CN114326862A - 一种冷却循环回路的温度自适应调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于温度冷却控制领域，特别涉及一种冷却循环回路的温度自适应调节方法。通过对发热部件内部和出液口处冷却循环回路的实时温度进行检测，结合发热部件基准温度计算出发热部件实时温升；根据发热部件实时温升和发热部件出液口处冷却循环回路的初始目标温度计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时目标温度；然后通过计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度与实时目标温度的偏差，并根据偏差值对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行实时调节。本发明可以根据发热部件的温升情况自动调整冷却循环液的供液温度，冷却效果好，不单能满足单路冷却循环系统的自动调温需求，而且能够满足多路冷却循环系统中各分路中的独立调温需求。
Description
技术领域
本发明属于温度冷却控制领域，特别涉及一种冷却循环回路的温度自适应调节方法。
背景技术
高精密加工设备一般对自身零部件及周边环境温度都有较高的要求，以数控机床为例，工件加工过程中主轴、丝杠、横梁等部位由于摩擦生热及热传导等原因产生不同程度的温升，由于材料的热胀冷缩特性，进而产生不同程度的热变形，影响加工精度。为了减小各发热部件的温升，通常会在数控机床中配置冷却循环系统，一般采用多台制冷设备或单台制冷设备分为多路，输送多路温度恒定的冷却循环液至各发热部件并将热量带走。
以上方式虽然能一定程度上降低发热部件的温升，但由于使用过程中冷却循环液温度一般为恒定值，或者跟随环境温度而改变，不能根据发热部件的温升情况及时调整，因此在现有的控制逻辑下，冷却循环液的冷却效果不能发挥至最佳。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可根据发热部件的温升情况自动调整冷却循环液温度的冷却控制方法，满足不同冷却需求。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，包括：
步骤A，确定发热部件的基准温度和冷却循环回路的初始目标温度，其中，基准温度是指发热部件完全静止状态下其自身内部的稳态温度；初始目标温度是指发热部件完全静止状态下其出液口处冷却循环回路的稳态温度；
步骤B，分别对发热部件工作时的内部温度和出液口处冷却循环回路温度进行实时检测，获取发热部件内部实时温度和发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度；
步骤C，根据发热部件内部实时温度和基准温度获得发热部件实时温升；
步骤D，根据发热部件实时温升和初始目标温度计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时目标温度；
步骤E，计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度与实时目标温度的偏差，并根据偏差值对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行实时调节。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，所述步骤D的计算方法为：实时目标温度=初始目标温度-比例系数×发热部件实时温升。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，所述比例系数的确定方法为：
将比例系数的初值设定为1；
将发热部件实时温升与冷却效果期望值进行比较，若发热部件实时温升高于冷却效果期望值，则增大比例系数，反之，则减小比例系数。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，步骤C中所述发热部件实时温升通过计算发热部件内部实时温度与基准温度的偏差获得，即：发热部件实时温升=发热部件内部实时温度-基准温度。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，步骤A中所述基准温度的具体确定方法为：将发热部件在环境中充分静置，实时检测发热部件内部的温度值，待该温度值稳定后将其作为发热部件的基准温度。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，步骤A中所述初始目标温度的具体确定方法为：初始目标温度=制冷机出液温度+发热部件最大发热功率/（冷却液流量×冷却液比热容）。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，步骤E中所述对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行的实时调节通过温度调节装置实现，所述温度调节装置为集成于制冷机内部的温控装置或者为独立的温度调节装置；所述独立的温度调节装置串联于制冷机输出端与发热部件输入端之间的通路上。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，所述独立的温度调节装置为热电制冷片或电加热棒。
上述一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，所述独立的温度调节装置对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行调节的具体方法为：根据发热部件出液口处实时温度与实时目标温度的偏差进行PID计算，控制热电制冷片制冷或者电加热棒加热功率输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明可以根据发热部件的温升情况自动调整冷却循环液的供液温度，从而达到更好的冷却效果，不单能满足单路冷却循环系统的自动调温需求，而且能够满足多路冷却循环系统中各分路中的独立调温需求，使一台制冷机可输出多路不同温度的冷却液，并且各路冷却液均可根据发热部件的不同温度需求进行冷却温度的自动调节，进而达到最优冷却效果。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
图2是采用本发明方法单路冷却循环回路示意图。
图3是采用本发明方法的多路冷却循环回路示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，包括：
步骤100，确定发热部件的基准温度和冷却循环回路的初始目标温度；
步骤200，获取发热部件内部实时温度和发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度；
步骤300，根据发热部件内部实时温度和基准温度获得发热部件实时温升；
步骤400，根据发热部件实时温升和初始目标温度计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时目标温度；
步骤500，计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度与实时目标温度的偏差，并根据偏差值对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行实时调节。
其中，步骤100中的基准温度是指发热部件完全静止状态下其自身内部的稳态温度，其确定方法为：将发热部件在环境中充分静置，实时检测发热部件内部的温度值，待该温度值稳定后将其作为发热部件的基准温度。
初始目标温度是指发热部件完全静止状态下其出液口处冷却循环回路的稳态温度，其确定方式为：初始目标温度=制冷机出液温度+发热部件最大发热功率/（冷却液流量×冷却液比热容）。
步骤200获取发热部件内部实时温度和发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度是分别通过在发热部件内部和发热部件出液口处设置温度传感器，分别对发热部件工作时的内部温度和出液口处冷却循环回路温度进行实时检测获得。
步骤300中发热部件实时温升通过计算发热部件内部实时温度与基准温度的偏差获得，即：发热部件实时温升=发热部件内部实时温度-基准温度。
步骤400根据发热部件实时温升和初始目标温度计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时目标温度，其具体计算方法为：
实时目标温度=初始目标温度-比例系数×发热部件实时温升
其中，比例系数的确定方法为：先将比例系数的初值设定为1，然后将发热部件实时温升与冷却效果期望值进行比较，若发热部件实时温升高于冷却效果期望值，则增大比例系数，反之，则减小比例系数。
步骤500中根据偏差值对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行实时调节通过温度调节装置实现，如果应用于单路冷却循环回路，则该温度调节装置可以是集成于制冷机内部的温控装置，根据偏差值可直接调整制冷机输出的冷却液温度；也可以是串联于制冷机输出端与发热部件输入端之间通路上的热电制冷片或电加热棒，根据发热部件出液口处实时温度与实时目标温度的偏差进行PID计算，控制热电制冷片制冷或者电加热棒加热功率输出。
图2显示的即为采用电加热棒11作为温度调节装置进行温度自适应调节的单路冷却循环回路示意图，温度传感器12和温度传感器13分别对发热部件14的内部温度和出液口处冷却循环回路温度进行实时检测，并将检测结果实时反馈至控制系统，控制系统将接收到的信息按照步骤300至步骤500进行计算，然后根据计算结果对电加热棒11的加热功率进行调整，从而获得最优的冷却液温度。
如图3所示是本方法应用于多路冷却循环回路的回路结构，包括N个冷却液循环分路20（其中N≥2），各冷却液循环分路20中输入的低温冷却液均由制冷机10提供，并且各冷却液循环分路20输出的高温冷却液均返回至制冷机10，即各冷却液循环分路20之间并联。每一个冷却液循环分路中均包含一个电加热罐21和一个发热部件24，发热部件24可以是同一设备不同的发热部位，也可以是不同的发热设备或装置。发热部件24的内部和出液口处分别设置有温度传感器22和温度传感器23。电加热罐21连接于制冷机10和发热部件24之间，制冷机10输出的冷却液经电加热罐21进行温度调节后进入发热部件24。
工作时，各分路中的温度传感器22和温度传感器23分别对各自分路中的发热部件24的内部温度和出液口处冷却循环回路温度进行实时检测，并将检测结果实时反馈至控制系统，控制系统将接收到的信息按照步骤300至步骤500分别对各分路进行计算，然后根据各分路中的计算结果对对应分路中的电加热棒11的加热功率进行调整，从而使各个冷却液循环分路20中获得不同温度的冷却液。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，包括：
步骤A，确定发热部件的基准温度和冷却循环回路的初始目标温度，其中，基准温度是指发热部件完全静止状态下其自身内部的稳态温度；初始目标温度是指发热部件完全静止状态下其出液口处冷却循环回路的稳态温度；
步骤B，分别对发热部件工作时的内部温度和出液口处冷却循环回路温度进行实时检测，获取发热部件内部实时温度和发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度；
步骤C，根据发热部件内部实时温度和基准温度获得发热部件实时温升；
步骤D，根据发热部件实时温升和初始目标温度计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时目标温度；
步骤E，计算发热部件出液口处冷却循环回路的实时温度与实时目标温度的偏差，并根据偏差值对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行实时调节。
2.根据权利要求1所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，所述步骤D的计算方法为：实时目标温度=初始目标温度-比例系数×发热部件实时温升。
3.根据权利要求2所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，所述比例系数的确定方法为：
将比例系数的初值设定为1；
将发热部件实时温升与冷却效果期望值进行比较，若发热部件实时温升高于冷却效果期望值，则增大比例系数，反之，则减小比例系数。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，步骤C中所述发热部件实时温升通过计算发热部件内部实时温度与基准温度的偏差获得，即：发热部件实时温升=发热部件内部实时温度-基准温度。
5.根据权利要求4所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，步骤A中所述基准温度的具体确定方法为：将发热部件在环境中充分静置，实时检测发热部件内部的温度值，待该温度值稳定后将其作为发热部件的基准温度。
6.根据权利要求5所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，步骤A中所述初始目标温度的具体确定方法为：初始目标温度=制冷机出液温度+发热部件最大发热功率/（冷却液流量×冷却液比热容）。
7.根据权利要求6所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，步骤E中所述对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行的实时调节通过温度调节装置实现，所述温度调节装置为集成于制冷机内部的温控装置或者为独立的温度调节装置；所述独立的温度调节装置串联于制冷机输出端与发热部件输入端之间的通路上。
8.根据权利要求7所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，所述独立的温度调节装置为热电制冷片或电加热棒。
9.根据权利要求8所述的一种冷却循环回路的温度自适应调节方法，其特征在于，所述独立的温度调节装置对制冷机输入给发热部件的冷却液温度进行调节的具体方法为：根据发热部件出液口处实时温度与实时目标温度的偏差进行PID计算，控制热电制冷片制冷或者电加热棒加热功率输出。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114722550A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-07-08 | 北京精雕科技集团有限公司 | 冷却管路排布方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103235613A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-08-07 | 天津大学 | 一种精密机床温度场主动控制系统及方法 |
| CN103246300A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-08-14 | 天津大学 | 适用于机床温度场差异化控制的分层独立多点温控装置 |
| CN105446386A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-03-30 | 鼎奇(天津)主轴科技有限公司 | 一种适用于机床温度场差异化控制的温控装置 |
| CN107160237A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-15 | 西安交通大学 | 一种自动调节流量的电主轴实时冷却系统及控制方法 |
| CN108356601A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 永进机械工业股份有限公司 | 综合加工机主轴系统适应性冷却控制装置及方法 |
| CN108594761A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-28 | 河北工业大学 | 一种基于初始温度保持策略的电主轴热误差主动控制方法 |
| CN208196361U (zh) * | 2018-05-28 | 2018-12-07 | 安徽涌诚机械有限公司 | 一种数控机床恒温控制装置 |
| CN112775715A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-05-11 | 珠海格力智能装备有限公司 | 冷却装置及冷却控制方法 |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103235613A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-08-07 | 天津大学 | 一种精密机床温度场主动控制系统及方法 |
| CN103246300A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-08-14 | 天津大学 | 适用于机床温度场差异化控制的分层独立多点温控装置 |
| CN105446386A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-03-30 | 鼎奇(天津)主轴科技有限公司 | 一种适用于机床温度场差异化控制的温控装置 |
| CN108356601A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 永进机械工业股份有限公司 | 综合加工机主轴系统适应性冷却控制装置及方法 |
| CN107160237A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-15 | 西安交通大学 | 一种自动调节流量的电主轴实时冷却系统及控制方法 |
| CN108594761A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-28 | 河北工业大学 | 一种基于初始温度保持策略的电主轴热误差主动控制方法 |
| CN208196361U (zh) * | 2018-05-28 | 2018-12-07 | 安徽涌诚机械有限公司 | 一种数控机床恒温控制装置 |
| CN112775715A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-05-11 | 珠海格力智能装备有限公司 | 冷却装置及冷却控制方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114722550A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-07-08 | 北京精雕科技集团有限公司 | 冷却管路排布方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN114722550B (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-23 | 北京精雕科技集团有限公司 | 冷却管路排布方法、装置、电子设备及存储介质 |
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