一种应用于干湿式冷却塔的智能控制方法及干湿式冷却塔与流程

本发明涉及一种应用于干湿式冷却塔的智能控制方法及干湿式冷却塔，属于工业冷却。

背景技术：

1、干湿式冷却塔作为重要的冷却设备，被广泛应用于工业和商业环境中，其调控方式直接影响到系统的能耗和冷却效果。传统干湿式冷却塔控制系统通常存在以下问题：

2、（1）单一控制算法：传统控制系统多使用单一的控制算法（如pid）。但在实际工业场景中，单一算法难以满足复杂环境下的稳定性要求。

3、（2）未充分利用环境换热能力：大部分干湿式冷却塔的控制系统不能充分利用环境的换热能力，导致不必要的能耗和水耗。

4、（3）季节性控制策略不适用：传统控制系统在冬季和夏季使用相同的控制策略，然而由于两季的任务和环境条件不同，导致控制逻辑在不同季节下的适用性差。

5、随着工业智能化的发展，迫切需要一种智能化的控制系统能够解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种应用于干湿式冷却塔的智能控制方法及干湿式冷却塔，解决了传统控制系统中存在的控制稳定性差、不能充分利用环境换热能力及季节适应性差的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种应用于干湿式冷却塔的智能控制方法，具体包括以下步骤：

4、步骤s1：按照预设时间间隔从干湿式冷却塔安装的传感器处采集实况数据，所述实况数据包括环境温度、环境湿度、风向、风速、干湿式冷却塔的入口循环水温度、干湿式冷却塔的出口循环水温度、干湿式冷却塔内各扇区的出口循环水温度、干湿式冷却塔内各扇区百叶窗的开度反馈值、干湿式冷却塔内各扇区喷淋泵的运行工况以及干湿式冷却塔内各扇区风机的运行工况；

5、其中，干湿式冷却塔内各扇区喷淋泵的运行工况包括运行状态以及停止状态；

6、干湿式冷却塔内各扇区风机的运行工况包括开、关以及运行频率；

7、步骤s2：根据步骤s1采集的实况数据，基于环境温度对干湿式冷却塔的运行模式进行判断，若环境温度大于预设温度，则判定此时干湿式冷却塔处于正常模式，进入步骤s3；

8、若环境温度小于或者等于预设温度，则判定此时干湿式冷却塔处于低温模式，进入步骤s5；

9、步骤s3：若干湿式冷却塔处于正常模式，对干湿式冷却塔内各扇区百叶窗进行调控，直至全部扇区内的百叶窗打开，进入步骤s4；

10、步骤s4：判断干湿式冷却塔的出口循环水温度与出口循环水目标温度的大小关系，对干湿式冷却塔内各扇区喷淋泵以及干湿式冷却塔内各扇区风机进行控制调节；

11、步骤s5：若干湿式冷却塔处于低温模式，无需对干湿式冷却塔内各扇区喷淋泵以及干湿式冷却塔内各扇区风机进行控制调节，判断干湿式冷却塔内各扇区的出口循环水温度与各扇区的出口循环水目标温度的大小关系，对干湿式冷却塔内各扇区百叶窗进行调控；

12、步骤s6：记录步骤s4与步骤s5实时调控的类别，包括正常模式或者低温模式；

13、步骤s7：根据步骤s6记录的调控类别，设定不同的间隔时间进行下一次调控，循环步骤s2-步骤s6；

14、进一步的，设定每10s从干湿式冷却塔安装的传感器处采集实况数据；

15、设定干湿式冷却塔内各扇区百叶窗的开度反馈值为0-100之间的值；

16、设定干湿式冷却塔内各扇区喷淋泵的运行状态为1，停止状态为0；

17、设定干湿式冷却塔内各扇区风机的运行工况中开状态为1，关状态为0；

18、设定干湿式冷却塔内各扇区风机的最大运行频率为50hz；

19、进一步的，对干湿式冷却塔内各扇区百叶窗、风机均通过集成pid算法和模糊控制算法结合进行调控，针对扇区的调整，是将干湿式冷却塔内各扇区分成若干组，并对若干组进行顺次编号，按照编号顺序对干湿式冷却塔内各扇区百叶窗开度工况进行调控，从第一组扇区开始，第一组扇区内的百叶窗打开至100%后对第二组百叶窗开度工况进行调控，直至全部扇区内的百叶窗打开；

20、进一步的，若干湿式冷却塔处于正常模式，则控制步骤为：

21、步骤s411，在全部扇区内的百叶窗打开后，若，则不进行任何调控，若，则进入步骤s412，进行湿冷系统调整，其中，表示干湿式冷却塔的出口循环水温度，表示干湿式冷却塔的出口循环水目标温度，表示湿冷系统调节的阈值；

22、步骤s412，若，需要增加干湿式冷却塔的换热能力，则进入步骤s413，若，需要降低干湿式冷却塔的换热能力，则进入步骤s416；

23、步骤s413，按照扇区控制顺序确定需要控制的扇区以及用于控制喷淋器、风机的执行器，同时判断所需调整的执行器是否为风机，若需要则进入步骤s414，若不需要则进入步骤s415；

24、步骤s414，判断所需调整的风机是否打开，若风机开启但并未达到最大频率，则继续提高风机的频率；若风机未开启，则开启风机并设定风机的初始频率为安全频率；

25、步骤s415，按照分组顺序打开位于扇区两侧的剩余喷淋泵；

26、步骤s416，按照扇区控制顺序确定需要控制的扇区以及用于控制喷淋器、风机的执行器，同时判断所需调整的执行器是否为风机，若需要则进入步骤s417，若不需要则进入步骤s418；

27、步骤s417，判断所需调整的风机是否达到安全频率，若已达到则关闭风机，若未达到安全频率，则对降低风机频率；

28、步骤s418，按照分组顺序关闭位于扇区两侧的喷淋泵；

29、进一步的，若干湿式冷却塔处于低温模式，则控制步骤为：

30、步骤s511，若，则进入步骤s513，若，则进入步骤s512，其中，表示扇区的出口循环水温度，表示扇区的出口循环水目标温度，表示需要关小百叶窗的阈值；

31、步骤s512，若，不进行任何调控，若，则需要开大百叶窗，其中，表示需要开大百叶窗的阈值；

32、步骤s513，需要关小百叶窗。

33、进一步的，对干湿式冷却塔内各扇区百叶窗、风机均通过集成pid算法和模糊控制算法结合进行调控；

34、进一步的，所述pid算法基于的pid控制器包括比例控制、积分控制以及微分控制，其计算公式为：

35、，

36、上述公式中，表示控制输入，表示比例增益，表示误差，即干湿式冷却塔的出口循环水温度和目标值的差，表示积分增益，表示误差随时间的累积，表示微分增益，表示误差的变化率；

37、对计算公式进行调整，得到，

38、上述公式中，表示当前时刻采样的百叶窗执行器或风机执行器反馈值；

39、进一步的，所述模糊控制算法的工作过程顺次包括模糊化、规则推理以及解模糊化，其中，模糊化是将输入的温差值通过定义的隶属函数映射到相应的模糊集合；

40、规则推理是根据预定义的模糊规则库，将输入的模糊集合与规则进行匹配，得到模糊规则的推理结果；

41、解模糊化是将模糊输出值转化为具体的数值控制信号；

42、进一步的，步骤s2中，设定预设温度为5℃，设定，，；

43、若调控类别为正常模式，则间隔90s进行下一次调控；若调控类别为低温模式，则间隔10s进行下一次调控；

44、根据所述应用于干湿式冷却塔的智能控制方法采用的干湿式冷却塔，所述干湿式冷却塔内设置18个扇区，在每个扇区内安装若干百叶窗、6台喷淋泵以及2台风机；其中，在扇区的两侧分别安装3台喷淋泵、1台风机；

45、将18个扇区分成6组，每一组内包含的扇区编号为，表示扇区编号。

46、通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

47、1、本发明提供的应用于干湿式冷却塔的智能控制方法，通过智能化的控制策略，分阶段、分扇区的精细调节百叶窗、喷淋泵和风机，优化干冷和湿冷阶段的切换，充分利用环境的换热能力，从而达到提高冷却效率、节能降耗的目的；

48、2、本发明提供的应用于干湿式冷却塔的智能控制方法，采用多种控制算法相结合的智能控制策略，提升系统在不同工况下的稳定性和适应性；

49、3、本发明提供的应用于干湿式冷却塔的智能控制方法，根据低温环境和正常环境不同的冷却需求，提供差异化的控制策略，确保系统在全年不同季节中都能高效运行；

50、4、本发明提供的应用于干湿式冷却塔的智能控制方法，通过智能控制系统，实现对干湿式冷却塔的自动化管理，提高系统的智能化水平，减少人工干预和操作复杂度。