一种蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的温度闭环控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的温度闭环控制方法。
【背景技术】
[0002]新世纪以来，我国一直面临着能源缺乏，环境状况不断恶化，尤其是工业对环境的影响更是起着决定性的作用，因此节能减排也越来越引起人民的重视，环保指标也越来越成为企业及行业的关键指标。冷水机作为制冷行业的典型代表广泛应用于钢铁、化工、电力、汽车、建筑等多个行业，尤其是伴随着温室效应的逐渐显现，国际上对氟利昂类制冷剂的禁用，电力供应紧张，环保门槛不断提高等多重因素的影响，使冷水机技术得到了迅猛的发展，实践应用方面自然也得到了越来越多的关注。目前冷水机发展势头相对稳定，产品系列多，有大量刚需支撑，特别是商业地产和部分工业需求持续释放将拉动冷水机规模持续增长，未来几年符合增速预计在20%左右，基本与中央空调行业保持同步。而在空调业界，冷水机已被视作厂商之间技术比拼、硬实力展示乃至争夺话语权的核心战场。冷水机与家用空调不可同日而语，前者拥有更难以触及的技术水准，百年的历史积淀将发挥作用。其中五大美资品牌专业化强，市场优势明显，2012年合计占中国市场份额44.8%。
[0003]冷水机作为制冷行业中应用最广泛的产品之一，在钢铁业受到了前所未有的关注。这颗“心脏”的质量，不仅决定了空调系统能否正常运行，也直接关联着企业最终的节能表现和经济效益。目前焦化厂的干熄焦炉，化产焦炉等高温设备的冷却系统都靠冷水机这颗“心脏”来保证，但是相应的冷水机属于溴化锂蒸汽型，却存在着节电不节能，能源耗量甚至高于普通的压缩机式冷水机，而且由于该系统具有大惯性、滞后性、非线性时变和负荷变化频繁的特点，所以也存在冷水温度的控制精度不高，且易出现冷水温度大幅震荡的现象和冷水温度响应时间过长的缺陷。因此造成节电不节能，能源耗量甚至高于普通的压缩机式冷水机的现象。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的主要技术问题是:提供一种蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的温度闭环控制方法，该控制方法既能够实现冷水温度闭环与压力闭环的串级控制模式，也能够实现单环独立控制模式，避免出现冷水温度大幅震荡的现象，从而实现既节电又节能的控制目标。
[0005]本发明要解决的进一步技术问题是:提高冷水温度的控制精度，有效地提高系统响应速度。
[0006]解决上述技术问题的技术方案是:一种蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的温度闭环控制方法，包括以下步骤:
1)冷水机控制模式选择，选择温度自动控制模式或是压力控制模式，并填入相对应的设定参数；然后进入步骤2);
2)判断冷水机组冷却水系统和冷水系统是否启动，若是，则进入步骤3);若否，则继续步骤2)；
3)判断溶液泵是否启动，若是，则进入步骤4);若否，则继续步骤3);
4)采样出口冷水温度值和蒸汽压力值；步骤I)中若选择温度自动控制模式，则进入步骤5);步骤I)中若选择压力控制模式，则进入步骤7);
5)温度环根据出口冷水温度采样值及出口冷水温度设定值之差自动调整温度环PID参数，并通过温度环PID算法计算出压力环的给定值；然后进行步骤7);
6)再根据温度环算出的压力环的给定值与蒸汽压力采样值及蒸汽阀门开口度，自动调整压力环PID算法结构，并计算出合理的蒸汽阀门开口度；然后返回步骤2);
7)根据人机界面设定的压力环的给定值与蒸汽压力采样值及蒸汽阀门开口度，自动调整压力环PID算法结构，并计算出合理的蒸汽阀门开口度；然后返回步骤2);
步骤6)和步骤7)中压力环PID算法的具体结构是:当蒸汽阀门开口度小于等于10%或大于等于85%的开口度时，采用开度控制法，每个循环周期以0.05%的变化率，调整阀门开口度，每个循环同期为0.1秒；当蒸汽阀门开口度大于10%且小于85%的开口度，且蒸汽压力采样值与蒸汽压力设定值之差大于等于3帕时，比例参数实际值=比例参数初始值*0.8，积分系数实际值=积分参数初始值；当蒸汽阀门开口度大于10%且小于85%的开口度，且蒸汽压力采样值与蒸汽压力设定值之差小于3帕时，比例参数实际值=比例参数初始值，积分系数实际值=积分参数初始值*0.8。
[0007]本发明的进一步技术方案是:步骤5)温度环PID算法的具体结构是:当出口冷水温度采样值与出口冷水温度设定值之差大于等于3度时，比例参数实际值=比例参数初始值*0.8，积分系数实际值=积分参数初始值；当出口冷水温度采样值与出口冷水温度设定值之差小于3度时，比例参数实际值=比例参数初始值，积分系数实际值=积分参数初始值*0.8。
[0008]本发明通过实验研宄和理论分析相结合，构建基于自适应PID的双闭环冷水温度控制系统的数学模型，并以此数学模型为核心算法，以西门子WINCC实时采集的数据集合为基础数据，设计出冷水机智能控制系统。该系统能够根据实际冷水温度与设定冷水温度及控制系统的实际状态智能变化各个控制器的控制参数，从而提高冷水温度的控制精度，有效地提高系统响应速度，使之适应负荷周期、快速变化的需要，同时避免出现冷水温度大幅震荡的现象，从而实现既节电又节能的控制目标。
[0009]下面，结合附图和实施例对本发明之蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的温度闭环控制方法的技术特征作进一步的说明。
【附图说明】
[0010]图1:本发明之一种蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的温度闭环控制方法的操作流程图。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:一种蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的温度闭环控制方法，包括以下步骤:
I)冷水机控制模式选择，选择温度自动控制模式或是压力控制模式，并填入相对应的设定参数；即若选择温度自动控制模式，填入出口冷水温度设定值，若选择压力控制模式，填入蒸汽压力设定值；然后进入步骤2);
2)判断冷水机组冷却水系统和冷水系统是否启动，若是，则进入步骤3);若否，则继续步骤2)；
3)判断溶液泵是否启动，若是，则进入步骤4);若否，则继续步骤3);
4)采样出口冷水温度值和蒸汽压力值；步骤I)中若选择温度自动控制模式，则进入步骤5);步骤I)中若选择压力控制模式，则进入步骤7);
5)温度环根据出口冷水温度采样值及出口冷水温度设定值之差自动调整温度环PID参数，并通过温度环PID算法计算出压力环的给定值；然后进行步骤7);
温度环PID算法的具体结构是:当出口冷水温度采样值与出口冷水温度设定值之差大于等于3度时，比例参数实际值=比例参数初始值*0.8，积分系数实际值=积分参数初始值；当出口冷水温度采样值与出口冷水温度设定值之差小于3度时，比例参数实际值=比例参数初始值，积分系数实际值=积分参数初始值*0.8 ;从而缩短了系统响应时间，快速获得理想的冷水温度，从而缩短了系统响应时间，快速获得理想的冷水温度；
6)再根据温度环算出的压力环的给定值与蒸汽压力采样值及蒸汽阀门开口度，自动调整压力环PID算法结构，并计算出合理的蒸汽阀门开口度；以便消除静差，提高系统控制精度，从而实现既节电又节能的控制目标；然后返回步骤2);
7)根据人机界面设定的压力环的给定值与蒸汽压力采样值及蒸汽阀门开口度，自动调整压力环PID算法结构，并计算出合理的蒸汽阀门开口度；以便消除静差，提高系统控制精度，从而实现既节电又节能的控制目标；然后返回步骤2);
步骤6)和步骤7)中压