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冷卻水循環(huán)裝置的閉環(huán)控制策略：流量-溫度-壓力多參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法
在工業(yè)冷卻場景中，冷卻水循環(huán)裝置需同時滿足流量穩(wěn)定、溫度精準控制及壓力平衡的需求，但傳統(tǒng)單參數(shù)控制易因工況波動導致系統(tǒng)振蕩或能效低下。為此，基于流量-溫度-壓力多參數(shù)協(xié)同的閉環(huán)控制策略成為提升系統(tǒng)動態(tài)響應與穩(wěn)定性的關鍵技術路徑。
多參數(shù)耦合機理與控制目標分解
冷卻水系統(tǒng)的核心參數(shù)存在強耦合關系：流量變化直接影響換熱效率，進而引發(fā)溫度波動；而壓力異常（如氣蝕或背壓過高）會限制流量調(diào)節(jié)范圍，甚至損壞泵體。協(xié)同優(yōu)化需以“溫度精準控制”為最終目標，將流量與壓力作為中間調(diào)節(jié)變量。例如，在鋰電涂布機冷卻系統(tǒng)中，需將輥筒表面溫度控制在±0.5℃以內(nèi)，同時確保泵出口壓力低于0.6MPa以避免管路泄漏，并維持流量在工藝要求的±3%波動范圍內(nèi)。
分層控制架構與動態(tài)權重分配
采用“上層模型預測+下層PID調(diào)節(jié)”的分層控制架構。上層基于數(shù)字孿生模型，結合歷史數(shù)據(jù)與實時工況（如環(huán)境溫度、設備負載），預測未來5-10秒的參數(shù)變化趨勢，并生成流量、溫度、壓力的優(yōu)化設定值；下層通過多變量PID控制器，根據(jù)傳感器反饋動態(tài)調(diào)整變頻泵轉(zhuǎn)速、電動閥開度及旁通回路流量。為解決參數(shù)沖突（如降溫需增大流量，但高壓需限制流量），引入動態(tài)權重分配算法：當溫度偏差超過閾值時，優(yōu)先調(diào)整流量；當壓力接近安全限值時，暫停溫度調(diào)節(jié)并優(yōu)先降壓。
工業(yè)驗證與能效提升
某光伏電池生產(chǎn)線的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)應用該策略后，實現(xiàn)三大核心改進：
動態(tài)響應速度提升：溫度波動恢復時間從12秒縮短至4秒，滿足絲網(wǎng)印刷機對冷卻水瞬態(tài)穩(wěn)定性的要求；
能效優(yōu)化：通過避免過度冷卻與壓力冗余，泵組功耗降低22%，年節(jié)電量超50萬kWh；
設備壽命延長：壓力波動幅度下降60%，泵體氣蝕現(xiàn)象消除，維護周期從3個月延長至1年。
未來，隨著邊緣計算與AI算法的融合，多參數(shù)協(xié)同控制將向“自學習-自優(yōu)化”方向發(fā)展，進一步突破復雜工況下的控制精度與能效極限。
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