制冷压缩机吸气温度的串级控制淋膜机

制冷压缩机吸气温度的串级控制

制冷压缩机吸气温度的串级控制 2011年12月09日 来源： 　The Cascade Control of the Inlet Temperature of the Refrigerating CompressorHu Jianping　　The performance of the inlet temperature are analyzed,the cascade control technology are adopted by regarding the pressure of the second refrigerator as the vice-adjustment parameter.The control system not only weakens the couplings among the process parameters,but also quickly conquers the second disturbance.It can quickly and stably control the inlet temperature of the refrigerating compressor.　　Keywords:inlet temperature,cascade control,system simulation　　虽然我国从本世纪80年代以后加速了计算机控制在制冷行业应用的步伐，但制冷压缩机测试系统仍然停留在手动阶段。随着现代压缩机测试参数、测点数目的不断增多，人工调节已经难以满足测试速度和精度的要求。因此压缩机性能测试系统的自动化是现代技术发展的必然趋势，也是提高测试系统综合性能的迫切需要。其中吸气温度是性能测试试验中极其重要的参数指标，只有当量热器加热功率波动引起的制冷量变化≤1%，吸气温度测量值的最大允差≤±1.0℃时，所测得的制冷量才有效［1］。所以对吸气温度实现高精度控制具有重要的实际意义。1　对象特性　　制冷压缩机性能测试试验采用“第二制冷剂量热器法”。电加热丝浸泡在第二制冷剂中，开启量热器后，首先是电加热丝附近的液态第二制冷剂被加热，然后将热量传递到整个液态第二制冷剂中，使其逐渐升温乃至蒸发。制冷剂则吸收高温气态第二制冷剂的热量而蒸发，最后流动到吸气温度的检测点处。考虑到温度回路是非自衡对象，且高温气态的第二制冷剂在通过管道将热量传递给制冷剂的过程中存在时间滞后。可以建立吸气温度与量热器加热功率之间的结构模型为：　(1)　　另外，吸、排气压力对吸气温度还存在耦合影响［2］，见图1。图中G11（s）、G22(s)、G33(s)分别表示吸气温度Ti、吸气压力Pi、排气压力Pk对加热功率N、节流阀开度F、冷却水流量Q变化的传递函数；图中交叉连接的传递函数G12（s）、G23（s）、G32（s）表示各相应变量间的相互耦合。图1　过程参数之间的耦合2　控制方法的选择　　在过程控制的发展历程中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方法。在本世纪40年代以前，除采用开关控制外，它是唯一的控制方法。此后，随着科学技术特别是电子计算机的诞生和发展，涌现出许多新的控制方法。然而直到现在，PID控制由于它自身的优点仍然是得到最广泛应用的基本控制方式。但是，对压缩机吸气温度这种难以控制的对象，PID控制有许多不足之处。而串级控制是改善调节过程极为有效的方法，它具有较好的控制性能，对二次干扰有很强的克服能力，对负荷或操作条件的变化有一定的自适应能力，它能够改善对象的动态特性，提高系统的工作频率，目前已经得到了广泛应用。　　分别采用经典PID单回路控制方法和串级技术对系统进行单位阶跃响应仿真，曲线见图2和图3。结果表明，对压缩机吸气温度这样的非线性、非自衡、大时滞系统，采用PID控制方法很难满足控制要求，而串级控制却能实现很好的控制效果，所以笔者采用后者。图2　采用PID方法的控制效果图3　采用串级技术的控制效果3　控制思路　　吸气温度是通过改变量热器加热功率来调节和控制的，控制回路见图4。图4　吸气温度控制回路框图　　该控制回路实际上是一个定值控制，但由于吸气温度连续变化，所以在DDC系统中将其0～35℃的变化范围离散为7段，界值分别为5、10、15、20、25、30、35。在每一界值，当实际温度高于该界值时，EM235输出OV电压，断开SSR，停止加热；当实际温度高于该界值时，EM235输出8V电压，接通SSR，开始加热。SSR通断时间由下式确定：

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