[發(fā)明專利]一種風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)和控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110759271.5
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113464401B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李旭華;劉鵬;孫峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: F04B37/12
• 分類號: F04B37/12;F04B39/06;F04B51/00;F04B49/06
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

1.一種風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)控制方法，所述風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)包括空壓機(jī)機(jī)組(1)、以及固定連接在熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的空壓機(jī)機(jī)組(1)排氣端的通風(fēng)管道(2)，通風(fēng)管道(2)另一端接入室外大氣，其特征在于：所述通風(fēng)管道(2)設(shè)有插孔(A2)、插孔(A2)通過導(dǎo)軌(A5)配合設(shè)置有在滾珠絲杠副(A4)驅(qū)動下移動的插板(A1)，插孔(A2)上游室內(nèi)段的通風(fēng)管道(2)設(shè)有出氣口(B5)，出氣口(B5)上設(shè)有蓋板門(B1)，所述蓋板門(B1)一端與通風(fēng)管道(2)通過鉸鏈連接，通風(fēng)管道(2)外壁與蓋板門(B1)之間設(shè)有與通風(fēng)管道(2)固定連接的驅(qū)動蓋板門(B1)活動的舵機(jī)(B3)；

所述風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，還包括上位機(jī)(102)、單片機(jī)模塊(100)、功率變換器(101)以及數(shù)字采集器DS1820(104)，所述上位機(jī)(102)和單片機(jī)模塊(100)交互，單片機(jī)模塊(100)輸出脈沖串通過功率變換器(101)控制步進(jìn)電機(jī)(A3)，單片機(jī)模塊(100)輸出PWM控制舵機(jī)(B3)，單片機(jī)模塊(100)收集分析數(shù)字采集器DS1820(104)采集的數(shù)據(jù)；

所述風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)控制方法，包括：

S1：系統(tǒng)開機(jī)時同時舵機(jī)關(guān)閉蓋板門(B1)和插板(A1)打開；

S2：通過上位機(jī)(102)調(diào)整單片機(jī)模塊(100)程序中的初始值S(a)；

S3：DS1820采集的信號C(a)傳送給單片機(jī)模塊周期性捕捉；

S4：單片機(jī)模塊(100)計(jì)算出偏差值P(a)＝C(a)-S(a)；

S5：單片機(jī)模塊(100)判斷偏差值P(a)與滯后值ξ以及滯回值μ的關(guān)系，正向變化的偏差值P(a)大于等于ξ時進(jìn)入步驟S7，負(fù)向變化的偏差值P(a)小于等于μ時進(jìn)入步驟S6；

S6：單片機(jī)模塊(100)運(yùn)行PID控制算法，通過控制算法輸出PWM控制舵機(jī)開啟蓋板門，單片機(jī)模塊輸出脈沖串通過功率變換器控制步進(jìn)電機(jī)角位移來移動插板位置調(diào)整通風(fēng)管道內(nèi)氣體向室外排出氣體量；其中PID控制算法依據(jù)公式U(a)＝Kp[P(a)-P(a-1)]+KiP(a)+Kd[P(a)-2P(a-1)+P(a-2)]進(jìn)行計(jì)算，其中U(a)表示控制量，Kp表示比例系數(shù)，Ki表示積分系數(shù)，Kd表示微分系數(shù)，μ表示滯回值，a為變量；輸出完成后捕捉周期完成，進(jìn)入步驟S8；

S7：單片機(jī)模塊(100)輸出PWM控制舵機(jī)關(guān)閉蓋板門，單片機(jī)模塊(100)輸出脈沖串通過功率變換器(101)控制步進(jìn)電機(jī)(A3)角位移來移動插板使通風(fēng)管道完全通暢；輸出完成后捕捉周期完成，進(jìn)入步驟S8；

S8：返回初始值S(a)裝入前，其中，可以重新設(shè)置初始值S(a)，上述過程S2到S8循環(huán)執(zhí)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)控制方法，其特征在于：所述滾珠絲杠副(A4)包括固定連接在插板(A1)一端用于沿導(dǎo)軌(A5)移動插板的螺母總成(A43)、與螺母總成(A43)配合的絲杠(A42)以及固定連接在通風(fēng)管道用于支撐絲杠(A42)一端的軸承座(A41)和另一端的電機(jī)座(A44),所述電機(jī)座固定連接用于傳動絲杠(A42)的步進(jìn)電機(jī)(A3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)控制方法，其特征在于：舵機(jī)(B3)輸出端與蓋板門(B1)之間設(shè)有用于開啟、調(diào)節(jié)、關(guān)閉蓋板門(B1)的二連桿機(jī)構(gòu)(B2)，所述二連桿機(jī)構(gòu)(B2)包括主動連桿(B21)和從動連桿(B22)，從動連桿(B22)的一端與蓋板門(B1)通過銷軸鉸接，從動連桿(B22)的另一端與主動連桿(B21)的一端通過轉(zhuǎn)軸連接，主動連桿(B21)的另一端與舵機(jī)(B3)輸出端固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)控制方法，其特征在于：步驟S2中的初始值S(a)范圍大小限定在DS1820采集26℃-39℃輸出的數(shù)據(jù)對應(yīng)，初始值S(a)調(diào)整通過上位機(jī)的組態(tài)軟件來操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷式空壓機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)控制方法，其特征在于：步驟S3中的DS1820采集器輸出一個數(shù)據(jù)時效是15us，單片機(jī)模塊捕捉DS1820的數(shù)據(jù)周期設(shè)置在60s。