[发明专利]一种中厚板在线冷却装置及控制方法

权利要求书

1.一种中厚板在线冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括高压变频供水泵（1）、分流集水管（2）、旁通阀（4）、温度计（6）、水压计（7）、多个喷水集管（8）和控制单元（9）；

所述供水泵（1）的输出端连接到所述分流集水管（2）的进水口；所述分流集水管（2）的通过多条连接管路（10）连接到所述多个喷水集管（8），在所述多条连接管路（10）上均安装有流量气动调节阀（3）和流量计（5），在所述分流集水管（2）上还连接有旁通管路（11），在该旁通管路（11）也安装有旁通阀（12）；并且，所述分流集水管（2）上连接有所述温度计（6）和水压计（7），该温度计（6）和水压计（7）的信号输出连接到所述控制单元（9），该控制单元（9）的控制信号连接到供水泵以及各流量控制阀的控制端。

2.一种如权利要求1所述的冷却装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

（1）采集并绘制集管的流量和阀门开口度曲线；采集并绘制供水泵频率与冷却装置终端的总水量之间的关系；

（2）根据设定供水压力P0、设定集管流量F0以及预先采集到的集管流量与阀门开口度关系曲线，进行线性插值计算，快速设定阀门开口度U0；

（3）根据设定供水压力P0、设定总流量F以及预先采集到的供水量与供水泵频率之间的关系曲线，进行线性插值计算，快速设定供水泵频率V0；

（4）当集管阀门开口度和供水泵频率达到设定值，所述控制单元（9）的集管流量和供水压力耦合闭环控制模块投入运行；所述控制模块根据设定流量F0与流量计检测到集管实际流量F1之间的偏差e=F0-F1，设定阀门开口度补偿量U′，修正调节阀开口度，从而实现对流量闭环控制；所述控制模块根据设定供水压力P0与压力计检测到水系统实际压力P1之间的偏差e=P0-P1，基于PID算法设定供水泵频率补偿量V′，修正调节供水泵频率，从而实现对供水系统压力的闭环控制；在PID控制算法中，恒压变频供水系统主要分为变频器、供水电机和供水管路三个过程：

                      （1）

其中，变频器的传递函数可设定为一个惯性环节，传递函数表示为：

                          （2）

式中，常数取为5；比例系数取为3；

供水电机的传递函数表示为：

                          （3）

式中，电机常数取为0.4；常数取为0.2；

供水管路的传递函数表示为：

                      （4）

式中，为系统总增益，取为1；为系统惯性时间常数，取为3；为系统总滞后时间，取为2。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，调节过程中供水系统压力变化将引起的集管流量波动F′，其将作为集管流量实测值的组成部分，在集管流量调节闭环中得到消除；同理，集管流量变化引起的供水系统压力变化P′也将作为压力实测值的组成部分，在供水压力调节闭环中得到消除。