本發(fā)明涉及溫度模糊控制方法和系統(tǒng)，尤其涉及一種大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法和系統(tǒng)。

背景技術：

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，會經(jīng)常調(diào)節(jié)回路裝置中工質(zhì)的運行溫度。對于一些升、降溫緩慢的大熱容(即大熱慣性)的工質(zhì)而言，溫度調(diào)節(jié)需要經(jīng)歷很長的過程，如果調(diào)節(jié)不及時，可能會產(chǎn)生很大的溫度超調(diào)量。因此，在調(diào)節(jié)此類工質(zhì)溫度時，需要根據(jù)其溫度變化進行預判調(diào)節(jié)。

目前，工業(yè)生產(chǎn)的溫度控制通常選擇人工或使用PID控制器調(diào)節(jié)。由于大型回路裝置在運行時受環(huán)境溫度、工質(zhì)流量、加熱器效率等因素的影響，加上工質(zhì)自身具有較大的熱慣性，工質(zhì)的溫度調(diào)節(jié)非常困難，往往會出現(xiàn)超調(diào)，需要較長的穩(wěn)定時間，并且在穩(wěn)定后容易出現(xiàn)工質(zhì)溫度圍繞目標值上下波動等情況。此外，長時間的調(diào)節(jié)也可能會導致加熱器自身溫度超出安全范圍，增加操作員勞動強度。

因此，迫切需要一種能夠精確控制回路裝置內(nèi)大熱慣性工質(zhì)溫度的控制方法和系統(tǒng)，從而優(yōu)化工質(zhì)溫度調(diào)節(jié)的性能指標，增加回路裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，減少人力消耗，降低生產(chǎn)成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法，該方法可精確控制工質(zhì)運行溫度，優(yōu)化工質(zhì)溫度調(diào)節(jié)的性能指標，增加回路裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，減少人力消耗，降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法，包括以下步驟：

設定工質(zhì)目標運行溫度，獲取工質(zhì)當前運行溫度，并計算所述工質(zhì)當前運行溫度和工質(zhì)目標運行溫度之間的工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率；

基于工質(zhì)運行溫度模糊控制規(guī)則表對所述工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率進行模糊化、模糊推理以及去模糊化，得到精確控制量；

基于所述精確控制量控制工質(zhì)運行溫度。

本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法，其基于模糊控制理論控制回路裝置內(nèi)工質(zhì)運行溫度，采用單變量二維模糊控制，即以工質(zhì)當前運行溫度為變量，以工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率為模糊控制的二維輸入，基于工質(zhì)運行溫度模糊控制規(guī)則表生成模糊控制的輸出(即所述精確控制量)。該方法由于采用了基于工質(zhì)運行溫度模糊控制規(guī)則表的模糊控制，從而與人工或PID控制相比提高了控制的穩(wěn)定性和精確性，提高了調(diào)節(jié)速度和響應時間，減少了溫度超調(diào)量，從而精確控制工質(zhì)運行溫度，優(yōu)化工質(zhì)溫度調(diào)節(jié)的性能指標，增加回路裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，減少人力消耗，降低生產(chǎn)成本。

進一步地，本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法還包括以下步驟：

設定回路裝置工作狀態(tài)的正常范圍；

實時監(jiān)測和/或預測所述回路裝置工作狀態(tài)，當其超過正常范圍時進行控制和/或報警。

上述方案中，所述回路裝置通常包括工質(zhì)加熱器、工質(zhì)泵、回路通道以及散熱器，工質(zhì)在工質(zhì)泵的驅(qū)動下在回路通道中流動運行，工質(zhì)加熱器和散熱器用于對工質(zhì)進行加熱和散熱，以控制工質(zhì)運行溫度。所述回路裝置工作狀態(tài)通常包括工質(zhì)加熱器電流、工質(zhì)加熱器溫度等變量表征的回路裝置工作狀態(tài)，還可以包括工質(zhì)流量、壓力等參數(shù)表征的回路裝置工作狀態(tài)。

進一步地，本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法中，基于min-max重心法去模糊化，得到精確控制量。

進一步地，本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法中，所述工質(zhì)為比熱容在1000J/(Kg·K)以上的單相液體。

上述方案具體限定了本發(fā)明中使用的大熱慣性工質(zhì)。大熱慣性工質(zhì)具有溫控響應慢、調(diào)節(jié)時間長等特性，工質(zhì)的熱慣性是指當其所處的環(huán)境溫度瞬間變化時，工質(zhì)本身溫度變化存在一定的滯后性，該性質(zhì)主要取決于工質(zhì)的熱容。

更進一步地，上述大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法中，所述工質(zhì)為油、鹽類溶液、熔鹽、液態(tài)鈉、熔融鹽、酸溶液以及海水中的一種。

更進一步地，上述大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法中，采用步進增量方式預測回路裝置工作狀態(tài)，包括以下步驟：

基于兩次采樣之間的回路裝置工作狀態(tài)的變化梯度預測下次采樣時的回路裝置工作狀態(tài)。

上述方案中，根據(jù)所述變化梯度的趨勢可以預測下次采樣時的回路裝置工作狀態(tài)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可精確控制工質(zhì)運行溫度，優(yōu)化工質(zhì)溫度調(diào)節(jié)的性能指標，增加回路裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，減少人力消耗，降低生產(chǎn)成本。

相應地，根據(jù)上述另一目的，本發(fā)明還提出了一種大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)，包括回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)，其用于采集回路裝置信號和控制回路裝置運行，此外還包括：

數(shù)據(jù)交互模塊，其用于人機交互以及與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互；

模糊控制模塊，其與所述數(shù)據(jù)交互模塊數(shù)據(jù)連接；

所述數(shù)據(jù)交互模塊通過人機交互設定工質(zhì)目標運行溫度，通過與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互獲取工質(zhì)當前運行溫度，并計算所述工質(zhì)當前運行溫度和工質(zhì)目標運行溫度之間的工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率；

所述模糊控制模塊基于工質(zhì)運行溫度模糊控制規(guī)則表對所述工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率進行模糊化、模糊推理以及去模糊化，得到精確控制量，并基于該精確控制量控制工質(zhì)運行溫度。

本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)，其基于本發(fā)明所述大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法實現(xiàn)，因此同樣可精確控制工質(zhì)運行溫度，優(yōu)化工質(zhì)溫度調(diào)節(jié)的性能指標，增加回路裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，減少人力消耗，降低生產(chǎn)成本，相關原理不再贅述。

本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)中，所述回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)可以包括PLC以及與該PLC連接的回路裝置控制平臺，所述PLC與回路裝置中的控制輸入和信號輸出連接，以采集回路裝置信號和控制回路裝置運行。通常所述控制輸入包括工質(zhì)加熱器電流，散熱器功率控制輸入，信號輸出包括工質(zhì)當前運行溫度，通過控制工質(zhì)加熱器電流(某些實施方式下還可以配合控制散熱器功率)控制工質(zhì)運行溫度。

進一步地，本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)中，所述模糊控制模塊包括：

模糊模塊，其用于模糊化；

推理模塊，其用于模糊推理；

解模糊模塊，其用于去模糊化。

進一步地，本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)中，所述模糊控制模塊還并聯(lián)一備用PID控制系統(tǒng)。

進一步地，本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)還包括回路裝置保護模塊，其中：

所述數(shù)據(jù)交互模塊通過人機交互設定回路裝置工作狀態(tài)的正常范圍；

所述回路裝置保護模塊通過所述數(shù)據(jù)交互模塊與所述回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互，以實時監(jiān)測和/或預測所述回路裝置工作狀態(tài)，當其超過正常范圍時進行控制和/或報警。

更進一步地，上述大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)中，所述回路裝置保護模塊采用步進增量方式預測回路裝置工作狀態(tài)，包括以下步驟：

所述回路裝置保護模塊基于兩次采樣之間的回路裝置工作狀態(tài)的變化梯度預測下次采樣時的回路裝置工作狀態(tài)。

本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法，其優(yōu)點和有益效果包括：

(1)適用于熱容大且升、降溫緩慢(即大熱慣性)的工質(zhì)的溫度調(diào)節(jié)；

(2)工質(zhì)運行溫度的控制的精確性和穩(wěn)定性高；

(3)提高工質(zhì)溫度調(diào)節(jié)速度與響應時間，減小溫度超調(diào)量，優(yōu)化調(diào)節(jié)的性能指標；

(4)增加回路裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，降低操作員的勞動強度，減少人力消耗，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)，其同樣具有上述優(yōu)點與有益效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法在一種實施方式下的流程圖。

圖2為本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)在一種實施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為采用圖2所示系統(tǒng)進行溫度模糊控制的一種回路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為對圖3所示回路裝置進行溫度模糊控制的一種工作流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合說明書附圖和具體的實施例對本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法和系統(tǒng)做進一步的詳細說明。

圖1示意了本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法在一種實施方式下的流程。

如圖1所示，該實施方式下的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制方法包括以下步驟：

設定工質(zhì)目標運行溫度，獲取工質(zhì)當前運行溫度，并計算所述工質(zhì)當前運行溫度和工質(zhì)目標運行溫度之間的工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率；

基于工質(zhì)運行溫度模糊控制規(guī)則表對工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率進行模糊化、模糊推理以及去模糊化，得到精確控制量；

基于精確控制量控制工質(zhì)運行溫度。

在某些實施方式下，上述方法還包括以下步驟：

設定回路裝置工作狀態(tài)的正常范圍；

實時監(jiān)測和/或預測所述回路裝置工作狀態(tài)，當其超過正常范圍時進行控制和/或報警。其中，可以采用步進增量方式預測回路裝置工作狀態(tài)，包括步驟：基于兩次采樣之間的回路裝置工作狀態(tài)的變化梯度預測下次采樣時的回路裝置工作狀態(tài)。

在某些實施方式下，上述方法中，基于min-max重心法去模糊化，得到精確控制量。

在某些實施方式下，上述方法中，工質(zhì)為比熱容在1000J/(Kg·K)以上的單相液體。其中，上述工質(zhì)可以是油、鹽類溶液、熔鹽、液態(tài)鈉、熔融鹽、酸溶液以及海水中的一種。

圖2示意了本發(fā)明所述的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)在一種實施方式下的結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，該實施方式下的大熱慣性工質(zhì)回路裝置溫度模糊控制系統(tǒng)包括：回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1以及與其數(shù)據(jù)連接的筆記本電腦5，該筆記本電腦8具有外部控制接口，可實現(xiàn)多種控制邏輯實驗和遠程控制等功能；可通過TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度快，實時性好，可進行遠程操作拓展；該筆記本電腦5中以軟件方式運行有數(shù)據(jù)交互模塊2、模糊控制模塊3以及回路裝置保護模塊4，其中：

回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1用于采集回路裝置信號和控制回路裝置運行。其中，回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1包括PLC以及與該PLC連接的回路裝置控制平臺11，PLC用于與回路裝置中的控制輸入和信號輸出連接，以采集回路裝置信號和控制回路裝置運行。該實施方式中，回路裝置控制平臺11為EPICS控制平臺。

數(shù)據(jù)交互模塊2用于人機交互以及與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)交互模塊2通過人機交互設定回路裝置工作狀態(tài)的正常范圍。其中，數(shù)據(jù)交互模塊2通過人機交互設定工質(zhì)目標運行溫度，通過與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互獲取工質(zhì)當前運行溫度，并計算工質(zhì)當前運行溫度和工質(zhì)目標運行溫度之間的工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率。該實施方式中，利用NI LabVIEW軟件制作的操作界面進行人機交互，可與EPICS控制平臺聯(lián)合調(diào)控回路裝置，在操作界面上顯示所有監(jiān)測數(shù)據(jù)與控制的控制量、目標量。

模糊控制模塊3與數(shù)據(jù)交互模塊2數(shù)據(jù)連接。模糊控制模塊3采用單變量二維模糊控制方式，包括：模糊模塊，其用于模糊化；推理模塊，其用于模糊推理；解模糊模塊，其用于去模糊化。模糊控制模塊3還并聯(lián)一備用PID控制系統(tǒng)。其中，模糊控制模塊3基于工質(zhì)運行溫度模糊控制規(guī)則表對工質(zhì)溫度偏差和工質(zhì)溫度偏差變化率進行模糊化、模糊推理以及去模糊化，得到精確控制量。基于精確控制量控制工質(zhì)運行溫度。該實施方式中，算法部分通過Fortran語言編寫。

回路裝置保護模塊4通過數(shù)據(jù)交互模塊2與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1數(shù)據(jù)交互，以實時監(jiān)測和/或預測回路裝置工作狀態(tài)，當其超過正常范圍時進行控制和/或報警。其中，回路裝置保護模塊4采用步進增量方式預測回路裝置工作狀態(tài)，包括步驟：回路裝置保護模塊4基于兩次采樣之間的回路裝置工作狀態(tài)的變化梯度預測下次采樣時的回路裝置工作狀態(tài)。

圖3示意了采用圖2所示系統(tǒng)進行溫度模糊控制的一種回路裝置。圖4示意了對圖3所示回路裝置進行溫度模糊控制的一種工作流程。

如圖3所示，采用圖2所示系統(tǒng)進行溫度模糊控制的一種回路裝置，其工質(zhì)采用熔鹽，該回路裝置包括：熔鹽加熱器6、熔鹽泵7、回路通道8、油換熱器9、空氣散熱器10、油加熱器11以及油泵12，熔鹽在熔鹽泵7的驅(qū)動下在回路通道8中流動運行，熔鹽加熱器6和空氣散熱器10用于對熔鹽進行加熱和散熱，以控制熔鹽運行溫度。回路裝置工作狀態(tài)包括熔鹽加熱器6的電流、熔鹽加熱器6的溫度以及熔鹽流量表征的回路裝置工作狀態(tài)。該回路裝置采用熱電偶測量熔鹽當前溫度和熔鹽加熱器6當前溫度，采用超聲波流量計測量熔鹽當前流量。該回路裝置的控制輸入包括熔鹽加熱器6電流，空氣散熱器10功率控制輸入，信號輸出包括熔鹽當前運行溫度，通過控制熔鹽加熱器6電流(某些實施方式下還可以配合控制空氣散熱器10功率，空氣散熱器10功率輸出可以通過散熱器工作因子與輸出的熔鹽加熱器6電流值運算后得到)控制熔鹽運行溫度。

上述回路裝置中，熔鹽加熱器6為回路通道8中的熔鹽提供熱量。熔鹽泵7為回路通道8中熔鹽的流動提供驅(qū)動壓頭。熔鹽的一次熱阱為油換熱器9，油通過油泵12驅(qū)動在油加熱器11加熱到適當溫度，然后在油換熱器9換熱，進而到空氣散熱器10散熱。根據(jù)能量守恒原理，在熔鹽加熱器6給定固定加熱功率時，如果空氣散熱器10功率高于熔鹽加熱器6，則系統(tǒng)熔鹽整體溫度下降；如果空氣散熱器10功率低于熔鹽加熱器6，則系統(tǒng)熔鹽整體溫度上升?；芈吠ǖ?中空氣散熱器10功率是指油換熱器9的油側(cè)帶走的功率，進而外推是空氣散熱器10空氣側(cè)帶走的功率。影響油換熱器9功率的因素有熔鹽溫度與流速、油溫度與流速。當熔鹽溫度偏差較大，需要迅速提高溫度時，可以一方面增加熔鹽加熱器6的電流值，增加加熱輸出功率；另一方面，降低油流速，甚至關閉油泵，卸油而使用真空環(huán)境，那么油換熱器9油側(cè)帶走的熱量很少，熔鹽加熱器6的加熱功率基本用來提高熔鹽的溫度。

如圖4所示，對圖3所示回路裝置進行溫度模糊控制的一種工作流程包括：

步驟110：通過數(shù)據(jù)交互模塊2進行數(shù)據(jù)交互。其中，數(shù)據(jù)交互模塊2通過人機交互設定(也可實時調(diào)整)熔鹽目標運行溫度T_set，以及熔鹽加熱器6保護溫度(也可以通過設定熔鹽加熱器6保護裕度來計算)、熔鹽加熱器6電流限值(也可以通過設定功率保護因子來計算)、采樣時間T、數(shù)據(jù)交互時間、超溫冷卻時間、熔鹽加熱器6溫度預測系數(shù)α和熔鹽流量，通過與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1數(shù)據(jù)交互獲取熔鹽當前運行溫度T_t，并計算熔鹽當前運行溫度T_t和熔鹽目標運行溫度T_set之間的熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t。數(shù)據(jù)交互模塊2將數(shù)據(jù)傳輸給模糊控制模塊3。

上述步驟中，計算熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t的公式為：

e_t＝T_set-T_t，

步驟120：模糊控制模塊3中的模糊模塊接收來自數(shù)據(jù)交互模塊2的熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t并將其作為輸入語言變量進行模糊化處理；推理模塊，其基于熔鹽運行溫度模糊控制規(guī)則表進行模糊推理得到以輸出語言變量表示的熔鹽加熱器6電流值I_t；解模糊模塊，其將熔鹽加熱器6電流值I_t進行去模糊化以得到熔鹽加熱器6電流值的精確控制量v₀。需要時可關閉模糊控制模塊3，啟用備用PID控制系統(tǒng)，將其輸出代替精確控制量v₀。將該精確控制量v₀傳輸給PLC，PLC基于該精確控制量v₀在熔鹽加熱器6電流限值內(nèi)控制熔鹽加熱器6電流以控制熔鹽運行溫度。熔鹽運行溫度不能低于運行最低限值，否則會發(fā)生凝固。該步驟中，通過筆記本電腦中的外部控制接口可實現(xiàn)模糊控制模塊3與熱電偶、超聲波流量計以及熔鹽加熱器6之間的耦合。

上述步驟中，數(shù)據(jù)交互時間是PLC兩次溫度控制動作的間隔時間。具體是指筆記本電腦通過PLC調(diào)節(jié)熔鹽加熱器6電流的間隔時間，交互的是計算得到的新的熔鹽加熱器6電流值。如果數(shù)據(jù)交互時間短，則PLC在單位時間內(nèi)動作頻率高，調(diào)節(jié)更快速。

上述步驟中，考慮到大熱慣性工質(zhì)回路溫度模糊控制系統(tǒng)適用于升溫、降溫、穩(wěn)定運行三種工況，根據(jù)可能的升溫、降溫時輸入的溫差范圍，熔鹽運行溫度模糊控制規(guī)則表(見下表1)設置成7*7矩陣，熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t的模糊集均用7個語言變量表示：{PB，PM，PS，ZO，NS，NM，NB}，分別對應不同范圍的熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t；熔鹽加熱器6電流值I_t的模糊集用5個語言變量表示：{VH，H，MA，L，ZA}，分別對應不同范圍的熔鹽加熱器6電流值I_t，其中ZA代表熔鹽加熱器6關閉，VH代表熔鹽加熱器6在操作員設置的最大運行功率下的電流值，其他符號所代表的電流值在ZA與VH之間。

表1.熔鹽運行溫度模糊控制規(guī)則表

其中，對熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t的模糊化選擇三角形與Sigmoid函數(shù)(S形函數(shù))復合形式的隸屬函數(shù)計算輸入?yún)?shù)的隸屬度，確定反模糊計算的隸屬函數(shù)。其中S形函數(shù)可計算輸入的熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t很大的情況，隸屬函數(shù)輸入值涵蓋整個回路裝置的熔鹽溫度調(diào)節(jié)范圍。使用熔鹽運行溫度模糊控制規(guī)則表進行模糊推理，在反模糊化時采用min-max重心法計算控制量，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)的魯棒性。下式(1)為模糊化計算時隸屬度的S形函數(shù)解析式，下式(2)為反模糊化計算熔鹽加熱器6電流值的精確控制量v₀的公式。

$f\left(\mathrm{\μ}\right)=\frac{1}{1+\exp (-ax+b)}---\left(1\right)$

$v_0=\frac{{\Σ}_{i=1}^k{v}_k{\mathrm{\μ}}_k\left(v\right)}{{\Σ}_{i=1}^k{\mathrm{\μ}}_k\left(v\right)}---\left(2\right)$

其中，(1)式中，μ(v)為輸出v的隸屬度，f(μ)為S形函數(shù)解析式，即在某個熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t下計算隸屬度的函數(shù)；a和b為常數(shù)，通過改變a和b的取值可以調(diào)節(jié)該S形函數(shù)的形狀；(2)式中，v_k為第k個輸出電流值；μ_k(v)為第k個電流輸出值對應的隸屬度。這兩個公式應用在計算的不同階段：式(1)是根據(jù)熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t計算模糊語言變量的公式；式(2)是在模糊計算完成之后，將模糊化語言變量轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嵉妮敵鲭娏髦禃r的公式。

需要說明的是，該實施方式中的熔鹽運行溫度模糊控制規(guī)則表是基于大熱慣性工質(zhì)回路的實驗結(jié)果總結(jié)得出的，因此該熔鹽運行溫度模糊控制規(guī)則表及其簡單變形也應當屬于本發(fā)明保護范圍。熔鹽熱容大，熱慣性強，在調(diào)節(jié)熔鹽溫度時，開始時在較長的一段時間內(nèi)熔鹽溫度不會有明顯地變化。隨著輸出電流不斷增加，熔鹽溫度緩慢上升。待接近目標值時，如果選擇繼續(xù)加熱，則達到目標值后熔鹽溫度會繼續(xù)上升，達到峰值后緩慢下降。操作員利用豐富的經(jīng)驗可以很快調(diào)整熔鹽至目標溫度值，在溫差較大時增加加熱器電流，減小散熱器功率；當熔鹽溫度上升至接近目標值時，增加散熱器功率，減小加熱器電流，抑制熔鹽溫度變化的熱慣性，最終可使工質(zhì)穩(wěn)定在目標溫度值。大熱慣性工質(zhì)回路溫度模糊控制系統(tǒng)將操作員的經(jīng)驗整理成熔鹽運行溫度模糊控制規(guī)則表，根據(jù)熔鹽溫度的變化狀態(tài)及時調(diào)整。

步驟130：回路裝置保護模塊4通過數(shù)據(jù)交互模塊2與回路裝置監(jiān)控系統(tǒng)1數(shù)據(jù)交互，以實時監(jiān)測和預測回路裝置工作狀態(tài)，當其超過正常范圍時進行控制和報警。其中，回路裝置保護模塊4采用步進增量方式預測回路裝置工作狀態(tài)，包括步驟：監(jiān)測熔鹽加熱器6當前溫度是否超過熔鹽加熱器6保護溫度；基于兩次采樣之間的熔鹽加熱器6溫度的變化梯度預測下次采樣時的熔鹽加熱器6溫度是否超過熔鹽加熱器6保護溫度。熔鹽加熱器6溫度不能超出運行最高限值，否則會燒壞設備。此外，還監(jiān)控熔鹽流量在合理范圍內(nèi)。熔鹽流量過低時，可能由于熱量不能被及時帶走導致局部地區(qū)出現(xiàn)過熱點或者過冷點，影響系統(tǒng)安全運行。

上述步驟中，T為采樣時間，T₀、T₁、T₂為三個間隔均為T的時刻的熔鹽加熱器6溫度，T₀為過去時刻采樣溫度，T₁為當前時刻采樣溫度，T₂為計算預測的下一時刻的采樣溫度。α為熔鹽加熱器6溫度預測系數(shù)，是預測熔鹽加熱器6溫度是否超溫的權(quán)重因子。若熔鹽加熱器6出現(xiàn)超溫或預計將出現(xiàn)超溫，則保護系統(tǒng)會切斷加熱器功率，加熱電流輸出值為0A，在超溫冷卻時間范圍內(nèi)觀測熔鹽加熱器6當前溫度是否恢復至不超過且預測不超過熔鹽加熱器6保護溫度。若未恢復，則超溫冷卻時間加倍。其中，T、T₀、T₁、T₂以及α滿足下式：

$T_2=T_1+\mathrm{\α}*\frac{(T_1-T_0)}{T}.$

上述步驟中，超溫冷卻時間是超溫后的熔鹽加熱器6的冷卻時間；在熔鹽加熱器6溫度過高時，回路裝置保護模塊4會自動降低熔鹽加熱器6功率，減小熔鹽加熱器6溫度。超溫冷卻時間為降功率后到熔鹽加熱器6重新開始加熱的時間。除此之外，操作員可手動調(diào)節(jié)熔鹽加熱器6功率也能避免熔鹽加熱器6過熱的問題。

上述大熱慣性工質(zhì)回路溫度模糊控制系統(tǒng)根據(jù)操作員設置的熔鹽目標溫度，自動計算熔鹽溫度偏差e_t和熔鹽溫度偏差變化率ec_t，隸屬度求解，模糊推理，輸出熔鹽加熱器6電流，還可以調(diào)節(jié)空氣散熱器10功率，最終使熔鹽在熔鹽目標運行溫度T_set穩(wěn)定運行，同時回路裝置保護模塊4始終監(jiān)測回路裝置的運行狀態(tài)，確保回路裝置安全運行。

要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然本發(fā)明不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領域的技術人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。