换热器是使热量从热流体传递给冷流体的一种热量交换设备,广泛应用于化工、石油、暖通、电子等工业部门,其产品质量对能源利用率起着重要的作用。因此,为保证换热器的产品质量,需要专业机构对换热器的性能进行监督检验。本文以甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司的上海蓝滨炼化设备实验室测控系统为背景,在了解换热器性能试验原理的基础上,研究换热器性能试验测控系统。系统以PLC为核心,采用工业控制计算机对试验过程进行监控。PLC实现对现场信号的采集、执行机构的控制以及不同试验工况的切换控制。工控机与PLC通过PROFIBUS实现通讯,实现换热器试验过程的实时监控、参数设置以及数据处理等功能。换热器性能试验的重点在于建立满足一定温度和流量条件的检测工况。试验时,设定换热器试件冷热侧进口介质流量,控制试件冷热侧进口温度快速稳定到检测工况设定值,按照换热器检验标准,采集相应数据并存储;然后改变换热器试件冷热侧进口介质流量,在温度重新稳定到设定值时,继续检测数据。最后根据试验数据分析计算总传热系数和流动阻力,评价换热器的总体性能。整个试验过程中,控制换热器试件冷热侧进口温度快速稳定是研究的关键。换热器试件的冷热侧进口温度控制系统是大时滞、时变、多变量的非线性系统,传统的PID控制算法调节时间长、控制精度低,很难实现冷热侧进口温度的快速稳定控制。文章建立了换热器试验过程的温度控制模型,分析了PID控制算法的优缺点,研究了模糊控制算法,并结合模糊控制算法与PID控制算法,研究了模糊-PID控制算法,实现了换热器试验过程冷热侧进口温度的快速稳定控制。通过MATLAB/Simulink建模、仿真,说明了模糊-PID控制算法具有抑制超调、响应速度快、调节时间短、控制精度高等优点,可以满足换热器试验过程对冷热侧进口温度的控制要求。