
A 如果有某台压缩机运行机制在大于[允许运行的最小能量级]，则卸载该台压缩机；
B所有启动的压缩机都运行在[允许运行的最小能量级]以下时，则就会选择一台运行时间最长的压缩机关掉。 

Claims (4)

1.一种单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，它包括以下步骤：首先采用模糊控制，把温度控制区分为加载区、保持区、卸载区，以温度控制周期为单位，对温度进行判断处于哪个区，根据所处的区域，决定是否进行加载或卸载，最后选择运行时间最短的压缩机优先运行，卸载运行时间最长的压缩机，使各压缩机均衡运行。
2.根据权利要求1所述的单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，其特征是加载或卸载速度采用温差控制法或者PID控制法进行计算。
3.根据权利要求2所述的单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，其特征是所述的温差控制法是通过改变加/卸载脉冲间隔时间来实现加/卸载速度的可调， 加/卸载脉冲时间不变，加/载脉冲间隔时间越小则其速度越快，其温差控制法的算法为：输出加载脉冲间隔 ＝ 加载最大间隔 － [ (当前温度－设定温度－控制温差)×(加载最大间隔－加载最小间隔)/(加载速度最快时温差 － 控制温差)]，输出卸载脉冲间隔 ＝卸载脉冲最大间隔 － [当前温差×(卸载脉冲最大间隔－卸载脉冲最小间隔)/(卸载速度最快时温差)]。
4.根据权利要求2所述的单螺杆压缩机无级能量调节控制方法，其特征是所述的PID控制法，它通过PID算法及时反映水温变化，快速调整能级，满足出水温度的要求，其PID控制法的算法为：
输出加卸载脉冲数 ＝ A×e(3)－B×e(2)＋C×e(1)；
其中 A＝比例增益×（1＋采样周期/积分时间＋微分时间/采样周期）；
B＝比例增益×（1＋2×微分时间/采样周期）；
C＝比例增益×微分时间/采样周期；
e(n)＝设定温度－当前温度；
n为采样序号，初始值为1、 2、 3、；e(1)、e(2)、e(3)初始值为0，开机后为三个采样周期的温差值。
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