CN117596726B - 一种电伴热带的自适应运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电伴热带的自适应运行控制方法，本发明涉及温度控制技术领域，解决了温度提升过程中，效率并不高，导致整体爬升进程较为缓慢的问题，本发明通过确认电伴热带的工作参数，生成对应的趋势走向图，后续，再对趋势走向图内的趋势参数进行分析，将属于同一趋势参数的对应数值进行排序整理，从而确定对应的排列集合，后续，根据所确认的需求温度，确认对应的区间以及点位，再采用分阶段加热的方式，对电伴热带进行加热；第一个阶段采用快速加热的方式，提升加热效率，加热到指定数值便停止，后续，再第二阶段采用缓冲加热的方式，确保加热精度，保障后续电伴热带的加热温度能达到需求温度，满足整体的加热要求，满足加热精度。

Description

一种电伴热带的自适应运行控制方法

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，具体为一种电伴热带的自适应运行控制方法。

背景技术

电伴热带是由导电聚合物和两根平行金属导线及绝缘护层构成；其特点是导电聚合物具有很高的正温度系数特性，且互相并联，能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度，可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温热点及烧毁之虑。

专利公开号为CN112333854B的涉及一种混凝土结构的伴热带电加热系统及电加热方法，该电加热方法包括如下步骤：采集混凝土结构的实际温度，将其与初始化温度阈值进行比较、并根据比较结果自动控制供电系统对混凝土结构内的伴热带供电；在对该伴热带供电时，采集该伴热带的运行信息，根据该运行信息、该实际温度、该初始化温度阈值、预先存储的该伴热带的规格、布设情况、该混凝土结构的设计要求及实时获取的外部环境温度信息来修订该初始化温度阈值；根据修订后的初始化阈值控制该供电系统对混凝土结构内的伴热带供电；本发明通过伴热带对混凝土电加热，同时通过智能温控和监控，有效解决了电加热过程中的温度控制及信息反馈，确保了混凝土结构冬季施工的质量和安全。

电伴热带在具体加热过程中，需根据所确认的加热温度，对电伴热带进行温度控制，但在具体温度控制过程中，仍存在以下不足需进行改进：

1、其温度提升过程中，效率并不高，整体爬升进程较为缓慢；

2、温度控制过程中，只能控制大概的范围，并不能十分精准控制到指定数值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电伴热带的自适应运行控制方法，解决了温度提升过程中，效率并不高，导致整体爬升进程较为缓慢的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电伴热带的自适应运行控制方法，包括以下步骤：

S1、对同标准电伴热带的工作参数进行确认，其中，工作参数包括电流参数、发热温度以及发热效率，根据所确认的电流参数以及发热温度，构建两组参数之间的趋势走向图；

S2、从所确认的趋势走向图内，对图形内不同线段的趋势参数进行确认，并将属于同一趋势参数的数值合并为线性区间，将不属于线性区间的数值标记为非线性点位，再进行统一合并得到排列集合，具体方式为：

S21、对趋势走向图内两个点位之间的趋势参数进行确认，其确认方式为：趋势参数＝(后一点位的发热温度-前一点位的发热温度)÷(后一点位的电流参数-前一点位的电流参数)，并确认趋势走向图的初始点位，依次确认后续点位与前一点位的趋势参数，若趋势参数为一致时，则进行数据合并得到第一组线性区间；

S22、当趋势参数不一致时，再以此点位为初始点位，依次往后确认对应的趋势参数，并依次标记为第二组线性区间、……、第n组线性区间；

S23、在步骤S22中，当所出现的趋势参数与前后所生成的趋势参数均不一致时，则直接将此点位标记为非线性点位，并根据此趋势参数的具体位置将标记为非线性点位的趋势参数填补至步骤S22所排列的区间之间，填补完毕后，得到一组排列集合；

S3、对电伴热带的需求温度进行确认，根据需求温度，从排列集合内选取适配的三组区间或非线性点位，根据不同区间或非线性点位的不同加热数值，确认电伴热带的控制策略，具体方式为：

S31、将所确认的需求温度标记为XQ_i，其中i代表不同的需求温度，根据需求温度XQ_i的具体数值，确认排列集合的所属区间或所属非线性点位，并标记为居中爬升序列；

S32、再将位于居中爬升序列前后两端的所属区间或所属非线性点位分别标记为居前爬升序列和居后爬升序列，对三个爬升序列内所对应的最大电流参数进行确认，并将三组电流参数所对应的发热效率进行确认，并分别标记为居前发热效率、居中发热效率以及居后发热效率；

S33、从三组发热效率内，选取最大值，并根据所选取的最大值，确认对应的电流参数，并标记为DL；

若DL位于居后爬升序列内，使用此电流参数DL输入至此电伴热带内，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，其中Y1为预设值，再从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

若DL位于居中爬升序列内，直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

若DL位于居前爬升序列内，确认DL所对应的发热温度WD是否满足WD≥XQ_i-Y1：

若满足，则直接采用此电流参数DL输入至此电伴热带内，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，再直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

若不满足，则从三组爬升序列所确认的发热效率内，确认除掉最大值的第二组数值，此数值居中，再确认此发热效率是否位于居中爬升序列内：

若发热效率位于居中爬升序列内，直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

若发热效率不位于居中爬升序列内，直接从居后爬升序列内，选取内部电流参数的最大值，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，再直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

S4、对正在加热过程中的电伴热带温度节点进行监视，将每个不同温度节点的温度爬升速率进行确认，从若干个温度爬升速率内，确认每个温度节点是否运行正常。

有益效果

本发明提供了一种电伴热带的自适应运行控制方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过确认电伴热带的工作参数，生成对应的趋势走向图，后续，再对趋势走向图内的趋势参数进行分析，将属于同一趋势参数的对应数值进行排序整理，从而确定对应的排列集合，后续，根据所确认的需求温度，确认对应的区间以及点位，再采用分阶段加热的方式，对电伴热带进行加热；

第一个阶段采用快速加热的方式，在一切条件均满足的情况下，提升加热效率，需要采用发热效率最大的数值进行加热，加热到指定数值便停止，后续，再第二阶段采用缓冲加热的方式，为了确保加热精度，保障后续电伴热带的加热温度能达到需求温度，而不是高于或者低于需求温度，从而确保加热精度，满足整体的加热要求，满足加热精度，以此提升整个电伴热带的整体运行控制效果。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图；

图2为本发明温度控制策略流程判定图。

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

请参阅图1和图2，本申请提供了一种电伴热带的自适应运行控制方法，包括以下步骤：

S1、对同标准电伴热带的工作参数进行确认，其中，工作参数包括电流参数、发热温度以及发热效率，根据所确认的电流参数以及发热温度，构建两组参数之间的趋势走向图，具体的，所谓同标准，便就是同一类型的电伴热带，其电伴热带内部的导电聚合物、两根平行金属导线及绝缘护层参数均相同，其中，进行构建的具体方式为：

S11、根据不同电流参数所对应的电伴热带能爬升的发热温度，将对应的参数一一对应，具体的，电伴热带在进行发热过程中，由内部所通入的电流引发电阻进行发热，电流参数越大，其电伴热带所能爬升的温度则越高，故，不同的电流参数便对应不同的发热温度，其发热温度参数为后续电伴热带所能爬升的最高温度；

S12、以电流参数的具体数值作为横向坐标轴，以发热温度的具体数值作为竖向坐标轴，构建对应的二维坐标系；

S13、再将电流参数以及所对应的发热温度，在二维坐标系内确认对应的点位，再将所确认的点位进行连线，确认对应的趋势走向图；

S2、从所确认的趋势走向图内，对图形内不同线段的趋势参数进行确认，并将属于同一趋势参数的数值合并为线性区间，将不属于线性区间的数值标记为非线性点位，再进行统一合并得到排列集合，其中，对趋势参数进行确认的具体方式为：

S21、对趋势走向图内两个点位之间的趋势参数进行确认，其确认方式为：趋势参数＝(后一点位的发热温度-前一点位的发热温度)÷(后一点位的电流参数-前一点位的电流参数)，并确认趋势走向图的初始点位，依次确认后续点位与前一点位的趋势参数，若趋势参数为一致时，则进行数据合并得到第一组线性区间；

S22、当趋势参数不一致时，再以此点位为初始点位，依次往后确认对应的趋势参数，并依次标记为第二组线性区间、……、第n组线性区间；

S23、在步骤S22中，当所出现的趋势参数与前后所生成的趋势参数均不一致时，则直接将此点位标记为非线性点位，并根据此趋势参数的具体位置将标记为非线性点位的趋势参数填补至步骤S22所排列的区间之间，填补完毕后，得到一组排列集合，具体的，可以这么理解，出现六组趋势参数，分别为：1、1、1、2、3、3，其中，前三组趋势参数相同，便可进行合并，得到第一组线性区间，其区间值为对应的电流参数以及发热温度，但第四组趋势参数与前后的趋势参数均不同，那么第四组趋势参数为非线性点位，后续便就是第二组线性区间，合并为排列集合，那么排列集合的表现形式为：第一组线性区间、非线性点位、第二组线性区间；

S3、对电伴热带的需求温度进行确认，根据需求温度，从排列集合内选取适配的三组区间或非线性点位，根据不同区间或非线性点位的不同加热数值，确认电伴热带的控制策略，其中，具体方式为：

S31、将所确认的需求温度标记为XQ_i，其中i代表不同的需求温度，其需求温度的具体参数由外部人员进行控制设定，根据需求温度XQ_i的具体数值，确认排列集合的所属区间或所属非线性点位，并标记为居中爬升序列；

S32、再将位于居中爬升序列前后两端的所属区间或所属非线性点位分别标记为居前爬升序列和居后爬升序列，对三个爬升序列内所对应的最大电流参数进行确认，并将三组电流参数所对应的发热效率进行确认，并分别标记为居前发热效率、居中发热效率以及居后发热效率；

S33、从三组发热效率内，选取最大值，并根据所选取的最大值，确认对应的电流参数，并标记为DL；

若DL位于居后爬升序列内，使用此电流参数DL输入至此电伴热带内，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且Y1一般取值5℃，再从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可，电伴热带内部温度便会自动爬升至XQ_i，完成加热处理；

若DL位于居中爬升序列内，直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

若DL位于居前爬升序列内，确认DL所对应的发热温度WD是否满足WD≥XQ_i-Y1：

若满足，则直接采用此电流参数DL输入至此电伴热带内，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，再直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

若不满足，则从三组爬升序列所确认的发热效率内，确认除掉最大值的第二组数值，此数值居中，便就是不大不小的位置，确认此发热效率是否位于居中爬升序列内：

若位于，直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可；

若不位于，直接从居后爬升序列内，选取内部电流参数的最大值，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，再直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热即可。

言而总之，采用此种方式，对电伴热带进行加热，可以理解为分为两个阶段，第一个阶段便就是快速加热，在一切条件均满足的情况下，提升加热效率，那么如何提升，便需要采用发热效率最大的数值进行加热，加热到指定数值便停止，后续，再进行缓冲加热，便就是为了确保加热精度，保障后续电伴热带的加热温度能达到需求温度，而不是高于或者低于需求温度，从而确保加热精度，满足整体的加热要求，满足加热精度，直接确认温度参数所对应的电流参数即可，使用此电流参数加热时，能加热到最大的加热温度便就是对应的温度参数；

实施例二

本实施例在具体实施过程中，还包括：

S4、对正在加热过程中的电伴热带温度节点进行监视，将每个不同温度节点的温度爬升速率进行确认，从若干个温度爬升速率内，确认每个温度节点是否运行正常，其中，进行确认的具体方式为：

S41、电伴热带温度节点加热完毕后，将所确认的温度爬升速率标记为SL_k，其中k代表不同的温度节点；

S42、将若干组温度爬升速率SL_k进行均值处理，得到限定均值JZ，采用CZ_k＝SL_k-JZ得到不同温度爬升速率SL_k所产生的若干个差值CZ_k，并分析若干个差值CZ_k是否满足|CZ_k|＞Y2，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若满足，则将对应的温度节点标记为异常节点，若不满足，则不进行任何处理；

S43、将异常节点的具体位置传输至外部显示端内，供外部人员进行查看，及时作出应对措施；

实施例三

本实施例在具体实施过程中，与实施例一相比，其具体区别在于，步骤S33中，Y1一般取值7℃。

实施例四

本实施例在具体实施过程中，包含上述实施例的全部实施过程。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (4)

1.一种电伴热带的自适应运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对同标准电伴热带的工作参数进行确认，其中，工作参数包括电流参数、发热温度以及发热效率，根据所确认的电流参数以及发热温度，构建两组参数之间的趋势走向图；

S2、从所确认的趋势走向图内，对图形内不同线段的趋势参数进行确认，并将属于同一趋势参数的数值合并为线性区间，将不属于线性区间的数值标记为非线性点位，再进行统一合并得到排列集合；

S3、对电伴热带的需求温度进行确认，根据需求温度，从排列集合内选取适配的三组区间或非线性点位，根据不同区间或非线性点位的不同加热数值，确认电伴热带的控制策略，具体方式为：

S31、将所确认的需求温度标记为XQ_i，其中i代表不同的需求温度，根据需求温度XQ_i的具体数值，确认排列集合的所属区间或所属非线性点位，并标记为居中爬升序列；

S32、再将位于居中爬升序列前后两端的所属区间或所属非线性点位分别标记为居前爬升序列和居后爬升序列，对三个爬升序列内所对应的最大电流参数进行确认，并将三组电流参数所对应的发热效率进行确认，并分别标记为居前发热效率、居中发热效率以及居后发热效率；

S33、从三组发热效率内，选取最大值，并根据所选取的最大值，确认对应的电流参数，并标记为DL；

若DL位于居后爬升序列内，使用此电流参数DL输入至此电伴热带内，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，其中Y1为预设值，再从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热；

若DL位于居中爬升序列内，直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热；

若DL位于居前爬升序列内，确认DL所对应的发热温度WD是否满足WD≥XQ_i-Y1：

若满足，则直接采用此电流参数DL输入至此电伴热带内，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，再直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热；

若不满足，则从三组爬升序列所确认的发热效率内，确认除掉最大值的第二组数值，此数值居中，再确认此发热效率是否位于居中爬升序列内：

若发热效率位于居中爬升序列内，直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热；

若发热效率不位于居中爬升序列内，直接从居后爬升序列内，选取内部电流参数的最大值，直至电伴热带内部的温度参数达到XQ_i-Y1时停止，再直接从居中爬升序列内确认XQ_i所对应的电流参数，对电伴热带进行加热；

S4、对正在加热过程中的电伴热带温度节点进行监视，将每个不同温度节点的温度爬升速率进行确认，从若干个温度爬升速率内，确认每个温度节点是否运行正常。

2.根据权利要求1所述的一种电伴热带的自适应运行控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，构建趋势走向图的具体方式为：

S11、根据不同电流参数所对应的电伴热带能爬升的发热温度，将对应的参数一一对应；

S12、以电流参数的具体数值作为横向坐标轴，以发热温度的具体数值作为竖向坐标轴，构建对应的二维坐标系；

S13、再将电流参数以及所对应的发热温度，在二维坐标系内确认对应的点位，再将所确认的点位进行连线，确认对应的趋势走向图。

3.根据权利要求2所述的一种电伴热带的自适应运行控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，合并确认排列集合的具体方式为：

S21、对趋势走向图内两个点位之间的趋势参数进行确认，其确认方式为：趋势参数=（后一点位的发热温度-前一点位的发热温度）÷（后一点位的电流参数-前一点位的电流参数），并确认趋势走向图的初始点位，依次确认后续点位与前一点位的趋势参数，若趋势参数为一致时，则进行数据合并得到第一组线性区间；

S22、当趋势参数不一致时，再以此点位为初始点位，依次往后确认对应的趋势参数，并依次标记为第二组线性区间、……、第n组线性区间；

S23、在步骤S22中，当所出现的趋势参数与前后所生成的趋势参数均不一致时，则直接将此点位标记为非线性点位，并根据此趋势参数的具体位置将标记为非线性点位的趋势参数填补至步骤S22所排列的区间之间，填补完毕后，得到一组排列集合。

4.根据权利要求1所述的一种电伴热带的自适应运行控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，确认每个温度节点是否运行正常的具体方式为：

S41、电伴热带温度节点加热完毕后，将所确认的温度爬升速率标记为SL_k，其中k代表不同的温度节点；

S42、将若干组温度爬升速率SL_k进行均值处理，得到限定均值JZ，采用CZ_k=SL_k-JZ得到不同温度爬升速率SL_k所产生的若干个差值CZ_k，并分析若干个差值CZ_k是否满足，其中Y2为预设值，若满足，则将对应的温度节点标记为异常节点，若不满足，则不进行任何处理。