加热系统的启、停和需要投入的电加热功率。
[0036]具体过程如下:
[0037]1)首先根据桥面温度变化率、桥面温度以及步骤三得到的所需时间这三个参数将所有测量情况划分为6个控制区域和一个状态保持区域；
[0038]如图2所示，控制区域具体划分如下:桥面温度与设定温度的差值At以及桥面温度变化率dt/di均趋于零(小于图2中的呆滞区半宽eps)，划分为状态保持区域(呆滞区)；桥面温度高于设定温度(即△ t > 0)，桥面温度变化率为正(桥面温度呈上升趋势)或桥面温度变化率为负(桥面温度呈下降趋势)，同时桥面温度t下降到设定温度ts所需要的时间ti 260min，划分为控制区域I;桥面温度高于设定温度(即△ t>0)，桥面温度变化率为负，同时桥面温度t下降到设定温度ts所需要的时间30min < t^eOmin，划分为控制区域Π ;桥面温度高于设定温度(即A t>0)，桥面温度变化率为负，同时桥面温度t下降到设定温度ts所需要的时间〖1<301^11，划分为控制区域ΙΠ;桥面温度低于设定温度(即At<0)，桥面温度变化率为负或桥面温度变化率为正，同时桥面温度t上升到设定温度ts所需要的时间ti 260min，划分为控制区域IV;桥面温度低于设定温度(即At<0)，桥面温度变化率为正，同时桥面温度t上升到设定温度ts所需要的时间30min < t^eOmin，划分为控制区域V ;桥面温度低于设定温度(即A t<0)，桥面温度变化率为正，同时桥面温度t上升到设定温度ts所需要的时间ti < 30min，划分为控制区域VI ；
[0039]2)根据测量的桥面温度变化率、桥面温度以及步骤三得到的所需时间值判断测量情况属于6个控制区域和一个状态保持区域中的哪个控制区域;若属于状态保持区域，则加热系统输出功率保持不变，即以原来功率进行加热运行或者原来处于停止加热状态则还是处于停止加热状态;若属于控制区域I，桥面温度t正在上升，此时桥面温度t高于设定温度ts，则电加热系统停止运行，电加热投入功率为零;若属于控制区域Π，为保险起见，则电加热系统投入部分功率，投入功率为lu*Qmax，lu取值范围为0.1?0.3，Qmax为设定电加热的最大功率;若属于控制区域m，则电加热系统投入部分功率，投入功率为k2*Qmax，匕取值范围为0.5?0.75;若属于控制区域IV，则电加热系统投入全部功率Q_x；若属于控制区域V，说明桥面温度t上升需要时间较长，考虑桥梁传热的滞后，则电加热系统投入部分功率，投入功率为k3*Qmax，k3取值范围0.5?0.75;若属于控制区域VI，桥面温度t会以较快的速度上升，则电加热系统投入部分功率，投入功率为k4*Qmax，k4 = 0.15?0.3。
【主权项】
1.一种桥梁电缆加热防冰控制方法，包括以下步骤: 步骤一:在桥面设置温度传感器实时采集桥面温度； 步骤二:根据温度传感器的采样周期、前一时刻的桥面温度和桥面温度传感器采集的桥面实时温度，计算出桥面温度的变化率； 步骤三:根据桥面温度的变化率预测桥面实际温度上升或下降到防冰控制设定温度所需要的时间； 步骤四:根据桥面温度变化率、桥面温度以及步骤三得到的所需时间，控制电加热系统的启、停和需要投入的电加热功率。2.根据权利要求1所述的桥梁电缆加热防冰控制方法，其特征在于:所述步骤二中，桥面温度的变化率dt/di的计算公式如下: dt/dT= (t_to)/T 其中t为桥面温度，to为前一时刻的桥面温度，T为温度传感器的采样周期。3.根据权利要求2所述的桥梁电缆加热防冰控制方法，其特征在于:所述步骤三中，桥面实际温度上升或下降到设定温度所需要的时间^的计算公式如下: ti= Δ t/(dt/dx) 其中Δ t为桥面温度t与设定温度ts的差值，Δ t = t-tso4.根据权利要求3所述的桥梁电缆加热防冰控制方法，其特征在于:所述步骤四的具体过程如下: 1)首先根据桥面温度变化率、桥面温度以及步骤三得到的所需时间这三个参数将所有测量情况划分为6个控制区域和一个状态保持区域； 具体划分如下:桥面温度与设定温度的差值以及桥面温度变化率均趋于零，划分为状态保持区域;桥面温度高于设定温度，桥面温度变化率为正或桥面温度变化率为负，同时桥面温度下降到设定温度所需要的时间大于等于60分钟，划分为控制区域I;桥面温度高于设定温度，桥面温度变化率为负，同时桥面温度下降到设定温度所需要的时间大于等于30分钟且小于60分钟，划分为控制区域Π ;桥面温度高于设定温度，桥面温度变化率为负，同时桥面温度下降到设定温度所需要的时间小于30分钟，划分为控制区域ΙΠ;桥面温度低于设定温度，桥面温度变化率为负或桥面温度变化率为正，同时桥面温度上升到设定温度所需要的时间大于等于60分钟，划分为控制区域IV;桥面温度低于设定温度，桥面温度变化率为正，同时桥面温度上升到设定温度所需要的时间大于等于30分钟且小于60分钟，划分为控制区域V ;桥面温度低于设定温度，桥面温度变化率为正，同时桥面温度上升到设定温度所需要的时间小于30分钟，划分为控制区域VI; 2)根据测量的桥面温度变化率、桥面温度以及步骤三得到的所需时间值判断测量情况属于6个控制区域和一个状态保持区域中的哪个控制区域;若属于状态保持区域，则加热系统输出功率保持不变，原来处于停止状态则仍然保持停止状态;若属于控制区域I，则电加热系统停止运行，电加热投入功率为零;若属于控制区域Π，则电加热系统投入部分功率，投入功率为lu*Qmax，lu取值范围为0.1?0.3，Qmax为设定电加热的最大功率;若属于控制区域m，则电加热系统投入部分功率，投入功率为k2*Qmax，k2取值范围为0.5?0.75;若属于控制区域IV，则电加热系统投入全部功率Qmax;若属于控制区域V，则电加热系统投入部分功率，投入功率为k3*Qmax，k3取值范围0.5?0.75;若属于控制区域VI，则电加热系统投入部分功 率，投入功率为k4*Qmax，k4=0.15?0.3。
【专利摘要】本发明公开了一种桥梁电缆加热防冰控制方法，包括以下步骤：在桥面设置温度传感器实时采集桥面温度；根据温度传感器的采样周期、前一时刻的桥面温度和桥面温度传感器采集的桥面实时温度，计算出桥面温度的变化率；根据桥面温度的变化率预测桥面实际温度上升或下降到防冰控制设定温度所需要的时间；根据桥面温度变化率、桥面温度以及步骤三得到的所需时间，控制电加热系统的启、停和需要投入的电加热功率。本发明根据桥面温度变化率、桥面温度以及桥面实际温度上升或下降到防冰控制设定温度所需要的时间，控制电加热系统的启、停和需要投入的电加热功率，保证了桥面温度始终高于水的冰点温度，从而实现防冰效果。
【IPC分类】G05D23/19
【公开号】CN105425854
【申请号】CN201510960924
【发明人】李孔清, 张登春, 邹声华, 洪娜, 章照宏
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月20日