CN111895383A - 一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法及系统，所述方法包括以下步骤：实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机；上位机对接收到的信号进行信号处理并通过模糊算法根据预设的要求将处理后的压力信号和温度信号复合计算成模拟控制信号；将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率；所述系统包括：采集模块；传输模块；上位机；控制模块。通过采集蒸汽的压力参数和温度参数并模拟成模拟信号，能够对电磁蒸汽发生器的输出功率进行精确控制，从而确保所出蒸汽温度和压力的相对稳定。
Description
技术领域
本发明涉及电磁蒸汽发生器领域，尤其涉及一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法及系统。
背景技术
蒸汽发生器(俗称锅炉)是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。而电磁蒸汽发生器则是利用电磁加热的方式而产生热能的机械设备，其具有如下几大特点：
①采用电磁加热方式。电磁蒸汽发生器是将电磁加热圈安装在加热物体外部，受电磁感应本体发热，从而产生热能，进而达到加热的效果。
②节电效果好。市场上大部分的蒸汽发生器还是采用其他很多形式的加热圈加热的，而电磁蒸汽发生器与目前市场上采用的电热圈相比，节电可达30％以上。节电节能效果是非常明显的，而且也顺应了国家节能减排的号召。
③安装方便。电磁蒸汽发生器具有圆形和开口两种结构方式，这就使得其在安装过程中非常简单方便。而且电磁蒸汽发生器在管道和线圈之间加隔热层，也进一步提高热效率和保温效果。
④功率密度大。现如今这种电磁蒸汽发生器比起传统的那些蒸汽发生器，它们单个电磁感应加热圈可替代原2-3个电热圈，如此说来，其功率密度是非常大的。
⑤运行成本低。想必使用过传统蒸汽发生器的用户都深有体会，经常出问题，维修起来麻烦耽误时间长。电磁蒸汽发生器不仅维修量少，而且即使维修花费的时间也很少，基本不会影响生产。
而为了保证电磁蒸汽发生器输出蒸汽的稳定，需要对电磁蒸汽发生器的输出功率进行控制，传统控制方式是通过仪表进行开关量控制，要么采集压力，要么采集温度，没有将两者有机的结合起来，造成控制输出的不稳定，无法输出一个模拟控制信号给蒸汽发生器，因电加热只能接受开关信号。从而达不到理想的精准控制，造成能源的浪费，所出蒸汽温度和压力存在较大的波动。
发明内容
鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法及系统，通过采集蒸汽的压力参数和温度参数并模拟成模拟信号，能够对电磁蒸汽发生器的输出功率进行精确控制，从而确保所出蒸汽温度和压力的相对稳定。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法包括以下步骤：
实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机；
上位机对接收到的信号进行信号处理并通过模糊算法根据预设的要求将处理后的压力信号和温度信号复合计算成模拟控制信号；
将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率。
依照本发明的一个方面，所述实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机具体为：通过压力传感器实时采集压力参数，并将压力参数转换成0-10V的电压信号；通过温度传感器实时采集温度参数，并将温度参数转换成0-10V的电压信号；将两路电压信号发送至上位机。
依照本发明的一个方面，所述上位机对接收到的信号进行信号处理具体为：上位机通过数据转换和还原，将两路电压信号转换成实际的温度和实际的压力。
依照本发明的一个方面，所述预设要求具体为预先设定的所需的温度值和压力值，所述模糊算法具体为：计算实际温度与设定温度和实际压力与设定压力的差值，在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算，根据两路差值计算输出模拟控制信号。
依照本发明的一个方面，所述在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算具体为：在计算过程中为实际值与设定值差值更大的参数设定更大的权重，为实际值与设定值差值更小的参数设定更小的权重。
依照本发明的一个方面，所述将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率具体为：模拟控制信号具体为0-10V的电压信号，0V代表不输出，10V代表最大输出，当电磁蒸汽发生器接收到一定大小的电压信号，则会按此信号输出一定大小的功率。
依照本发明的一个方面，所述蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率后还包括以下步骤：采集蒸汽发生器按特定功率下工作时产生蒸汽的温度和压力参数并进行反馈调节。
一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统包括：
采集模块，用于采集输出蒸汽的压力参数和温度参数并转换成压力信号和温度信号；
传输模块，用于传输压力、温度信号和模拟控制信号；
上位机，用于对压力信号和温度信号进行处理并复合计算成模拟控制信号；
控制模块，用于根据模拟控制信号控制电磁蒸汽发生器的输出功率。
依照本发明的一个方面，所述采集模块包括用于采集温度参数的温度传感器和用于采集压力参数的压力传感器。
依照本发明的一个方面，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统还包括反馈模块，用于根据蒸汽发生器按特定功率下工作时产生蒸汽的温度和压力参数进行反馈调节。。
本发明实施的优点：本发明所述的一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法及系统，所述方法包括以下步骤：实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机；上位机对接收到的信号进行信号处理并通过模糊算法根据预设的要求将处理后的压力信号和温度信号复合计算成模拟控制信号；将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率；所述系统包括：采集模块；传输模块；上位机；控制模块。通过采集蒸汽的压力参数和温度参数并模拟成模拟信号，能够对电磁蒸汽发生器的输出功率进行精确控制，从而确保所出蒸汽温度和压力的相对稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明实施例一所述的一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法示意图；
图2为本发明实施例二所述的一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法示意图；
图3为本发明所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法包括以下步骤：
S1：实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机；
在实际应用中，所述实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机具体为：通过压力传感器实时采集压力参数，并将压力参数转换成0-10V的电压信号；通过温度传感器实时采集温度参数，并将温度参数转换成0-10V的电压信号；将两路电压信号发送至上位机。
在实际应用中，转换成电压信号有利于信息在传感器和上位机之间的传递。
S2：上位机对接收到的信号进行信号处理并通过模糊算法根据预设的要求将处理后的压力信号和温度信号复合计算成模拟控制信号；
在实际应用中，所述上位机对接收到的信号进行信号处理具体为：上位机通过数据转换和还原，将两路电压信号转换成实际的温度和实际的压力。
在实际应用中，所述预设要求具体为预先设定的所需的温度值和压力值，所述模糊算法具体为：计算实际温度与设定温度和实际压力与设定压力的差值，在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算，根据两路差值计算输出模拟控制信号。
在实际应用中，当算实际温度与设定温度以及实际压力与设定压力相近时，蒸汽发生器可保持当前功率继续工作。
在实际应用中，在温度不超过设定的最高温度情况下，温度控制信号为辅助，以压力信号为主控，将压力信号与压定的压力进行比较，输出模拟控制信号来调节机器的功率。如果压力没有达到最高限值，与设定值相近，而温度差别较大，以温度为主进行调节。
在实际应用中，温度和压力设定值为预先设定的，产生的蒸汽所需要的温度值和压力值。
在实际应用中，所述在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算具体为：在计算过程中为实际值与设定值差值更大的参数设定更大的权重，为实际值与设定值差值更小的参数设定更小的权重。
在实际应用中，具体权重可根据实际需要决定，如可设置差值大的权重为百分之80，差值小的权重设置为百分之20。
在实际应用中，根据两个差值和两个差值对应的权重计算输出模拟控制电压信号，具体为根据单个参数的差值计算出结果，再将该结果乘以该参数对应的权重得到参数值，将两个参数值相加得到模拟控制信号。
在实际应用中，当实际值大于设定值时，实际值和设定值的差值越大，计算出的模拟控制信号越小，也就是工作功率会更小；当实际值小于设定值时，实际值和设定值的差值越大，计算出的模拟控制信号越大，也就是工作功率会更大。
在实际应用中，在上位机中预先进行编程，用于转换信号和计算模拟控制。
在实际应用中，当压力或温度的实际值比预设值更高时，调整后的功率比之前功率更小，当压力或温度的实际值比预设值更低时，调整后的功率比之前功率更大。
在实际应用中，上位机和传感器及蒸汽发生器之间采用485通讯，将上位机、传感器和蒸汽发生器之间联成一个有机的整体进行协同工作。
S3：将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率；
在实际应用中，所述将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率具体为：模拟控制信号具体为0-10V的电压信号，0V代表不输出，10V代表最大输出，当电磁蒸汽发生器接收到一定大小的电压信号，则会按此信号输出一定大小的功率。
在实际应用中，例如电磁蒸汽发生器接收到5V信号，机器会工作在额定功率的一半左右，而实现机器工作在额定功率的一半，是通过控制机器的开关的频率达到的，也就是说当机器接受到一定的电压信号，会将改变机器的工作频率，频率不同机器所工作的功率也不同。
在实际应用中，通过控制电磁蒸汽发生器在一定功率下工作，即能够确保所出蒸汽温度和压力的相对稳定。
实施例二
如2所示，一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法包括以下步骤：
S1：实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机；
在实际应用中，所述实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机具体为：通过压力传感器实时采集压力参数，并将压力参数转换成0-10V的电压信号；通过温度传感器实时采集温度参数，并将温度参数转换成0-10V的电压信号；将两路电压信号发送至上位机。
在实际应用中，转换成电压信号有利于信息在传感器和上位机之间的传递。
S2：上位机对接收到的信号进行信号处理并通过模糊算法根据预设的要求将处理后的压力信号和温度信号复合计算成模拟控制信号；
在实际应用中，所述上位机对接收到的信号进行信号处理具体为：上位机通过数据转换和还原，将两路电压信号转换成实际的温度和实际的压力。
在实际应用中，所述预设要求具体为预先设定的所需的温度值和压力值，所述模糊算法具体为：计算实际温度与设定温度和实际压力与设定压力的差值，在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算，根据两路差值计算输出模拟控制信号。
在实际应用中，当算实际温度与设定温度以及实际压力与设定压力相近时，蒸汽发生器可保持当前功率继续工作。
在实际应用中，在温度不超过设定的最高温度情况下，温度控制信号为辅助，以压力信号为主控，将压力信号与压定的压力进行比较，输出模拟控制信号来调节机器的功率。如果压力没有达到最高限值，与设定值相近，而温度差别较大，以温度为主进行调节。
在实际应用中，温度和压力设定值为预先设定的，产生的蒸汽所需要的温度值和压力值。
在实际应用中，所述在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算具体为：在计算过程中为实际值与设定值差值更大的参数设定更大的权重，为实际值与设定值差值更小的参数设定更小的权重。
在实际应用中，具体权重可根据实际需要决定，如可设置差值大的权重为百分之80，差值小的权重设置为百分之20。
在实际应用中，根据两个差值和两个差值对应的权重计算输出模拟控制电压信号，具体为根据单个参数的差值计算出结果，再将该结果乘以该参数对应的权重得到参数值，将两个参数值相加得到模拟控制信号。
在实际应用中，当实际值大于设定值时，实际值和设定值的差值越大，计算出的模拟控制信号越小，也就是工作功率会更小；当实际值小于设定值时，实际值和设定值的差值越大，计算出的模拟控制信号越大，也就是工作功率会更大。
在实际应用中，在上位机中预先进行编程，用于转换信号和计算模拟控制。
在实际应用中，当压力或温度的实际值比预设值更高时，调整后的功率比之前功率更小，当压力或温度的实际值比预设值更低时，调整后的功率比之前功率更大。
在实际应用中，上位机和传感器及蒸汽发生器之间采用485通讯，将上位机、传感器和蒸汽发生器之间联成一个有机的整体进行协同工作。
S3：将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率；
在实际应用中，所述将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率具体为：模拟控制信号具体为0-10V的电压信号，0V代表不输出，10V代表最大输出，当电磁蒸汽发生器接收到一定大小的电压信号，则会按此信号输出一定大小的功率。
在实际应用中，例如电磁蒸汽发生器接收到5V信号，机器会工作在额定功率的一半左右，而实现机器工作在额定功率的一半，是通过控制机器的开关的频率达到的，也就是说当机器接受到一定的电压信号，会将改变机器的工作频率，频率不同机器所工作的功率也不同。
在实际应用中，通过控制电磁蒸汽发生器在一定功率下工作，即能够确保所出蒸汽温度和压力的相对稳定。
S4：采集蒸汽发生器按特定功率下工作时产生蒸汽的温度和压力参数并进行反馈调节。
在实际应用中，上述步骤S4具体为：在蒸汽发生器按上述步骤S1-S3设定功率运行后，继续采集产生蒸汽的压力和温度值，并继续按照步骤S1-S3进行功率调节，使产生蒸汽的压力和温度值进一步接近设定值，形成稳定的闭环控制。
一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统实施例
一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统包括：
采集模块1，用于采集输出蒸汽的压力参数和温度参数并转换成压力信号和温度信号；
传输模块2，用于传输压力、温度信号和模拟控制信号；
上位机3，用于对压力信号和温度信号进行处理并复合计算成模拟控制信号；
控制模块4，用于根据模拟控制信号控制电磁蒸汽发生器的输出功率。
在实际应用中，所述采集模块包括用于采集温度参数的温度传感器11和用于采集压力参数的压力传感器12。
在实际应用中，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统还包括反馈模块5，用于根据蒸汽发生器按特定功率下工作时产生蒸汽的温度和压力参数进行反馈调节。。
本发明实施的优点：本发明所述的一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法及系统，所述方法包括以下步骤：实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机；上位机对接收到的信号进行信号处理并通过模糊算法根据预设的要求将处理后的压力信号和温度信号复合计算成模拟控制信号；将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率；所述系统包括：采集模块；传输模块；上位机；控制模块。通过采集蒸汽的压力参数和温度参数并模拟成模拟信号，能够对电磁蒸汽发生器的输出功率进行精确控制，从而确保所出蒸汽温度和压力的相对稳定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，其特征在于，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法包括以下步骤：
实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机；
上位机对接收到的信号进行信号处理并通过模糊算法根据预设的要求将处理后的压力信号和温度信号复合计算成模拟控制信号；
将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率。
2.根据权利要求1所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，其特征在于，所述实时采集输出蒸汽的压力参数和温度参数，并转化成压力信号和温度信号发送至上位机具体为：通过压力传感器实时采集压力参数，并将压力参数转换成0-10V的电压信号；通过温度传感器实时采集温度参数，并将温度参数转换成0-10V的电压信号；将两路电压信号发送至上位机。
3.根据权利要求2所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，其特征在于，所述上位机对接收到的信号进行信号处理具体为：上位机通过数据转换和还原，将两路电压信号转换成实际的温度和实际的压力。
4.根据权利要求3所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，其特征在于，所述预设要求具体为预先设定的所需的温度值和压力值，所述模糊算法具体为：计算实际温度与设定温度和实际压力与设定压力的差值，在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算，根据两路差值计算输出模拟控制信号。
5.根据权利要求4所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，其特征在于，所述在计算过程中以实际值与设定值差值更大的参数为主进行计算具体为：在计算过程中为实际值与设定值差值更大的参数设定更大的权重，为实际值与设定值差值更小的参数设定更小的权重。
6.根据权利要求5所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，其特征在于，所述将模拟控制信号发送至蒸汽发生器，蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率具体为：模拟控制信号具体为0-10V的电压信号，0V代表不输出，10V代表最大输出，当电磁蒸汽发生器接收到一定大小的电压信号，则会按此信号输出一定大小的功率。
7.根据权利要求1至6之一所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的方法，其特征在于，所述蒸汽发生器根据模拟控制信号控制输出功率后还包括以下步骤：采集蒸汽发生器按特定功率下工作时产生蒸汽的温度和压力参数并进行反馈调节。
8.一种控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统，其特征在于，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统包括：
采集模块，用于采集输出蒸汽的压力参数和温度参数并转换成压力信号和温度信号；
传输模块，用于传输压力、温度信号和模拟控制信号；
上位机，用于对压力信号和温度信号进行处理并复合计算成模拟控制信号；
控制模块，用于根据模拟控制信号控制电磁蒸汽发生器的输出功率。
9.根据权利要求8所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统，其特征在于，所述采集模块包括用于采集温度参数的温度传感器和用于采集压力参数的压力传感器。
10.根据权利要求8所述的控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统，其特征在于，所述控制电磁蒸汽发生器工作功率的系统还包括反馈模块，用于根据蒸汽发生器按特定功率下工作时产生蒸汽的温度和压力参数进行反馈调节。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201106 |