CN104748211A - 一种用于控制换热站、地热混水中心使用的节能型pid控制器 - Google Patents

Abstract

一种用于控制换热站、地热混水中心使用的节能型PID控制器，包括温度采集模块、控制模块、电动阀和显示操作面板，其特征在于，所述温度采集模块包括管道水温温度传感器和室外温度传感器。所述的控制模块为PLC、单片机、DSP等微处理器，具有正常水温控制和节能运行两种模式。所述电动阀用以控制换热媒介流量。所述显示操作面板由LCD及按键构成，可实现设置、温度和运行状态显示等功能。本发明的一种用于换热站、地热混水中心的节能型PID控制器，实现了出水温度的智能节能控制，提高了系统运行效率，使得换热系统能够长期高效、节能、稳定的运行。

Description

一种用于控制换热站、地热混水中心使用的节能型PID控制器

技术领域

本发明涉及一种用于控制换热站、地热混水中心使用的节能型PID控制器，属于换热器控制、地热混水控制的技术领域。

背景技术

能源紧张是全世界共同关注的问题，节能控制是当今社会的发展趋势；在大型换热站、地热混水中心，控制器是其中枢神经，其性能的优劣决定了系统的运行效率和资源利用率。

现有换热站、地热混水中心的控制器主要通过水管温度传感器检测出水温度，控制器根据检测的水温与设定的标准温度值比较，获得温度差值，控制器根据该差值大小对换热器一次侧进水量进行控制，进而实现二次侧出水水温的控制。而当室外温度发生变化时，该方法需要通过本地手动或者远程计算机通讯设定出水温度标准值，实现水温的调节；由于人为的重新设定，导致出水温度调节的滞后，降低了系统的控制精度，并造成系统延时和能源浪费。因此研发一种智能、高精度、节能的换热站、地热混水中心用控制器，具有实用和经济价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于控制换热站、地热混水中心使用的节能型PID控制器，它不仅能够实现智能调节，而且能够提高水温控制精度，实现节能的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种用于控制换热站、地热混水中心使用的节能型PID控制器，其特征在于包括：

控制器，所述控制器为PLC、单片机、DSP等微处理器芯片，其主要工作是接受输入温度设置信号，并通过采集的水管温度和室外温度，与用户设定的节能运行温度比较进行PID（比例积分）调节，输出回水电动阀的控制信号；同时将采集的温度信息显示在显示面板上。

电动阀控制单元，所述电动阀通过调节换热器一次侧回路中的导热媒介流量，进而调节换热器的二次侧出水温度，实现出水温度的调节；

温度采集模块，所述的温度采集模块由温度传感器和信号调理电路组成；所述的温度传感器包括作为控温使用的水管温度传感器和作为外部环境温度检测的室外温度传感器；

显示面板，所述的显示面板为一个六按键竖屏面板，该面板上有六个按键，分别为设置键、增加键、减少键、开启水泵键、节能键和电源键，并有一块LCD液晶显示屏显示相应的数据；通过该面板可以进行出水温度显示、预定水温设置、节能运行模式选择和循环水泵的联动开启。

本发明的有益效果是，本发明是一种可以用于换热站、地热混水中心的节能型PID控制器，可以实现换热器出水温度控制，并能在节能运行模式下，根据室外温度进行智能调节出水温度，提高了系统运行效率，避免了能源和人工的资源浪费，使得整个换热站、地热混水中心系统能够长期高效、节能、稳定的运行。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1为换热站、地热混水中心用的节能型PID控制器原理图。

图2为一换热站的节能型PID控制器典型应用图

图3为显示操作面板图。

其中：1为回水电动阀，2为换热器，3为集水器，4为分水器，5为管道水温传感器，6为室外温度传感器，7为水泵控制柜，8为一次蒸汽进入，9为冷凝水流出，10为回水管路，11为供水管路，12为设置按键，13为增加按键，14为水泵联动按键，15为减少按键，16为节能模式按键，17为电源开关按键，18为制冷模式状态，19为制热模式状态，20为LCD液晶显示模块。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步对本发明进行阐述，应理解，引用实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。

如图2所示，一种换热站用节能PID控制系统，包括：

控制器，通过比较用户设定的输入温度设置与采集到的水管中水温温度比较，进行PID（比例积分）调节控制回水电动阀，控制蒸汽的输入量，进而控制换热器二次侧出水温度；同时控制器将采集室外温度用以智能辅助调整出水温度，并将采集的出水温度和室外温度等信息显示在显示面板上。

回水电动阀控1，所述回水电动阀通过调节一次蒸汽回路中的供水量，进而调节换热器的出水温度，实现出水温度的调节；

温度采集模块，所述的温度采集模块由温度传感器和信号调理电路组成；所述的温度传感器包括作为控温使用的水管温度传感器5和作为外部环境温度检测的室外温度传感器6；

显示面板，所述的显示面板为一个六按键竖屏面板如图2所示，该面板上有六个按键，分别为设置键12、增加键13、减少键15、开启水泵键14、节能键16和电源键17，并有一块LCD液晶显示屏显示相应的数据20；通过该面板可以进行出水温度显示、预定水温设置、节能运行模式选择和循环水泵的联动开启。

具体实施方式包括：

所述的控制器根据管道温度传感器5检测的管道温度值和设定热水的供水温度值相比较，根据比例积分运算的结果（PI）,调节热交换器一次蒸汽上的电动阀1,以保证供水温度满足设定值的要求。控制器面板上的“循环水泵联动按键”按键14可开启继电器联动信号联动水泵控制箱中的继电器远程开启水泵，当控制器关闭时，可同时关闭循环水泵。

所述的控制器上的温度传感器6安装于室外，当用户按住“节能”按键16三秒以上时可启用“节能”运行模式，当用户启用节能运行模式时，控制器根据检测到的当前室外温度自动锁定用户的设定温度值，并根据用户在“关机状态下设定的节能参数”自动运行。

 “关机状态下设定的节能参数”即在节能运行模式下，当室外温度发生变化时对用户设定温度进行二次调整的参数值，即在室外温度发生变化时可相应修改的值。

假设规定的修改范围为：室外温度变化的可修改值0.5-5℃，相对应的温度变化值为0.5-2℃,即当室外温度变化0.5-5℃时,用户设定的原设定值可变化0.5-2℃。如当用户设定的温度值为45℃时,用户设定的节能运行值为室外温度每变化1℃时相应值变化0.5℃，此时室外温度每增加1℃设定值45℃就降低0.5℃即设定值为45.5℃,每降低1℃设定值就高0.5℃,即45.5℃。

所述的控制器运行模式有“冬季”和“夏季”模式两种均可通过按键选择进入相应模式，“冬季”运行模式为制热运行，“夏季”模式为制冷运行模式。

以上所述仅是本发明的一个实施例，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术思想的前提下，还可以做出多样的改进和修改，例如同时联动水泵、控制器关机后阀门是处于全关闭状态还是处于当前位置状态、制热模式下的防冻功能、上电后可选择手动工作模式等,这些改进和修改也应视为本发明的保护范围。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于控制换热站、地热混水中心使用的节能型PID控制器，属于换热器控制、地热混水控制领域，其特征在于包括控制器、回水电动阀门、温度采集模块和显示设置面板所述温度采集模块包括管道水温温度传感器和室外温度传感器，所述的电动阀门安装在换热器一次侧回路中，用以控制换热媒介流量，所述的控制器具有正常水温控制模式和智能节能运行模式两种，所述显示面板能够进行温度设置、运行模式选择、温度显示和运行状态显示。

2.根据权利要求1所述的温度采集模块包括温度传感器和温度传感器信号调理电路。

3.根据权利要求1所述的换热媒介可以是蒸汽、地下水等热能媒介。

4.根据权利要求1所述的控制器为PLC、单片机、DSP等微处理器。

5.根据权利要求1所述的正常水温控制模式是通过水管温度传感器采集出水温度与所设置的温度比较，进行PID调节控制一次侧回水电动阀门的开关量，进而控制换热器二次端出水温度。

6.根据权利要求1所述的节能运行模式是对用户设定的温度进行二次修正调整，即通过室外温度传感器采集室外温度，控制器根据该采集的室外温度变化量参数与用户设定的温度进行比较，并在用户设定的温度基础上进行相应的智能调整。

7.根据权利要求5所述的节能运行模式下的智能调整是指：当控制器在“冬季”运行模式（制热运行模式）下，控制器智能的在所设定的温度基础上，根据室外温度的降低或增加，而增加或降低用户设定的温度；当控制器在“夏季”运行模式（制冷运行模式）下，控制器智能的在所设定的基础上，根据室外温度的增加或降低，而降低或增加所设定的温度。

8.根据权利要求1所述的显示面板上有六个按键，分别为设置键、增加键、减少键、开启水泵键、节能键和电源键，所述的设置键是进行功能设置选择；所述的增加和减少键是进行温度加减量设置；所述的开启水泵键是进行循环水泵联动开启；所述的节能键是进行进入节能运行模式的选择键；所述电源键是实现控制器的开启，当控制器电源关闭时，循环水泵同时关闭。

9.根据权利要求1所述的显示面板采用LCD液晶显示屏，能够显示管道水温、室外温度、所设置的管道水温、节能运行温度、防冻功能、电磁阀的开度大小、制冷或者制热运行模式等具体显示面板见附图3所示。

10.根据权利要求1所述的显示面板可以进行水泵联动控制、电动阀关闭状态、防冻控制、手动运行模式等附加功能。