[发明专利]一种风冷式空压机热风循环系统和控制方法

说明书

本发明公开一种风冷式空压机热风循环系统和控制方法，属于余热回收领域，包括上位机、单片机模块、功率变换器、数字采集器DS1820、空压机机组、以及固定连接在热风循环系统的空压机机组排气端的通风管道一端，通风管道另一端接入室外大气，所述通风管道设有插孔、插孔配合的插板，以及设置在插板两端的导轨，还包括滚珠丝杠副,所述滚珠丝杠副包括固定连接在插板一端用于沿导轨移动插板的螺母总成、与螺母总成配合的丝杠以及固定连接在通风管道用于支撑丝杠一端的轴承座和另一端的电机座,所述电机座固定连接用于传动丝杠的步进电机,插板在插孔直线自由往复运动能阻断、调节或连通通风管道内的气流。

技术领域

本发明涉及空压机余热回收领域，尤其是一种风冷式空压机余热回收利用系统和控制方法。

背景技术

空压机是一种常见的动力设备，是将机械能转化成气体压力能的装置，简单来讲是压缩空气的气压发生装置，空压机的作用主要是供气，提供生产所需的气体。

空压机在我国应用广泛，尤其空冷式空压机市场份额尤为突出，比如生物化工项目、垃圾电站项目和燃机项目中等采用风冷式空压机，其中，在现有大中项目中，空冷式空压机的余热采样热交换式集中处理分配，需要整套的通风空调系统，造价昂贵，其中，现有中小项目空冷式空压机直接从室内吸风，利用机械能吸来的风随着空气的流动性带着热量一起排出室外，使空压机工作环境保持在适合的工作范围内，如厂区位于严寒地区，冬季需要设置采暖设施时，需要在空压机厂房建造供暖设施，例如通风空调、暖气片等，还有现有的空冷式空压机余热回收系统控制系统自动化程度不高，控制过程不完善，因此，没有利用现有的热能，造成了人力资源、资金成本和资源的浪费。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种风冷式空压机热风循环系统和控制方法，空压机车间可以不用另行建造通风空调系统，也可以精确地自动调节空压机车间温度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的控制系统是：包括空压机机组、以及固定连接在热风循环系统的空压机机组排气端的通风管道，通风管道另一端接入室外大气，所述通风管道设有插孔、插孔通过导轨配合设置有在滚珠丝杠副驱动下移动的插板，插孔上游室内段的通风管道设有出气口，出气口上设有盖板门，所述盖板门一端与通风管道通过铰链连接，通风管道外壁与盖板门之间设有与通风管道固定连接的驱动盖板门活动的舵机；

所述风冷式空压机热风循环系统，还包括上位机、单片机模块、功率变换器以及数字采集器DS1820，所述上位机和单片机模块交互，单片机模块输出脉冲串通过功率变换器控制步进电机，单片机模块输出PWM控制舵机，单片机模块收集分析数字采集器DS1820采集的数据；

所述风冷式空压机热风循环系统控制方法，包括：

S1：系统开机时同时舵机关闭盖板门和插板打开；

S2：通过上位机调整单片机模块程序中的初始值S(a)；

S3：DS1820采集的信号C(a)传送给单片机模块周期性捕捉；

S4：单片机模块计算出偏差值P(a)＝C(a)-S(a)；

S5：单片机模块(100)判断偏差值P(a)与滞后值ξ以及滞回值μ的关系，正向变化的偏差值P(a)大于等于ξ时进入步骤S7，负向变化的偏差值P(a)小于等于μ时进入步骤S6；

S6：单片机模块(100)运行PID控制算法，通过控制算法输出PWM控制舵机开启盖板门，单片机模块输出脉冲串通过功率变换器控制步进电机角位移来移动插板位置调整通风管道内气体向室外排出气体量；其中PID控制算法依据公式U(a)＝Kp[P(a)-P(a-1)]+KiP(a)+Kd[P(a)-2P(a-1)+P(a-2)]进行计算，其中U(a) 表示控制量，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数，Kd表示微分系数，μ表示滞回值，a为变量；输出完成后捕捉周期完成，进入步骤S8；