以光强和温度为参数的控制方法技术

以光强和温度为参数的控制方法，属于自动控制技术应用领域。方法中包括光强参数I、温度参数T、控制对象的运行停止周期TC和占空比DC；用光强信号Itn与阈值Ith比较决定控制对象的运行和禁止；以光强信号的平均值Im调节运行停止的周期TC；以采集的序列温度值Ti及其峰值Tmax和谷值Tmin的差ΔT调节占空比DC及停止时间。本方法以太阳能集热系统循环泵的控制为应用例(但不构成应用限定)，在应用中只需要一个温度传感器和一个光敏传感器，温度传感器放在循环回路中便于操作的位置，光敏传感器可以灵活放置，根据控制条件放在光强与阳光变化状况相关的地方即可，与常见的温差式循环控制法相比省去了安装远程温度传感器以及布线施工，施工容易、维护简单。

【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及一种以光强和温度为参数的控制方法，属于自动控制技术应用领域。(二)
技术介绍
在生产生活中经常会使用到机械动力设备以达到预定的目的，例如太阳能集热系统中使用到的循环泵就属于这类机械动力设备。这类设备的运行往往都需要一定的控制条件，以太阳能集热系统为例，随着太阳的升起，集热器吸收到的太阳辐射能量转化为热能，此时需要液体循环流动传送热能到储能或换能设备中。而当太阳西落以后，集热器的温度逐渐低于储能或换热设备的温度，这时就必需停止循环以达到保温储能的目的。目前太阳能集热系统通常使用的循环泵的控制方法是温差控制法，它是根据集热器与储能设备内温度的差值控制循环泵启停的。这种方法直接有效，但是需要分别在集热器上和储能设备内各设置温度传感器，并通过电缆与控制器连接。由于集热器都是安装在室外朝阳的地方，储能设备一般放置在室内，控制器都是靠近储能设备安装的，所以连接集热器上温度传感器的电缆往往比较长，而且还要穿墙，布线施工比较麻烦，特别是在投入运行以后一旦出现故障，查找故障点、维修传感器和电缆也很困难。(三)
技术实现思路
(目的)本专利技术提出了一种机械动力设备循环泵的控制方法，这种方法以光强和温度为参数来实现控制，特别是用于控制太阳能集热系统中的循环泵，以达到简化安装施工免除维护远程传感器和长线电缆的目的。(技术方案)为了达到上述目的，本专利技术所涉及的以光强和温度为参数的控制方法包括光强参数I，温度参数T，控制对象循环泵的运行周期TC，以及占空比DC即运行时间与周期的比值。以光强参数调节周期TC和启动运行，以温度参数调节运行占空比DC和停止运行。首先设定光强阈值Ith，并设置运行周期初始值TC0，将占空比DC0的初值设为50％。设定或检测光强采集模块所在位置的光强最大值Imax，并以此值对光强的实时测量值做归一化处理。接下来实时检测光强信号It并做归一化处理得到归一化光强Itn。根据Itn的平均值Im修订运行周期TC，并将Itn与光强阈值Ith进行比较，当Itn＞Ith时起动循环泵，否则禁止运行。循环泵开始运行后，以一定的时间间隔采集温度检测模块测得的温度Ti(i＝1，2，……，N)，N为循环运行期间温度采集的次数。测量得到的温度序列与温度变化过程相关，从该序列可以求得最大值Tmax、最小值Tmin和峰谷差值ΔT＝Tmax-Tmin。当Ti≤Tmin时或i＝N时，循环泵停止运行，停止的时间与占空比DC相对应，其长度为TC×(1-DC)。根据ΔT和循环停止时i的数值调节运行占空比DC，ΔT和循环停止时i的数值越大，运行的时间就越长即占空比越大。至此一个运行周期完成，回到实时检测光强信号的步骤，开始一个新的周期，周而复始地进行。(有益效果)如上所述以光强和温度为参数的控制方法在工程应用中需要一个温度传感器和一个光敏传感器，温度传感器只需要放在循环回路中便于操作的位置，省去了安装远程温度传感器以及布线施工。光敏传感器也可以灵活放置，只要根据控制条件放在光强相应变化的地方即可，安装方便、施工容易、维护简单，并且具有良好的控制效果。(四)附图说明以下的实施例及附图具体说明本专利技术所述的控制方法，实施例可以帮助理解本专利技术所述的方法，但并不构成对本方法的应用限定。图1是本专利技术提出的以光强和温度为参数的控制方法控制流程图。图1所描述的以光强和温度为参数的控制方法包括光强参数I，温度参数T，控制对象循环泵的运行周期TC以及占空比DC。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术提出的以光强和温度为参数的控制方法及过程。第一步S1：控制对象系统中装有可以采集光强参数I的光强检测模块和可以采集温度参数T的温度检测模块，以太阳能集热系统为例，光强检测模块安装在光强随日照状况变化的地方，根据光强的检测值控制循环泵的运行，为此设定光强阈值Ith，作为比较基准。第二步S2：设置初始运行周期TC0和占空比DC0为50％。第三步S3：温度检测模块安装在太阳能集热系统循环回路中。光强检测模块检测出光强的最大值Imax，或根据以往数据预设该值。第四步S4：实时检测光强信号It，以Imax做归一化处理得到归一化光强Itn＝It/Imax。根据Itn的平均值Im修订运行周期，使得运行周期TC＝TC0×(1-Im+a)，其中a是根据最小周期设定的一个数值。第五步S5：将Itn与Ith进行比较，当Itn＞Ith时起动循环泵，当Itn≤Ith时，停止循环泵。第六步S6：循环泵运行后，温度检测模块处的温度就会变化，该模块按固定的采样间隔采集温度Ti(i＝1，2，……，N)，N为循环泵运行期间的采样个数，其数值取决于上一次运行周期TC和占空比DC。测量得到的温度序列与太阳辐射状况之间存在着相关性，能够反映出集热器的工作情况。从Ti序列计算出最大值Tmax、最小值Tmin和峰谷差值ΔT＝Tmax-Tmin。第七步S7：在温度检测的同时，将Ti与Tmin进行比较，当Ti≤Tmin时或i＝N时停止循环泵工作，停止的时间与运行周期TC和占空比DC相对应，即TC×(1-DC)。第八步S8：根据ΔT和停止运行时i的数值，通过计算确定出新一轮的运行时间占空比DC。ΔT越大以及停止循环泵时的i越大，占空比DC就越高。至此一个完整的控制周期结束，回到S4开始一个新的周期，周而复始。本文档来自技高网...

【技术保护点】
以光强和温度为参数的控制方法，包括光强参数I、温度参数T、控制对象的运行周期TC和占空比DC；S4：以实时光强Itn的平均值Im调节运行周期TC；S5：用实时光强信号Itn与阈值Ith比较决定控制对象的运行和禁止运行；S6：采集测量点的序列温度值Ti，从而求得峰值Tmax、谷值Tmin及其差值ΔT；S7：将实时温度Ti与谷值Tmin比较，同时比较i与N，判断是否满足运行停止条件；S8：根据ΔT和停止运行时i的数值，计算出下一个运行周期的占空比DC。

【技术特征摘要】
1.以光强和温度为参数的控制方法，包括光强参数I、温度参数T、控制对象的运行周期TC和占空比DC；S4：以实时光强Itn的平均值Im调节运行周期TC；S5：用实时光强信号Itn与阈值Ith比较决定控制对象的运行和禁止运行；S6：采集测量点的序列温度值Ti，从而求得峰值Tmax、谷值Tmin及其差值ΔT；S7：将实时温度Ti与谷值Tmin比较，同时比较i与N，判断是否满足运行停止条件；S8：根据ΔT和停止运行时i的数值，计算出下一个运行周期的占空比DC。2.根据权利要求1所述的以光强和温度为参数的控制方法，其特征在于实时检测光强信号It，以光强的最大值Imax做归一化处理得到归一化光强Itn＝It/Imax。根据Itn的平均值Im修订...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊江，齐京，潘仝，
申请(专利权)人：张俊江，齐京，潘仝，
类型：发明
国别省市：北京;11