一種水蒸氣溫度控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種水蒸氣溫度控制方法，用于蒸汽溫度控制系統(tǒng)，所述蒸汽溫度控制系統(tǒng)的水蒸氣發(fā)生裝置連接管道，管道上裝設(shè)的溫度測量點(diǎn)有多個(gè)，分別分布在管道預(yù)設(shè)位置，所述控制終端接收并處理所述測量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率受控于所述控制終端；所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)?？刂?；所述蒸汽溫度控制方法由所述控制終端實(shí)現(xiàn)包括：采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度值；當(dāng)所述監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值不符時(shí)，控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率，直至所述監(jiān)控回傳的溫度值達(dá)到溫度跟蹤設(shè)定值。本發(fā)明實(shí)施例達(dá)到精確控制的技術(shù)目的。
【專利說明】
一種水蒸氣溫度控制方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種水蒸氣溫度控制方法和系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 水箱水位控制是科研和教學(xué)中常見的計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，現(xiàn)有 的計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)多基于PID (比例（proportion)、積分（integration)、微分 (differentiation))的直接控制方案。
[0003] 然而，作為科研和教學(xué)中同樣較為重要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，水蒸氣溫度的控制，由于受環(huán) 境影響較大，可控程度較低并且常規(guī)的PID控制方法并不能得到精確的控制效果。
[0004] 從而對于水蒸氣溫度的控制過程實(shí)現(xiàn)亟需可控度高且精確的控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種水蒸氣溫度控制方法和系統(tǒng)，以提高對水蒸氣溫度的 可控程度，并且能夠精確地實(shí)現(xiàn)控制過程。
[0006] -種水蒸氣溫度控制方法，用于蒸汽溫度控制系統(tǒng)，所述蒸汽溫度控制系統(tǒng)的水 蒸氣發(fā)生裝置連接管道，管道上裝設(shè)的溫度測量點(diǎn)有多個(gè)，分別分布在管道預(yù)設(shè)位置，所述 控制終端接收并處理所述測量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率受控于所述 控制終端；
[0007] 所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)?？刂?；
[0008] 所述蒸汽溫度控制方法由所述控制終端實(shí)現(xiàn)包括：
[0009] 采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度值；
[0010] 當(dāng)所述監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值不符時(shí)，控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝 置的輸出功率，直至所述監(jiān)控回傳的溫度值達(dá)到溫度跟蹤設(shè)定值。
[0011] 優(yōu)選地，所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)模控制包括：
[0012] 設(shè)定PID控制與內(nèi)?？刂平涌?；
[0013] 在PID控制環(huán)境下設(shè)置有初始溫度設(shè)定值、PID控制參數(shù)及控制周期：
[0014] 控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率包括：
[0015] 計(jì)算加熱功率變化量：
[0016] Au(n) = q〇e (n)+q:e (n-1)+q2e (n-2)；
[0017] Au(n) = q〇(e(n)-e(n-l))；
[0019] 其中％和q2為第一微分增益與第二微分增益，
[0020] Kp為比例系數(shù)；Ti為積分時(shí)間；Td為微分時(shí)間；Ts為采樣周期；Tset為溫度設(shè) 定；
[0021] 所述輸出功率為 u(n) = u(n-l) +Au(n);
[0022] 以及，
[0023] 在內(nèi)?？刂骗h(huán)境下設(shè)置有控制器開度、開環(huán)條件下的階躍響應(yīng)曲線及通過調(diào)用該 曲線并利用階躍相應(yīng)法和最小二乘法完成的辨識；
[0024] 控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率包括：
[0025] 利用微控制器頂C調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率。
[0026] 優(yōu)選地，所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)?？刂七€包括：設(shè)置 的預(yù)設(shè)控制算法接口。
[0027] 優(yōu)選地，所述的水蒸氣溫度控制方法，還包括：
[0028] 所述控制終端接收手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換請求；
[0029] 解析所述手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換請求，并指示手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換制式轉(zhuǎn)換。
[0030] 優(yōu)選地，采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度值包括：
[0031] 采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度模擬量；
[0032] 將所述溫度模擬量通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字量。
[0033] 優(yōu)選地，控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率包括：
[0034] 根據(jù)監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值的判斷結(jié)果，將生成的數(shù)字控制量通過 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度模擬量。
[0035] -種水蒸氣溫度控制系統(tǒng)，包括：水蒸氣發(fā)生裝置、管道、溫度測量點(diǎn)和控制終端， 其中：
[0036] 所述水蒸氣發(fā)生裝置連接所述管道，管道上設(shè)置所述溫度測量點(diǎn)，所述溫度測量 點(diǎn)有多個(gè)，分別分布在所述管道預(yù)設(shè)位置，所述控制終端接收并處理所述測量點(diǎn)的溫度數(shù) 據(jù)，所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率受控于所述控制終端；
[0037] 所述系統(tǒng)應(yīng)用權(quán)利要求1所述的水蒸氣溫度控制方法。
[0038] 優(yōu)選地，所述溫度測量點(diǎn)包括第一測量點(diǎn)，第二測量點(diǎn)和第三測量點(diǎn)，所述第一測 量點(diǎn)裝設(shè)于所述水蒸氣發(fā)生裝置的水蒸氣出口位置；所述第二測量點(diǎn)裝設(shè)于所述管道管路 中間位置；所述第三測量點(diǎn)裝設(shè)于管道管路末端。
[0039] 優(yōu)選地，水蒸氣溫度控制系統(tǒng)還包括：模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置A/D轉(zhuǎn)換裝置，用于采 集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度模擬量；
[0040] 將所述溫度模擬量通過所述A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字量。
[0041] 優(yōu)選地，所述的水蒸氣溫度控制系統(tǒng)還包括：數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換裝置D/A轉(zhuǎn)換裝置， 根據(jù)監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值的判斷結(jié)果，將生成的數(shù)字控制量通過D/A轉(zhuǎn)換 裝置轉(zhuǎn)換為溫度模擬量。
[0042] 從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的水蒸氣溫度控制方法和系統(tǒng)，基于 結(jié)構(gòu)合理的實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)定，并且在控制終端中嵌入PID控制策略和內(nèi)?？刂撇呗裕朔?水蒸氣溫度的控制受環(huán)境影響較大的問題，并通過PID控制策略和內(nèi)?？刂撇呗越Y(jié)合的方 式，達(dá)到精確控制的技術(shù)目的。并且，所述控制終端還具有兼容其他控制算法的接口，以方 便水蒸氣溫度控制過程中調(diào)試其他算法。
【附圖說明】
[0043] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0044] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種水蒸氣溫度控制方法流程圖；
[0045] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種水蒸氣溫度控制方法流程圖；
[0046] 圖3為本發(fā)明又一實(shí)施例公開的一種水蒸氣溫度控制方法流程圖；
[0047] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種水蒸氣溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0049] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種水蒸氣溫度控制方法和系統(tǒng)，以提高對水蒸氣溫度的可 控程度，并且能夠精確地實(shí)現(xiàn)控制過程。
[0050] 由于水蒸氣溫度控制受到環(huán)境溫度和設(shè)備本身的影響，在溫度監(jiān)測、跟蹤和調(diào)節(jié) 上，存在較多不可控因素?，F(xiàn)有的單一 PID控制方式很難獲得較好的控制效果，本實(shí)施例 中，將所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)模控制結(jié)合，能夠在原有PID參數(shù) 控制基礎(chǔ)上，對水蒸氣溫度進(jìn)行更為精確的控制。
[0051] 圖1示出了一種水蒸氣溫度控制方法，所述方法應(yīng)用于蒸汽溫度控制系統(tǒng)，所述 蒸汽溫度控制系統(tǒng)至少包括：水蒸氣發(fā)生裝置、管道、溫度測量點(diǎn)和控制終端，所述蒸汽溫 度控制系統(tǒng)的水蒸氣發(fā)生裝置連接管道，管道上裝設(shè)的溫度測量點(diǎn)有多個(gè)，分別分布在管 道預(yù)設(shè)位置，所述控制終端接收并處理所述測量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸 出功率受控于所述控制終端；
[0052] 所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)?？刂疲?br>[0053] 所述蒸汽溫度控制方法由所述控制終端實(shí)現(xiàn)，包括：
[0054] S11 :采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度值；
[0055] S12 :判斷監(jiān)控回傳的溫度值是否與初始溫度設(shè)定值不符，如果是，執(zhí)行S14,否則 執(zhí)行S13。
[0056] S13 :執(zhí)行下一溫度點(diǎn)的控制步驟；
[0057] S14 :控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率，直至所述監(jiān)控回傳的溫度值達(dá)到 溫度跟蹤設(shè)定值。
[0058] 如圖2,所述PID控制過程可包括：
[0059] S21 :設(shè)定PID控制與內(nèi)?？刂平涌?；
[0060] S22 :在PID控制環(huán)境下設(shè)置有初始溫度設(shè)定值、PID控制參數(shù)及控制周期：
[0061] S23 :控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率；
[0062] 包括：計(jì)算加熱功率變化量：
[0063] Au(n) = q〇e (n)+q:e (n-1)+q2e (n-2)；
[0064] Au(n) = q〇 (e (n)-e (n-1))；
[0066] 其中：qJP q 2為第一微分增益與第二微分增益，邱=七義1:邱.1611:;11 =七11:1(1. Text ；Td = txtKd. Text = 0 ；Ts = txtTs. Text, Tset = txttemp. Text ；
[0067] Kp為比例系數(shù)；Ti為積分時(shí)間；Td為微分時(shí)間；Ts為采樣周期；Tset為溫度設(shè) 定；
[0068] 最終控制的輸出功率為u(n) = u(n_l) +Au(n)。
[0069] 在內(nèi)?？刂茥l件下，設(shè)置有控制器開度、開環(huán)條件下的階躍響應(yīng)曲線及通過調(diào)用 該曲線并利用階躍相應(yīng)法和最小二乘法完成的辨識；
[0070] 控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率包括：
[0071] 利用微控制器MC調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率。
[0072] 需要說明的是，所述調(diào)節(jié)控制器開度，獲取開環(huán)條件下輸出的階躍響應(yīng)曲線；
[0073] 在數(shù)據(jù)庫中保存該曲線；
[0074] 調(diào)用該曲線，利用階躍響應(yīng)法和最小二乘法對該系統(tǒng)的辨識，可以通過手動(dòng)方式 實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)形式并不局限。
[0075] 在本控制步驟中，為了保證溫度控制的精準(zhǔn)性，將PID控制與內(nèi)?？刂葡嘟Y(jié)合的 方式，由于所述PID控制只能對常規(guī)的PID參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和控制，內(nèi)?？刂剖沟卯?dāng)前無法對 對水蒸氣溫度精確控制成為可能。
[0076] 圖3示出了又一種水蒸氣溫度控制方法，在上一實(shí)施例相同的系統(tǒng)條件下，包括：
[0077] 所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)?？刂?，并設(shè)置由預(yù)設(shè)控制算 法接口；
[0078] 所述蒸汽溫度控制方法由所述控制終端實(shí)現(xiàn)包括：
[0079] S31 :采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度模擬量；
[0080] S32 :將所述溫度模擬量通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字 量。
[0081] S33:判斷監(jiān)控回傳的當(dāng)所述監(jiān)控回傳的溫度值是否與初始溫度設(shè)定值不符，如果 是，執(zhí)行S35,否則執(zhí)行S34。
[0082] S34 :執(zhí)行下一溫度點(diǎn)的控制步驟；
[0083] S35 :控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率，直至所述監(jiān)控回傳的溫度值達(dá)到 溫度跟蹤設(shè)定值。
[0084] 根據(jù)監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值的判斷結(jié)果，將生成的數(shù)字控制量通過 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度模擬量。
[0085] 在進(jìn)行判斷的同時(shí)，所述控制終端將計(jì)算所述監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定 值的差值，該差值作為誤差信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后用作控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功 率的誤差彳目號。
[0086] 根據(jù)需要，系統(tǒng)設(shè)置的管道、監(jiān)測點(diǎn)雖有不同，但在采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫 度值均需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，而在溫度調(diào)節(jié)時(shí)，需要將溫度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化為功率調(diào)節(jié)，并進(jìn)行數(shù)模 轉(zhuǎn)換，從而在兼容PID控制模式，內(nèi)模控制模式及其他控制模式時(shí)，僅能達(dá)到溫度的精準(zhǔn)控 制的技術(shù)效果。
[0087] 圖4示出一種水蒸氣溫度控制系統(tǒng)，包括：水蒸氣發(fā)生裝置41、管道42、溫度測量 點(diǎn)43和彳全制終2而44,其中：
[0088] 所述水蒸氣發(fā)生裝置連接所述管道42,管道上設(shè)置所述溫度測量點(diǎn)43,所述溫度 測量點(diǎn)43有多個(gè)，分別分布在所述管道42預(yù)設(shè)位置，所述控制終端44接收并處理所述測 量點(diǎn)43的溫度數(shù)據(jù)，所述水蒸氣發(fā)生裝置41的輸出功率受控于所述控制終端；
[0089] 所述系統(tǒng)應(yīng)用權(quán)利要求1所述的水蒸氣溫度控制方法，水蒸氣控制方法參見圖 1-3圖示及其對應(yīng)說明，在此不再贅述。
[0090] 所述水蒸氣放生裝置可優(yōu)選為燒水壺，該系統(tǒng)可放置于立柜中，方便集中使用。
[0091 ] 作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述溫度測量點(diǎn)43包括第一測量點(diǎn)431，第二測量點(diǎn)432和第 三測量點(diǎn)433,所述第一測量點(diǎn)431裝設(shè)于所述水蒸氣發(fā)生裝置41的水蒸氣出口位置；所 述第二測量點(diǎn)432裝設(shè)于所述管道42管路中間位置；所述第三測量點(diǎn)433裝設(shè)于管道42 管路末端。
[0092] 需要指出的是，所述測量點(diǎn)的個(gè)數(shù)和排布并不局限于上述列舉形式，可以根據(jù)實(shí) 際的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的需要進(jìn)行增減和改裝。包括所述系統(tǒng)的布置方式，圖4僅作為一種實(shí)現(xiàn) 形式進(jìn)行展示，并不局限于此。
[0093] 圖4中未顯示出模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置A/D轉(zhuǎn)換裝置，用于采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回 傳的溫度模擬量；
[0094] 將所述溫度模擬量通過所述A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字量。
[0095] 以及，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換裝置D/A轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定 值的判斷結(jié)果，將生成的數(shù)字控制量通過D/A轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度模擬量。
[0096] 上述A/D轉(zhuǎn)換裝置及D/A轉(zhuǎn)換裝置可嵌入所述控制終端44設(shè)置，也可以單獨(dú)設(shè) 置，并不局限。
[0097] 綜上所述：
[0098] 本發(fā)明實(shí)施例的水蒸氣溫度控制方法和系統(tǒng)，基于結(jié)構(gòu)合理的實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)定，并 且在控制終端中嵌入PID控制策略和內(nèi)?？刂撇呗?，克服了水蒸氣溫度的控制受環(huán)境影響 較大的問題，并通過PID控制策略和內(nèi)?？刂撇呗越Y(jié)合的方式，達(dá)到精確控制的技術(shù)目的。 并且，所述控制終端還具有兼容其他控制算法的接口，以方便水蒸氣溫度控制過程中調(diào)試 其他算法。
[0099] 需要說明的是，在本申請文件中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將 一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作 之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體 意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括 那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或 者設(shè)備所固有的要素。
[0100] 本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置 而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說 明即可。
[0101] 專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元 及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和 軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些 功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè) 技術(shù)人員可以對每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng) 認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0102] 結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí) 行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM)、內(nèi)存、只讀存 儲(chǔ)器（ROM)、電可編程R0M、電可擦除可編程R0M、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM、或技術(shù) 領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
[0103] 對于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相應(yīng)于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡單，相關(guān) 之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所 述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可 以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。 可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。
[0104] 對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此， 本發(fā)明實(shí)施例將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和 新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水蒸氣溫度控制方法，其特征在于，用于蒸汽溫度控制系統(tǒng)，所述蒸汽溫度控制 系統(tǒng)的水蒸氣發(fā)生裝置連接管道，管道上裝設(shè)的溫度測量點(diǎn)有多個(gè)，分別分布在管道預(yù)設(shè) 位置，所述控制終端接收并處理所述測量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率 受控于所述控制終端； 所述控制終端的算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)?？刂?； 所述蒸汽溫度控制方法由所述控制終端實(shí)現(xiàn)包括： 采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度值； 當(dāng)所述監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值不符時(shí)，控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的 輸出功率，直至所述監(jiān)控回傳的溫度值達(dá)到溫度跟蹤設(shè)定值。2. 如權(quán)利要求1所述的水蒸氣溫度控制方法，其特征在于，所述控制終端的算法基于 比例微積分PID控制與內(nèi)模控制包括： 設(shè)定PID控制與內(nèi)模控制接口； 在PID控制環(huán)境下設(shè)置有初始溫度設(shè)定值、PID控制參數(shù)及控制周期： 控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率包括： 計(jì)算加熱功率變化量：其中：qJPq2為第一微分增益與第二微分增益， Kp為比例系數(shù)；Ti為積分時(shí)間；Td為微分時(shí)間；Ts為采樣周期；Tset為溫度設(shè)定； 所述輸出功率為u(n) =u(n-l) + Au(n); 以及， 在內(nèi)?？刂骗h(huán)境下設(shè)置有控制器開度、開環(huán)條件下的階躍響應(yīng)曲線及通過調(diào)用該曲線 并利用階躍相應(yīng)法和最小二乘法完成的辨識； 控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率包括： 利用微控制器MC調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率。3. 如權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的水蒸氣溫度控制方法，其特征在于，所述控制終端的 算法基于比例微積分PID控制與內(nèi)模控制還包括：設(shè)置的預(yù)設(shè)控制算法接口。4. 如權(quán)利要求1所述的水蒸氣溫度控制方法，其特征在于，還包括： 所述控制終端接收手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換請求； 解析所述手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換請求，并指示手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換制式轉(zhuǎn)換。5. 如權(quán)利要求1所述的水蒸氣溫度控制方法，其特征在于，采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳 的溫度值包括： 采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度模擬量； 將所述溫度模擬量通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字量。6. 如權(quán)利要求1所述的水蒸氣溫度控制方法，其特征在于，控制調(diào)節(jié)所述水蒸氣發(fā)生 裝置的輸出功率包括： 根據(jù)監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值的判斷結(jié)果，將生成的數(shù)字控制量通過數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度模擬量。7. -種水蒸氣溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：水蒸氣發(fā)生裝置、管道、溫度測量點(diǎn) 和控制終端，其中： 所述水蒸氣發(fā)生裝置連接所述管道，管道上設(shè)置所述溫度測量點(diǎn)，所述溫度測量點(diǎn)有 多個(gè)，分別分布在所述管道預(yù)設(shè)位置，所述控制終端接收并處理所述測量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，所 述水蒸氣發(fā)生裝置的輸出功率受控于所述控制終端； 所述系統(tǒng)應(yīng)用權(quán)利要求1所述的水蒸氣溫度控制方法。8. 如權(quán)利要求7所述的水蒸氣溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：所述溫度測量點(diǎn)包括 第一測量點(diǎn)，第二測量點(diǎn)和第三測量點(diǎn)，所述第一測量點(diǎn)裝設(shè)于所述水蒸氣發(fā)生裝置的水 蒸氣出口位置；所述第二測量點(diǎn)裝設(shè)于所述管道管路中間位置；所述第三測量點(diǎn)裝設(shè)于管 道管路末端。9. 如權(quán)利要求7所述的水蒸氣溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝 置A/D轉(zhuǎn)換裝置，用于采集所述測量點(diǎn)監(jiān)控回傳的溫度模擬量； 將所述溫度模擬量通過所述A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字量。10. 如權(quán)利要求7所述的水蒸氣溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換 裝置D/A轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)監(jiān)控回傳的溫度值與初始溫度設(shè)定值的判斷結(jié)果，將生成的數(shù)字 控制量通過D/A轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為溫度模擬量。
【文檔編號】G05D23/19GK105892518SQ201410589399
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月23日
【發(fā)明人】黃宇
【申請人】華北電力大學(xué)（保定）