CN114216287B - 基于多种pid控制吸收式热泵热源阀的方法及系统 - Google Patents

基于多种pid控制吸收式热泵热源阀的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法及系统，包括：S1、计算冷态阶段参数的目标PID和当前PID的第一差值，基于所述第一差值控制热源阀为吸收式热泵加热；S2、计算热态控制参数的目标PID和当前PID的第二差值，基于所述第二差值控制热源阀为吸收式热泵加热。本发明有效预防热泵结晶、冻管现象。

Description

基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法及系统
技术领域
本发明涉及控制热源阀领域，尤其是涉及一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法及系统。
背景技术
吸收式热泵主要是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。现有控制方法容易导致热泵发生结晶或是冻管现象，影响热泵使用效率，造成能源浪费。结晶是溶液由液态变为晶体，结晶后无法流动，导致设备无法运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法及系统，旨在解决PID控制吸收式热泵热源阀供热。
本发明提供一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法，包括：
S1、计算冷态阶段参数的目标PID和当前PID的第一差值，基于所述第一差值控制热源阀为吸收式热泵加热；
S2、计算热态控制参数的目标PID和当前PID的第二差值，基于所述第二差值控制热源阀为吸收式热泵加热。
本发明还提供一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的系统，包括：
冷态阶段加热模块：用于计算冷态阶段参数的目标PID和当前PID的第一差值，基于第一差值控制热源阀为吸收式热泵加热；
热态控制加热模块：用于计算热态控制参数的目标PID和当前PID的第二差值，基于第二差值控制热源阀为吸收式热泵加热。
采用本发明实施例，有效预防热泵结晶、冻管现象。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例的基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法的流程图；
图2是本发明实施例的基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的控制计算示意图；
图3是本发明实施例的基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的系统示意图。
附图标记说明：
1：冷态阶段加热模块；2：热态控制加热模块。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法，图1是本发明实施例的基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的流程图，如图1所示，具体包括：
S1、计算冷态阶段参数的目标PID和当前PID的第一差值，基于所述第一差值来控制热源阀为吸收式热泵加热；
S1具体包括：
根据设定的冷态阶段参数目标值计算冷态阶段参数目标PID，计算当前冷态阶段参数的当前PID，计算冷态阶段参数目标PID与冷态阶段参数当前PID的第一差值，其中，冷态阶段参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度；
将上述第一差值作比较得到最小的第一差值，将最小的第一差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热。
将最小的第一差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热具体包括：当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热。
S2、计算热态控制参数的目标PID和当前PID的第二差值，基于所述第二差值控制热源阀为吸收式热泵加热。
S2具体包括：
根据设定的热态控制参数目标值计算热态控制参数目标PID，计算当前热态控制参数的当前PID，计算热态控制参数目标PID与热态控制参数当前PID的第二差值，其中，热态控制参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度、冷水出口温度和蒸发温度；
将上述第二差值作比较得到最小的第二差值，将最小的第二差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热。
将最小的第二差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热具体包括：当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热。
具体实施如下：
在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器；
闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的。比如控制一个电机的转速，就得有一个测量转速的传感器，并将结果反馈到控制路线上。提到闭环控制算法，PID，它是闭环控制算法中最简单的一种。PID是比例(Proportion)积分,(Integral)微分,(Differentialcoefficient)的缩写，分别代表了三种控制算法。通过这三个算法的组合可有效地纠正被控制对象的偏差，从而使其达到一个稳定的状态。
PID算法公式：Y＝W1+W2+W3；
W1：出力积分计算；
W2：出力比例计算；
W3：出力微分计算；
根据PID公式计算出当前热源阀的开度值Y。
2)吸收式热泵在刚开机处于冷态阶段时，分六个软启阶段，通过分阶段限制热源阀开度，此阶段有三个参数的PID参与控制，分别是热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度。目的是保证缓慢加热。
3)图2是本发明实施例的基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的控制计算示意图；如图2所示，结束冷态，转入热态控制时，控制源有五个参数参与控制和调节，分别是热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度、冷水出口温度、蒸发温度。这五个参数对于热泵来说，都是非常重要的参数，因此共同参与调节。
4)每一个控制源都是独立的PID算法，根据设定目标值与反馈值计算出所应到达的开度位置，与当前阀门的开度做比较，得到的增减量取其五个参数值对应的最小动作值即是阀门应该动作的值。
5)热源阀计算出动作值按照动作周期动作，每次动作值受最小动作值和最大动作值限制，当计算值小于最小动作值时，热源阀不动作，当处于最小动作值和最大动作值之间时，则按实际动作值输出，当计算值大于最大动作值时，热源阀按照最大值动作输出。
本发明控制方法更加可靠，热泵的实际溶液浓度高于设定浓度时，容易产生结晶，利用本发明控制方法可以有效预防热泵结晶现象。当冷水温度较低时，容易出现冻管现象，利用本发明控制方法防止冷水温度过低而产生冻管现象。
系统实施例
根据本发明实施例，提供了一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的系统，图3是本发明实施例的基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的系统示意图，如图3所示，具体包括：
冷态阶段加热模块：用于计算冷态阶段参数的目标PID和当前PID的第一差值，基于第一差值控制热源阀为吸收式热泵加热；
冷态阶段加热模块具体用于：
根据设定的冷态阶段参数目标值计算冷态阶段参数目标PID，计算当前冷态阶段参数的当前PID，计算冷态阶段参数目标PID与冷态阶段参数当前PID的差值，其中，冷态阶段参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度；
将上述第一差值作比较得到最小的差值，将最小的第一差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热。
热态控制加热模块：用于计算热态控制参数的目标PID和当前PID的第二差值，基于第二差值控制热源阀为吸收式热泵加热。
当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热。
热态控制加热模块具体用于：
根据设定的热态控制参数目标值计算热态控制参数目标PID，计算当前热态控制参数的当前PID，计算热态控制参数目标PID与热态控制参数当前PID的第二差值，其中，热态控制参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度、冷水出口温度和蒸发温度；
将上述差值作比较得到最小的第二差值，将最小的第二差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热。
当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热。
本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替本发明各实施例技术方案，并不使相应技术方案的本质脱离本方案的范围。

Claims (2)

1.一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的方法，其特征在于，包括：
S1、计算冷态阶段参数的目标PID和当前PID的第一差值，基于所述第一差值控制热源阀为吸收式热泵加热；
S1具体包括：
根据设定的冷态阶段参数目标值计算冷态阶段参数目标PID，计算当前冷态阶段参数的当前PID，计算冷态阶段参数目标PID与冷态阶段参数当前PID的第一差值，其中，冷态阶段参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度；
将上述第一差值作比较得到最小的第一差值，将最小的第一差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热；
所述将最小的第一差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热具体包括：当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热；
S2、计算热态控制参数的目标PID和当前PID的第二差值，基于所述第二差值控制热源阀为吸收式热泵加热；
S2具体包括：
根据设定的热态控制参数目标值计算热态控制参数目标PID，计算当前热态控制参数的当前PID，计算热态控制参数目标PID与热态控制参数当前PID的第二差值，其中，热态控制参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度、冷水出口温度和蒸发温度；
将上述第二差值作比较得到最小的第二差值，将最小的第二差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热；
所述将最小的第二差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热具体包括：当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热。
2.一种基于多种PID控制吸收式热泵热源阀的系统，其特征在于，包括：
冷态阶段加热模块：用于计算冷态阶段参数的目标PID和当前PID的第一差值，基于第一差值控制热源阀为吸收式热泵加热；
所述冷态阶段加热模块具体用于：
根据设定的冷态阶段参数目标值计算冷态阶段参数目标PID，计算当前冷态阶段参数的当前PID，计算冷态阶段参数目标PID与冷态阶段参数当前PID的第一差值，其中，冷态阶段参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度；
将上述第一差值作比较得到最小的第一差值，将最小的第一差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热；
冷态阶段加热模块具体用于：当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热；
热态控制加热模块：用于计算热态控制参数的目标PID和当前PID的第二差值，基于第二差值控制热源阀为吸收式热泵加热；
所述热态控制加热模块具体用于：
根据设定的热态控制参数目标值计算热态控制参数目标PID，计算当前热态控制参数的当前PID，计算热态控制参数目标PID与热态控制参数当前PID的第二差值，其中，热态控制参数包括：热水出口温度、发生器出口温度、溶液浓度、冷水出口温度和蒸发温度；
将上述第二差值作比较得到最小的第二差值，将最小的第二差值作为热源阀的动作值来控制热源阀为吸收式热泵加热；
热态控制加热模块具体用于：当动作值小于设定的最小动作值，热源阀不动作，当动作值处于设定的最小动作值和最大动作值之间时，按照实际动作值控制热源阀为吸收式热泵加热，当动作值大于设定的最大值时，动作值按设定的最大动作值控制热源阀为吸收式热泵加热。
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