大容水箱的高精度双级控温方法技术

本发明专利技术涉及一种大容水箱的高精度双级控温方法，包括大容水箱，冷水机组，所述的冷水机组包括变频器和变频压缩机，所述的大容水箱的出水口通过出水管连接发热设备，所述的发热设备通过水管连接所述的冷水机组，所述的冷水机组通过回水管连接所述的大容水箱的回水口，还包括进行集中控制的控制器，以及安装在所述的出水管内的出水温度传感器，安装在所述的回水管内的回水温度传感器，所述的出水温度传感器、回水温度传感器和变频器与所述的控制器连接，所述的控制器内部设置温度控制算法，所述的温度控制算法设置4个步骤循环执行，采用双级控制原则，分别控制大容水箱温度和冷水机组的回水温度的方法，具有控温速度快，稳定性好，控制精度高的优点。

A large tank of high precision double stage temperature control method

The invention relates to a large tank of high precision double level control methods, including a large water tank, water chiller, chiller includes inverter and inverter compressor outlet, wherein the water tank is connected with a heating device through a water outlet pipe, wherein the heating device through a water pipe connected with the water chiller, water chiller the large water tank through a return pipe connected to the mouth, also includes a controller for centralized control, and installed in the outlet pipe in the water temperature sensor, water temperature sensor is installed on the back of the return tube, the controller water temperature sensor, water temperature sensor and transducer and the connection controller arranged inside the temperature control algorithm, temperature control algorithm set 4 steps to execute the cycle, double stage The control principle, method of water temperature and water chiller are large water tank temperature control, has high speed, good stability and high control precision.

【技术实现步骤摘要】
大容水箱的高精度双级控温方法
本专利技术涉及大容水箱的高精度水温控制方法。
技术介绍
在工业领域，一些重要设备在工作过程中发热量大，为了不损坏其中的高温部件需要用特定水冷系统进行冷却。在一些特殊的应用场合，对水温的稳定性要求很高，比如进行蓝宝石晶体生长的长晶炉。传统的控制温度方式是采用PID算法，以当前水温跟目标水温的差值作为控制依据，进行水温调节，这种方法具有响应速度快、静差小以及算法成熟的优点。但是，对于水系统而言，水的热熔量大，并且对于大容水箱，具有严重的滞后性，导致水温的变化速度很慢，而PID算法调节速度快，导致经常调节过量，到水温来回波动。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决高精度水温的控制问题，特别是大容水箱的高精度水温控制问题，基于传统PID控制方法，采用两级水温控制，实现控温目标。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：大容水箱的高精度双级控温方法，包括可以容纳大量冷却水的大容水箱，进行降温的冷水机组，所述的冷水机组包括变频器和变频压缩机，所述的变频器的工作频率为f，其工作范围为(fmin，fmax)，所述的大容水箱的目标温度为T，允许的误差为±δ，所述的大容水箱的出水口通过出水管连接发热设备，所述的出水管上设置进行开关控制的出水阀，所述的发热设备通过水管连接所述的冷水机组，所述的冷水机组通过回水管连接所述的大容水箱的回水口，所述的回水管上设置进行开关控制的回水阀，还包括进行集中控制的控制器，以及安装在所述的出水管内的出水温度传感器，所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1，安装在所述的回水管内的回水温度传感器，所述的回水温度传感器测量的数据为回水温度t2，所述的出水温度传感器、回水温度传感器和变频器与所述的控制器连接，所述的控制器内部设置温度控制算法，所述的温度控制算法包括以下步骤：S1：比较出水温度t1和目标温度为T，如果|T-t1|≤δ，进入步骤S2；如果出水温度t1＞T+δ，进入步骤S3；如果出水温度t1＜T-δ，进入步骤S4；S2：启动所述的变频器，通过PID控制算法调节工作频率f，使回水温度t2等于目标温度为T；如果|T-t1|＞δ，返回步骤S1；S3：启动所述的变频器，设置工作频率f＝fmax；当出水温度t1＜T+δ后，进入步骤S1；S4：关闭所述的变频器；当出水温度t1＞T-δ后，进入步骤S1。本专利技术的有益效果主要表现在：1、系统结构简单，硬件成本低；2、采用PID控制方法和两级温度控制策略，控制稳定性好，温度控制精度高。附图说明图1是大容水箱高精度双级控温的系统结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1，大容水箱的高精度双级控温方法，包括可以容纳大量冷却水的大容水箱1，进行降温的冷水机组2，所述的冷水机组2包括变频器和变频压缩机，所述的变频器驱动所述的变频压缩机工作，进行制冷。所述的大容水箱1的出水口通过出水管3连接发热设备7，所述的出水管3上设置进行开关控制的出水阀4，所述的发热设备7通过水管连接所述的冷水机组2，所述的冷水机组2通过回水管5连接所述的大容水箱1的回水口，所述的回水管5上设置进行开关控制的回水阀6。所述的大容水箱1的冷却水经过所述的出水管3、出水阀4进入所述的发热设备7，冷却水换走热量以后进入所述的冷水机组2，冷却水温度降低以后经过所述的回水管5、回水阀6进入所述的大容水箱1。采用这样的工作方式，有两个好处：第一，所述的大容水箱1的水容量很大，可以滤除各种对温度的干扰，减少波动，因此进入所述的发热设备7的温度稳定；第二，所述的冷水机组2设置在所述的发热设备7的后面，可以估计热负载的大小，提高制冷功率的的调节速度。所述的大容水箱1的目标温度为T，允许的误差为±δ，所述的变频器的工作频率为f，其工作范围为(fmin，fmax)。还包括进行集中控制的控制器，以及安装在所述的出水管3内的出水温度传感器，所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1，出水温度t1与所述的大容水箱1的水温一致，安装在所述的回水管5内的回水温度传感器，所述的回水温度传感器测量的数据为回水温度t2，所述的出水温度传感器、回水温度传感器和变频器与所述的控制器连接，所述的控制器采集温度信号，控制所述的变频器工作，实现温度调节。所述的控制器内部设置温度控制算法，所述的温度控制算法包括以下步骤：S1：比较出水温度t1和目标温度为T，如果|T-t1|≤δ，进入步骤S2；如果出水温度t1＞T+δ，进入步骤S3；如果出水温度t1＜T-δ，进入步骤S4；S2：启动所述的变频器，通过PID控制算法调节工作频率f，使回水温度t2等于目标温度为T；如果|T-t1|＞δ，返回步骤S1；S3：启动所述的变频器，设置工作频率f＝fmax；当出水温度t1＜T+δ后，进入步骤S1；S4：关闭所述的变频器；当出水温度t1＞T-δ后，进入步骤S1。在步骤S1中，进行所述的大容水箱1的水温判断，根据与目标温度T的大小关系，进行策略选择。在步骤S2中，出水温度t1位于允许的范围之内，因此只需要采用传统的PID算法，以t2-T作为输入，工作频率f为调节对象，控制回水温度t2。即使存在回水温度t2与T的偏差，这个偏差传导到所述的大容水箱1也会是非常漫长的过程。步骤S3处理出水温度t1向上漂移，高于允许的工作范围的情况，采用最大制冷功率的策略，将出水温度t1控制到允许范围，然后再进入步骤S1更换控制策略。步骤S4处理出水温度t1向下漂移，低于允许的工作范围的情况，采用关闭所述的变频器的策略，将出水温度t1控制到允许范围，然后再进入步骤S1更换控制策略。本专利技术基于传统的PID控制算法，加上系统结构的特殊设计，以及两级温度控制策略，能够快速准确的达到温度控制效果，并且稳定性好，不会出现大幅波动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
大容水箱的高精度双级控温方法，包括可以容纳大量冷却水的大容水箱，进行降温的冷水机组，所述的冷水机组包括变频器和变频压缩机，所述的变频器的工作频率为f，其工作范围为(fmin，fmax)，所述的大容水箱的目标温度为T，允许的误差为±δ，其特征在于：所述的大容水箱的出水口通过出水管连接发热设备，所述的出水管上设置进行开关控制的出水阀，所述的发热设备通过水管连接所述的冷水机组，所述的冷水机组通过回水管连接所述的大容水箱的回水口，所述的回水管上设置进行开关控制的回水阀，还包括进行集中控制的控制器，以及安装在所述的出水管内的出水温度传感器，所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1，安装在所述的回水管内的回水温度传感器，所述的回水温度传感器测量的数据为回水温度t2，所述的出水温度传感器、回水温度传感器和变频器与所述的控制器连接，所述的控制器内部设置温度控制算法，所述的温度控制算法包括以下步骤：S1：比较出水温度t1和目标温度为T，如果|T‑t1|≤δ，进入步骤S2；如果出水温度t1＞T+δ，进入步骤S3；如果出水温度t1＜T‑δ，进入步骤S4；S2：启动所述的变频器，通过PID控制算法调节工作频率f，使回水温度t2等于目标温度为T；如果|T‑t1|＞δ，返回步骤S1；S3：启动所述的变频器，设置工作频率f＝fmax；当出水温度t1＜T+δ后，进入步骤S1；S4：关闭所述的变频器；当出水温度t1＞T‑δ后，进入步骤S1。...

【技术特征摘要】
1.大容水箱的高精度双级控温方法，包括可以容纳大量冷却水的大容水箱，进行降温的冷水机组，所述的冷水机组包括变频器和变频压缩机，所述的变频器的工作频率为f，其工作范围为(fmin，fmax)，所述的大容水箱的目标温度为T，允许的误差为±δ，其特征在于：所述的大容水箱的出水口通过出水管连接发热设备，所述的出水管上设置进行开关控制的出水阀，所述的发热设备通过水管连接所述的冷水机组，所述的冷水机组通过回水管连接所述的大容水箱的回水口，所述的回水管上设置进行开关控制的回水阀，还包括进行集中控制的控制器，以及安装在所述的出水管内的出水温度传感器，所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1，安装在所述的回水管内的回水温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学中，何谦，章思恩，刘瑜，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33