CN217113121U - 一种汽温控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽温控制装置，属于温度控制技术领域，包括：第一采集模块；与所述采集模块连接的反馈模块；与所述反馈模块连接的主PID控制器；第二采集模块；与所述主PID控制器以及所述第二采集模块连接的副PID控制器；与所述副PID控制器连接的减温减压调节器，从而实现对饱和蒸汽减压后汽温升高幅度的控制，既保证用户端用汽品质，提高生产效率，又不至于超温损坏设备，达到节能降耗效果。

Description

一种汽温控制装置

技术领域

本实用新型涉及温度控制技术领域，更具体的说是涉及一种汽温控制装置。

背景技术

目前，在饱和蒸汽供汽系统中，过热蒸汽经减温减压后形成饱和蒸汽送给若干用户，每个用户为调节用汽量安装有调节阀，使的各用户用汽压力各不相同，为了节能降耗，减温减压的减温水尽量控制到最小，避免疏水量大，造成热量损失。

但是，由于饱和蒸汽供汽系统维持饱和蒸汽管道的蒸汽处于刚刚饱和状态后，若用户端经用汽调节阀后，汽压降低时，由于蒸汽压力降低，蒸汽会从饱和状态返回过热状态，造成温度升高，形成所谓汽温“倒挂”现象。

因此，当用户端调节阀门引起温度频繁大幅变化时，会导致用户汽温经常性的大幅波动。与此相对应，控制系统也需要大幅度调整控制输出以维持被控参数的稳定。

综上，如何提供一种汽温控制装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种汽温控制装置，可以在用户端调节阀门引起温度频繁大幅度变化时，及时有效的控制饱和蒸汽降压后过热汽温升高幅度，既保证用户端用汽品质，提高生产效率，有能够保护用户端设备不会超温损坏，达到节能降耗效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种汽温控制装置，基于饱和蒸汽供汽系统以及用户端，包括：

第一采集模块，用于采集饱和蒸汽供汽系统信号；

反馈模块，与所述第一采集模块连接，用于将饱和蒸汽供汽系统信号进行反馈，得到反馈信号；

主PID控制器，与所述反馈模块连接，用于对预先存储的汽温设定值以及反馈信号进行PID调节，得到主温度控制值；

第二采集模块，用于采集多个用户端汽温信号；

副PID控制器，与所述主PID控制器以及所述第二采集模块连接，用于对主温度控制值以及用户端汽温信号进行PID调节，得到开度指令信号；

减温减压调节器，与所述副PID控制器连接，用于根据开度指令信号控制饱和蒸汽降压后气温升高幅度。

优选的，所述第一采集模块包括：

压力传感器，用于采集饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号；

蒸汽用温度传感器，用于采集饱和蒸汽供汽系统信号。

优选的，所述反馈模块包括：

一阶惯性滤波单元，与所述压力传感器连接，用于将饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号进行一阶惯性滤波处理并输出；

信号处理单元，与蒸汽用温度传感器以及所述一阶惯性滤波单元连接，用于根据饱和蒸汽供汽系统信号以及经过一阶惯性滤波的饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号计算出蒸汽比焓信号，将蒸汽比焓信号作为反馈信号。

优选的，所述副PID控制器包括：

比较单元，与所述第二采集模块连接，用于比较采集的多个用户端汽温信号值，得到最高用户端的汽温信号；

处理单元，与主PID控制器以及所述比较单元连接，用于计算主 PID控制器的主温度控制值和最高用户端的汽温信号的差值，得到差值结果；

温度调节器，与所述处理单元连接，用于根据差值结果确定副 PID控制器的温度设定值，并根据副PID控制器的温度设定值得到开度指令信号。

优选的，所述减温减压调节器包括：

减温水箱，用于存储减温水；

减温水阀，与所述副PID控制器以及所述减温水箱连接，用于根据副PID控制器的开度指令信号控制减温水箱中泵出来的减温水。

优选的，所述模块及配套单元、传感器选择均为现有技术。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种汽温控制装置，结合用户端用汽情况，从而当用户端汽温高于主PID控制器的温度时，通过副PID控制器对减温减压控制器进行控制，使减温减压控制器增加减温水量，以提高饱和蒸汽的含水率。通过本实用新型可以在用户端调节实用新型引起温度频繁大幅度变化时，及时有效的控制饱和蒸汽降压后汽温升高幅度，既保证用户端用汽品质，提高生产效率，有能够保护设备不会超温损坏，达到节能降耗效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种汽温控制装置结构示意图。

在附图1中：

2-第一采集模块、21-压力传感器、22-蒸汽用温度传感器、3-反馈模块、31-一阶惯性滤波单元、32-信号处理单元、4-主PID控制器、5-第二采集模块、6-副PID控制器、61-比较单元、62-处理单元、63- 温度调节器、7-减温减压调节器、71-减温水箱、72-减温水阀；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1所示，本实用新型实施例公开了一种汽温控制装置，基于饱和蒸汽供汽系统以及用户端，包括：

第一采集模块2，用于采集饱和蒸汽供汽系统信号；

反馈模块3，与第一采集模块2连接，用于将饱和蒸汽供汽系统信号进行反馈，得到反馈信号；

主PID控制器4，预先存储有汽温设定值，与反馈模块3连接，用于对预先存储的汽温设定值以及反馈信号进行PID调节，得到主温度控制值；

第二采集模块5，用于采集多个用户端汽温信号；

副PID控制器6，与主PID控制器4以及第二采集模块5连接，用于对主温度控制值以及用户端汽温信号进行PID调节，得到开度指令信号；

减温减压调节器7，与副PID控制器6连接，用于根据开度指令信号控制饱和蒸汽降压后气温升高幅度。

在一个具体实施例中，第一采集模块2包括：

压力传感器21，为蒸汽用压力传感器，用于采集饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号；

蒸汽用温度传感器22，用于采集饱和蒸汽供汽系统信号。

在一个具体实施例中，反馈模块3包括：

一阶惯性滤波单元31，与压力传感器21连接，用于将饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号进行一阶惯性滤波处理并输出；

信号处理单元32，与蒸汽用温度传感器22以及一阶惯性滤波单元31连接，用于根据饱和蒸汽供汽系统信号以及经过一阶惯性滤波的饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号计算出蒸汽比焓信号，将蒸汽比焓信号作为反馈信号。

具体的，对饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号进行滤波的一阶惯性模块的惯性时间设置为20S；

采用上述技术方案的有益效果为：

利用蒸汽比焓信号代替汽温作为快速回路反馈信号，从而能够使主PID控制器4的主温度控制值更加精准，解决快速回路对被控对象增益的变化并不敏感的问题。

在一个具体实施例中，副PID控制器6包括：

比较单元61，与第二采集模块5连接，更具体的，比较单元61 可以为现有比较器，用于比较采集的多个用户端汽温信号值，得到最高用户端的汽温信号；

处理单元62，与主PID控制器4以及比较单元61连接，更具体的，处理单元62可以为现有处理器，用于计算主PID控制器4的主温度控制值和最高用户端的汽温信号的差值，得到差值结果；

温度调节器63，与处理单元62连接，用于根据差值结果确定副 PID控制器6的温度设定值，并根据副PID控制器6的温度设定值得到开度指令信号。

在一个具体实施例中，减温减压调节器7包括：

减温水箱71，用于存储减温水；

减温水阀72，与副PID控制器6以及减温水箱71连接，用于根据副PID控制器6的开度指令信号控制减温水箱71中的减温水。

具体的，所涉及到的单元、模块均为现有技术；

更具体的，主PID控制器4与副PID控制器为现有技术中的比例积分微分控制器；第一采集模块2与采集模块5为现有技术中汽温传感器以及蒸汽压力传感器，型号可以为ATMOS 14、YL-S96Y等，反馈控制模块2为现有技术中信号反馈装置，型号可以为FJK-165-NH等，一阶惯性滤波单元31为现有技术中一阶惯性滤波器，型号可以为XBT-APF等，处理单元32现有技术中的比较器。

具体的工作原理为：

利用蒸汽比焓信号代替汽温作为快速回路反馈信号，比焓反馈回路部分的控制逻辑为：饱和蒸汽供汽系统信号以及经过一阶惯性滤波的饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号输入到信号处理单元32，由信号处理单元32计算出蒸汽比焓信号，将蒸汽比焓信号代替汽温信号，然后作为快速回路反馈信号输入至主PID控制器4，根据设定的饱和蒸汽供汽系统汽温设定值以及反馈信号进行PID调节，得到主温度控制值，从而对饱和蒸汽供汽系统进行温控调节。进一步的，通过处理单元62计算主PID控制器4的主温度控制值和最高用户端的汽温信号的差值，得到差值结果，通过温度调节器63实现温度调节。

更具体的，主PID控制器4的主温度控制值和最高用户端的汽温信号的差值在±2℃以内副PID控制器6输入温度设定值为主PID控制器4的输出温度值，副PID控制器6根据副PID的输入温度设定值与减温减压调节器7后温度的偏差通过副PID控制器6设定值自适应控制减温减压调节器7的减温水阀72的开度；

更具体的，主PID控制器4的主温度控制值和最高用户端的汽温信号的差值小于等于-2℃，副PID控制器6输入温度设定值为主PID 控制器4的输出温度值加1℃，副PID控制器6的输入温度设定值作为副调节器的设定值，通过副PID控制器6设定值自适应控制减温水阀72的切换，更具体的，可以使减温水阀72关闭防止主蒸汽温度进一步降低，实现副PID输入温度设定值的自适应控制；

更具体的，主PID控制器4的主温度控制值和最高用户端的汽温信号的差值大于等于2℃，副PID控制器6输入温度设定值为主PID 控制器4的输出温度值减1℃，副PID控制器6的输入温度设定值作为副调节器的设定值通过副PID控制器6设定值自适应控制减温减压调节器7阀门的切换，更具体的，可以使减温水阀72开启防止主蒸汽温度进一步升高，实现副PID输入温度设定值的自适应控制；

更具体的，模块及配套单元、传感器选择均为现有技术。

另一方面，本实用新型还提供了一种汽温升高幅度控制方法，基于饱和蒸汽供汽系统以及用户端，包括：

参数设定，设定饱和蒸汽供汽系统汽温设定值；

采集饱和蒸汽供汽系统信号；

反馈信号，将饱和蒸汽供汽系统信号进行反馈，得到反馈信号；

主PID控制，对汽温设定值以及反馈信号进行PID调节，得到主温度控制值；

采集多个用户端汽温信号；

副PID控制，对主温度控制值以及用户端汽温信号进行PID调节，得到开度指令信号；

减温减压调节，根据开度指令信号控制饱和蒸汽降压后气温升高幅度。

在一个具体实施例中，采集饱和蒸汽供汽系统信号包括：

采集饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号；

采集饱和蒸汽供汽系统信号。

在一个具体实施例中，反馈信号包括：

将饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号进行一阶惯性滤波处理；

根据饱和蒸汽供汽系统信号以及经过一阶惯性滤波的饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号计算出蒸汽比焓信号，将蒸汽比焓信号作为反馈信号。

在一个具体实施例中，副PID控制包括：

比较采集的多个用户端汽温信号值，得到最高用户端的汽温信号；

计算主PID控制器4的主温度控制值和最高用户端的汽温信号的差值，得到差值结果；

根据差值结果确定副PID控制器6的温度设定值，并根据副PID 控制器6的温度设定值得到开度指令信号。

再一方面，本实用新型还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一项的汽温升高幅度控制方法的步骤。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种汽温控制装置，结合用户端用汽情况，从而当用户端汽温高于主PID控制器的温度时，通过副PID控制器对减温减压控制器进行控制，使减温减压控制器增减温水量，以降低饱和蒸汽的含水率。通过本实用新型可以在用户端调节实用新型引起温度频繁大幅度变化时，及时有效的控制饱和蒸汽降压后汽温升高幅度，既保证用户端用汽品质，提高生产效率，有能够保护设备不会超温损坏，达到节能降耗效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种汽温控制装置，基于饱和蒸汽供汽系统以及用户端，其特征在于，包括：

第一采集模块(2)；

反馈模块(3)，与所述第一采集模块(2)连接；

主PID控制器(4)，与所述反馈模块(3)连接；

第二采集模块(5)；

副PID控制器(6)，与所述主PID控制器(4)以及所述第二采集模块(5)连接；

减温减压调节器(7)，与所述副PID控制器(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽温控制装置，其特征在于，所述第一采集模块(2)包括：

压力传感器(21)，用于采集饱和蒸汽供汽系统的蒸汽压力信号；

蒸汽用温度传感器(22)，用于采集饱和蒸汽供汽系统信号。

3.根据权利要求2所述的一种汽温控制装置，其特征在于，所述反馈模块(3)包括：

一阶惯性滤波单元(31)，与所述压力传感器(21)连接；

信号处理单元(32)，与所述蒸汽用温度传感器(22)以及所述一阶惯性滤波单元(31)连接。

4.根据权利要求1所述的一种汽温控制装置，其特征在于，所述副PID控制器(6)包括：

比较单元(61)，与所述第二采集模块(5)连接；

处理单元(62)，与主PID控制器(4)以及所述比较单元(61)连接；

温度调节器(63)，与所述处理单元(62)连接。

5.根据权利要求1所述的一种汽温控制装置，其特征在于，所述减温减压调节器(7)包括：

减温水箱(71)，用于存储减温水；

减温水阀(72)，与所述副PID控制器(6)以及所述减温水箱(71)连接。

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