CN111221365A - 一种温度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种温度控制方法及装置，该方法包括：获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度。根据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。可见，该方法在控制阀门开度的过程中，不仅考虑了反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，还考虑了当前时刻的温度偏差累积值和温度变化率。由于控制阀门开度的过程中考虑了温度偏差累积值，因而能够避免反应容器内温度的波动幅度和波动范围超标的问题，此外，由于控制阀门开度的过程中考虑了温度变化率，因而能够避免反应容器内温度波动变化频率过快的问题，显著提高了对反应容器内温度的精准控制。

Description

一种温度控制方法及装置

技术领域

本申请涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种温度控制方法及装置。

背景技术

在工业生产过程中，需要对工业材料进行物理或化学反应，从而得到生产所需的物料。目前，工业领域通过对反应容器(例如反应釜)的结构进行设计与参数配置，实现材料工艺所要求的加热、蒸发、冷却、以及低高速等反应处理。良好的反应处理过程，需要依据工艺要求，对反应容器内的温度进行精准控制。

在现有技术中，使用比例积分微分(Proportion Integral Differential，PID)控制方法对反应容器内的温度进行控制，依据反应容器内的温度与预设温度的偏差值，对偏差值进行PID运算，得到控温媒介的阀门开度的控制量，并依据控制量控制阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。然而，在保温期间内，反应容器内的温度往往会出现较大幅度、无规律无收敛趋势的变化波动，从而无法满足工艺所需的精准控温要求。

因此，亟需一种温度控制方法，用于精准控制反应容器内的温度。

发明内容

本申请提供了一种温度控制方法及装置，目的在于提供一种精准控制反应容器内的温度，以满足工艺所需的精准控温要求的技术方案。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种温度控制方法，包括：

获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度；

根据所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致；

其中，所述第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，所述温度偏差为所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值；所述第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，所述温度偏差累积值为各个时刻对应的所述温度偏差的累积和值；所述第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，所述温度变化率基于所述反应容器内各个时刻对应的温度得到。

可选的，所述第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，所述温度偏差累积值为各个时刻对应的所述温度偏差的累积和值，包括：

获取各个时刻对应的温度偏差，各个时刻对应的所述温度偏差为所述反应容器内各个时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值；

确定目标温度偏差，所述目标温度偏差为，各个所述温度偏差中对应的绝对值小于预设第一阈值的温度偏差；

计算所述目标温度偏差的累积和值，得到当前时刻对应的温度偏差累积值；

基于所述温度偏差累积值，确定第二数值；

基于所述第二数值和所述控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定所述第二阀门开度，其中，所述第二阀门开度小于预设第二阈值。

可选的，所述基于所述温度偏差累积值，确定第二数值，包括：

计算所述温度偏差累积值和预设第二系数的乘积，得到第二数值。

可选的，还包括：

在所述温度控制方法应用于单回路控温过程的情况下，若所述预设温度发生变化，则目标时刻对应的所述温度偏差累积值设置为所述目标时刻对应的温度偏差值，并以所述目标时刻为起始时刻重新计算所述温度偏差累积值；

其中，所述目标时刻为所述预设温度发生变化的时刻。

可选的，所述第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，所述温度变化率基于所述反应容器内各个时刻对应的温度得到，包括：

获取所述反应容器内各个时刻对应的温度；

计算温度变化值与预设单位时间之商，得到当前时刻对应的温度变化率，所述温度变化值为当前时刻对应的所述温度与前一时刻对应的所述温度之差；

计算温度变化率差值与所述预设单位时间之商，得到温度变化加速度，所述温度变化率差值为所述当前时刻对应的所述温度变化率与所述前一时刻对应的所述温度变化率之差；

计算乘积值与所述温度变化率之和，得到温度变化率计算值，所述乘积值为所述温度变化率的绝对值与所述温度变化加速度的乘积；

基于所述温度变化率计算值，确定第三数值；

基于所述第三数值和所述控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定所述第三阀门开度。

可选的，所述基于所述温度变化率计算值，确定第三数值，包括：

计算所述温度变化率计算值和预设第三系数的乘积，得到第三数值。

可选的，所述乘积值为所述温度变化率的绝对值与所述温度变化加速度的乘积，包括：

计算所述温度变化率的绝对值、所述温度变化加速度、以及预设第四系数的乘积，得到所述乘积值。

可选的，所述根据所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致，包括：

基于所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，确定当前时刻对应的总阀门开度；

获取前N个时刻对应的所述总阀门开度，N为正整数；

计算所述当前时刻对应的所述总阀门开度和所述前N个时刻对应的所述总阀门开度的平均值，得到所述当前时刻新对应的所述总阀门开度；

将所述当前时刻新对应的所述总阀门开度，作为控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

可选的，所述第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，所述温度偏差为所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值，包括：

计算所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值，得到当前时刻对应的温度偏差；

计算所述温度偏差和预设第一系数的乘积，得到第一数值；

基于所述第一数值和所述控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定所述第一阀门开度。

一种温度控制装置，包括：

获取单元，用于获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度；其中，所述第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，所述温度偏差为所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值；所述第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，所述温度偏差累积值为各个时刻对应的所述温度偏差的累积和值；所述第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，所述温度变化率基于所述反应容器内各个时刻对应的温度得到；

控制单元，用于根据所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

本申请提供的温度控制方法及装置，获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度。根据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。其中，第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，温度偏差为反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，温度偏差累积值为各个时刻对应的温度偏差的累积和值，第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，温度变化率基于反应容器内各个时刻对应的温度得到。

综上所述，本申请依据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，可见，本申请提供的温度控制方法在控制阀门开度的过程中，不仅考虑了反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，还考虑了当前时刻的温度偏差累积值和温度变化率。由于控制阀门开度的过程中考虑了温度偏差累积值，因而能够避免反应容器内温度的波动幅度和波动范围超标的问题，此外，由于控制阀门开度的过程中考虑了温度变化率，因而能够避免反应容器内温度波动变化频率过快的问题，显著提高了对反应容器内温度的精准控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种温度控制方法的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种获取第一阀门开度的具体实现过程的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种获取第二阀门开度的具体实现过程的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种获取第三阀门开度的具体实现过程的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种控制阀门开度的具体实现过程的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种温度控制装置的架构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种反应釜设备的架构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种反应釜内温度变化波动曲线图；

图9为本申请实施例提供的另一种反应釜内温度变化波动曲线图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，为本申请实施例提供的一种温度控制方法的示意图，包括如下步骤：

S101：获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度。

其中，第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，温度偏差为反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值。预设温度的具体数值大小可由技术人员根据实际情况进行设置。并且，反应容器内当前时刻对应的温度的获取过程，为本领域技术人员所熟悉的公知常识，例如，可以通过温度传感器采集反应容器内各个时刻对应的温度等。

需要说明的是，基于当前时刻对应的温度偏差得到第一阀门开度的具体实现过程，可以参见下述图2示出的步骤、以及步骤的相应解释说明。

第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，当前温度偏差累积值为各个时刻对应的当前温度偏差的累积和值。

需要说明的是，基于当前温度偏差累积值得到第二阀门开度的具体实现过程，可以参见下述图3示出的步骤、以及步骤的相应解释说明。

第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，温度变化率基于反应容器内各个时刻对应的温度得到。

需要说明的是，基于当前时刻对应的温度变化率得到第三阀门开度的具体实现过程，可以参见下述图4示出的步骤、以及步骤的相应解释说明。

S102：根据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

其中，基于预设的总阀门开度计算公式，对第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度进行计算，得到总阀门开度，将总阀门开度作为控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。在本申请实施例中，总阀门开度计算公式如公式(1)所示。

MV＝MV_P+MV_I-MV_D (1)

在公式(1)中，MV表示总阀门开度，MV_P表示第一阀门开度，MV_I表示第二阀门开度，MV_D表示第三阀门开度。

需要说明的是，根据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致的具体实现过程，可以参见下述图6示出的步骤、以及步骤的相应解释说明。

此外，在本申请实施例中，控温媒介包括但不限于是冷控温媒介(例如冷凝水降温设备)或热控温媒介(例如蒸汽加热设备)。控温媒介阀门开度的可控变化范围，可由技术人员根据实际情况进行设置，例如阀门开度的限幅可以设置为-100％～100％，或者，0％～100％等，当然，阀门开度的限幅也支持死区设置。

若交替采用冷控温媒介和热控温媒介作为控温媒介，则需要对S102得到的总阀门开度进行二次处理，即将总阀门开度转化为冷控温媒介和热控温媒介各自调节控制回路对应的阀门开度。并且，对总阀门开度进行二次处理的具体实现过程，为本领域技术人员所熟悉的公知常识，这里不再赘述。

需要强调的是，本申请实施例提供的温度控制方法在具体实现中，包括但不限于采用位置式PID算法，来实现根据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度控制控温媒介的阀门开度这一控制过程。并且，在控制过程中，当前时刻所控制的阀门开度并不会被前一时刻所控制的阀门开度所影响，任意时刻所控制的阀门开度都是基于该时刻对应的第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度独立计算得到。

在本申请实施例中，依据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，可见，本申请提供的温度控制方法在控制阀门开度的过程中，不仅考虑了反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，还考虑了当前时刻的温度偏差累积值和温度变化率。由于控制阀门开度的过程中考虑了温度偏差累积值，因而能够避免反应容器内温度的波动幅度和波动范围超标的问题，此外，由于控制阀门开度的过程中考虑了温度变化率，因而能够避免反应容器内温度波动变化频率过快的问题，显著提高了对反应容器内温度的精准控制。

可选的，如图2所示，为本申请实施例提供的一种获取第一阀门开度的具体实现过程的示意图，包括如下步骤：

S201：计算反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，得到当前时刻对应的温度偏差。

其中，温度偏差＝当前时刻对应的温度-预设温度，当前时刻对应的温度可由反应容器内的温度传感器采集得到，预设温度由技术人员根据实际情况进行设置。

S202：计算温度偏差和预设第一系数的乘积，得到第一数值。

其中，第一数值＝温度偏差×预设第一系数，预设第一系数的具体数值可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，预设第一系数的取值范围可以为0～150等。

S203：基于第一数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第一阀门开度。

其中，将第一数值对应的阀门开度变化量，作为第一阀门开度。第一数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，第一数值为1℃，对应的阀门开度变化量为-10％，或者，第二数值为-1℃，对应的阀门开度变化量为10％等。

在本申请实施例中，基于第一数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第一阀门开度，并且，第一数值为温度偏差和预设第一系数的乘积。在温度控制方法中，以预设温度为参照，若反应容器内当前时刻对应的温度上下变化波动幅度较大，则可以通过降低预设第一系数的数值大小，使得温度的变化波动幅度减小。在反应容器各个时刻对应的温度不出现超调的情况下，若当前时刻对应的温度总是大于或者小于预设温度时，则可以通过增大预设第一系数的数值大小，使得温度均匀变化波动在预设温度附近。

可选的，如图3所示，为本申请实施例提供的一种获取第二阀门开度的具体实现过程的示意图，包括如下步骤：

S301：获取各个时刻对应的温度偏差。

其中，各个时刻对应的温度偏差为反应容器内各个时刻对应的温度与预设温度的偏差值。获取温度偏差的具体执行过程，与上述图2示出的S201的具体执行过程一致，这里不再赘述。

S302：确定目标温度偏差。

其中，目标温度偏差为，各个温度偏差中对应的绝对值小于预设第一阈值的温度偏差。预设第一阈值的具体数值大小可由技术人员根据实际情况进行设置。

需要说明的是，在温度控制方法中，若反应容器内的物料体系对温度变化较为敏感，预设第一阈值的具体数值可以设置大一些，例如，预设第一阈值的取值范围可以为5～∞等。若反应容器内的物料体系对温度变化不敏感，预设第一阈值的具体数值可以设置小一些，例如，预设第一阈值的取值范围可以为0～2.5等。

S303：计算目标温度偏差的累积和值，得到当前时刻对应的温度偏差累积值。

具体的，假设目标温度偏差包括-1℃、1℃和-0.5℃，则目标温度偏差的累积和值计算过程为-1+1+(-0.5)，得到温度偏差累积值为-0.5℃。

需要说明的是，上述具体实现过程仅仅用于举例说明。

可选的，在温度控制方法应用于单回路控温过程的情况下，若预设温度发生变化，则目标时刻对应的温度偏差累积值设置为目标时刻对应的温度偏差值，并以目标时刻为起始时刻重新计算温度偏差累积值。

其中，目标时刻为预设温度发生变化的时刻。

具体的，假设在单回路温度控制方法中，预设温度一开始设置为50℃，130S后，预设温度设置为60℃，则目标时刻为第130S，从一开始至130S过程中计算得到的温度偏差累积值，将不计入130S往后的温度偏差累积值中，第130S对应的温度偏差累积值为第130S对应的温度偏差。

需要说明的是，上述具体实现过程仅仅用于举例说明。

S304：计算温度偏差累积值和预设第二系数的乘积，得到第二数值。

其中，第二数值＝温度偏差累积值×预设第二系数。预设第二系数的具体数值可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，在温度控制方法中，若反应容器内的物料体系为化学反应体系(化学反应体系存在热交换)，预设第二系数的取值范围可以为0～0.05等。若反应容器内的物料体系为纯物理混合体系(纯物理混合体系不存在热交换)，则可以直接将温度偏差累积值作为第二数值。

S305：基于第二数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第二阀门开度。

其中，将第二数值对应的阀门开度变化量，作为第二阀门开度。第二数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，第二数值为1℃，对应的阀门开度变化量为-10％，或者，第二数值为-1℃，对应的阀门开度变化量为10％等。

需要强调的是，在本申请实施例中，第二阀门开度小于预设第二阈值。预设第二阈值的具体数值可由技术人员根据实际情况进行设置，例如预设第二阈值的数值可以设置为100％，或者，0％等。

在本申请实施例中，基于第二数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第二阀门开度，并且，第二数值为当前时刻对应的温度偏差累积值和预设第二系数的乘积。在温度控制方法中，以预设温度为参照，若反应容器内当前时刻对应的温度上下变化波动幅度较大，则可以通过降低预设第二系数的数值大小，使得温度的变化波动幅度减小。此外，若采用位置式PID控制算法实现本申请所提供的温度控制方法，在对温度偏差累积值进行积分运算过程中，添加预设第二系数作为运算参数，能够快速消除积分饱和。

可选的，如图4所示，为本申请实施例提供的一种获取第三阀门开度的具体实现过程的示意图，包括如下步骤：

S401：获取反应容器内各个时刻对应的温度。

其中，获取反应容器内各个时刻对应的温度的具体实现方式，为本领域技术人员所熟悉的公知常识，这里不再赘述。

S402：计算温度变化值与预设单位时间之商，得到当前时刻对应的温度变化率。

其中，温度变化值为当前时刻对应的温度与前一时刻对应的温度之差。也就是说，当前时刻对应的温度变化率＝(当前时刻对应的温度－前一时刻对应的温度)÷预设单位时间。

需要说明的是，预设单位时间具体指的是：反应容器内温度的获取间隔时间，例如，温度传感器每隔1秒就采集反应容器内的温度，这1秒就是预设单位时间，也就是说，预设单位时间为时间量纲，可由技术人员根据实际情况进行设置。因此，温度变化率可以理解为预设单位时间内温度的变化，例如，每隔1秒温度上升了2℃，或者，每隔30秒温度下降了2℃等。

在温度变化过程中，温度的急剧变化会造成噪声干扰，从而导致温度变化率的计算结果为虚假值，为了消除噪声干扰所带来的不良影响，保证当前时刻对应的温度变化率的可靠性，可以将当前时刻对应的温度变化率进行移动平均处理。

其中，移动平均处理的过程具体包括：

获取前N个时刻对应的温度变化率，N为正整数。计算当前时刻对应的温度变化率和前N个时刻对应的温度变化率的平均值，得到当前时刻新对应的温度变化率。

具体的，假设当前时刻对应的温度变化率为1℃/S，前5个时刻对应的温度变化率包括2℃/S、2℃/S、1℃/S、-2℃/S和-1℃/S，对当前时刻对应的温度变化率进行移动平均处理，移动平均处理的计算过程为(1+2+2+1+(-2)+(-1))÷6，得到当前时刻新对应的温度变化率为0.5℃/S。

需要说明的是，上述具体实现过程仅仅用于举例说明。

S403：计算温度变化率差值与预设单位时间之商，得到温度变化加速度。

其中，温度变化率差值为当前时刻对应的温度变化率与前一时刻对应的温度变化率之差。也就是说，当前时刻对应的温度变化加速度＝(当前时刻对应的温度变化率－前一时刻对应的温度变化率)÷预设单位时间。在本申请实施例中，温度变化加速度可以理解为预设单位时间内温度变化的加速度，例如，每隔1秒温度变化的加速度为1℃/S²，或者，每隔30秒温度变化的加速度为2℃/S²等。

在温度变化过程中，温度的急剧变化会造成噪声干扰，导致温度变化率的计算结果为虚假值，同理，温度变化加速度的计算结果也会存在虚假值，为了消除噪声干扰所带来的不良影响，保证当前时刻对应的温度变化加速度的可靠性，可以将当前时刻对应的温度变化加速度进行移动平均处理。

其中，移动平均处理的过程具体包括：

获取前N个时刻对应的温度变化加速度，N为正整数。计算当前时刻对应的温度变化加速度和前N个时刻对应的温度变化加速度的平均值，得到当前时刻新对应的温度变化加速度。

具体的，假设当前时刻对应的温度变化加速度为1℃/S²，前5个时刻对应的温度变化加速度包括2℃/S²、2℃/S²、1℃/S²、-2℃/S²和-1℃/S²，对当前时刻对应的温度变化加速度进行移动平均处理，移动平均处理的计算过程为(1+2+2+1+(-2)+(-1))÷6，得到当前时刻新对应的温度变化加速度为0.5℃/S²。

需要说明的是，上述具体实现过程仅仅用于举例说明。

S404：计算温度变化率的绝对值、温度变化加速度、以及预设第四系数的乘积，得到乘积值。

其中，乘积值＝|温度变化率|×温度变化加速度×预设第四系数。预设第四系数的具体数值可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，预设第四系数的取值范围可以为0～10等。

需要说明的是，若温度控制方法应用在无滞后体系(反应容器内物料体系自身具备一定的热容量，当反应容器内温度改变时，物料体系的温度会立即改变，是一种理想的物料体系状态)控温过程中，或者，反应容器内的物料体系滞后性较弱，则可以将温度变化率的绝对值和温度变化加速度的乘积，作为乘积值，即乘积值＝|温度变化率|×温度变化加速度。

S405：计算乘积值与温度变化率之和，得到温度变化率计算值。

其中，温度变化率计算值＝温度变化率+乘积值，即温度变化率计算值＝温度变化率+|温度变化率|×温度变化加速度×预设第四系数。若温度控制方法应用在无滞后体系控温过程中，或者，反应容器内物料体系滞后性较弱，则温度变化率计算值＝温度变化率+|温度变化率|×温度变化加速度。

S406：计算温度变化率计算值和预设第三系数的乘积，得到第三数值。

其中，第三数值＝温度变化率计算值×预设第三系数。预设第三系数的具体数值可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，在温度控制方法中，预设第三系数的取值范围可以为0～600。

需要说明的是，在温度控制方法中，反应容器内的物料体系滞后性越强，预设第三系数的数值则可以设置大一些。若温度控制方法应用在无滞后体系控温过程中，或者，反应容器内的物料体系滞后性较弱，则可以忽略预设第三系数和预设第四系数，直接将温度变化率计算值作为第三数值，即第三数值＝温度变化率计算值＝温度变化率+|温度变化率|×温度变化加速度。

S407：基于第三数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第三阀门开度。

其中，将第三数值对应的阀门开度变化量，作为第三阀门开度。第三数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，第三数值为1℃/S，对应的阀门开度变化量为-10％，或者，第三数值为-1℃/S，对应的阀门开度变化量为10％等。

在本申请实施例中，基于第三数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第三阀门开度，并且，第三数值为温度变化率计算值和预设第三系数的乘积，温度变化率计算值基于温度变化率、温度变化加速度和预设第四系数得到。在温度控制方法中，以预设温度为参照，若反应容器内当前时刻对应的温度上下变化波动频率较快，则可以通过降低预设第三系数的数值大小，使得温度的变化波动频率减小。在反应容器各个时刻对应的温度不出现超调的情况下，若当前时刻对应的温度总是大于或者小于预设温度时，则可以通过减小预设第三系数的数值大小，使得温度均匀变化波动在预设温度附近。此外，若采用位置式PID控制算法实现本申请所提供的温度控制方法，则在对温度变化率进行微分运算过程中，添加温度变化加速度作为运算参数，可以削弱因微分项灵敏度过高而导致的不良影响。

如图5所示，为本申请实施例提供的一种控制阀门开度的具体实现过程的示意图，包括如下步骤：

S501：基于第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，确定当前时刻对应的总阀门开度。

其中，总阀门开度＝第一阀门开度+第二阀门开度－第三阀门开度。

S502：获取前N个时刻对应的总阀门开度。

其中，N为正整数，N的具体数值可由技术人员根据实际情况进行设置。

S503：计算当前时刻对应的总阀门开度和前N个时刻对应的总阀门开度的平均值，得到当前时刻新对应的总阀门开度。

其中，为了避免总阀门开度变化过快或者变化幅度过大，而导致控温媒介所属的执行机构响应速率无法满足阀门开度变化需求的问题，因此，对当前时刻的总阀门开度进行平滑处理。

对当前时刻的总阀门开度进行平滑处理的具体过程包括：

假设当前时刻对应的总阀门开度为20％，前5个时刻对应的总阀门开度包括10％、10％、5％、5％和5％，则当前时刻对应的总阀门开度和前5个时刻对应的总阀门开度的平均值的计算过程为(20％+10％+10％+5％+5％+5％)÷6，得到当前时刻新对应的总阀门开度为9.1％。

需要说明的是，上述具体实现过程仅仅用于举例说明。

S504：将当前时刻新对应的总阀门开度，作为控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

其中，若控温媒介所属的执行机构响应速率较高，则也可以直接将当前时刻对应的总阀门开度，作为控温媒介的阀门开度。

在本申请实施例中，基于第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，确定当前时刻对应的总阀门开度，并对当前时刻对应的总阀门开度进行平滑处理，即计算当前时刻对应的总阀门开度和前N个时刻对应的总阀门开度的平均值。可见，本申请提供的温度控制方法在控制阀门开度的过程中，不仅考虑了反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，还考虑了当前时刻的温度偏差累积值和温度变化率。并且，由于对当前时刻对应的总阀门开度进行了平滑处理，将平滑处理得到的当前时刻新对应的总阀门开度，作为控温媒介的阀门开度，因此，能够避免总阀门开度变化过快或者是变化幅度过大，而导致控温媒介所属的执行机构响应速率无法满足阀门开度变化需求的问题。

与上述本申请实施例提供的温度控制方法相对应，本申请实施例还提供了一种温度控制装置，如图6所示，包括：

获取单元100，用于获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度。其中，第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，温度偏差为反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值。第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，温度偏差累积值为各个时刻对应的温度偏差的累积和值。第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，温度变化率基于反应容器内各个时刻对应的温度得到。

获取单元100获取第一阀门开度的具体实现过程包括：计算反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，得到当前时刻对应的温度偏差。计算温度偏差和预设第一系数的乘积，得到第一数值。基于第一数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第一阀门开度。

获取单元100获取第二阀门开度的具体实现过程包括：获取各个时刻对应的温度偏差，各个时刻对应的温度偏差为反应容器内各个时刻对应的温度与预设温度的偏差值。确定目标温度偏差，目标温度偏差为，各个温度偏差中对应的绝对值小于预设第一阈值的温度偏差。计算目标温度偏差的累积和值，得到当前时刻对应的温度偏差累积值。计算温度偏差累积值和预设第二系数的乘积，得到第二数值。基于第二数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第二阀门开度，其中，第二阀门开度小于预设第二阈值。在温度控制方法应用于单回路控温过程的情况下，若预设温度发生变化，则目标时刻对应的温度偏差累积值设置为目标时刻对应的温度偏差值，并以目标时刻为起始时刻重新计算温度偏差累积值。其中，目标时刻为预设温度发生变化的时刻。

获取单元100获取第三阀门开度的具体实现过程包括：获取反应容器内各个时刻对应的温度。计算温度变化值与预设单位时间之商，得到当前时刻对应的温度变化率，温度变化值为当前时刻对应的温度与前一时刻对应的温度之差。计算温度变化率差值与预设单位时间之商，得到温度变化加速度，温度变化率差值为当前时刻对应的温度变化率与前一时刻对应的温度变化率之差。计算温度变化率的绝对值、温度变化加速度、以及预设第四系数的乘积，得到乘积值。计算乘积值与温度变化率之和，得到温度变化率计算值。计算温度变化率计算值和预设第三系数的乘积，得到第三数值。基于第三数值和控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定第三阀门开度。

控制单元200，用于根据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

控制单元200具体用于，基于第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，确定当前时刻对应的总阀门开度。获取前N个时刻对应的总阀门开度，N为正整数。计算当前时刻对应的总阀门开度和前N个时刻对应的总阀门开度的平均值，得到当前时刻新对应的总阀门开度。将当前时刻新对应的总阀门开度，作为控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

在本申请实施例中，依据第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，可见，本申请提供的温度控制方法在控制阀门开度的过程中，不仅考虑了反应容器内当前时刻对应的温度与预设温度的偏差值，还考虑了当前时刻的温度偏差累积值和温度变化率。由于控制阀门开度的过程中考虑了温度偏差累积值，因而能够避免反应容器内温度的波动幅度和波动范围超标的问题，此外，由于控制阀门开度的过程中考虑了温度变化率，因而能够避免反应容器内温度波动变化频率过快的问题，显著提高了对反应容器内温度的精准控制。

可选的，本申请实施例提供的温度控制方法，可以应用于图7所示的反应釜设备。在图7所示的反应釜设备的温度控制器中，存储有程序，该程序用于执行本申请实施例提供的温度控制方法。并且，该程序采用位置式PID算法，来实现本申请实施例提供的温度控制方法。

具体的，该程序的算法参数包括：输入参数、输出参数、内置参数、组态参数、监控参数、操作参数和别名表。其中，输入参数如表1所示，输出参数如表2所示，内置参数如表3所示，组态参数如表4所示，监控参数如表5所示，操作参数如表6所示，别名表如表7所示。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

参数	类型	初值	含义
				P_X	REAL	80.00	预设第一系数
I_X	REAL	0.05	预设第二系数
				D_X	REAL	425.00	预设第三系数
DD_X	REAL	5.00	预设第四系数

表7

在图7所示的反应釜设备的控温过程中，反应釜内温度变化波动曲线如图8所示，为了方便理解本申请提供的温度控制方法与现有技术的区别，如图9所示，为采用现有的温度控制方法进行控温时，反应釜内温度的变化波动曲线图。明显的，相较于现有技术，采用本申请提供的温度控制方法，能够减小反应釜内的温度变化波动幅度，温度的控制精准性远远高于现有技术。

本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种温度控制方法，其特征在于，包括：

获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度；

根据所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致；

其中，所述第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，所述温度偏差为所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值；所述第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，所述温度偏差累积值为各个时刻对应的所述温度偏差的累积和值；所述第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，所述温度变化率基于所述反应容器内各个时刻对应的温度得到。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，所述温度偏差累积值为各个时刻对应的所述温度偏差的累积和值，包括：

获取各个时刻对应的温度偏差，各个时刻对应的所述温度偏差为所述反应容器内各个时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值；

确定目标温度偏差，所述目标温度偏差为，各个所述温度偏差中对应的绝对值小于预设第一阈值的温度偏差；

计算所述目标温度偏差的累积和值，得到当前时刻对应的温度偏差累积值；

基于所述温度偏差累积值，确定第二数值；

基于所述第二数值和所述控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定所述第二阀门开度，其中，所述第二阀门开度小于预设第二阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述温度偏差累积值，确定第二数值，包括：

计算所述温度偏差累积值和预设第二系数的乘积，得到第二数值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述温度控制方法应用于单回路控温过程的情况下，若所述预设温度发生变化，则目标时刻对应的所述温度偏差累积值设置为所述目标时刻对应的温度偏差值，并以所述目标时刻为起始时刻重新计算所述温度偏差累积值；

其中，所述目标时刻为所述预设温度发生变化的时刻。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，所述温度变化率基于所述反应容器内各个时刻对应的温度得到，包括：

获取所述反应容器内各个时刻对应的温度；

计算温度变化值与预设单位时间之商，得到当前时刻对应的温度变化率，所述温度变化值为当前时刻对应的所述温度与前一时刻对应的所述温度之差；

计算温度变化率差值与所述预设单位时间之商，得到温度变化加速度，所述温度变化率差值为所述当前时刻对应的所述温度变化率与所述前一时刻对应的所述温度变化率之差；

计算乘积值与所述温度变化率之和，得到温度变化率计算值，所述乘积值为所述温度变化率的绝对值与所述温度变化加速度的乘积；

基于所述温度变化率计算值，确定第三数值；

基于所述第三数值和所述控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定所述第三阀门开度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述温度变化率计算值，确定第三数值，包括：

计算所述温度变化率计算值和预设第三系数的乘积，得到第三数值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述乘积值为所述温度变化率的绝对值与所述温度变化加速度的乘积，包括：

计算所述温度变化率的绝对值、所述温度变化加速度、以及预设第四系数的乘积，得到所述乘积值。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致，包括：

基于所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，确定当前时刻对应的总阀门开度；

获取前N个时刻对应的所述总阀门开度，N为正整数；

计算所述当前时刻对应的所述总阀门开度和所述前N个时刻对应的所述总阀门开度的平均值，得到所述当前时刻新对应的所述总阀门开度；

将所述当前时刻新对应的所述总阀门开度，作为控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，所述温度偏差为所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值，包括：

计算所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值，得到当前时刻对应的温度偏差；

计算所述温度偏差和预设第一系数的乘积，得到第一数值；

基于所述第一数值和所述控温媒介的阀门开度变化量的预设对应关系，确定所述第一阀门开度。

10.一种温度控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取第一阀门开度、第二阀门开度和第三阀门开度；其中，所述第一阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差得到，所述温度偏差为所述反应容器内当前时刻对应的温度与所述预设温度的偏差值；所述第二阀门开度基于当前时刻对应的温度偏差累积值得到，所述温度偏差累积值为各个时刻对应的所述温度偏差的累积和值；所述第三阀门开度基于当前时刻对应的温度变化率得到，所述温度变化率基于所述反应容器内各个时刻对应的温度得到；

控制单元，用于根据所述第一阀门开度、所述第二阀门开度和所述第三阀门开度，控制控温媒介的阀门开度，使得反应容器内的温度与预设温度保持一致。

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