一种板式热交换器机组模块式智能控制方法及系统与流程

本发明涉及换热器系统，尤其涉及一种板式热交换器机组模块式智能控制方法及系统。

背景技术：

1、板式热交换器机组是由板式热交换器、泵、仪表、电气设备、控制系统及必要的附属设备组成，可实现以满足工艺要求为目的的流体间热量交换集成装置。板式换热器系统是一种高效、节能、紧凑的换热系统，由板式换热器，管网、水泵、阀门、传感器、控制柜等组成。板式换热器系统包括高效节能、紧凑轻巧、易于维护和清洗、可靠性高、适应性广等优点，广泛应用于中央空调领域。

2、目前大部分的控制手段是通过优化板式热交换器的结构来提升板式热交换器机组的节能效果，但是对于复杂工况下的多个板式热交换器的板式热交换器机组，仅靠优化板式热交换器的构造功能是不够的，还需要考虑热交换器之间的联动、热交换器组群的控制策略、水泵和电动阀的节能等优化措施。

3、对于复杂工况下多个板式热交换器的板式热交换器机组，仅通过调节投入板式热交换器的数量来解决温度调节问题，会导致板式热交换器不能一直保持最佳工作状态，系统运行能耗大，控制精度低，循环泵和阀门不断启停，板式热交换器不断切换，影响末端用户使用质量。板式热交换器机组控制系统属于复杂的多参量、长时滞、多干扰的时变非线性系统，常规的pid控制效果较差，存在调试复杂、鲁棒性差、反应速度慢、耗能大等缺点，需要对系统控制进行优化。单一固定的控制方式难以实现最优自动控制，使板式热交换器机组运行不稳定，循环水泵和调节阀频繁动作，运行能耗大，需要动态调整优化。

技术实现思路

1、针对现有技术中的技术问题，本发明提供一种板式热交换器机组模块式智能控制方法及系统，实现动态控制板式热交换器机组，提高热交换器机组控制系统的控制精度，提高热交换器群投入的连续性和热交换效果，降低能耗。

2、一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，方法包括：

3、s1：收集板式热交换器机组的运行工作数据，对运行工作数据进行分析处理；

4、s2：利用群智能算法对运行工作数据进行处理，输出最优控制策略；

5、s3：将最优控制策略传输至板式热交换器机组的控制系统，控制系统根据最优控制策略，选择合适的控制模块和控制算法；

6、s4：控制模块根据控制算法计算板式热交换器机组的最优运行参数；

7、s5：根据最优运行参数对板式热交换器机组的运行状态进行调节。

8、进一步的，运行工作数据包括室外温度湿度，系统时间，热交换器冷凝侧温度、压力、流量，热交换器换热侧温度、压力、流量，调节阀开度、蝶阀开启状态、板式换热器投入数量、每个热交换器的热交换面积以及热交换器的流速；对运行工作数据进行分析处理的方法包括去除无效数据，形成统一格式的有效数据。

9、进一步的，群智能算法为粒子群算法，利用群智能算法对运行工作数据进行处理的方法包括，

10、s21：通过运行工作数据初始化粒子群参数，每个粒子包含板式热交换器机组的相关技术参数；

11、s22：随机初始化每个粒子的位置和速度，输出个体历史最优位置、群体历史最优位置、个体历史最优适应值及群体历史最优适应值；

12、s23：输入达到最大迭代次数和两次迭代之间适应值的最小差值，如果达到最大迭代次数或两次迭代之间适应值的最小差值，则进入s25，否则进入s24；

13、s24：更新每个粒子的速度和位置，计算每个粒子的适应值，更新每个粒子的个体历史最优适应值和位置及其他粒子群参数，返回s23；

14、s25：根据迭代结果输出最优控制策略。

15、进一步的，粒子群参数包括粒子群规模、粒子维度、迭代次数、惯性权重、学习因子、迭代步长范围。

16、进一步的，控制模块包括模糊控制模块和专家系统模块，数据反馈系统参量变化频繁则选择模糊控制模块，系统运行在多干扰工况则选择专家系统模块。

17、进一步的，控制模块根据控制算法计算板式热交换器机组的运行参数，得到板式热交换器机组冷凝侧温度设定值和换热侧温度设定值，以及pid控制参数，pid参数包括比例增益、积分时间、微分时间，控制模块将冷凝侧温度设定值和换热侧温度设定值，以及pid控制参数传输至板式热交换器机组的plc控制器。plc控制器根据最优的控制参数，对板式热交换器机组的一次调节阀、热交换机组投入数量、热交换器热交换面积进行控制。

18、一种板式热交换器机组模块式智能控制系统，控制系统运用上述的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，包括自动控制模块、板式热交换器、plc控制器、电动调节阀、冷冻水管网、用户管网、分别串接在冷冻水管网上的冷凝端监控组件和串接在用户管网的换热端监控组件，冷冻水管网连通至板式热交换器的冷凝端，板式换热器的换热端接入用户管网，电动调节阀串接在冷冻水管网，plc控制器用于控制电动调节阀，plc控制器、冷凝端监控组件和换热端监控组件与自动控制模块通讯连接。

19、进一步的，冷凝端监控组件和换热端监控组件均包括温度传感器、压力传感器和流量计，温度传感器、压力传感器和流量计与自动控制模块通讯连接。

20、进一步的，还包括云数据库，自动控制模块用于上传运行工作数据至云数据库，云数据库用于提供构建群智能算法的工作数据。

21、本发明的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法及系统，根据收集的运行工作数据，通过群智能算法计算，动态选择板式热交换器机组最优控制策略，控制模块根据最优控制策略选择合适的控制模块和控制算法，根据控制算法计算板式热交换器机组的最优运行参数，从而提高自控系统精准性和鲁棒性，提高热交换器机组控制系统的控制精度，提高热交换器群投入的连续性和热交换效果，使板式热交换器机组系统更简化高效，减少循环水泵和闸门频繁动作，实现能耗最大限度的节约。

技术特征：

1.一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1中所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，其特征在于，所述运行工作数据包括室外温度湿度，系统时间，热交换器冷凝侧温度、压力、流量，热交换器换热侧温度、压力、流量，调节阀开度、蝶阀开启状态、板式换热器投入数量、每个热交换器的热交换面积以及热交换器的流速；所述对所述运行工作数据进行分析处理的方法包括去除无效数据，形成统一格式的有效数据。

3.根据权利要求1中所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，其特征在于，所述群智能算法为粒子群算法，所述利用群智能算法对所述运行工作数据进行处理的方法包括，

4.根据权利要求3中所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，其特征在于，所述粒子群参数包括粒子群规模、粒子维度、迭代次数、惯性权重、学习因子、迭代步长范围。

5.根据权利要求1中所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，其特征在于，所述控制模块包括模糊控制模块和专家系统模块，数据反馈系统参量变化频繁则选择模糊控制模块，系统运行在多干扰工况则选择专家系统模块。

6.根据权利要求1中所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，其特征在于，所述控制模块根据控制算法计算板式热交换器机组的运行参数，得到板式热交换器机组冷凝侧温度设定值和换热侧温度设定值，以及pid控制参数，所述pid参数包括比例增益、积分时间、微分时间，所述控制模块将冷凝侧温度设定值和换热侧温度设定值，以及pid控制参数传输至板式热交换器机组的plc控制器。所述plc控制器根据最优的控制参数，对板式热交换器机组的一次调节阀、热交换机组投入数量、热交换器热交换面积进行控制。

7.一种板式热交换器机组模块式智能控制系统，所述控制系统运用权利要求1-6任一项所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制方法，其特征在于，包括自动控制模块、板式热交换器、plc控制器、电动调节阀、冷冻水管网、用户管网、分别串接在冷冻水管网上的冷凝端监控组件和串接在用户管网的换热端监控组件，所述冷冻水管网连通至板式热交换器的冷凝端，所述板式换热器的换热端接入用户管网，所述电动调节阀串接在冷冻水管网，所述plc控制器用于控制电动调节阀，所述plc控制器、冷凝端监控组件和换热端监控组件与自动控制模块通讯连接。

8.根据权利要求7中所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制系统，其特征在于，所述冷凝端监控组件和换热端监控组件均包括温度传感器、压力传感器和流量计，所述温度传感器、压力传感器和流量计与自动控制模块通讯连接。

9.根据权利要求7中所述的一种板式热交换器机组模块式智能控制系统，其特征在于，还包括云数据库，所述自动控制模块用于上传运行工作数据至云数据库，所述云数据库用于提供构建群智能算法的工作数据。

技术总结
本发明涉及换热器系统技术领域，具体公开了一种板式热交换器机组模块式智能控制方法及系统，包括收集板式热交换器机组的运行工作数据，对运行工作数据进行分析处理；利用群智能算法对运行工作数据进行处理，输出最优控制策略；将最优控制策略传输至板式热交换器机组的控制系统，控制系统根据最优控制策略，选择合适的控制模块和控制算法；控制模块根据控制算法计算板式热交换器机组的最优运行参数；根据最优运行参数对板式热交换器机组的运行状态进行调节。本发明实现动态控制板式热交换器机组，提高热交换器机组控制系统的控制精度，提高热交换器群投入的连续性和热交换效果，降低能耗。

技术研发人员：巫术胜,黎大鹏,赵辉
受保护的技术使用者：广州城投综合能源投资经营管理有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17