CN108981445B - Vcm单体换热器的温度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VCM单体换热器的温度控制方法及装置，温度控制方法包括获取VCM单体换热器的输出端的温度；根据输出端的温度计算上水流量控制阀的开度；获取第一上水阀和第二上水阀的工作状态；若第一上水阀打开且第二上水阀关闭，则对上水流量控制阀的开度进行修正；若第一上水阀关闭且第二上水阀打开，则上水流量控制阀的开度保持不变；根据上水流量控制阀的开度控制上水流量控制阀工作。本发明根据换热器输出端VCM单体的实时温度和上水系统工作状态计算上水流量控制阀的开度，避免了换热器切换工况时需要人工修改控制程序的问题，节约了人力成本。

Description

VCM单体换热器的温度控制方法及装置

技术领域

本发明涉及换热器温度控制技术领域，尤其涉及一种VCM单体换热器的温度控制方法、VCM单体换热器的温度控制装置、温度控制设备及存储介质。

背景技术

氯乙烯(Vinyl chloride，VCM)，又名乙烯基氯，是合成聚氯乙烯(PVC)的单体，沸点为-13.9℃，常温常压下为气态，纯氯乙烯气体加压到5个大气压以上时，可用工业水冷却得到比水略轻的液体氯乙烯。

约75％的PVC(聚氯乙烯)糊树脂的生产采用微悬浮聚合法，该聚合过程是以纯度为99.99％的VCM单体为原料，在机械搅拌和分散剂的作用下使VCM单体分散成液滴悬浮于水中，聚合反应由溶解在VCM单体中的引发剂引发，生成PVC聚合物。

在实际生产过程中，VCM单体温度与加料分散罐的压力；加料后聚合釜的压力以及加料分散管线的低聚物、聚合釜的上釜壁粘釜料的生成；水油比的稳定有密切关系。从稳定生产和成品质量、减少粗渣料的产生进而提高收率、降低消耗的角度考虑，稳定控制单体温度是必要的，也是关键的。

图1示出了本发明的一个实施例的VCM单体换热器的结构示意图。其中，液态VCM单体通过管线进入换热器，其流量是依据聚合加料时对流量的设定通过调节阀FV1107自动调节实现控制的。通过调整该回路的PID参数，能够实现此流量的稳定控制。TE1140、PT1140用于测量进换热器VCM单体的温度和压力，TE1141、PT1141用于测量出换热器VCM单体的温度和压力，单体经管道送至分散罐用于聚合加料。因北方四季温差较大，夏季向换热器内通入冷冻水用于换热，而冬季则通入热水，冷冻水或热水量则通过调节阀TV1142实现调节。

现有技术的控制方法中，每次更改换热器通入的换热液体类型即通入冷冻水或热水，都需要重新设定PID控制器的控制程序调整控制方向，导致工作人员的工作量增加，人力成本增加。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种VCM单体换热器的温度控制方法、VCM单体换热器的温度控制系统、计算机装置及计算机可读存储介质，无需人为操作即可实现对上水流量的控制。

根据本发明的一个方面，提供一种温度控制方法，所述温度控制方法包括：

获取所述VCM单体换热器的输出端的温度；

根据所述输出端的温度计算所述上水流量控制阀的开度；

获取所述第一上水阀和所述第二上水阀的工作状态；

若所述第一上水阀打开且所述第二上水阀关闭，则对所述上水流量控制阀的开度进行修正；

若所述第一上水阀关闭且所述第二上水阀打开，则所述上水流量控制阀的开度保持不变；

根据所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作。

根据本发明实施例的第二个方面，提供一种温度控制装置，所述温度控制装置包括：

温度获取单元，用于获取所述VCM单体换热器的输出端的温度；

开度计算单元，用于根据所述输出端的温度计算所述上水流量控制阀的开度；

状态获取单元，用于获取所述第一上水阀和所述第二上水阀的工作状态；

开度修正单元，用于若所述第一上水阀打开且所述第二上水阀关闭，则对所述上水流量控制阀的开度进行修正；以及

若所述第一上水阀关闭且所述第二上水阀打开，则所述上水流量控制阀的开度保持不变；

控制单元，用于根据所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作。

根据本发明实施例的第三个方面，提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的温度控制方法。

根据本发明实施例的第四个方面，提供一种温度控制设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的温度控制方法。

本发明提供的温度控制方法，根据换热器输出端VCM单体的实时温度计算上水流量控制阀的开度，以及获取并分析上水系统的实际工况从而对开度大小进行修正，实现了不同工况条件下通过调节上水流量控制阀开度对换热器输出端VCM单体温度的控制，避免了换热器切换工况时需要人工修改控制程序的问题，节约了人力成本。

附图说明

图1示出了本发明的背景技术中的VCM单体换热器的结构示意图；

图2示出了本发明的一个实施例的温度控制方法的流程示意图；

图3示出了本发明的另一个实施例的温度控制方法的流程示意图；

图4示出了本发明的一个实施例的温度控制装置的结构示意图；

图5示出了本发明的一个实施例的温度控制装置的控制单元的结构示意图；

图6示出了本发明的一个具体实施例的VCM单体换热器的控制方式组态示意图；

图7示出了本发明的一个具体实施例的VCM单体换热器的单回路控制组态示意图。

具体实施方式

本发明实施例的第一个方面，提出了一种温度控制方法，图2示出了本发明的一个实施例的温度控制方法的流程示意图，如图2所示的温度控制方法包括：

S101，获取VCM单体换热器的输出端的温度；

其中，通过温度传感装置获取VCM单体换热器的输出端的VCM单体的实际温度。

S102，根据输出端的温度计算上水流量控制阀的开度；

其中，将S101中获取到的换热器输出端VCM单体的温度与预设输出温度输入至换热器的DCS程序的PID功能块中进行PID计算，得到上水流量控制阀的开度。

S103，获取第一上水阀和第二上水阀的工作状态；

其中，获取换热器的上水系统的上水阀的工作状态，其中，上水系统包括第一上水系统和第二上水系统两部分，可实现向换热器通入冷冻水或热水，第一上水系统通过第一上水阀控制，第二上水系统通过第二上水阀控制，并且第一上水阀和第二上水阀不能同时打开。

S104，若第一上水阀打开且第二上水阀关闭，则对上水流量控制阀的开度进行修正；

S105，若第一上水阀关闭且第二上水阀打开，则上水流量控制阀的开度保持不变；

其中，根据获取到的上水系统工作状态，当第一上水阀打开且第二上水阀关闭时，对上水流量控制阀的开度进行修正，而当第一上水阀关闭且第二上水阀打开时，上水流量控制阀的开度保持不变，这是因为，使用冷冻水换热时，在VCM单体输出温度升高时，需要增大上水流量控制阀开度以通入更多冷冻水，对此PID控制器，其作用方向为“正作用”；而当使用热水换热时，在VCM单体输出温度升高时，需要减少上水流量控制阀开度以降低热水的通入，作用方向则为“反作用”，可见，在不同季节使用不同换热水时对此控制器的作用方向要求是相反的，而PID计算的作用方向只能选择一种模式，因此，本实施例中，当第一上水阀关闭且第二上水阀打开时，为“正作用”无需对PID计算结果修正，而当第一上水阀打开且第二上水阀关闭时，为“反作用”需要进行修正。

S106，根据上水流量控制阀的开度控制上水流量控制阀工作。

其中，根据上述计算结果或修正结果控制上水流量控制阀工作，实现对换热器输出端VCM单体的温度控制。

本发明实施例的温度控制方法，根据换热器输出端VCM单体的实时温度计算上水流量控制阀的开度，以及获取并分析上水系统的实际工况从而对开度大小进行修正，实现了不同工况条件下通过调节上水流量控制阀开度对换热器输出端VCM单体温度的控制，避免了换热器切换工况时需要人工修改控制程序的问题，节约了人力成本。

在本发明的一个实施例中，优选地，修正后的上水流量控制阀的开度为上水流量控制阀的最大开度与原上水流量控制阀的开度之差。

在上述实施例中，当第一上水阀打开且第二上水阀关闭时，需要上水流量“反作用”，若经过PID计算后的所需上水流量控制阀开度较小，则此时实际需要的开度应较大，因此，将原上水流量控制阀的开度输入至DCS程序的CALCU功能块中进行修正，修正后的上水流量控制阀的开度为上水流量控制阀的最大开度与原上水流量控制阀的开度之差。例如，原来的开度为20％，修正后的开度为100％-20％＝80％。

图3示出了本发明的另一个实施例的温度控制方法的流程示意图，温度控制方法包括：

S201，获取VCM单体换热器的输出端的温度；

S202，根据输出端的温度计算上水流量控制阀的开度；

S203，获取第一上水阀和第二上水阀的工作状态；

S204，若第一上水阀打开且第二上水阀关闭，则对上水流量控制阀的开度进行修正；

S205，若第一上水阀关闭且第二上水阀打开，则上水流量控制阀的开度保持不变；

S206，获取VCM单体换热器的控制模式；

其中，在S206中，获取VCM单体换热器的控制模式，控制模式一般包括跟踪模式和自动模式，控制模式可以由用户手动选择，也可以由换热器根据自身工作状态等情况自动选择，控制模式包括跟踪模式和手动模式，其中，在跟踪模式下，换热器按照DCS程序所计算出的上水流量控制阀的开度值工作，而在自动模式下，忽略DCS程序的计算结果，根据用户输入的上水流量控制阀的开度大小控制阀门工作，使得换热器的工作更加灵活。

S207，判断控制模式是否为跟踪模式；

其中，判断S206中获取到的换热器的控制模式是否为跟踪模式，从而进一步根据判断结果对换热器的上水流量控制阀进行控制，使换热器输出端的VCM单体温度得到有效控制。

S208，若控制模式为跟踪模式，则根据上水流量控制阀的开度控制上水流量控制阀工作；

其中，若判断换热器的控制模式为跟踪模式，则按照DCS程序所计算出的上水流量控制阀的开度大小控制阀门工作。

S209，若控制模式不是跟踪模式，则接收上水流量控制阀的调节指令，并根据调节指令控制上水流量控制阀的开度；

其中，若判断换热器的控制模式不是跟踪模式，忽略DCS程序的计算结果，根据用户输入的调节指令控制上水流量控制阀的开度大小。

S210，若第一上水阀和第二上水阀都处于关闭状态，则控制VCM单体换热器选择自动模式，接收上水流量控制阀的调节指令，并根据调节指令控制上水流量控制阀的开度。

其中，S210可以在S201～S209中任意时间发生，若上水系统的上水阀全部关闭或者换热器工作异常时，换热器自动选择手动模式，根据用户输入的调节指令控制上水流量控制阀的开度大小，使得换热器工作更加灵活和安全。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一上水阀为冷冻水上水阀，第二上水阀为热水上水阀；或第一上水阀为热水上水阀，第二上水阀为冷冻水上水阀。

在上述实施例中，第一上水阀为冷冻水上水阀，第二上水阀为热水上水阀时，则换热器上水系统在上热水时，无需对PID计算结果进行修订，换热器上水系统在上冷冻水时，需要对PID计算结果进行修订。或者第一上水阀为热水上水阀，第二上水阀为冷冻水上水阀，则换热器上水系统在上冷冻水时，无需对PID计算结果进行修订，换热器上水系统在上热水时，需要对PID计算结果进行修订。

本发明实施例的第二个方面，提出了一种温度控制装置，图4示出了本发明的一个实施例的温度控制装置的结构示意图。本温度控制装置包括：

温度获取单元301，用于获取VCM单体换热器的输出端的温度；

开度计算单元302，用于根据输出端的温度计算上水流量控制阀的开度；

状态获取单元303，用于获取第一上水阀和第二上水阀的工作状态；

开度修正单元304，用于若第一上水阀打开且第二上水阀关闭，则对上水流量控制阀的开度进行修正；以及

若第一上水阀关闭且第二上水阀打开，则上水流量控制阀的开度保持不变；

控制单元305，用于根据上水流量控制阀的开度控制上水流量控制阀工作。

在本发明的一个实施例中，优选地，修正后的上水流量控制阀的开度为上水流量控制阀的最大开度与原上水流量控制阀的开度之差。

在具体的应用场景中，为使换热器的控制方式更加灵活和安全。图5示出了本发明的一个实施例的温度控制装置的控制单元的结构示意图。控制单元305，具体包括：

模式获取模块3051，用于获取所述VCM单体换热器的控制模式；

模式判断模块3052，用于判断所述控制模式是否为跟踪模式；

第一控制模块3053，用于若所述控制模式为所述跟踪模式，则根据修正后的所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作；

第二控制模块3054，用于若所述控制模式不是所述跟踪模式，则接收所述上水流量控制阀的调节指令，并根据所述调节指令控制所述上水流量控制阀的开度；

第三控制模块3055，用于若第一上水阀和第二上水阀都处于关闭状态，则控制VCM单体换热器选择自动模式，接收上水流量控制阀的调节指令，并根据调节指令控制上水流量控制阀的开度。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一上水阀为冷冻水上水阀，第二上水阀为热水上水阀；或第一上水阀为热水上水阀，第二上水阀为冷冻水上水阀。

需要说明的是，本申请实施例提供的一种温度控制装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图2和图3中的对应描述，在此不再赘述。

本发明实施例的第三个方面，基于上述如图2和图3所示方法，相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如图2和图3所示的温度控制方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

本发明实施例的第四个方面，基于上述如图2、图3所示的方法，以及图4、图5所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种温度控制的实体设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该实体设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图2和图3所示的温度控制方法。

可选地，该温度控制的实体设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(Radio Frequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种温度控制的实体设备结构并不构成对该实体设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理和保单温度控制的实体设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。通过应用本申请的技术方案，实现根据换热器输出端VCM单体的实时温度计算上水流量控制阀的开度，以及获取并分析上水系统的实际工况从而对开度大小进行修正，实现了不同工况条件下通过调节上水流量控制阀开度对换热器输出端VCM单体温度的控制，避免了换热器切换工况时需要人工修改控制程序的问题，节约了人力成本。

具体实施例：

图6示出了本发明的一个具体实施例的VCM单体换热器的控制方式组态示意图。下面结合图1和图6对控制方式的选择进行说明：

其中，对于图6中A部分采用串级控制，用于换热的冷冻水或热水温度TE1142对最终的换热效果起着至关重要的作用，这里可以将其视作一项干扰。于是设计将TE1141作为主回路输入，TE1142作为副回路输入，调节阀TV1142用于调节输出，主副串联，主回路的输出作为副回路的设定值，组成一个串级控制系统。此方案的目的是在副回路的干扰在影响主回路参数之前，通过副回路调节器予以校正，从而克服干扰对主控参数的影响。

对于图6中B部分采用单回路控制，将主控参数TE1141与调节阀TV1142设计为单回路控制系统。此设计的目的是加快TV1142对TE1141的响应速度，从而及时修正该温度的偏差。

由此，串级控制与单回路控制相比，输出往往滞后至少2倍以上。而实际生产过程中，在一定时间范围内，换热水温度TE1142波动并不明显，相当于在一定程度上可忽略干扰对主控参数TE1141的影响，同时考虑到两方案输出的响应速度区别,经实际生产验证，经整定PID参数后的单回路控制方案更能稳定控制VCM单体出口温度，更能达到较好的控制效果。因此，本发明的具体实施例选择单回路控制方式。

图7示出了本发明的一个具体实施例的VCM单体换热器的单回路控制组态示意图。下面结合图1与图7进行说明：

其中，使用冷冻水换热时，在VCM单体温度TE1141(回路输入)升高时，需要增大调节阀TV1142(回路输出)开度以通入更多冷冻水，对此PID控制器，其作用方向为“正作用”；而当使用热水换热时，在VCM单体温度TE1141(回路输入)升高时，需要减少调节阀TV1142(回路输出)开度以降低热水的通入，作用方向则为“反作用”。对于PID控制器的作用形式的关系，如选择“正作用”，其输出为MV％，若将其方向改为“反作用”，其输出将变为(100-MV)％。

HV1141和HV1140分别用于冷冻水和热水切断，两阀门不可同时打开，通过传送至DCS的阀门反馈开关状态即可判断阀门的开关情况，进而确定用于换热的是冷冻水还是热水。通过在DCS程序中加入计算功能块CALCU并写入程序即可实现上述“正作用”与“反作用”切换的功能。

至MLD功能块的引脚输入标识为TIN，表示跟踪输入(tracking signal input)，而是否跟踪则取决于该功能块的内部开关TSW，其值为1时跟踪，为0时不跟踪，当跟踪时该功能块的仪表面板上会出现TRK标志。若跟踪则输出CALCU功能块的输出值，若不跟踪则根据用户的选择值进行输出。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种温度控制方法，其特征在于，所述温度控制方法包括：

获取VCM单体换热器的输出端的温度；

根据所述输出端的温度计算上水流量控制阀的开度；

获取第一上水阀和第二上水阀的工作状态，所述第一上水阀为热水上水阀，所述第二上水阀为冷冻水上水阀；

若所述第一上水阀打开且所述第二上水阀关闭，则对所述上水流量控制阀的开度进行修正；

若所述第一上水阀关闭且所述第二上水阀打开，则所述上水流量控制阀的开度保持不变；

根据所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作。

2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，修正后的所述上水流量控制阀的开度为所述上水流量控制阀的最大开度与原所述上水流量控制阀的开度之差。

3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述根据修正后的所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作，具体包括：

获取所述VCM单体换热器的控制模式；

判断所述控制模式是否为跟踪模式；

若所述控制模式为所述跟踪模式，则根据所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作；

若所述控制模式不是所述跟踪模式，则接收所述上水流量控制阀的调节指令，并根据所述调节指令控制所述上水流量控制阀的开度。

4.根据权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于，

所述控制模式还包括自动模式；

若所述第一上水阀和所述第二上水阀都处于关闭状态，则控制所述VCM单体换热器选择所述自动模式，接收所述上水流量控制阀的调节指令，并根据所述调节指令控制所述上水流量控制阀的开度。

5.一种温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置包括：

温度获取单元，用于获取VCM单体换热器的输出端的温度；

开度计算单元，用于根据所述输出端的温度计算上水流量控制阀的开度；

状态获取单元，用于获取第一上水阀和第二上水阀的工作状态，所述第一上水阀为热水上水阀，所述第二上水阀为冷冻水上水阀；

开度修正单元，用于若所述第一上水阀打开且所述第二上水阀关闭，则对所述上水流量控制阀的开度进行修正；及

若所述第一上水阀关闭且所述第二上水阀打开，则所述上水流量控制阀的开度保持不变；

控制单元，用于根据所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作。

6.根据权利要求5所述的温度控制装置，其特征在于，

修正后的所述上水流量控制阀的开度为所述上水流量控制阀的最大开度与原所述上水流量控制阀的开度之差。

7.根据权利要求5所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制单元，具体包括：

模式获取模块，用于获取所述VCM单体换热器的控制模式；

模式判断模块，用于判断所述控制模式是否为跟踪模式；

第一控制模块，用于若所述控制模式为所述跟踪模式，则根据所述上水流量控制阀的开度控制所述上水流量控制阀工作；

第二控制模块，用于若所述控制模式不是所述跟踪模式，则接收所述上水流量控制阀的调节指令，并根据所述调节指令控制所述上水流量控制阀的开度。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项的所述的温度控制方法。

9.一种温度控制设备，其特征在于，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至4中任一项的所述的温度控制方法。

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