一种高精度的大功率液冷却装置控制系统的制作方法

1.本发明属于液冷却装置领域，尤其涉及一种高精度的大功率液冷却装置控制系统。


背景技术：

2.随着功率器件和电力电子技术的进步，电力电子设备的单机功率逐步提高，这对设备的散热能力提出更高要求，随之对液冷却设备的需求明显提升，液冷却设备由循环水泵，储水罐，外部循环散热器，各类温度，压力，流量传感器及阀门，金属管道，计量表计等组成，结构和工艺流程，控制流程比较复杂。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提出一种高精度的大功率液冷却装置控制系统、电子设备及存储介质的技术方案，以解决上述技术问题。
4.本发明公开了一种高精度的大功率液冷却装置控制系统，所述系统包括：
5.温湿度检测装置、流量和压力检测装置、信号处理装置、电气控制装置、通讯接口和人机界面，即hmi；
6.所述温湿度检测装置和流量和压力检测装置与所述信号处理装置连接；
7.所述温湿度检测装置采集冷却液和冷却系统运行环境中的温湿度，并将采集到的所述温湿度传送给所述信号处理装置；
8.所述流量和压力检测装置采集冷却液的流量和压力，并将采集到的所述流量和压力传送给所述信号处理装置；
9.所述电气控制装置与所述信号处理装置连接；
10.所述电气控制装置与执行机构连接；
11.所述信号处理装置，通过采集到的冷却液和冷却系统运行环境中的温湿度与冷却液的流量和压力，驱动所述电气控制装置，自动调节冷却液的温度、压力和流量；
12.所述人机界面与所述信号处理装置连接，监视采集到的冷却液和冷却系统运行环境中的温湿度与冷却液的流量、压力和系统的运行状态；
13.所述通讯接口与所述信号处理装置连接，用于所述信号处理装置与上位操作站连接。
14.可选地，所述温湿度检测装置包括：冷却液入水温度传感器、冷却液回水温度传感器和运行环境温湿度传感器；
15.所述冷却液入水温度传感器和冷却液回水温度传感器采用热电偶；
16.所述冷却液入水温度传感器设置在冷却液的进口处；
17.所述冷却液回水温度传感器设置在冷却液的出口处；
18.所述运行环境温湿度传感器设置在冷却系统运行环境中。
19.可选地，所述流量和压力检测装置包括：冷却液入水流量和压力传感器和冷却液
回水流量和压力传感器；
20.所述冷却液入水流量和压力传感器设置在冷却液的进口处；
21.所述冷却液回水流量和压力传感器设置在冷却液的出口处。
22.可选地，所述电气控制装置包括：交流电源、ac/dc电源和io通道；
23.所述交流电源与所述ac/dc电源连接，所述ac/dc电源与所述温湿度检测装置、流量和压力检测装置、信号处理装置和人机界面连接，提供电源；
24.所述io通道与所述信号处理装置连接。
25.可选地，所述信号处理装置包括：cpu电路和采样电路
26.所述cpu电路与所述采样电路连接；
27.所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水温度、冷却液回水温度和环境温湿度，来调节温湿度；
28.所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水压力和流量与冷却液回水压力和流量，来控制冷却液的压力和流量。
29.可选地，所述信号处理装置还包括：隔离电路；
30.所述隔离电路将采样电路采集的信号与所述cpu电路隔离，并且内置滤波器。
31.可选地，所述信号处理装置还包括：信号调理电路；
32.所述信号调理电路由集成运放和各类变送器组成，能够输出标准工业信号。
33.可选地，所述信号处理装置还包括：压力流量调节电路；
34.所述压力流量调节电路与所述cpu电路连接，通过调整电动阀门的角度或循环水泵的运行功率，达到调节压力和流量的目的。
35.可选地，所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水温度、冷却液回水温度和环境温湿度，来调节温湿度的方法包括：
36.所述cpu电路比较环境温度、环境湿度和冷却液入水温度，并与所述cpu电路内置的凝露表对比，达到凝露标准时提示结露风险，并采取除湿功能；当冷却液入水温度低于第一设定值，提示开始冷却液加热，当冷却液入水温度与回水温度大于第二设定值，提示水温异常并告警。
37.可选地，所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水压力和流量与冷却液回水压力和流量，来控制冷却液的压力和流量的方法包括：
38.当冷却液入水压力或回水压力，及冷却液入的水压力和回水压力的压力差低于或超过压力设定值时，提示压力异常并告警，当冷却液入水流量或回水流量，及冷却液的入水流量和回水流量的流量差低于或超过流量设定值时，提示流量异常并告警，所述信号处理装置自动调节冷却液压力和流量，使冷却液压力和流量在设定值允许的范围内。
39.本发明提出的方案，能有效提高系统运行效率和控制精度，提升冷却装置的性能。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为根据本发明实施例的一种高精度的大功率液冷却装置控制系统的结构图；
42.图2为根据本发明实施例的高精度的大功率液冷却装置控制系统原理图框图；
43.图3为根据本发明实施例的高精度的大功率液冷却装置控制系统结露告警控制流程；
44.图4为根据本发明实施例的高精度的大功率液冷却装置控制系统的压力控制流程；
45.图5为根据本发明实施例的高精度的大功率液冷却装置控制系统的流量控制流程；
46.图6为根据本发明实施例的高精度的大功率液冷却装置控制系统的冷却液加热控制流程。
具体实施方式
47.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.本发明公开了一种高精度的大功率液冷却装置控制系统，图1为根据本发明实施例的一种高精度的大功率液冷却装置控制系统的结构图，具体如图1和图2所示，所述系统包括：温湿度检测装置、流量和压力检测装置、信号处理装置、电气控制装置、通讯接口和人机界面，即hmi；
49.所述温湿度检测装置和流量和压力检测装置与所述信号处理装置连接；
50.所述温湿度检测装置采集冷却液和冷却系统运行环境中的温湿度，并将采集到的所述温湿度传送给所述信号处理装置；
51.所述流量和压力检测装置采集冷却液的流量和压力，并将采集到的所述流量和压力传送给所述信号处理装置；
52.所述电气控制装置与所述信号处理装置连接；
53.所述电气控制装置与执行机构连接；
54.所述信号处理装置，是该控制系统的核心和大脑，负责处理和分析所有传感器的数据，存储用户设置，实时监测系统的状态反馈，并发出响应和命令，控制水冷却系统循环泵，外部循环散热等；通过采集到的冷却液和冷却系统运行环境中的温湿度与冷却液的流量和压力，驱动所述电气控制装置，自动调节冷却液的温度、压力和流量；
55.所述人机界面与所述信号处理装置连接，监视采集到的冷却液和冷却系统运行环境中的温湿度与冷却液的流量、压力和系统的运行状态；提供友好的人机交互操作，可在本地设置系统参数，操作该控制系统，查看运行数据和系统运行状态；
56.所述通讯接口与所述信号处理装置连接，用于所述信号处理装置与上位操作站连接，通过约定的通讯协议，上传水冷却系统的运行状态和参数，也可在上位操作站远程控制该系统。
57.在一些实施例中，所述温湿度检测装置包括：冷却液入水温度传感器、冷却液回水温度传感器和运行环境温湿度传感器；
58.所述冷却液入水温度传感器和冷却液回水温度传感器采用热电偶；
59.所述冷却液入水温度传感器设置在冷却液的进口处；
60.所述冷却液回水温度传感器设置在冷却液的出口处；
61.所述运行环境温湿度传感器设置在冷却系统运行环境中。
62.所述流量和压力检测装置包括：冷却液入水流量和压力传感器和冷却液回水流量和压力传感器；
63.所述冷却液入水流量和压力传感器设置在冷却液的进口处；
64.所述冷却液回水流量和压力传感器设置在冷却液的出口处。
65.所述电气控制装置包括：交流电源、ac/dc电源和io通道；
66.所述交流电源与所述ac/dc电源连接，所述ac/dc电源与所述温湿度检测装置、流量和压力检测装置、信号处理装置和人机界面连接，提供电源；
67.所述io通道与所述信号处理装置连接；
68.所述io通道由高速数字信号处理器构成，是信号处理装置的执行单元，负责执行信号处理装置发出的指令(如开启冷却液加热等)、告警，监控整个系统电路运行的状态，例如各电路闭合或断开状态，各部件或装置报警状态等。
69.所述信号处理装置包括：cpu电路和采样电路
70.cpu电路的cpu芯片是信号处理装置的核心，使用高速单片机取代传统的可编程逻辑控制器运行系统程序，能够大大节省安装空间；
71.所述cpu电路与所述采样电路连接；
72.所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水温度、冷却液回水温度和环境温湿度，来调节温湿度；
73.所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水压力和流量与冷却液回水压力和流量，来控制冷却液的压力和流量。
74.在一些实施例中，所述信号处理装置还包括：隔离电路；
75.所述隔离电路将采样电路采集的信号与所述cpu电路隔离，并且内置滤波器，能防止干扰信号串入。
76.所述信号处理装置还包括：信号调理电路；
77.所述信号调理电路由集成运放和各类变送器组成，能够输出标准工业信号，例如0-10v。
78.所述信号处理装置还包括：压力流量调节电路；
79.所述压力流量调节电路与所述cpu电路连接，通过调整电动阀门的角度或循环水泵的运行功率，达到调节压力和流量的目的。
80.所述通讯接口和人机界面(hmi)，是人机交互的渠道，能够在远程或者本地设置系统参数，并操作本控制系统，监控或查看运行数据和系统运行状态，通讯接口为rs485、profibus-dp、canopen自适应或可选形式
81.如图3和图6所示，根据上述方案进一步，所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水温度、冷却液回水温度和环境温湿度，来调节温湿度的方法包括：
82.所述cpu电路比较环境温度、环境湿度和冷却液入水温度，并与所述cpu电路内置的凝露表对比，达到凝露标准时提示结露风险，并采取除湿功能；当冷却液入水温度低于第
一设定值，提示开始冷却液加热，当冷却液入水温度与回水温度大于第二设定值，提示水温异常并告警。
83.如图4和图5所示，在一些实施例中，所述cpu电路通过所述采样电路采集到的冷却液入水压力和流量与冷却液回水压力和流量，来控制冷却液的压力和流量的方法包括：
84.当冷却液入水压力或回水压力，及冷却液入的水压力和回水压力的压力差低于或超过压力设定值时，提示压力异常并告警，当冷却液入水流量或回水流量，及冷却液的入水流量和回水流量的流量差低于或超过流量设定值时，提示流量异常并告警，所述信号处理装置自动调节冷却液压力和流量，使冷却液压力和流量在设定值允许的范围内。
85.综上，本发明各个方面的技术方案与现有技术相比具有如下优点：能有效提高系统运行效率和控制精度，提升冷却装置的性能。