[发明专利]高温高压水循环控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种高温高压水循环控制系统，安装于具有高温高压循环水回路的 实验设备中，其特征在于包括以下部分：

上位机，运行监控程序，显示和保存下位机上传的各种数据，并发送 控制命令至下位机；

下位机，与上位机进行通讯连接，运行控制程序，计算并发送控制信 号至执行装置；

执行装置，在下位机的控制下，对混合泵、高压计量泵、预热器进行 实时控制；

各类传感器，分别用于采集循环水的溶解氧浓度、电导率、PH值、温 度、压力以及流量，其中溶解氧浓度、电导率、PH值传感器通过各自的变 送器将采集数据转换为电信号传输至下位机；

所述传感器中，溶解氧浓度传感器为两套，分别设于实验设备中的高 压釜的进、出水管路中；电导率传感器也为两套，同样分别设于实验设备 中的高压釜的进、出水管路中；压力传感器设于循环水管路的高压段。

2.按权利要求1所述的高温高压水循环控制系统，其特征在于：所述 下位机包括控制器及与控制器相连的输入模块和输出模块，其中输入模块 接有各类传感器，输出模块通过执行装置中的各执行部件分别控制设于现 场的预热器，高压计量泵、混合泵。

3.一种如权利要求1或2所述的高温高压水循环控制系统的控制方法， 其特征在于包括以下步骤：

1)系统上电；

2)启动各类传感器、混合泵及下位机工作；

3)运行上位机监控程序，设定各种相关参数并初始化；

4)由下位机控制高压釜进水管路中水的溶解氧含量；

5)判断高压釜进水的溶解氧含量是否达到设定值，如达到设定值，则 启动高压计量泵加压，通过压力传感器对循环水管路高压段的水压力实施 监测；

6)启用自动模式，由上位机、下位机对执行装置实施控制；

7)打开循环水回路中冷凝器的冷却水，通过流量传感器对冷却水实施 断流监测，并开始对循环水管路的高压段进行温度控制；

8)如试验结束则关闭系统。

4.按权利要求3所述的高温高压水循环控制系统的控制方法，其特征 在于：所述关闭系统包括以下步骤：

预热器停止加热；

循环水管路的高压段冷却至常温时关闭断流监测及冷却水；

关闭循环水管路高压段的水压力监测，卸去系统压力；

退出上位机监控程序及下位机控制程序；

关闭高压计量泵、混合泵、变送器及下位机，断电结束。

5.按权利要求3所述的高温高压水循环控制系统的控制方法，其特征 在于：所述控制水的溶解氧含量包括以下步骤：

求出溶解氧含量的设定值与实际值之间的偏差，并将该偏差乘以比例 系数得到初始控制信号；

当初始控制信号在设定的上下限范围内时，按实际初始控制信号乘以 相应的缩放系数，再转换为4-20mA的最终控制信号，传递给设于循环水管 路中的电磁阀以相应的通断时间比例执行相关开度操作。

6.按权利要求5所述的高温高压水循环控制系统的控制方法，其特征 在于：当初始控制信号不在设定的上下限范围时，按与其信号临近的上限 或下限乘以相应的缩放系数，再转换为4-20mA的最终控制信号，传递给设 于循环水管路中的电磁阀以相应的通断时间比例执行相关开度操作。

7.按权利要求3所述的高温高压水循环控制系统的控制方法，其特征 在于：所述对循环水管路的高压段进行温度控制包括以下步骤：

设定目标温度及温度控制曲线；

当没有控温命令时，按设定的温度控制曲线通过PID函数控制预热器 的加热温度；

如改变温度控制曲线，则按实际温度曲线控制水温度。

8.按权利要求3所述的高温高压水循环控制系统的控制方法，其特征 在于：所述对循环水管路高压段的水压力实施监测包括以下步骤：

将压力传感器检测到实际压力与设定压力进行比较；

如果实际压力高于设定压力上限，则输出过压报警信号，关闭高压计 量泵及预热器；

如果实际压力低于设定压力下限，则低压报警，关闭高压计量泵、混 合泵及预热器。