质子加速器冷却水温度控制系统及方法与流程

本发明涉及一种质子加速器冷却水温度控制系统及方法

背景技术：

质子刀是目前癌症肿瘤主流的放射性治疗方法，质子加速器主体设备由数量巨大的磁铁构成，其在运行过程中将产生巨大的热能，并且由于其辐射防护要求，设备安装在一个密闭的区域，质子加速器的运行温度会直接影响相关医疗设备的工作状态，更有甚者，如果质子加速器温度超出临界值会有巨大的不可预料的辐射危害。如何解决确保质子加速器在要求温度下正常运行是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种质子加速器冷却水温度控制系统及方法，能够解决确保质子加速器在要求温度下正常运行的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种质子加速器冷却水温度控制系统，包括：

包括一次板式换热器，与所述一次板式换热器连接的一次冷却水循环系统，连接于所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器、压力变送器和电磁流量计，第一pid控制装置，与所述第一pid控制装置连接的中央控制器，其中，

所述一次冷却水循环系统包括：

并联的多个电加热器，所述并联的多个电加热器的公共进水端与所述一次板式换热器的一次出水端连接；

质子加速器冷却负载管路，所述质子加速器冷却负载管路的进水端与所述并联的多个电加热器的公共出水端连接，所述质子加速器冷却负载管路的外壁与所述质子加速器的外壁接触，以通过一次冷却水系统管路对质子加速器加温或降温；

第一闭式储水箱，所述第一闭式储水箱的进水端分别通过电磁两通阀与所述质子加速器冷却负载管路的出水端和第一闭式储水箱的出水端连接；

自纯水站，所述自纯水站的进水端通过电磁两通阀与所述第一闭式储水箱的进水端和出水端的公共端连接；

离子交换柱，所述离子交换柱的进水端通过电磁两通阀与自纯水站的出水端连接，所述离子交换柱的出水端通过电磁两通阀与所述一次板式换热器的一次进水端连接；

并联的多个第一水泵，每个第一水泵的进水端和出水端分别连接有电磁两通阀，所述并联的多个第一水泵的进水端的电磁两通阀的公共端与所述离子交换柱的进水端连接，所述并联的多个第一水泵的出水端的电磁两通阀的公共端与所述离子交换柱的出水端连接；

所述第一pid控制装置的输入端分别与所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器、压力变送器和电磁流量计连接，所述第一pid控制装置的输出端分别与所述一次冷却水循环系统中的各个电加热器、电磁两通阀和第一水泵连接。

进一步的，在上述系统中，所述第一pid控制装置，用于从所述中央控制器获取将一次冷却水循环系统中的水温控制至第一预设温度的指令，及从所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项，根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述一次冷却水循环系统中的电加热器的运行台数和加热时间长短、电磁两通阀的开合大小及第一水泵的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

进一步的，在上述系统中，还包括与所述一次板式换热器连接的二次冷却水循环系统，连接于所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器、压力变送器和电磁流量计，与所述中央控制器连接的第二pid控制装置，其中，

所述二次冷却水循环系统包括：

并联的多个冷却塔、设置于每个塔上的风机，每个冷却塔的进水端依次通过电磁两通阀、第一电磁三通阀与所述一次板式换热器的二次出水端连接，所述第一电磁三通阀通过电磁两通阀与所述一次板式换热器的二次进水端连接；

第二闭式储水箱，所述第二闭式储水箱的进水端通过电磁两通阀与每个冷却塔的出水端连接；

并联的多个第二水泵，每个第二水泵的进水端和出水端分别连接有电磁两通阀，所述并联的多个第二水泵的进水端的电磁两通阀的公共端与第二闭式储水箱的出水端连接；

二次板式换热器，所述并联的多个第二水泵的出水端的电磁两通阀的公共端与所述二次板式换热器的第一进水端连接，所述二次板式换热器的第一出水端与所述一次板式换热器的二次进水端连接，所述二次板式换热器的第二进水端通过第二电磁三通阀与工艺冷冻水管路的进水端连接，所述二次板式换热器的第二出水端与所述工艺冷冻水管路的出水端连接；

所述第二pid控制装置的输入端分别与所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器、压力变送器和电磁流量计连接，所述第二pid控制装置的输出端分别与所述二次冷却水循环系统中的第一电磁三通阀、第二电磁三通阀、各个电磁两通阀、各个第二水泵连接、各个冷却塔和各个风机连接。

进一步的，在上述系统中，所述第二pid控制装置，用于从所述中央控制器获取将二次冷却水循环系统中的水温控制至第二预设温度的指令，及从所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项，根据所述二次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的各个电磁两通阀的开合大小、第二水泵的运行台数和转速、冷却塔的运行台数及风机的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

进一步的，在上述系统中，所述第二pid控制装置，用于根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的第二电磁三通阀的开合大小，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

进一步的，在上述系统中，所述一次板式换热器的一次出水端连接有所述温度传感器；

所述第二pid控制装置的输入端还与所述一次板式换热器的一次出水端的温度传感器连接。

进一步的，在上述系统中，所述第二pid控制装置，用于根据所述一次板式换热器的一次出水端的温度传感器获取到的一次出水端的当前温度，调节第一电磁三通阀的开合大小，直至所述一次出水端的当前温度与所述第一预设温度相同或接近。

进一步的，在上述系统中，还包括：

设置于所述冷却塔、第一闭式储水箱、第一闭式储水箱中的至少一项内的液位计；

设置于所述一次和/或二次冷却水循环系统中的各个管路节点的ph检测仪；

设置于所述冷却塔、第一闭式储水箱、第一闭式储水箱中的至少一项内的电导率分析仪。

根据本发明的另一面，提供一种质子加速器冷却水温度控制方法，所述方法包括：

第一pid控制装置从所述中央控制器获取将一次冷却水循环系统中的水温控制至第一预设温度的指令；

第一pid控制装置从所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项；

第一pid控制装置根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述一次冷却水循环系统中的电加热器的运行台数和加热时间长短、电磁两通阀的开合大小及第一水泵的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

进一步的，在上述方法中，还包括：

所述第二pid控制装置从所述中央控制器获取将二次冷却水循环系统中的水温控制至第二预设温度的指令；

所述第二pid控制装置从所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项；

所述第二pid控制装置根据所述二次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的各个电磁两通阀的开合大小、第二水泵的运行台数和转速、冷却塔的运行台数及风机的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

进一步的，在上述方法中，还包括：

所述第二pid控制装置根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的第二电磁三通阀的开合大小，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

进一步的，在上述方法中，还包括：

所述第二pid控制装置根据所述一次板式换热器的一次出水端的温度传感器获取到的一次出水端的当前温度，调节第一电磁三通阀的开合大小，直至所述一次出水端的当前温度与所述第一预设温度相同或接近。

与现有技术相比，本发明的二次冷却水循环系统通过冷却塔风机pid控制和冷冻水的第二电磁三通阀控制两种手段保证二次冷却水出水水温达到工艺要求，同时给负载冷却后的一次循环水与二次冷却水通过一次板式交换器换热降温；

另外，一次侧冷却水控制系统则是通过二次冷却水的第一电磁三通阀的串级pid控制和电加热器pid控制共同调节后使冷却水满足质子加速设备降温要求。

本发明合理有效的解决了肿瘤医疗系统质子刀核心设备在运行过程中集中产生大量热能后的温度精确控制问题。冷却水温控系统在设备选型上留有足够的余量来增减检测的物理量、改变控制策略案。同时，为防止冷却后水温度在瞬间变化太快，选用第一闭式储水箱、第二闭式储水箱缓冲冷却水尖端温度，使温度在有效可控范围，保证冷却水自控系统能精确调节到所需求的水温。通过精确的温度传感器、压力变送器和电磁流量计，追踪质子加速器负载变化不同时间产生不同热量，运用合理的控制方法保证设备在严格规定的温度范围内正常工作。

同时，本发明自控系统可以通过人机界面对系统设备合理的联动控制和监测，实现冷却水系统的自动运行，能够方便运营人员更好的管理，做到现场无人值守，管理调度、数据自动存储及分析自动化，及时有效的自动控制工艺冷却水带走质子加速器发热热量，确保工艺设备在要求温度下正常运行。

附图说明

图1是本发明一实施例的质子加速器冷却水温度控制系统图；

图2是本发明一实施例的质子加速器冷却水温度控制系统的模块图；

图3是本发明一实施例的质子加速器冷却水温度控制系统的i/o模块现场图；

图4是本发明一实施例的循环冷却水塔控制逻辑图；

图5是本发明一实施例的pid控制结构图；

图6发明一实施例的串级pid控制结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和2所示，本发明提供一种质子加速器冷却水温度控制系统，包括一次板式换热器1，与所述一次板式换热器1连接的一次冷却水循环系统100，连接于所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器2、压力变送器和电磁流量计，第一pid(比例、积分、微分)控制装置，与所述第一pid控制装置连接的中央控制器，其中，

所述一次冷却水循环系统100包括：

并联的多个电加热器101，所述并联的多个电加热器101的公共进水端与所述一次板式换热器的一次出水端连接；

质子加速器冷却负载管路102，所述质子加速器冷却负载管路的进水端与所述并联的多个电加热器101的公共出水端连接，所述质子加速器冷却负载管路102的外壁与所述质子加速器的外壁接触，以通过一次冷却水系统管路对质子加速器加温或降温；

第一闭式储水箱103，所述第一闭式储水箱103的进水端分别通过电磁两通阀104与所述质子加速器冷却负载102的出水端和第一闭式储水箱的出水端连接；

自纯水站105，所述自纯水站105的进水端通过电磁两通阀与所述第一闭式储水箱103的进水端和出水端的公共端连接；

离子交换柱106，所述离子交换柱106的进水端通过电磁两通阀与自纯水站105的出水端连接，所述离子交换柱106的出水端通过电磁两通阀与所述一次板式换热器1的一次进水端连接；

并联的多个第一水泵107，每个第一水泵107的进水端和出水端分别连接有电磁两通阀，所述并联的多个第一水泵的进水端的电磁两通阀的公共端与所述离子交换柱106的进水端连接，所述并联的多个第一水泵107的出水端的电磁两通阀的公共端与所述离子交换柱106的出水端连接；

所述第一pid控制装置的输入端分别与所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器2、压力变送器和电磁流量计连接，所述第一pid控制装置的输出端分别与所述一次冷却水循环系统中的各个电加热器101、电磁两通阀104和第一水泵107连接。

在此，本实施例采用一次循环水作为传热介质与冷却对象直接接触，带走用水设备的热功耗。

本发明的质子加速器冷却水温度控制系统一实施例中，还包括与所述一次板式换热器1连接的二次冷却水循环系统200，连接于所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器2、压力变送器和电磁流量计，与所述中央控制器连接的第二pid控制装置，其中，

所述二次冷却水循环系统200包括：

并联的多个冷却塔201、设置于每个塔上的风机202，每个冷却塔201的进水端依次通过电磁两通阀203、第一电磁三通阀204与所述一次板式换热器1的二次出水端连接，所述第一电磁三通阀204通过电磁两通阀与所述一次板式换热器的二次进水端连接；

第二闭式储水箱205，所述第二闭式储水箱205的进水端通过电磁两通阀与每个冷却塔201的出水端连接；

并联的多个第二水泵206，每个第二水泵206的进水端和出水端分别连接有电磁两通阀，所述并联的多个第二水泵206的进水端的电磁两通阀的公共端与第二闭式储水箱205的出水端连接；

二次板式换热器207，所述并联的多个第二水泵206的出水端的电磁两通阀的公共端与所述二次板式换热器207的第一进水端连接，所述二次板式换热器207的第一出水端与所述一次板式换热器1的二次进水端连接，所述二次板式换热器207的第二进水端通过第二电磁三通阀208与工艺冷冻水管路209的进水端连接，所述二次板式换热器207的第二出水端与所述工艺冷冻水管路209的出水端连接；

所述第二pid控制装置的输入端分别与所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器2、压力变送器和电磁流量计连接，所述第二pid控制装置的输出端分别与所述二次冷却水循环系统中的第一电磁三通阀204、第二电磁三通阀208、各个电磁两通阀203、各个第二水泵206连接、各个冷却塔201和各个风机202连接。

在此，本实施例采用双循环冷却方式，即采用一次循环水作为传热介质与冷却对象直接接触，带走用水设备的热功耗，并通过一次板式换热器将热量传递给二次循环水，再经冷却塔将热量散发于外界大气中或用冷水机组带走热量。

本实施例的冷却水温控系统包含一次侧冷却水温控pid、二次冷却水温控串级pid，能够实现质子加速器的冷却水温度的精度控制的自动运行。在满足质子加速器降温至水温要求的同时，达到温控精度调节，合理的设备联动控制和监测，能够更好的对质子加速器进行安全有效的管理，做到现场无人值守，管理调度、数据自动存储及分析自动化，会有一整套冷却水自控系统进行日常控制。

本发明的质子加速器冷却水温度控制系统一实施例中，所述第一pid控制装置，用于从所述中央控制器获取将一次冷却水循环系统中的水温控制至第一预设温度的指令，及从所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器2获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项，根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述一次冷却水循环系统中的电加热器101的运行台数和加热时间长短、电磁两通阀104的开合大小及第一水泵107的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

在此，例如，可采集电加热器的出水温度传感器的反馈信号，采用pid控制方式，调节电加热器加热功率，保持水出口温度符合工艺要求。同时，电加热系统与一次泵循环系统连锁，保证系统安全性。

本发明的质子加速器冷却水温度控制系统一实施例中，所述第二pid控制装置从所述中央控制器获取将二次冷却水循环系统中的水温控制至第二预设温度的指令，及从所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器2获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项，根据所述二次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的各个电磁两通阀203的开合大小、第二水泵206的运行台数和转速、冷却塔201的运行台数及风机202的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

在此，例如，二次冷却水循环系统的二次循环回水通过冷却塔时，在保证出水温度情况下控制冷却塔的台数、风机的运行台数以及风机的运行频率，保证出水温度。

具体来说，如图4所示，可以工艺要求温度为控制目标，当冷却塔出水温度反馈高于该温度，则调高风机频率，若温度还是无法下降至该温度则增加一台风机；反之当冷却塔出水温度反馈低于该温度，则调低风机频率，若温度还是无法上升至该温度，则减少一台风机。

本发明的质子加速器冷却水温度控制系统一实施例中，所述第二pid控制装置，用于根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的第二电磁三通阀208的开合大小，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

在此，当二次侧冷却水温制系统在室外气候条件对温度精度控制不利时，可全部使用冷冻水与二次板式换热器降低二次循环水温度。此时，第二pid控制装置根据二次板式换热器的出水端的温度器的出水温度反馈，通过调节第二电磁三通阀的开度，以调节冷冻水的流通水量，从而控制出水温度。

具体来说，当室外气候不适宜，冷却塔达到满负荷后水温仍然高于工艺要求温度，冷冻水将参与二次冷却水调控。这种情况下，二次循环水在经过冷却塔冷却后进入二次板式交换器，依据二次板式交换器出水温度反馈pid控制调节第二电磁三通阀的开度控制冷冻水流量，从而稳定水温。

本发明的质子加速器冷却水温度控制系统一实施例中，所述一次板式换热器1的一次出水端连接有所述温度传感器2；

所述第二pid控制装置的输入端还与所述一次板式换热器1的一次出水端的温度传感器2连接。

本发明的质子加速器冷却水温度控制系统一实施例中，所述第二pid控制装置根据所述一次板式换热器1的一次出水端的温度传感器2获取到的一次出水端的当前温度，调节第一电磁三通阀204的开合大小，直至所述一次出水端的当前温度与所述第一预设温度相同或接近。

在此，一次冷却水循环系统的一次循环回水经过一次板式热交换器时，采用串级pid控制方式，通过一次板式换热器的一次出水温度传感器的反馈，控制一次水板式换热器前第一电磁三通阀开度，以调节进入一次板式换热器的二次水流量，以控制板式换热器一次出水端的温度满足所述第一预设温度。

如图3所示，本发明的质子加速器冷却水温度控制系统一实施例中，还包括：

设置于所述冷却塔201、第一闭式储水箱103、第一闭式储水箱205中的至少一项内的液位计；

设置于所述一次和/或二次冷却水循环系统100、200中的各个管路节点的ph检测仪；

设置于所述冷却塔201、第一闭式储水箱103、第一闭式储水箱205中的至少一项内的电导率分析仪等，从而为采集和分析全水样本数据提供支撑。

另外，所述中央控制器可采用先进的系统软件平台，主要功能包含数据采集功能、趋势显示、报警显示等，达到全图控界面管理，实现现场无人值守。

本发明一具体的实施例中，工况网络控制站采用霍尼韦尔hc900控制器和i/o硬件，上位机采用霍尼韦尔ebi系统软件平台，控制器、服务器以及工控机经核心交换机的rj45和光电转换硬件接口由tcp/ip协议进行通讯。dcs控制柜放置于现场，工控机放置于控制机房内。dcs控制器采集各传感器信息及机电设备的运行状态，上传至中央上位机图控界面，同时控制器按照工艺要求的编程自动联动控制相关机电设备运行，实现现场无人值守，管理调度、数据自动存储及分析报警由中央控制室自动完成。

从dcs编程软件hc900designer上已经集成了常规的pid控制功能模块。在使用时可以直接调用该模块，设定输入输出和pid参数，然后根据现场实际运行情况进行参数整定。例如二次循环水系统冷却塔控制系统。以26℃为控制目标，当冷却塔出水温度反馈高于26℃，则调高风机频率，若温度还是无法下降至26℃则增加一台风机；反之当冷却塔出水温度反馈低于26℃，则调低风机频率，若温度还是无法上升至26℃，则减少一台风机，见图4，单台冷却水塔控制逻辑。同时，pid控制模块与水泵的开关信号连锁，当水泵处于运行状态时，pid控制模块才能正常运行。

正常情况下，如图5所示，单位反馈下冷却塔控制逻辑扰动下输出和误差信号

其中，g1(s)、g2(s)为传递函数，t(s)为输入信号，t1(s)为扰动输入。当|g1(s)g2(s)|＞＞1且|g1(s)|＞＞1时，t2(s)≈t(s),e(s)→0，这样实现了输出值近似的等于要求设定输入值，满足控制要求并且对扰动具有较强的抑制能力。

当室外气候不适宜，冷却塔达到满负荷后水温仍然高于工艺要求温度，冷冻水将参与二次冷却水调控。这种情况下，二次循环水在经过冷却塔冷却后进入板式交换器，依据板式交换器出水温度反馈pid控制调节旁通阀的开度控制冷冻水流量，从而稳定水温。

如图6所示，一次循环水与二次循环水换热引入串级pid控制：

其中，g3(s)、g4(s)为副pid的传递函数，t(s)为输入信号，t3(s)为副回路扰动输入，t*2(s)为过程输出。

该串级控制系统有主、副pid控制装置，其调节作用各有侧重。副控的设定是随外部变化而变化的(传递函数见式3)，副控进行的检测和控制变量是为稳定主变量引入的辅助变量，主要目标是随动控制作用。

通过副pid控制装置的辅助“粗调”，主控制器输出作为副控制器的输入，主控的目标即为要求的精度给定温度(传递函数与上述式1相同)，主控制器给系统“细调”，达到工艺要求的水温控制精度。

本发明还包括相应进行二次优化后的hmi人机界面，通过与上位机配套使用实现以下功能：

(1)数据采集功能，自动显示、连续地检测并且以工艺流程图的形式显示出系统的设备运行状态，温度、压力、流量、水质参数等数据。

(2)报警显示，自动报警和主动采取事故预处理措施，防止事故的发生和扩大，达到保护人身和设备的安全。

(3)趋势显示(实时、历史)，根据dcs上传的数据信息,绘制趋势曲线图、报告和报表、系统诊断报告。

根据本发明的另一面，还提供一种一种质子加速器冷却水温度控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的质子加速器冷却水温度控制系统，所述方法包括：

第一pid控制装置从所述中央控制器获取将一次冷却水循环系统中的水温控制至第一预设温度的指令；

第一pid控制装置从所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项；

第一pid控制装置根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述一次冷却水循环系统中的电加热器的运行台数和加热时间长短、电磁两通阀的开合大小及第一水泵的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述一次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

本发明的质子加速器冷却水温度控制方法一实施例中，还包括：

所述第二pid控制装置从所述中央控制器获取将二次冷却水循环系统中的水温控制至第二预设温度的指令；

所述第二pid控制装置从所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的温度传感器获取当前的水温、从各个压力变送器获取当前的水压和从各个电磁流量计获取当前的水流量中的至少一项；

所述第二pid控制装置根据所述二次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的各个电磁两通阀的开合大小、第二水泵的运行台数和转速、冷却塔的运行台数及风机的运行台数和转速中的至少一项，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

本发明的质子加速器冷却水温度控制方法一实施例中，还包括：

所述第二pid控制装置根据所述一次冷却水循环系统中预设温度与当前水温的差值、当前的水压和当前的水流量中的至少一项，通过调节所述二次冷却水循环系统中的第二电磁三通阀的开合大小，直至将所述二次冷却水循环系统中的各个管路节点的当前的水温调节至与所述第一预设温度相同或接近。

本发明的质子加速器冷却水温度控制方法一实施例中，还包括：

所述第二pid控制装置根据所述一次板式换热器的一次出水端的温度传感器获取到的一次出水端的当前温度，调节第一电磁三通阀的开合大小，直至所述一次出水端的当前温度与所述第一预设温度相同或接近。

上述方法各实施例的详细内容，具体可参见各系统实施例的对应部分，在此，不再赘述。

综上所述，本发明的二次冷却水循环系统通过冷却塔风机pid控制和冷冻水的第二电磁三通阀控制两种手段保证二次冷却水出水水温达到工艺要求，同时给负载冷却后的一次循环水与二次冷却水通过一次板式交换器换热降温；

另外，一次侧冷却水控制系统则是通过二次冷却水的第一电磁三通阀的串级pid控制和电加热器pid控制共同调节后使冷却水满足质子加速设备降温要求。

本发明合理有效的解决了肿瘤医疗系统质子刀核心设备在运行过程中集中产生大量热能后的温度精确控制问题。冷却水温控系统在设备选型上留有足够的余量来增减检测的物理量、改变控制策略案。同时，为防止冷却后水温度在瞬间变化太快，选用第一闭式储水箱、第二闭式储水箱缓冲冷却水尖端温度，使温度在有效可控范围，保证冷却水自控系统能精确调节到所需求的水温。通过精确的温度传感器、压力变送器和电磁流量计，追踪质子加速器负载变化不同时间产生不同热量，运用合理的控制方法保证设备在严格规定的温度范围内正常工作。

同时，本发明自控系统可以通过人机界面对系统设备合理的联动控制和监测，实现冷却水系统的自动运行，能够方便运营人员更好的管理，做到现场无人值守，管理调度、数据自动存储及分析自动化，及时有效的自动控制工艺冷却水带走质子加速器发热热量，确保工艺设备在要求温度下正常运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。