用于给水系统的控制系统及方法与流程

本发明涉及控制领域，具体地，涉及一种用于给水系统的控制系统及方法。

背景技术：

电站给水系统通常主要包括除氧器、给水泵前置泵、(主)给水泵、高压加热器到省煤器的相应的管道和阀门，用于实现将除氧器内的水加压、加热送到锅炉去工作。为了保障在启动、停止过程和给水流量小时保护前置泵、给水泵，通常会为每台给水泵设置再循环阀，目的是防止给水泵小流量时损坏水泵。现有技术中对再循环阀的相应的控制方法主要包括两种，具体如下所述。

一种方法是利用双折线的控制来控制再循环阀的开度，当给水流量小于390t/h时再循环阀开始打开，当流量到290t/h或以下时和流量在290～340t/h之间时再循环阀全部打开；当流量从340t/h到440t/h之间时再循环阀逐渐关闭，当流量从440t/h到390t/h之间时，再循环阀关闭。由于控制起点高(如390t/h)，机组在低负荷时再循环阀经常打开，造成能源浪费；同时由于再循环阀在低负荷运行时，经常打开影响主给水控制回路的工作，容易造成整个给水系统断水事件的发生。

另一种方法是利用PI调节器控制再循环阀的开度，可根据水泵转速来控制再循环开度。但该方法存在以下问题不能很好的解决：

1)超驰100％打开再循环阀与PI调节相互干扰。

2)小流量容易损坏阀门和再循环阀打开时造成调节系统大的扰动。

3)未考虑前置泵启动时系统的控制功能。

4)由于变送器故障信号未延时，运行中的工况突变容易将自动退出。

以上两种现有的控制方式由于均不满足水泵不同运行方式的控制需要，为此，操作人员不得不在给水流量在60～70％时提前手动打开再循环阀，这样将浪费大量的能源，同时也不能实现全程自动控制的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于给水系统的控制系统及方法，以解决上述现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于给水系统的控制系统，所述给水系统包括再循环阀，其中，该控制系统包括：第一接收装置，用于接收所述再循环阀的开度值；以及控制装置，与所述第一接收装置连接，用于将所接收的开度值与预定开度值进行比较，并根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号。

为了实现上述目的，本发明还提供一种用于给水系统的控制方法，所述给水系统包括再循环阀，其中，该控制方法包括：

接收所述再循环阀的开度值；

将所接收的开度值与预定开度值进行比较；以及

根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号。

通过上述技术方案，可以接收再循环阀的开度值，然后将所接收的开度值与预定开度值进行比较，并根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号。这样，可以根据再循环阀的开度值实现对PID调节器的给定值的调节，进而实现对再循环阀的调节。由此，能够防止给水系统中再循环阀的跳跃，确保了给水系统的安全运行。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明第一实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图；

图2是根据本发明第二实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图；

图3是根据本发明第三实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图；

图4是根据本发明第四实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图；

图5是根据本发明第一实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图；

图6是根据本发明第二实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图；

图7是根据本发明第三实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图；

图8是根据本发明第四实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图；以及

图9是根据本发明第五实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明一种实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图。所述给水系统可以包括再循环阀、给水泵、前置泵和管道等。

如图1所示，本发明一种实施方式提供的用于给水系统的控制系统可以包括：第一接收装置10，用于接收所述再循环阀的开度值；以及控制装置12，与所述第一接收装置10连接，用于将所接收的开度值与预定开度值进行比较，并根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号。

通过上述技术方案，可以接收再循环阀的开度值，然后将所接收的开度值与预定开度值进行比较，并根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号。这样，可以根据再循环阀的开度值实现对PID调节器的给定值的调节，进而实现对再循环阀的调节。由此，能够防止给水系统中再循环阀的跳跃，确保了给水系统的安全运行。

根据本发明一种实施方式，所述再循环阀的开度值可以通过再循环阀的阀门位置来反馈。

其中，本领域技术人员可以根据实际情况对所述预定开度值进行设定，本发明不对此进行限定。例如，所述再循环阀的开度值可以为15％(即，再循环阀打开15％)。

根据本发明一种实施方式，所述控制装置12根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号包括：

在所接收的开度值大于所述预定开度值的情况下，所述控制装置12输出控制PID调节器的给定值增加第一预定值的信号；

在所接收的开度值小于所述预定开度值的情况下，所述控制装置12输出控制PID调节器的给定值在第一预定时间后减小第一预定值的信号。

通过在所接收的开度值大于预定开度值的情况下控制PID调节器的给定值增加第一预定值，可以确保PID调节器不会立即输出关闭再循环阀的信号，确保再循环阀有一定的开度；相反，在所接收的开度值小于所述预定开度值的情况下控制PID调节器的给定值在第一预定时间后减小第一预定值，可以确保在该第一预定时间内不进行PID调节器的定值调整，从而可以保证再循环阀的阀门在该第一预定时间之后从当前开度关闭到0％(也就是，延时第一预定时间后在执行PID调节器的定值调整)。

其中，所述第一预定时间可以为2s，所述第一预定值的大小可以为30t/h。本领域技术人员应当理解，其仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

图2是根据本发明第二实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图。

如图2所示，与第一实施方式所示的用于给水系统的控制系统的不同之处在于：

该控制系统还包括第一检测装置14，用于检测所述节水系统的给水泵的转速和实际流量；

所述控制装置12还用于根据所检测的转速和实际流量确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量，将所述实际流量与所述给定流量进行比较并根据比较结果输出控制所述再循环阀的开度的信号。

通过对所述节水系统的给水泵的转速和实际流量的检测，控制装置可以确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量，然后可以通过将所述实际流量与所述给定流量进行比较并根据比较结果输出控制所述再循环阀的开度的信号。由此，通过上述方式对再循环阀的开度的控制，可以防止给水泵汽蚀。

其中，所述第一检测装置14可以包括速度传感器和流量变送器，分别用于检测所述节水系统的给水泵的转速和实际流量。

根据本发明一种实施方式，所述控制装置12根据所检测的转速和实际流量确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量包括：

在所检测的实际流量处于第一预定流量和第二预定流量之间的情况下，所述控制装置12利用转速与流量第一函数确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量为第一函数给定流量，所述第一预定流量小于所述第二预定流量；

在所检测的实际流量小于第一预定流量的情况下，所述控制装置12利用转速与流量第二函数确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量为第二函数给定流量。

由此，可以根据所检测的实际流量首先确定使用哪个函数，然后根据所确定的函数可以确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量。

其中，所述第一预定流量的大小可以为230t/h，而所述第二预定流量的大小可以为350t/h。所述转速与流量第一函数以及所述转速与流量第二函数可以预先存储在存储器中以供使用。上述示例仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

根据本发明一种实施方式，所述控制装置12根据比较结果输出控制所述再循环阀的开度的信号包括：

在所述第一函数给定流量大于所检测的实际流量的情况下，所述控制装置输出控制所述再循环阀在第二预定时间后以第一预定开度打开的信号；

在所述第二函数给定流量大于所检测的实际流量的情况下，所述控制装置输出控制所述再循环阀在第三预定时间后以第二预定开度打开的信号，

其中，所述第一预定开度小于所述第二预定开度。

由此，可以根据不同的给定流量控制再循环阀在相应的预定时间后打开相应的开度。通过设置预定时间的延时，可以确保给水系统中不同控制方式之间的相互干扰。

例如，在所述第一函数给定流量大于所检测的实际流量的情况下，可以控制再循环阀超驰打开，第二预定时间的范围可以为5至10s，第一预定开度的范围可以为40至60％。在这种情况下的延时可以防止超驰控制与PID调节之间的相互干扰。

类似地，在所述第二函数给定流量大于所检测的实际流量的情况下，可以控制再循环阀保护打开，第三预定时间的范围可以为1至5s，第二预定开度的大小可以为100％(即，再循环阀打开100％，完全打开)。

上述示例仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

图3是根据本发明第三实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图。

如图3所示，与第一实施方式和第二实施方式所示的用于给水系统的控制系统的不同之处在于：

该系统还包括第二接收装置16，用于接收所述PID调节器的输出值；

所述控制装置12还用于将所述PID调节器的输出值与阈值进行比较，并根据比较结果输出控制所述再循环阀的信号。

通过上述技术方案，可以对所述PID调节器的输出值进行接收，然后可以根据该输出值与阈值的比较结果对再循环阀进行控制。由此，能够防止流量过小对再循环阀的损坏。

其中，本领域技术人员可以根据实际情况对上述的阈值进行设定，本发明不对此进行限定。

根据本发明一种实施方式，所述控制装置12根据比较结果输出控制所述再循环阀的信号包括：

在所述输出值小于所述阈值的情况下，所述控制装置12输出控制所述再循环阀关闭的信号；

在所述输出值大于所述阈值的情况下，所述控制装置12输出以所述PID调节器的输出值控制所述再循环阀的信号。

由此，在所述输出值小于所述阈值的情况下，将控制再循环阀快速关闭；相反，在所述输出值大于所述阈值的情况下，将按照PID调节器的输出对再循环阀进行控制。

图4是根据本发明第四实施方式的用于给水系统的控制系统的方框图。

如图4所示，与第一实施方式至第三实施方式所示的用于给水系统的控制系统的不同之处在于：

该系统还包括第二检测装置18和第三接收装置20，在所述第一接收装置10接收所述再循环阀的开度值之前，

所述第二检测装置18用于检测所述给水系统的前置泵的流量；

所述第三接收装置20用于接收表示前置泵状态的信号；

所述控制装置12还用于在所述表示前置泵状态的信号为前置泵合闸信号且所检测的前置泵的流量小于所述流量阈值的情况下输出控制所述再循环阀打开的信号。

根据上述技术方案，可以对所述给水系统的前置泵的流量进行检测并对所述表示前置泵状态的信号进行接收，然后可以在所述表示前置泵状态的信号为前置泵合闸信号的情况下，将所检测的前置泵的流量与流量阈值进行比较，并在小于所述流量阈值的情况下输出控制所述再循环阀打开的信号。由此，可以确保在前置泵合闸且流量达到流量阈值的情况下才将再循环泵打开，从而防止对前置泵的损坏。

其中，本领域技术人员可以根据实际情况对流量阈值进行设定，本发明不对此进行限定。在本发明中，流量阈值可以优选为120t/h。

图5是根据本发明第一实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图。所述给水系统可以包括再循环阀、给水泵和前置泵。

如图5所示，本发明一种实施方式提供的用于给水系统的控制方法可以包括：

S500，接收所述再循环阀的开度值；

S502，将所接收的开度值与预定开度值进行比较；以及

S504，根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号。

通过上述技术方案，可以接收再循环阀的开度值，然后将所接收的开度值与预定开度值进行比较，并根据比较结果输出控制PID调节器的给定值的信号。这样，可以根据再循环阀的开度值实现对PID调节器的给定值的调节，进而实现对再循环阀的调节。由此，能够防止给水系统中再循环阀的跳跃，确保了给水系统的安全运行。

图6是根据本发明第二实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图。

如图6所示，与第一实施方式所示的用于给水系统的控制方法的不同之处在于：

步骤S504可以包括：

S5040，在所接收的开度值大于所述预定开度值的情况下，输出控制PID调节器的给定值增加第一预定值的信号；

S5042，在所接收的开度值小于所述预定开度值的情况下，输出控制PID调节器的给定值在第一预定时间后减小第一预定值的信号。

图7是根据本发明第三实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图。

如图7所示，与第一实施方式和第二实施方式所示的用于给水系统的控制方法的不同之处在于，该方法还包括：

S700，检测所述节水系统的给水泵的转速和实际流量；

S702，根据所检测的转速和实际流量确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量；

S704，将所述实际流量与所述给定流量进行比较；

S706，根据比较结果输出控制所述再循环阀的开度的信号。

通过对所述节水系统的给水泵的转速和实际流量的检测，可以确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量，然后可以通过将所述实际流量与所述给定流量进行比较并根据比较结果输出控制所述再循环阀的开度的信号。由此，通过上述方式对再循环阀的开度的控制，可以防止给水泵汽蚀。

出于简洁的目的，图7中省略了图5和图6所示的步骤。并且，本领域技术人员应当理解，图7所示的步骤S700-S706，可以在图5和图6所示的步骤之前或之后执行。

根据本发明一种实施方式，步骤S702可以包括：

S7020，在所检测的实际流量处于第一预定流量和第二预定流量之间的情况下，利用转速与流量第一函数确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量为第一函数给定流量，所述第一预定流量小于所述第二预定流量；

S7022，在所检测的实际流量小于第一预定流量的情况下，利用转速与流量第二函数确定所述给水泵的与所检测的转速对应的给定流量为第二函数给定流量。

根据本发明一种实施方式，步骤S706可以包括：

S7060，在所述第一函数给定流量大于所检测的实际流量的情况下，输出控制所述再循环阀在第二预定时间后以第一预定开度打开的信号；

S7062，在所述第二函数给定流量大于所检测的实际流量的情况下，输出控制所述再循环阀在第三预定时间后以第二预定开度打开的信号，

其中，所述第一预定开度小于所述第二预定开度。

图8是根据本发明第四实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图。

如图8所示，与第一实施方式至第三实施方式所示的用于给水系统的控制方法的不同之处在于，该方法还可以包括：

S800，接收所述PID调节器的输出值；

S802，将所述PID调节器的输出值与阈值进行比较；

S804，根据比较结果输出控制所述再循环阀的信号。

出于简洁的目的，图8仅示出了步骤S800-S804。并且，本领域技术人员应当理解，图8所示的步骤S800-S804，可以在图5至图7中任一个图中所示的步骤之前或之后执行。

根据本发明一种实施方式，步骤S804可以包括：

S8040，在所述输出值小于所述阈值的情况下，输出控制所述再循环阀关闭的信号；

S8042，在所述输出值大于所述阈值的情况下，输出以所述PID调节器的输出值控制所述再循环阀的信号。

图9是根据本发明第五实施方式的用于给水系统的控制方法的方框图。

如图9所示，该方法还可以包括：

S900，检测所述给水系统的前置泵的流量；

S902，接收表示前置泵状态的信号；

S904，在所述表示前置泵状态的信号为前置泵合闸信号且所检测的前置泵的流量小于所述流量阈值的情况下输出控制所述再循环阀打开的信号。

一旦所检测的前置泵的流量大于所述流量阈值或是所述表示前置泵状态的信号为前置泵分闸信号，均不会输出控制所述再循环阀打开的信号。

其中，虽然S902在S900之后执行，但本发明不限于此，S902也可以在S900之前执行，或同时执行。

出于简洁的目的，图9仅示出了步骤S900-S906。并且，本领域技术人员应当理解，图9所示的步骤S900-S906，至少可以在图5至图8中任一个图中所示的步骤之前执行。如果不会输出控制所述再循环阀打开的信号(即，再循环阀未被打开)，则不会执行图5至图8中的步骤。换言之，只有在输出控制所述再循环阀打开的信号(即，再循环阀被打开)的情况下，才会执行图5至图8中的步骤。

此外，在对给水系统进行上述各项控制之前，还可以对给水系统中的流量变送器故障与否进行判断，具体地：可以将流量变送器检测到的流量与预定流量范围进行比较，如果处于预定流量范围内，则认为所述流量变送器检测到的流量为好流量，否则为坏流量。而当所述流量变送器检测到的流量为坏流量的情况下，将延时预定时间从自动控制模式切换为手动控制模式，即退出自动控制模式。这样可以提高给水泵再循环阀控制的有效性。

上述的方法对应于前述的系统，相关详细描述可以参照上述针对系统的描述，在此不再赘述。

从上述实施方式中可以看出，本发明上述的控制系统和控制方法能够提高给水泵再循环阀控制的有效性，以及提高给水系统的安全可靠性，同时还能降低再循环阀的能源损失。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。