CN113009939B - 温度控制方法、系统和计算机可读存储介质 - Google Patents

温度控制方法、系统和计算机可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113009939B
CN113009939B CN201911309154.8A CN201911309154A CN113009939B CN 113009939 B CN113009939 B CN 113009939B CN 201911309154 A CN201911309154 A CN 201911309154A CN 113009939 B CN113009939 B CN 113009939B
Authority
CN
China
Prior art keywords
threshold interval
value
temperature
preset
temperature control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911309154.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113009939A (zh
Inventor
印爱荣
刘余根
丁韵涵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei General Refrigeration Equipment Co ltd
Original Assignee
Hefei General Refrigeration Equipment Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei General Refrigeration Equipment Co ltd filed Critical Hefei General Refrigeration Equipment Co ltd
Priority to CN201911309154.8A priority Critical patent/CN113009939B/zh
Publication of CN113009939A publication Critical patent/CN113009939A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113009939B publication Critical patent/CN113009939B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/003—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus specially adapted for cooling towers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种温度控制方法、系统和计算机可读存储介质。其中，该方法应用于温度控制系统，该温度控制方法包括：确定温度采集模块在预设采集周期内采集到的负载出水温度的一个或者多个峰值和谷值；确定一个或者多个峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值；判断偏差值落入的预设阈值区间，并根据偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制PID调节阀和/或旁通阀的开度。通过本发明，解决了相关技术中温度控制方案无法兼顾控制效率和控制精度的问题，提高了控制效率和控制精度。

Description

温度控制方法、系统和计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及温度控制领域，特别是涉及一种温度控制方法、系统和计算机可读存储介质。
背景技术
PID控制方法问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。在PID参数整定合理、控制方案不存在问题情况下，不同厂家固化在PID芯片内的控制算法程序也不尽相同，不同品牌的温度控制效果也就存在很大差别。
在相关技术中，温度控制方案中的工艺参数通常选用单段PID控制，单段PID控制始终采用相同的P、I、D参数进行温度控制。采用单段PID控制时，如果单段PID控制的P、I、D参数侧重于控制精度，则在实际温度与目标温度偏差较大时，控制效率较低；而如果单段PID控制的P、I、D参数侧重于控制效率，则在实际温度达到目标温度附近时，控制精度较低。
针对相关技术中的温度控制方案无法兼顾控制效率和控制精度的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
基于此，本发明实施例提供了一种温度控制方法、系统和计算机可读存储介质，用以解决相关技术中的温度控制方案无法兼顾控制效率和控制精度的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种温度控制方法，应用于温度控制系统，所述温度控制系统包括连接于负载的出水口的温度采集模块，以及连接于冷却塔和换热器之间的带有旁通阀的PID调节阀，所述PID调节阀的旁通阀与所述冷却塔的回流管道连通，所述方法包括：
确定所述温度采集模块在预设采集周期内采集到的负载出水温度的峰值和谷值；
确定所述峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值；
判断所述偏差值落入的预设阈值区间，并根据所述偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制所述PID调节阀和/或所述旁通阀的开度。
在一个实施例中，所述预设阈值区间包括：微调阈值区间、细调阈值区间和粗调阈值区间，其中，
所述微调阈值区间包括[-a，a]；
所述细调阈值区间包括[-b，-a)和(a，b]；
所述粗调阈值区间包括[-c，-b)和(b，c]；
其中，a、b、c均为预设初始值且0＜a＜b＜c，所述微调阈值区间对应P1、I1、D1参数，所述细调阈值区间对应P2、I2、D2参数，所述粗调阈值区间对应P3、I3、D3参数。
在一个实施例中，所述预设阈值区间包括：微调阈值区间、细调阈值区间和粗调阈值区间，其中，
所述微调阈值区间包括[-k1a，k1a]；
所述细调阈值区间包括[-k2b，-k2a)和(k2a，k2b]；
所述粗调阈值区间包括[-k3c，-k3b)和(k3b，k3c]；
其中，a、b、c均为预设初始值且0＜a＜b＜c，k1、k2、k3为预设比例系数；所述微调阈值区间对应P1、I1、D1参数，所述细调阈值区间对应P2、I2、D2参数，所述粗调阈值区间对应P3、I3、D3参数。
在一个实施例中，a＝0.5℃，b＝1℃，c＝2℃。
在一个实施例中，所述方法还包括：在判断到所述偏差值大于所述预设阈值区间的最大值的情况下，控制所述PID调节阀达到最大开度，并控制所述旁通阀关闭。
在一个实施例中，所述方法还包括：在判断到所述偏差值小于所述预设阈值区间的最小值的情况下，控制所述PID调节阀达到开启状态下的最小开度，并控制所述旁通阀达到最大开度。
第二方面，本发明实施例提供一种温度控制系统，所述系统包括：连接于负载的出水口的温度采集模块、以及连接于冷却塔和换热器之间的带有旁通阀的PID调节阀、以及与所述温度采集模块、所述PID调节阀和所述冷却塔连接的控制器，所述PID调节阀的旁通阀与所述冷却塔的回流管道连通；其中，
所述控制器用于确定所述温度采集模块在预设采集周期内采集到的负载出水温度的峰值和谷值；确定所述峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值；判断所述偏差值落入的预设阈值区间，并根据所述偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制所述PID调节阀和/或所述旁通阀的开度。
在一个实施例中，所述控制器还用于在判断到所述偏差值大于所述预设阈值区间的最大值的情况下，控制所述PID调节阀达到最大开度，并控制所述旁通阀关闭。
在一个实施例中，所述控制器在判断到所述偏差值小于所述预设阈值区间的最小值的情况下，控制所述PID调节阀达到开启状态下的最小开度，并控制所述旁通阀达到最大开度。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该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。
本发明实施例提供的温度控制方法、系统和计算机可读存储介质。其中，温度控制系统包括连接于负载的出水口的温度采集模块，以及连接于冷却塔和换热器之间的带有旁通阀的PID调节阀，PID调节阀的旁通阀与冷却塔的回流管道连通。本发明实施例通过确定温度采集模块在预设采集周期内采集到的负载出水温度的一个或者多个峰值和谷值；确定一个或者多个峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值；判断偏差值落入的预设阈值区间，并根据偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制PID调节阀和/或旁通阀的开度的方式，解决了相关技术中温度控制方案无法兼顾控制效率和控制精度的问题，提高了控制效率和控制精度。
本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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是根据本发明实施例的温度控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的温度控制方法的逻辑图；
图3是根据本发明实施例的温度控制系统的温度输出曲线图；
图4是根据本发明优选实施例的温度控制方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的温度控制系统的拓扑图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实例，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例，都属于本发明保护的范围。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本实施例所提供的方法可以在温度控制系统的控制器中执行；该控制器还可以是一个或者多个控制单元，从而使得本实施例所提供的方法的一部分可以在其中一个控制单元中执行，另一部分在其中另一个控制单元中执行。下面将以温度控制系统的控制器为例，对本发明实施例的温度控制方法进行描述和说明。
在本实施例中提供了一种温度控制方法，应用于温度控制系统，温度控制系统包括连接于负载的出水口的温度采集模块，以及连接于冷却塔和换热器之间的带有旁通阀的PID调节阀，PID调节阀的旁通阀与冷却塔的回流管道连通。图1是根据本发明实施例的一种温度控制方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S102：控制器确定温度采集模块在预设采集周期内采集到的负载出水温度的峰值和谷值。
步骤S104：控制器确定峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值。
步骤S106：控制器判断偏差值落入的预设阈值区间，并根据偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制PID调节阀和/或旁通阀的开度。
在本实施例中，温度采集模块按照预设采集周期采集负载出水温度；控制器则根据在预设采集周期内采集到的负载出水温度的峰值和谷值偏离目标温度值的偏差值，确定与偏差值落入的预设阈值区间所对应的P、I、D参数为当前的PID控制参数，从而实现在不同的温度偏差值阶段对PID调节阀和/或旁通阀采取相应的调节方式，提高了调温结果的准确性和调温效率，解决了相关技术中的温度控制方案无法兼顾控制效率和控制精度的问题。
在相关技术中还存在当被控对象的结构和参数不能完全掌握或得不到精确的数学模型，即当用户不完全了解一个温度控制系统和被控对象或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，且温度控制系统中的控制器的结构和参数必须依靠经验或现场调试来确定时，无法实现直接对被控对象的控制。而在本实施例无需知道被控对象的结构或者系统参数，只需根据温度采集模块采集的负载出水温度即可实现对被控对象的调节。
在本实施例中，预设采集周期优选为大于或等于控制器的最大控制周期的一半；其中的控制周期是指控制器控制PID调节阀和/或旁通阀的开度，从而使得负载出水温度在目标温度值两侧波动一次所需的时间，例如可以是连续的两个负载出水温度曲线的峰值之间的时长，或者连续的两个负载出水温度曲线的谷值之间的时长，或者相邻的两个负载出水温度曲线与目标温度值的交点之间的时长。另外需要说明的是，随着负载出水温度趋近于目标温度值，控制周期通常逐渐减小。通过本实施例将预设采集周期设置为大于或者等于控制器的最大控制周期的一半，能够确保控制器在控制周期内存在一个或者多个峰值和谷值，从而能够更准确的实现对温度控制系统的温度调节。优选地，控制器还可以根据负载出水温度曲线实时估算当前的控制周期，并实时调整预设采集周期为大于或者等于上一个预设采集周期中的最大控制周期的一半，能够提高控制效率和控制精度。
在本申请实施例中，预设阈值区间可以包括两组或者两组以上阈值区间，每组阈值区间可以包括一个或者多个连续或不连续的阈值区间，每组阈值区间对应于一组P、I、D参数。在一个实施例中，预设阈值区间包括三组：微调阈值区间、细调阈值区间和粗调阈值区间，其中：
微调阈值区间包括[-a，a]；
细调阈值区间包括[-b，-a)和(a，b]；
粗调阈值区间包括[-c，-b)和(b，c]；
其中，a、b、c均为预设初始值且0＜a＜b＜c，微调阈值区间对应P1、I1、D1参数，细调阈值区间对应P2、I2、D2参数，粗调阈值区间对应P3、I3、D3参数。其中，a、b、c通常在设备出厂时默认设定，也可以由用户根据设备的应用场景自行调整。
在本实施例中，控制器根据微调阈值区间、细调阈值区间和粗调阈值区间三段区间所对应的参数来实现对温度控制系统的三段温度调节，提高了温度调节的准确性。
在一个实施例中，预设阈值区间包括三组：微调阈值区间、细调阈值区间和粗调阈值区间，其中：
微调阈值区间包括[-k1a，k1a]；
细调阈值区间包括[-k2b，-k2a)和(k2a，k2b]；
粗调阈值区间包括[-k3c，-k3b)和(k3b，k3c]；
其中，a、b、c均为预设初始值且0＜a＜b＜c，k1、k2、k3为预设比例系数；微调阈值区间对应P1、I1、D1参数，细调阈值区间对应P2、I2、D2参数，粗调阈值区间对应P3、I3、D3参数。其中，a、b、c、k1、k2、k3通常在设备出厂时默认设定，也可以由用户根据设备的应用场景自行调整；或者a、b、c在设备出厂时默认设定且用户无法修改，而k1、k2、k3在设备出厂时默认均设定为1，用户可以在给定的范围内调整k1、k2、k3的值。
在本实施例中，用户可以通过调整k1、k2、k3其中的一个或者多个来调整微调阈值区间、细调阈值区间或粗调阈值区间，以达到更好的调节效果。
本申请实施例中的a、b、c的取值，以及k1、k2、k3的取值范围可以根据温度控制系统的应用环境和应用需求来确定。例如，在上述实施例中，优选地a＝0.5℃，b＝1℃，c＝2℃，k1、k2、k3的取值范围优选为0.8～1.5，且k1、k2、k3的取值可以不同。
在本实施例中，当负载出水温度值与预先设定的目标温度值的偏差值在大于1℃且小于或等于2℃时，PID调节阀处于粗调阈值区间，控制器自动投入粗调阈值区间对应的P3、I3、D3参数，根据P3、I3、D3参数自动调节旁通阀的开度和/或PID调节阀的开度；当负载出水温度值与预先设定的目标温度值的偏差值大于0.5℃且小于或等于1℃时，PID调节阀处于细调阈值区间，控制器自动投入细调阈值区间对应的P2、I2、D2参数，根据P2、I2、D2参数自动调节旁通阀的开度和/或PID调节阀的开度；当负载出水温度值与预先设定的目标温度值的偏差值大于或等于-0.5℃且小于或等于0.5℃，PID调节阀处于微调阈值区间，控制器自动投入微调阈值区间对应的P1、I1、D1参数，根据P1、I1、D1参数自动调节旁通阀的开度和/或PID调节阀的开度；当负载出水温度值与预先设定的目标温度值的偏差值大于或等于-1℃且小于-0.5℃，PID调节阀处于细调阈值区间，控制器自动投入细调的P2、I2、D2参数，根据P2、I2、D2参数自动调节旁通阀的开度和/或PID调节阀的开度；当负载出水温度值与预先设定的目标温度值的偏差值大于或等于-2℃且小于-1℃，PID调节阀处于粗调阈值区间，控制器自动投入粗调的P3、I3、D3参数，根据P3、I3、D3参数自动调节旁通阀的开度和/或PID调节阀的开度。
在一个实施例中，在判断到偏差值大于预设阈值区间的最大值的情况下，控制PID调节阀达到最大开度，并控制旁通阀关闭。在本实施例中，预设阈值区间的最大值可以是2℃，通过该方式，能够更快的降低负载的温度。
在一个实施例中，在判断到偏差值小于预设阈值区间的最小值的情况下，控制PID调节阀达到开启状态下的最小开度，并控制旁通阀达到最大开度。在本实施例中，预设阈值区间的最小值可以是-2℃，通过该方式，能够更快的升高负载的温度。
下面结合优选的实施例和附图来对本发明实施例进行描述和说明。
如图2所示，微调阈值区间所对应的P1、I1、D1参数是控制器进行微调的一种控制方式，细调阈值区间所对应的P2、I2、D2参数控制器进行细调的一种控制方式，粗调阈值区间所对应的P3、I3、D3参数是控制器进行粗调的一种控制方式，其中，
比例控制P1是一种微调的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。根据负载的变动及设备的固有特性不同，会出现不同的稳态误差。负载特性与控制特性曲线的交点和设定值不一致是产生稳态误差的原因。输出和输入误差信号的比例太小时不会产生。为消除稳态误差，将配合积分控制功能，自动消除稳态误差。
积分控制I1是在出现稳态误差时自动的改变输出量，达到消除稳态误差的目的。当系统存在误差时，进行积分控制，根据积分时间的大小调节器的输出会以一定的速度变化，只要误差还存在，就会不断的进行输出。
微分控制D1是通过误差的变化率预报误差信号的未来变化趋势。通过提供超前控制作用，微分控制能使被控过程趋于稳定，用来抵消积分控制产生的不稳定趋势。
比例控制P2是一种细调的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。根据负载的变动及设备的固有特性不同，会出现不同的稳态误差。负载特性与控制特性曲线的交点和设定值不一致是产生稳态误差的原因。输出和输入误差信号的比例太小时不会产生。为消除稳态误差，将配合积分控制功能，自动消除稳态误差。
积分控制I2是在出现稳态误差时自动的改变输出量，达到消除稳态误差的目的。当系统存在误差时，进行积分控制，根据积分时间的大小调节器的输出会以一定的速度变化，只要误差还存在，就会不断的进行输出。
微分控制D2是通过误差的变化率预报误差信号的未来变化趋势。通过提供超前控制作用，微分控制能使被控过程趋于稳定，用来抵消积分控制产生的不稳定趋势。
比例控制P3是一种粗调的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。根据负载的变动及设备的固有特性不同，会出现不同的稳态误差。负载特性与控制特性曲线的交点和设定值不一致是产生稳态误差的原因。输出和输入误差信号的比例太小时不会产生。为消除稳态误差，将配合积分控制功能，自动消除稳态误差。
积分控制I3是在出现稳态误差时自动的改变输出量，达到消除稳态误差的目的。当系统存在误差时，进行积分控制，根据积分时间的大小调节器的输出会以一定的速度变化，只要误差还存在，就会不断的进行输出。
微分控制D3是通过误差的变化率预报误差信号的未来变化趋势。通过提供超前控制作用，微分控制能使被控过程趋于稳定，用来抵消积分控制产生的不稳定趋势。
在本实施例中，如图3所示，当偏差值位于粗调阈值区间时，三段PID控制器进入粗调的控制方式，即控制器自动投入P3、I3、D3参数，以实现自动控制；当偏差值位于细调阈值区间时，三段PID控制器进入细调的控制方式，即控制器自动投入P2、I2、D2参数，以实现自动控制；当偏差值位于微调阈值区间时，三段PID控制器进入微调的控制方式，即控制器自动投入P1、I1、D1参数，以实现自动控制。通过方式，控制器周而复始地判断偏差值所在的预设区间阈值，再根据偏差值所在的预设阈值区间对应P、I、D参数周而复始调节，从而实现对温度调节系统的温度的精确调节。
图4是本发明优选实施例的温度控制方法的流程图，如图4所示，该流程包括：
步骤S402：控制器启动温度控制系统。
步骤S404：控制器通过温度采集模块获取预设采集周期内温度控制系统的负载出水温度的峰值和谷值，并确定峰值和谷值中的绝对值最小的值。
步骤S406：控制器根据预先设定的目标温度，自动计算出粗调阈值区间、细调阈值区间和微调阈值区间，以及确定粗调阈值区间、细调阈值区间和微调阈值区间分别所对应的P、I、D参数。
步骤S408：控制器判断峰值和谷值中的绝对值最小的值与预先设定的目标温度的偏差值是否在粗调阈值区间、细调阈值区间或微调阈值区间中，若是，则执行步骤S410，若否则执行S412。
步骤S410：在判断到偏差值在粗调阈值区间、细调阈值区间或微调阈值区间中，控制器根据偏差值所在的区间，并利用该区间所对应的P、I、D参数对旁通阀和/或PID调节阀进行开度控制。
步骤S412：在判断到偏差值不在粗调阈值区间、细调阈值区间或微调阈值区间中，判断偏差值是否大于粗调阈值区间、细调阈值区间或微调阈值区间中的区间最大值，若是，则执行步骤S414，若否，则执行S416。
步骤S414：在判断到偏差值大于粗调阈值区间、细调阈值区间或微调阈值区间中的区间最大值的情况下，控制器控制PID调节阀达到最大开度，并控制旁通阀关闭。
步骤S416：控制器控制PID调节阀达到开启状态下的最小开度，并控制旁通阀达到最大开度。
图5是根据本发明实施例的一种温度控制系统的结构框图，如图5所示，该系统包括：连接于负载5的出水口的温度采集模块6、以及连接于冷却塔3和换热器4之间的带有旁通阀的PID调节阀2、以及与温度采集模块6、PID调节阀2和冷却塔连接的控制器1，PID调节阀2的旁通阀与冷却塔3的回流管道连通，其中，控制器1用于确定温度采集模块6在预设采集周期内采集到的负载5出水温度的峰值和谷值；确定峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值；判断偏差值落入的预设阈值区间，并根据偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制PID调节阀和/或旁通阀的开度。
在本实施例中，所述控制器1根据偏差值所在的预设阈值区间所对应的P、I、D参数作为控制信号，并向PID调节阀2发出该控制信号，该PID调节阀2接收该控制信号，并根据该控制信号进行开启度调节。控制器建立在整套的温度控制系统的基础上，确定温度采集模块6在预设采集周期时间内采集到的负载5出水温度的峰值和谷值，将该峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值。通过该方式，解决了相关技术中温度控制方案无法兼顾控制效率和控制精度的问题，提高了控制效率和控制精度。
优选的，当偏差值在区间[-2℃，-1℃)和(1℃，2℃]中时，控制器1将对应的根据P3、I3、D3参数自动发送给PID调节阀，对PID调节阀2进行粗调；当偏差值在区间[-1℃，-0.5℃)和(0.5℃，1℃]中时，控制器1将对应的根据P2、I2、D2参数自动发送给PID调节阀2，对PID调节阀2进行细调；当偏差值在区间[-0.5℃，0.5℃]在时，控制器1将对应的根据P1、I1、D1参数自动发送给PID调节阀2，对PID调节阀2进行微调。
在本实施例中，在控制器1判断到偏差值大于预设阈值区间的最大值的情况下，还可以直接控制PID调节阀2达到最大开度，以及控制旁通阀关闭，以实现快速降温的效果。
在本实施例中，在控制器1判断到偏差值小于预设阈值区间的最小值的情况下，还可以直接控制PID调节阀2达到开启状态下的最小开度，以及控制旁通阀达到最大开度，以实现快速升温的效果。
下面以优选的实施例来对本发明实施例中的温度控制系统进行描述和说明。
在本实施例中，以控制器包括中央处理单元(Central Processing Unit，简称为CPU)和可编程逻辑控制单元(Programmable Logic Controller，简称为PLC)为例来进行描述和说明，其中，CPU为温度控制系统的控制单元，PLC为PID调节阀及其旁通阀的控制单元；PLC中预先配置有用于实现PID控制的PID工具指令，而PLC进行PID控制所使用的P、I、D参数是由CPU提供或者确定的。
在本实施例中，CPU根据工况要求向PLC发出控制信号，PLC接收该控制信号，并根据该控制信号进行PID调节阀2及其旁通阀的开度调节。其中，当CPU获取到温度采集模块6在预设采集周期采集到的负载5出水温度的峰值和谷值，并判断这些峰值和谷值中绝对值最小的峰值或谷值与预先设定的目标温度的偏差值落入的预设阈值区间，当CPU判断到偏差值在粗调阈值区间时，CPU给PLC发送控制信号，PLC启动PID调节阀2，进行系统的粗调。当CPU获取到温度采集模块6在预设采集周期采集到的负载5出水温度的峰值和谷值，并判断这些峰值和谷值中绝对值最小的峰值或谷值与预先设定的目标温度的偏差值落入的预设阈值区间，当CPU判断到偏差值在细调阈值区间时，CPU给PLC发送控制信号，PLC启动PID调节阀2，进行系统的细调。当CPU获取到温度采集模块6在预设采集周期采集到的负载5出水温度的峰值和谷值，并判断这些峰值和谷值中绝对值最小的峰值或谷值与预先设定的目标温度的偏差值落入的预设阈值区间，当CPU判断到偏差值在微调阈值区间时，CPU给PLC发送控制信号，PLC启动PID调节阀2，进行系统的微调。
通过上述实施例，当温度采集模块采集到的温度与控制对象的反馈存在偏差值的时候，CPU可以根据偏差值，发送对应的控制信号给PLC，然后PLC可以根据不同的控制信号启用对应的P、I、D参数对PID调节阀进行调节，PLC通过P、I、D参数启动控制对象，进行系统的温度调节，如此周而复始地调用三段P、I、D参数，可以实现温度的精确调节，并兼顾调温的效率。
另外，结合上述实施例中的温度控制方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种温度控制方法。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温度控制方法，应用于温度控制系统，所述温度控制系统包括连接于负载的出水口的温度采集模块，以及连接于冷却塔和换热器之间的带有旁通阀的PID调节阀，所述PID调节阀的旁通阀与所述冷却塔的回流管道连通，其特征在于，所述方法包括：
确定所述温度采集模块在预设采集周期内采集到的负载出水温度的峰值和谷值；
确定所述峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值；
判断所述偏差值落入的预设阈值区间，并根据所述偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制所述PID调节阀和/或所述旁通阀的开度。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述预设阈值区间包括：微调阈值区间、细调阈值区间和粗调阈值区间，其中，
所述微调阈值区间包括[-a，a]；
所述细调阈值区间包括[-b，-a)和(a，b]；
所述粗调阈值区间包括[-c，-b)和(b，c]；
其中，a、b、c均为预设初始值且0＜a＜b＜c，所述微调阈值区间对应P1、I1、D1参数，所述细调阈值区间对应P2、I2、D2参数，所述粗调阈值区间对应P3、I3、D3参数。
3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述预设阈值区间包括：微调阈值区间、细调阈值区间和粗调阈值区间，其中，
所述微调阈值区间包括[-k1a，k1a]；
所述细调阈值区间包括[-k2b，-k2a)和(k2a，k2b]；
所述粗调阈值区间包括[-k3c，-k3b)和(k3b，k3c]；
其中，a、b、c均为预设初始值且0＜a＜b＜c，k1、k2、k3为预设比例系数；所述微调阈值区间对应P1、I1、D1参数，所述细调阈值区间对应P2、I2、D2参数，所述粗调阈值区间对应P3、I3、D3参数。
4.根据权利要求2或3所述的温度控制方法，其特征在于，a＝0.5℃，b＝1℃，c＝2℃。
5.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在判断到所述偏差值大于所述预设阈值区间的最大值的情况下，控制所述PID调节阀达到最大开度，并控制所述旁通阀关闭。
6.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在判断到所述偏差值小于所述预设阈值区间的最小值的情况下，控制所述PID调节阀达到开启状态下的最小开度，并控制所述旁通阀达到最大开度。
7.一种温度控制系统，其特征在于，所述系统包括：连接于负载的出水口的温度采集模块、以及连接于冷却塔和换热器之间的带有旁通阀的PID调节阀、以及与所述温度采集模块、所述PID调节阀和所述冷却塔连接的控制器，所述PID调节阀的旁通阀与所述冷却塔的回流管道连通；其中，
所述控制器用于确定所述温度采集模块在预设采集周期内采集到的负载出水温度的峰值和谷值；确定所述峰值和谷值中绝对值最小的值与预先设定的目标温度值的偏差值；判断所述偏差值落入的预设阈值区间，并根据所述偏差值落入的预设阈值区间对应的P、I、D参数，控制所述PID调节阀和/或所述旁通阀的开度。
8.根据权利要求7所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制器还用于在判断到所述偏差值大于所述预设阈值区间的最大值的情况下，控制所述PID调节阀达到最大开度，并控制所述旁通阀关闭。
9.根据权利要求7所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制器在判断到所述偏差值小于所述预设阈值区间的最小值的情况下，控制所述PID调节阀达到开启状态下的最小开度，并控制所述旁通阀达到最大开度。
10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的温度控制方法。
CN201911309154.8A 2019-12-18 2019-12-18 温度控制方法、系统和计算机可读存储介质 Active CN113009939B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911309154.8A CN113009939B (zh) 2019-12-18 2019-12-18 温度控制方法、系统和计算机可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911309154.8A CN113009939B (zh) 2019-12-18 2019-12-18 温度控制方法、系统和计算机可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113009939A CN113009939A (zh) 2021-06-22
CN113009939B true CN113009939B (zh) 2022-09-09

Family

ID=76380922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911309154.8A Active CN113009939B (zh) 2019-12-18 2019-12-18 温度控制方法、系统和计算机可读存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113009939B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114020067B (zh) * 2021-11-09 2022-08-26 广西中伟新能源科技有限公司 一种反应釜的温度控制方法、装置及计算机可读存储介质
CN114288956A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 浙江中控技术股份有限公司 反应器温度控制方法、装置和计算机设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08179805A (ja) * 1994-12-22 1996-07-12 Daikin Ind Ltd ロバスト制御器のパラメータ設定方法
CN109062033A (zh) * 2018-10-19 2018-12-21 宁波市机电工业研究设计院有限公司 一种pid系统的参数自整定方法
CN109324646A (zh) * 2018-12-05 2019-02-12 上海亚泰仪表有限公司 一种小振幅快速温度控制装置及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2644896B2 (ja) * 1989-09-18 1997-08-25 株式会社日立製作所 冷却装置の温度制御方法
JP4534227B2 (ja) * 2005-09-30 2010-09-01 Ｓｍｃ株式会社 水冷却式恒温液循環装置及び該装置における循環液温度制御方法
CN100511883C (zh) * 2006-09-29 2009-07-08 武汉楚天激光（集团）股份有限公司 高精度水冷却系统及其控制方法
CN103306960B (zh) * 2012-03-08 2016-04-13 昆山能捷科技服务有限公司 空压机换热器节能智能保护控制系统
CN204359196U (zh) * 2014-12-11 2015-05-27 北京星达科技发展有限公司 一种数据机房机柜冷却系统
CN107014028A (zh) * 2016-01-28 2017-08-04 珠海格力电器股份有限公司 冷冻水阀的控制方法
CN205844932U (zh) * 2016-07-20 2016-12-28 东风康明斯发动机有限公司 一种集成型中冷温度控制系统
CN206291563U (zh) * 2016-11-16 2017-06-30 南京航空航天大学 机载蒸发循环制冷综合热管理系统
PL3495912T3 (pl) * 2017-12-05 2021-08-02 Danfoss A/S Kontrola równoległych zaworów

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08179805A (ja) * 1994-12-22 1996-07-12 Daikin Ind Ltd ロバスト制御器のパラメータ設定方法
CN109062033A (zh) * 2018-10-19 2018-12-21 宁波市机电工业研究设计院有限公司 一种pid系统的参数自整定方法
CN109324646A (zh) * 2018-12-05 2019-02-12 上海亚泰仪表有限公司 一种小振幅快速温度控制装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113009939A (zh) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111129550B (zh) 燃料电池系统的pid控制方法
CN103823368B (zh) 基于权重规则表的pid型模糊逻辑控制方法
CN113009939B (zh) 温度控制方法、系统和计算机可读存储介质
US10274970B2 (en) Method, and device for controlling the output of the air volume and memory medium
CN111156748B (zh) 一种变频空调限制功率控制方法、存储介质及空调
CN105402860A (zh) 一种空调器自适应控制方法和系统
JP2002523821A (ja) プロセス制御システムで使用される最適のチューニングパラメータを決定するコントローラ、及びそのコントローラの作動方法
CN109612047B (zh) 变风量空调系统的送风温度控制方法
CN102538148B (zh) 通信机房风量的控制方法及系统
CN110779268B (zh) 一种电冰箱内部温度控制系统算法
CN109708267B (zh) 一种新风机组的电子膨胀阀的控制方法及系统
CN108224697A (zh) 空调电子膨胀阀调节方法、计算机装置、存储介质
CN108317702B (zh) 空调及其空调负荷控制方法和装置
CN107655178B (zh) 空调转接盒及其控制方法、控制器和计算机可读存储介质
CN107631424B (zh) 自动调温空调器控制方法及空调器
CN110375425A (zh) 空调系统及其控制方法、控制设备、计算机可读存储介质
CN105972896A (zh) 一种制冷系统的控制方法
CN107525229A (zh) 空调电加热控制的方法及装置
CN106773652B (zh) 一种pid系统及其参数自动调整方法
CA2297107A1 (en) Adaptive cascade control algorithm
CN113007829B (zh) 空调控制方法、装置及空调
CN1854627A (zh) 一种变风量空调系统变静压与总风量双重控制方法
CN111706968A (zh) 空调除湿的控制方法及控制装置、空调器
CN110567092A (zh) 一种应用于空气处理机组的温度控制方法和系统
Holkar et al. Sliding mode control with predictive PID sliding surface for improved performance

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant