换热机组远程控制方法和远程控制系统技术方案

本发明专利技术涉及机组控制技术领域，具体涉及换热机组远程控制方法和远程控制系统，包括以下步骤：实时收集热分布数据；建立换热机组与远程控制中心之间的通信连接；在远程控制中心实时分析热分布数据，识别热点区域，并评估热交换效率；开发热点追踪与管理模块，自动生成热点响应控制指令；将控制指令传输给换热机组，并确保通过冗余机制的指令可靠性；换热机组接收控制指令，并实施局部参数调整；实时监控调整效果；远程控制中心根据反馈数据再次优化控制指令，并持续监测热点变化

【技术实现步骤摘要】
换热机组远程控制方法和远程控制系统


[0001]本专利技术涉及机组控制
，尤其涉及换热机组远程控制方法和远程控制系统
。

技术介绍

[0002]在现有的工业应用中，换热机组是核心的组件之一，它在能量转换
、
传输和利用过程中起着至关重要的作用
。
传统的换热机组主要依赖于经验设置和定期检测来维持其运行效率，这不仅耗时耗力，而且往往不能实时响应系统状态的变化，导致能效低下和资源浪费
。
同时，换热过程中的不均匀热分布可能导致设备过早磨损或故障，增加维护成本和停机时间
。
[0003]当前，虽然一些换热机组已经开始采用自动化控制系统，但这些系统往往局限于简单的反馈循环和预设的控制策略，缺乏对换热过程动态特性的深入理解和实时优化能力
。
此外，远程监控和控制功能在很多现有系统中仍然是一个未被充分开发的领域，这在多变的现代工业环境中限制了它们的性能和适用性
。
[0004]因此，需要一种新的换热机组远程控制方法，它能够实时监测和精确调控换热过程，同时具备智能化的数据处理和决策支持功能，以提升能源利用效率和设备运行的稳定性，本专利技术正是在此背景下应运而生，旨在通过技术创新解决现有技术中存在的问题，实现换热机组的高效
、
智能和远程控制
。

技术实现思路

[0005]基于上述目的，本专利技术提供了换热机组远程控制方法和远程控制系统
。
[0006]换热机组远程控制方法，包括以下步骤：
S1
：通过传感器网络建立换热机组内部的热能监测单元，实时收集热分布数据；
S2
：建立换热机组与远程控制中心之间的通信连接，用于传输监测到的热能数据；
S3
：在远程控制中心实时分析热分布数据，识别热点区域，并评估热交换效率；
S4
：基于
S3
的识别热点区域以及评估的热交换效率结果，开发热点追踪与管理模块，自动生成热点响应控制指令，用于调整换热机组的局部运行参数来均衡热能分布；
S5
：将控制指令传输给换热机组，并确保通过冗余机制的指令可靠性；
S6
：换热机组接收控制指令，并实施局部参数调整，具体包括调整流速
、
流向或热交换介质的分布以响应热点问题；
S7
：实时监控调整效果，将调整后的热能分布数据反馈至远程控制中心；
S8
： 远程控制中心根据反馈数据再次优化控制指令，并持续监测热点变化；
S9
：重复
S3
至
S8
，形成一个关于热点追踪与管理的动态优化闭环，以确保换热机组在整个运行过程中热能分布均衡且热交换效率最大化
。
[0007]进一步的，所述
S1
具体包括：
S11
：在换热机组关键热交换位置安装多点温度传感器；
S12
：通过温度传感器的分布式布局，确保全面覆盖热交换区域，实现热分布的细节捕捉；
S13
：利用无线或有线通信技术将各个温度传感器节点连接成网络，并实时传输采集到的温度数据至预设的中央处理单元；
S14
：中央处理单元对接收到的数据进行同步处理，包括数据校准
、
同步和分析，以形成实时的热分布图像
。
[0008]进一步的，所述关键热交换位置包括：进出口管道换热介质进入和离开换热机组的位置
、
管壳交界处壳管式换热器中
、
换热器的管板
、
传热管
、
温度梯度变化大的位置
、
热流路径热介质流动路径中的任何狭窄或弯曲处
、
换热介质接触面直接与热介质接触的表面
。
[0009]进一步的，所述
S2
中，在换热机组的控制系统中安装一个数据传输模块，该数据传输模块配置有通信硬件接口，用于支持以太网
、
无线局域网或蜂窝网络通信协议，将传感器网络所采集的热能数据通过数据传输模块发送至一个本地数据集成器，该本地数据集成器负责数据的初步整合
、
缓存和预处理
。
[0010]进一步的，所述
S3
具体包括：
S31
：采用热成像分析算法，通过构建热分布的二维或三维模型，实时接收并处理换热机组内部的温度传感器网络收集的数据，热成像算法通过热分布模型
T(x, y, z, t)
对每一时间点
t
的三维位置
(x, y, z)
处的温度值
T
进行实时渲染，进而识别热点区域；
S32
：利用熵增最小化方法对热点区域进行定量分析，对热点区域的无序度进行量化，以熵增
Δ
S
作为评估热效率的指标，熵增的计算通过以下公式表示：；其中，是玻尔兹曼常数，是第
i
个热点区域在总热量分布中所占的比例，评估系统的总熵变化，熵增的最小化表示热分布更均匀，从而热交换效率更高；
[0011]S33
：结合热点分析和熵增计算结果，运用神经网络优化模型自动调整换热机组参数
。
[0012]进一步的，所述
S4
具体包括：
S41
：开发热点追踪模块，该开发热点追踪模块通过实时分析换热机组的温度传感器数据，利用热点识别算法来确定和追踪换热机组内部的热点区域，利用温度数据对换热机组内部的正常和热点区域进行分类，实现实时热点追踪；
S42
：设计热点响应控制模块，该设计热点响应控制模块基于热点追踪结果自动计算出局部运行参数的调整方案，运用控制理论中的
PID 控制器，计算得出各控制点的调整量，以减少热点区域的温度偏差，调整量由以下公式确定：
[0013]；其中，
、、
分别是
PID
控制器的比例
、
积分
、
微分增益，是当前热点区域的温度偏差；
[0014]S43
：将计算得出的调整方案通过换热机组的远程控制接口实施，包括流体流速的调整
、
热交换介质的温度变化
、
换热面积的调节，调整方案实施后，热点追踪与管理模块将继续监控温度变化，以验证调整效果，并根据需要迭代优化控制指令
。
[0015]进一步的，所述热点识别算法采用基于支持向量机的分类算法，具体如下：利用换热机组内部的多点温度传感器网络实时收集温度数据，并将该温度数据作为支持向量机算法的输入，对收集到的温度数据进行预处理；应用支持向量机算法对预处理后的数据进行训练和模型建立，通过构建一个或多个超平面，以最大化不同类别数据之间的边界距离，支持向量机算法定义一个决策函数：，其中是超平面的法向量，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
换热机组远程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：通过传感器网络建立换热机组内部的热能监测单元，实时收集热分布数据；
S2
：建立换热机组与远程控制中心之间的通信连接，用于传输监测到的热能数据；
S3
：在远程控制中心实时分析热分布数据，识别热点区域，并评估热交换效率；
S4
：基于
S3
的识别热点区域以及评估的热交换效率结果，开发热点追踪与管理模块，自动生成热点响应控制指令，用于调整换热机组的局部运行参数来均衡热能分布；
S5
：将控制指令传输给换热机组，并确保通过冗余机制的指令可靠性；
S6
：换热机组接收控制指令，并实施局部参数调整，具体包括调整流速
、
流向或热交换介质的分布以响应热点问题；
S7
：实时监控调整效果，将调整后的热能分布数据反馈至远程控制中心；
S8
： 远程控制中心根据反馈数据再次优化控制指令，并持续监测热点变化；
S9
：重复
S3
至
S8
，形成一个关于热点追踪与管理的动态优化闭环，以确保换热机组在整个运行过程中热能分布均衡且热交换效率最大化
。2.
根据权利要求1所述的换热机组远程控制方法，其特征在于，所述
S1
具体包括：
S11
：在换热机组关键热交换位置安装多点温度传感器；
S12
：通过温度传感器的分布式布局，确保全面覆盖热交换区域，实现热分布的细节捕捉；
S13
：利用无线或有线通信技术将各个温度传感器节点连接成网络，并实时传输采集到的温度数据至预设的中央处理单元；
S14
：中央处理单元对接收到的数据进行同步处理，包括数据校准
、
同步和分析，以形成实时的热分布图像
。3.
根据权利要求2所述的换热机组远程控制方法，其特征在于，所述关键热交换位置包括：进出口管道换热介质进入和离开换热机组的位置；管壳交界处壳管式换热器中；换热器的管板
、
传热管；温度梯度变化大的位置；热流路径热介质流动路径中的任何狭窄或弯曲处；换热介质接触面直接与热介质接触的表面
。4.
根据权利要求3所述的换热机组远程控制方法，其特征在于，所述
S2
中，在换热机组的控制系统中安装一个数据传输模块，该数据传输模块配置有通信硬件接口，用于支持以太网
、
无线局域网或蜂窝网络通信协议，将传感器网络所采集的热能数据通过数据传输模块发送至一个本地数据集成器，该本地数据集成器负责数据的初步整合
、
缓存和预处理
。5.
根据权利要求4所述的换热机组远程控制方法，其特征在于，所述
S3
具体包括：
S31
：采用热成像分析算法，通过构建热分布的二维或三维模型，实时接收并处理换热机组内部的温度传感器网络收集的数据，热成像算法通过热分布模型
T(x, y, z, t)
对每一时间点
t
的三维位置
(x, y, z)
处的温度值
T
进行实时渲染，进而识别热点区域；
S32
：利用熵增最小化方法对热点区域进行定量分析，对热点区域的无序度进行量化，以熵增
Δ
S
作为评估热效率的指标，熵增的计算通过以下公式表示：
；其中，是玻尔兹曼常数，是第
i
个热点区域在总热量分布中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长民，
申请(专利权)人：山东众诚风凯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：