[發明專利]一種氮氣置換設備的控制裝置和方法

在審

• 申請號: 202010094634.3
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111288296A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 張宏偉;趙玉龍;張小平;馮濤;李勇;鄭國真;張士強;周小義
• 申請（專利權）人: 藍箭航天技術有限公司
• 主分類號: F17C9/02
• 分類號: F17C9/02;F17C5/06;F17C13/00;F17C13/02;F17C13/04;F17D1/14;F17D1/04;F17D3/01;F17D5/00
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 徐紅崗

1.一種氮氣置換設備的控制裝置，其中氮氣置換設備包括加熱器(300)，其特征在于，包括：

溫度采集模塊，用于采集所述加熱器(300)的出口氮氣溫度；

壓力采集模塊，至少用于采集被填充設備(500)的第一壓力值；

第一控制模塊，用于根據所述出口氮氣溫度與預設溫度值的偏差的絕對值進行PI控制或PID控制；以及

第二控制模塊，用于根據被填充設備(500)的第一預設壓力值與所述被填充設備(500)的第一壓力值的偏差進行PI控制或PID控制。

2.根據權利要求1所述的氮氣置換設備的控制裝置，其特征在于，所述第二控制模塊還用于根據所述第一預設壓力值與所述第一壓力值的偏差程度選擇壓力調節模式，其中當偏差的絕對值超過第一壓力閾值時，進行開關量控制，當偏差的絕對值小于第一壓力閾值且大于第二壓力閾值時，進行模擬量控制，其中所述模擬量控制包括上述PI控制或PID控制。

3.根據權利要求1所述的氮氣置換設備的控制裝置，其中氮氣置換設備包括氮氣緩沖器(400)，其特征在于，所述壓力采集模塊還包括：

第二壓力采集模塊，用于采集所述氮氣緩沖器(400)的第二壓力值，所述第二控制模塊還用于通過比較所述第二壓力值和所述氮氣緩沖器(400)的第二預設壓力值和第三預設壓力值的關系，控制所述氮氣緩沖器(400)的閥門開關和柱塞泵單元(600)啟停，其中所述第二預設壓力值大于所述第三預設壓力值。

4.根據權利要求3所述的氮氣置換設備的控制裝置，其中氮氣置換設備包括液氮存儲器(100)，其特征在于，還包括：

液位采集模塊，用于采集所述液氮存儲器(100)的液氮液位值；

第三控制模塊，根據所述液氮液位值進行添加液氮或者停機等操作控制。

5.根據要求要求3所述的氮氣置換設備的控制裝置，其特征在于，還包括：

露點采集模塊，用于采集所述氮氣緩沖器(400)出口的氮氣品質；

第四控制模塊，根據所述氮氣品質進行氮氣是否輸送控制。

6.一種氮氣置換設備的控制方法，其特征在于，采用上述權利要求3-5任一項所述的氮氣置換設備的控制裝置，所述氮氣置換設備的控制方法至少包括對加熱器(300)的溫度控制和對填充設備(500)的壓力控制：

其中，所述對加熱器(300)的溫度控制包括：

采集加熱器(300)出口氮氣的溫度值；

以所述溫度值與預設溫度值的差值作為輸入，經PI或PID運算后，調節加熱器的輸出功率，使出口氮氣溫度滿足要求；

所述對填充設備(500)的壓力控制包括：

打開氮氣緩沖器(400)的調節閥門使氮氣輸送到被填充設備(500)中；

采集所述被填充設備(500)的第一壓力值，計算所述第一預設壓力值與第一壓力值的第一偏差；若所述第一偏差絕對值超過第一壓力閾值時，通過開關量控制調節閥門狀態；若所述第一偏差絕對值小于第一壓力閾值且大于第二壓力閾值時，進行PI控制或PID控制；

當所述第一偏差在允許范圍內，壓力穩定后打開被填充設備(500)的排空閥門，使第一壓力值恢復至常壓。

7.根據權利要求6所述的氮氣置換設備的控制方法，其特征在于，還包括：

測量所述被填充設備(500)內部的氧濃度值，高于設定濃度值時，再次循環所述氮氣置換設備的控制方法，直至氧濃度達到或低于設定氧濃度值。

8.根據權利要求7所述的氮氣置換設備的控制方法，其特征在于，還包括啟動連鎖保護控制，具體為：

若所述第一壓力值超過極限壓力值時，關閉所述被填充設備(500)的開關閥門，或，所述加熱器(300)的輸出功率超過極限功率值時，降低加熱器的輸出功率。