CN114035634A - 生产车间冷却循环水自动控温控压方法 - Google Patents

生产车间冷却循环水自动控温控压方法 Download PDF

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魏骁
刘庆阁
高斌
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Abstract

本发明的目的在于提供生产车间冷却循环水自动控温控压方法，包括以下步骤：设置冷却循环水系统供水压力及回水温度目标值；根据设定的波形振幅进行初次滤波；对实际采样结果与目标期望值进行对比处理，对供水输送泵及制冷风机给出启动/停止信号以及调节频率；按设备编号给出输送泵及制冷风机的运行方案后，控制设备运行；算法模块根据估算值与当前采样值的差值进行反馈修正，进而实现闭环控制；通过运算模块启动/停止及频率曲线，实时控制启动/关闭、增加/减少同时工作输送泵及制冷风机的设备数量并调整各设备工作时长。本发明可实现实时自动调控多台供水输送泵组及多台制冷风机，使供水压力及回水温度快速、稳定的达到并保持目标期望值。

Description

生产车间冷却循环水自动控温控压方法
技术领域
本发明涉及的是一种循环水控制方法，具体地说是循环水控温空压方法。
背景技术
如今，在许多生产车间进行工业生产的过程中，存在许多需要冷却循环水系统对设备、物料、药液等进行冷却降温的工序，如沉淀、结晶、保温、冷凝等。在这些冷却循环水系统参与的车间生产工序中，操作人员需要对冷却循环水系统中的供水环节中的供水压力进行管控，若供水压力过大，则有可能使循环管道的管道压力超过其所能承受的管道压力，导致循环水管道出现裂痕甚至出现管道爆裂的现象；操作人员还需要对冷却循环水系统中的回水温度进行管控，若回水温度超过生产工艺所要求的最高温度，则会出现冷却水失效的现象，会导致结晶、沉淀、冷凝等工序无法完成，若回水温度过低，则意味着此时冷却循环水正在超需求的工作，造成严重的能源浪费；操作人员及机修人员还需对系统中的设备使用时间进行管控，若系统中某台供液输送泵或制冷风机长时间维持工作运转状态，则可能导致该设备损坏。
目前大部分生产车间在冷却循环水系统工作环节中，都在使用人工调控冷却循环水供水压力及回水温度，通过系统供水压力显示，操作人员手动调节变频器使某台正在工作中的输送泵调频调速，同时观测冷却循环水系统中的回水温度显示，根据反馈手动开启或关闭某个或几个制冷风机，该种方式存在多种缺陷：操作人员需要手动调节变频器，通常无法准确调整至合适频率，使系统供水压力稳定在期望值；操作人员需要根据系统反馈的制冷风机温度来调整制冷风机开启的数量，由于温度调节比例存在很大的滞后性，在操作人员手动操作的过程中经常出现超调情况，无法及时将温度调整之正常期望值，大大降低了生产效率；操作人员为防止单个设备过度使用，需要对冷却循环水系统中，各供水输送泵及制冷风机的工作时间进行记载，大大增加了系统工作量，浪费人力物力。
发明内容
本发明的目的在于提供可实现实时自动调控多台供水输送泵组及多台制冷风机，使供水压力及回水温度快速、稳定的达到并保持目标期望值的生产车间冷却循环水自动控温控压方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：
(1)设置冷却循环水系统供水压力及回水温度目标值；
(2)根据设定目标值实时采集供水压力值及回水温度值，并根据设定的波形振幅进行初次滤波；
(3)通过程序模块内PID算法模块，对实际采样结果与目标期望值进行对比处理，对供水输送泵及制冷风机给出启动/停止信号以及调节频率；
(4)结合程序模块内的寿损管理模块，按设备编号给出输送泵及制冷风机的运行方案后，控制设备运行；
(5)算法模块根据估算值与当前采样值的差值进行反馈修正，进而实现闭环控制；
(6)通过运算模块启动/停止及频率曲线，实时控制启动/关闭、增加/减少同时工作输送泵及制冷风机的设备数量并调整各设备工作时长。
本发明还可以包括：
1、所述设置冷却循环水系统供水压力，首先对PID算法模块进行采样周期设定，当秒计数指针#X_P_INT计数超过6时，给倍频指针#X_POINT赋值，调整秒计数指针，实现大于此周期设定值即可根据实际采集数据实验调整。
2、PID算法模块根据设定的波形振幅进行首次滤波,并依据控制算法模块中PID闭环控制公式：
Mv＝Kp(An1-An)+Ki(Sp-An)+Kd(2An1-An-An2)
式中，Mv为调节增量输出值，Kp为比例系数，Ki为比例积分系数，Kd为比例微分系数，An为第n次采样值，An1为第n-1次采样值，An2为第n-2次采样值，将循环泵转动频率给定值传到频率给定寄存器内，采样过程为已倍频指针为采样周期，将实时压力值依次赋值给第n次采样寄存器#Pid1_PvN，第n-1次采样寄存器#Pid1_PvN1及第n-2次采样寄存器#Pid1_PvN2。
3、程序系模块内部寿损管理模块将冷却循环水系统内各个输送泵运行累计时间#XHP01_RUN_T、#XHP02_RUN_T、#XHP03_RUN_T通过move传递指令传送到时长比较寄存器#XHB_RUN_LONG中进行比较，从而决定优先启动的输送泵编号。
4、当一台输送泵已经达到满频，但依然无法达到目标期望的供水压力设定值，则通过寿损管理模块决定增加投入工作的输送泵的编号，同时重置PID算法模块的增量数值，并将PID增量接口转给增加投入的输送泵，即保持上一台输送泵满频或定频工作的同时调节第二台输送泵的频率，以此方式增加或减少输送泵的投入数量。
5、当一台风机工作达到设定时长，回水温度依然无法达到目标期望的设定值，则通过调用寿损管理模块决定增加投入工作的制冷风机的编号，同时重置PID算法模块的增量数值，并将PID增量接口转给增加投入的制冷风机，即保持上一台制冷风机工作的同时，增加投入第二台制冷风机，以此方式增加或减少制冷风机的投入数量。
6、当输送泵已达到最大工作数量，并且最后投入工作的输送泵已达到满频工作，供水压力依然无法满足目标期望值，则发出报警提示操作人员；制冷风机采用与输送泵同样的方式。
7、当输送泵数量已降至只有1台泵组工作时，停止减少泵组，保证至少有一台循环水输送泵组工作，维持冷却循环水的供应并向操作人员发出提示。
本发明的优势在于：
1、一种基于PID闭环调节算法的系统控温控压模块，该模块可将一套PID调节控制器扩展至多个同系统调节输送泵组，使系统可统一调控。
2、该模块具备设备寿损管理子模块，可系统管理循环水工作系统中，各设备的使用时间以及使用节点，使设备损耗降至最低，为使用方节省成本
3、该模块具备调节限制及温度、压力相关的高低报警功能。
4、自动化程度高，全后台运行，排除人为干预的可能性。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为采用本控温控压算法模块后供水压力曲线图；
图3为采用手动控制制冷风机时回水温度曲线图；
图4为采用本控温控压算法模块时回水温度曲线图；
图5为控温控压算法模块输入输出示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-5，本发明生产车间冷却循环水自动控温控压方法的实现过程：
1、设置冷却循环水系统供水压力及回水温度目标值；
2、根据设定目标值实时采集供水压力值及回水温度值，并根据设定的波形振幅进行初次滤波；
3、通过程序模块内PID算法，对实际采样结果与目标期望值进行对比处理，对供水输送泵及制冷风机给出启动/停止信号以及调节频率；
4、结合程序模块内的寿损管理模块，系统自动按设备编号给出输送泵及制冷风机的运行方案后，系统自动控制设备运行；
5、算法模块根据估算值与当前采样值的差值进行反馈修正，进而实现闭环控制；
6、通过运算模块启动/停止及频率曲线，可实时控制启动/关闭、增加/减少同时工作输送泵及制冷风机的设备数量并合理调整各设备工作时长。
本控温控压系统控制方法具体为：
1、在调控供水压力方面，首先对控制模块内的PID算法模块进行采样周期设定，当秒计数指针#X_P_INT计数超过6时，给倍频指针#X_POINT赋值，可根据实际情况调整秒计数指针，以此来实现大于此周期设定值即可根据实际采集数据实验调整。如果数值变化较慢可适当降低采样频率，反之则可提高采样频率；
2、PID算法模块根据设定的波形振幅进行首次滤波,并依据控制算法模块中PID闭环控制公式：
Mv＝Kp(An1-An)+Ki(Sp-An)+Kd(2An1-An-An2)
式中Mv:调节增量输出值，Kp:比例系数，Ki:比例积分系数，Kd：比例微分系数，An:第n次采样值，An1:第n-1次采样值，An2:第n-2次采样值；
将循环泵转动频率给定值传到频率给定寄存器内，采样过程为已倍频指针为采样周期，将实时压力值依次赋值给第n次采样寄存器#Pid1_PvN，第n-1次采样寄存器#Pid1_PvN1及第n-2次采样寄存器#Pid1_PvN2；
3、程序系统内部寿损管理模块将冷却循环水系统内各个输送泵运行累计时间#XHP01_RUN_T、#XHP02_RUN_T、#XHP03_RUN_T通过move传递指令传送到时长比较寄存器#XHB_RUN_LONG中进行比较，从而决定优先启动的输送泵编号；
4、在调控回水温度方面，同样依据控温控压系统模块中PID算法模块决定是否启动制冷风机，若需要则通过寿损管理模块决定优先启动的制冷风机的编号；
5、当一台输送泵已经达到满频，但依然无法达到目标期望的供水压力设定值，则通过寿损管理模块决定增加投入工作的输送泵的编号，同时重置PID控制算法模块的增量数值，并将PID增量接口转给增加投入的输送泵，即保持上一台输送泵满频(或定频)工作的同时调节第二台输送泵的频率，以此方式逐步增加或减少输送泵的投入数量；
6、当一台风机工作达到设定时长，回水温度依然无法达到目标期望的设定值，则通过调用寿损管理模块决定增加投入工作的制冷风机的编号，同时重置PID控制算法模块的增量数值，并将PID增量接口转给增加投入的制冷风机，即保持上一台制冷风机工作的同时，增加投入第二台制冷风机，以此方式逐步增加或减少制冷风机的投入数量；
7、当输送泵已达到最大工作数量，并且最后投入工作的输送泵已达到满频工作，供水压力依然无法满足目标期望值，则发出报警提示操作人员，制冷风机同理；
8、当输送泵数量已降至只有1台泵组工作时，将停止减少泵组的程序模块，保证至少有一台循环水输送泵组工作，是车间维持冷却循环水的供应并向操作人员发出相应提示。
如图2所示，8时至15时期间为冷却循环水系统启动之后，冷却水供水压力曲线图，由图中可看出，使用本控温控压算法模块调控的过程中，供水压力维持在0.19MPa至0.2MPa之间，波动差值保持在0.01MPa之间。
如图3所示，9时至16时期间为操作人员手动操作制冷风机调控冷却循环水系统的回水温度曲线图，由图所示，温度趋势虽然下降，但降温过程温度波动幅度非常大，如此波动幅度会严重影响生产效率及产品质量。
如图4所示，3时至7时期间为投入本控温控压算法模块调控之后，冷却循环水系统回水温度曲线图，由图所示，回水温度在算法模块的稳定调控下平稳下降，整个冷却循环水系统稳步降温。
如图5所示，为本操作系统输入采集参数及输出调控的目标设备运行参数。

Claims (8)

1.生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：
(1)设置冷却循环水系统供水压力及回水温度目标值；
(2)根据设定目标值实时采集供水压力值及回水温度值，并根据设定的波形振幅进行初次滤波；
(3)通过程序模块内PID算法模块，对实际采样结果与目标期望值进行对比处理，对供水输送泵及制冷风机给出启动/停止信号以及调节频率；
(4)结合程序模块内的寿损管理模块，按设备编号给出输送泵及制冷风机的运行方案后，控制设备运行；
(5)算法模块根据估算值与当前采样值的差值进行反馈修正，进而实现闭环控制；
(6)通过运算模块启动/停止及频率曲线，实时控制启动/关闭、增加/减少同时工作输送泵及制冷风机的设备数量并调整各设备工作时长。
2.根据权利要求1所述的生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：所述设置冷却循环水系统供水压力，首先对PID算法模块进行采样周期设定，当秒计数指针#X_P_INT计数超过6时，给倍频指针#X_POINT赋值，调整秒计数指针，实现大于此周期设定值即可根据实际采集数据实验调整。
3.根据权利要求1所述的生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：PID算法模块根据设定的波形振幅进行首次滤波,并依据控制算法模块中PID闭环控制公式：
Mv＝Kp(An1-An)+Ki(Sp-An)+Kd(2An1-An-An2)
式中，Mv为调节增量输出值，Kp为比例系数，Ki为比例积分系数，Kd为比例微分系数，An为第n次采样值，An1为第n-1次采样值，An2为第n-2次采样值，将循环泵转动频率给定值传到频率给定寄存器内，采样过程为已倍频指针为采样周期，将实时压力值依次赋值给第n次采样寄存器#Pid1_PvN，第n-1次采样寄存器#Pid1_PvN1及第n-2次采样寄存器#Pid1_PvN2。
4.根据权利要求1所述的生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：程序系模块内部寿损管理模块将冷却循环水系统内各个输送泵运行累计时间#XHP01_RUN_T、#XHP02_RUN_T、#XHP03_RUN_T通过move传递指令传送到时长比较寄存器#XHB_RUN_LONG中进行比较，从而决定优先启动的输送泵编号。
5.根据权利要求4所述的生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：当一台输送泵已经达到满频，但依然无法达到目标期望的供水压力设定值，则通过寿损管理模块决定增加投入工作的输送泵的编号，同时重置PID算法模块的增量数值，并将PID增量接口转给增加投入的输送泵，即保持上一台输送泵满频或定频工作的同时调节第二台输送泵的频率，以此方式增加或减少输送泵的投入数量。
6.根据权利要求1所述的生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：当一台风机工作达到设定时长，回水温度依然无法达到目标期望的设定值，则通过调用寿损管理模块决定增加投入工作的制冷风机的编号，同时重置PID算法模块的增量数值，并将PID增量接口转给增加投入的制冷风机，即保持上一台制冷风机工作的同时，增加投入第二台制冷风机，以此方式增加或减少制冷风机的投入数量。
7.根据权利要求1所述的生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：当输送泵已达到最大工作数量，并且最后投入工作的输送泵已达到满频工作，供水压力依然无法满足目标期望值，则发出报警提示操作人员；制冷风机采用与输送泵同样的方式。
8.根据权利要求1所述的生产车间冷却循环水自动控温控压方法，其特征是：当输送泵数量已降至只有1台泵组工作时，停止减少泵组，保证至少有一台循环水输送泵组工作，维持冷却循环水的供应并向操作人员发出提示。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101089503A (zh) * 2007-07-06 2007-12-19 北京时代嘉华环境控制科技有限公司 中央空调冷冻站质量并调控制方法及系统
CN101329584A (zh) * 2007-06-23 2008-12-24 广西壮族自治区柳州市自动化科学研究所 用于缫丝生产过程中的温度自动控制装置及方法
CN101968651A (zh) * 2010-11-03 2011-02-09 苏州科技学院 基于无线模式的建筑节能监控系统
CN109654887A (zh) * 2018-11-04 2019-04-19 江苏兴达钢帘线股份有限公司 一种循环水冷却系统及其自动控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101329584A (zh) * 2007-06-23 2008-12-24 广西壮族自治区柳州市自动化科学研究所 用于缫丝生产过程中的温度自动控制装置及方法
CN101089503A (zh) * 2007-07-06 2007-12-19 北京时代嘉华环境控制科技有限公司 中央空调冷冻站质量并调控制方法及系统
CN101968651A (zh) * 2010-11-03 2011-02-09 苏州科技学院 基于无线模式的建筑节能监控系统
CN109654887A (zh) * 2018-11-04 2019-04-19 江苏兴达钢帘线股份有限公司 一种循环水冷却系统及其自动控制方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘长青等: "基于PLC的多台冷却设备逐级启停控制算法", 《制造业自动化》 *
唐新华: "《材料制造数字化控制基础》", 31 December 2015 *
李赛赛等: "工业冷却循环水节能优化改造", 《节能》 *
王明江: "冷却循环水系统的稳压与节能改造", 《橡塑技术与装备》 *

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