本發(fā)明涉及系統(tǒng)優(yōu)化，尤其是一種提高換熱器系統(tǒng)利用率的方法及通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、提高換熱器系統(tǒng)的利用率是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域節(jié)電降耗、優(yōu)化工藝流程、提升產(chǎn)品質(zhì)量、改善生產(chǎn)環(huán)境和推動技術(shù)革新的一項關(guān)鍵舉措。隨著自動化技術(shù)的不斷進步，對變頻器控制策略的探索日益深入，多種控制方式應(yīng)運而生。當(dāng)前，眾多技術(shù)方案傾向于采用plc或stm32來實現(xiàn)對變頻器的精準控制，在一定程度上提升了系統(tǒng)的自動化水平。然而，尚無利用現(xiàn)場可編程門陣列（fpga）結(jié)合組態(tài)軟件的技術(shù)方案實現(xiàn)對換熱器系統(tǒng)的控制。

2、fpga以其并行處理能力和高度可編程性，展現(xiàn)了在復(fù)雜數(shù)據(jù)處理和高速運算方面的顯著優(yōu)勢。結(jié)合先進的組態(tài)軟件，不僅能夠構(gòu)建出直觀易用的人機交互界面，極大提升操作便捷性，還能充分利用fpga的強大運算性能，實現(xiàn)對多臺換熱器控制的實時響應(yīng)與高精度調(diào)節(jié)。這種創(chuàng)新控制方式的研究，對于提升換熱器系統(tǒng)的整體效能、縮短響應(yīng)周期具有重要意義。

3、利用fpga結(jié)合組態(tài)軟件的技術(shù)方案實現(xiàn)對換熱器系統(tǒng)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對換熱器運行狀態(tài)的實時監(jiān)測與精準調(diào)控，不僅提升控制精度與響應(yīng)速度，還能有效降低能耗，優(yōu)化生產(chǎn)流程，進而提升產(chǎn)品質(zhì)量并減少對環(huán)境的影響。鑒于實際工業(yè)場景中往往需要對多組換熱器進行協(xié)同控制，fpga的引入將極大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間，為高效、智能的換熱器管理提供強有力的技術(shù)支撐。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種提高換熱器系統(tǒng)利用率的方法及通信系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供一種提高換熱器系統(tǒng)利用率的方法，所述方法包括如下步驟：獲取換熱器系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的實時功能參數(shù)；基于所述實時功能參數(shù)得到影響所述換熱器系統(tǒng)利用率的關(guān)鍵功能參數(shù)；將所述關(guān)鍵功能參數(shù)進行分析得到參數(shù)檢測結(jié)果；依據(jù)所述參數(shù)檢測結(jié)果得到所述換熱器系統(tǒng)的異常功能參數(shù)；對所述異常功能參數(shù)進行調(diào)整從而提高所述換熱器系統(tǒng)利用率。本發(fā)明通過實時監(jiān)測換熱器系統(tǒng)的功能參數(shù)，能夠迅速識別影響換熱器系統(tǒng)利用率的關(guān)鍵因素，實現(xiàn)了對換熱器性能的高效診斷；通過深入分析關(guān)鍵功能參數(shù)，精準篩選異常參數(shù)，為優(yōu)化調(diào)整控制換熱器系統(tǒng)提供了科學(xué)依據(jù)；進行針對性的調(diào)整措施有效提升了換熱器系統(tǒng)的運行效率與利用率，減少了資源的浪費，增強了換熱器系統(tǒng)的實用價值和可靠性，此外，促進了對于換熱器系統(tǒng)的智能化管理，降低了換熱器系統(tǒng)的維護成本，延長了換熱器系統(tǒng)的使用時限。

3、可選地，所述獲取換熱器系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的實時功能參數(shù)，包括：通過溫度傳感器獲取所述換熱器系統(tǒng)內(nèi)流體的溫度；利用壓力傳感器得到所述流體在通過所述換熱器系統(tǒng)時的壓降；基于流量傳感器獲取所述換熱器系統(tǒng)中所述流體的流速；計算所述換熱器系統(tǒng)的傳熱系數(shù)；根據(jù)所述溫度和所述傳熱系數(shù)計算所述換熱器系統(tǒng)的換熱面積；依據(jù)所述換熱器系統(tǒng)的實際傳熱量和理論最大傳熱量得到所述換熱器系統(tǒng)的傳熱效率。本發(fā)明通過集成溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器，實現(xiàn)了對換熱器系統(tǒng)功能參數(shù)的全面監(jiān)測,不僅提高了傳熱系數(shù)和換熱面積的計算精度，且能夠?qū)Q熱器系統(tǒng)的傳熱效率進行準確評估，對換熱器系統(tǒng)進行實時監(jiān)測有助于及時發(fā)現(xiàn)問題并優(yōu)化換熱器性能，提升換熱器系統(tǒng)的能效，為換熱器系統(tǒng)的智能化管理和優(yōu)化運行提供了及時且準確的數(shù)據(jù)支撐。

4、可選地，所述計算所述換熱器系統(tǒng)的傳熱系數(shù)，包括：

5、

6、其中，為傳熱系數(shù)，為材料的導(dǎo)熱系數(shù)，為內(nèi)表面的熱交換系數(shù)，為外表面的熱交換系數(shù)，為材料層的厚度。本發(fā)明利用公式準確計算換熱系統(tǒng)的傳熱系數(shù)，對換熱器系統(tǒng)的熱交換能力進行精確評估，有助于優(yōu)化設(shè)計運行參數(shù)，提高能效，能夠減少資源浪費，提升換熱器系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并為故障診斷和增強換熱器系統(tǒng)性能提供可靠的數(shù)據(jù)支持依據(jù)，從而對換熱過程實現(xiàn)更加經(jīng)濟且高效的管控。

7、可選地，所述基于所述實時功能參數(shù)得到影響所述換熱器系統(tǒng)利用率的關(guān)鍵功能參數(shù)，包括：對所述實時功能參數(shù)進行關(guān)聯(lián)性分析得到所述實時功能參數(shù)之間的相關(guān)性分析結(jié)果；結(jié)合所述相關(guān)性分析結(jié)果對所述實時功能參數(shù)進行評估分析得到參數(shù)重要性評估結(jié)果；依據(jù)所述參數(shù)重要性評估結(jié)果獲得影響所述換熱器系統(tǒng)利用率的關(guān)鍵功能參數(shù)。本發(fā)明通過對換熱器系統(tǒng)的實時功能參數(shù)進行關(guān)聯(lián)性分析，可以深入揭示各個功能參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，為參數(shù)重要性評估提供科學(xué)依據(jù)，有助于精準篩選識別影響換熱器系統(tǒng)利用率的關(guān)鍵功能參數(shù)，為優(yōu)化換熱器系統(tǒng)性能、提升利用率提供有力數(shù)據(jù)支持，從而實現(xiàn)對資源的高效利用。

8、可選地，所述將所述關(guān)鍵功能參數(shù)進行分析得到參數(shù)檢測結(jié)果，包括：獲取正常工作狀態(tài)下所述換熱器系統(tǒng)的關(guān)鍵功能參數(shù)閾值；依據(jù)所述關(guān)鍵功能參數(shù)閾值得到所述關(guān)鍵功能參數(shù)的最佳狀態(tài)值；將獲取的所述關(guān)鍵功能參數(shù)與所述關(guān)鍵功能參數(shù)閾值進行對比分析得到參數(shù)檢測結(jié)果。本發(fā)明能夠準確獲取換熱器系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下的關(guān)鍵功能參數(shù)閾值，并依據(jù)關(guān)鍵功能參數(shù)閾值確定功能參數(shù)的最佳狀態(tài)值，為換熱器系統(tǒng)運營提供明確的參考標準，將實時參數(shù)與閾值進行對比分析，可迅速發(fā)現(xiàn)異常參數(shù)，及時預(yù)警并采取相應(yīng)措施，有效保障換熱器系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，從而提高換熱器系統(tǒng)的整體效率和安全性，減少換熱器系統(tǒng)故障的發(fā)生。

9、可選地，所述獲取正常工作狀態(tài)下所述換熱器系統(tǒng)的關(guān)鍵功能參數(shù)閾值，包括：根據(jù)所述換熱器系統(tǒng)的耐熱性能及應(yīng)用場景確定所述溫度的閾值；依據(jù)所述換熱器系統(tǒng)中所述流體的性質(zhì)確定所述壓降的閾值；基于所述換熱器系統(tǒng)的傳熱需求及所述流體的流動阻力確定所述流速的閾值。本發(fā)明針對換熱器系統(tǒng)的具體特性和應(yīng)用場景，科學(xué)設(shè)定溫度、壓降及流速的閾值，確保換熱器系統(tǒng)既能滿足耐熱和傳熱的需求，又能使換熱器系統(tǒng)的保持較高的能效，有助于及時發(fā)現(xiàn)換熱器系統(tǒng)中流體過熱、流體壓降過大及流速不當(dāng)?shù)葐栴}，保障換熱器系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，優(yōu)化換熱器系統(tǒng)的換熱效率。

10、可選地，所述依據(jù)所述參數(shù)檢測結(jié)果得到所述換熱器系統(tǒng)的異常功能參數(shù)，包括：依據(jù)所述關(guān)鍵功能參數(shù)閾值對所述參數(shù)檢測結(jié)果進行標記得到標簽結(jié)果；基于所述標簽結(jié)果得到所述換熱器系統(tǒng)的異常功能參數(shù)。本發(fā)明通過對關(guān)鍵功能參數(shù)閾值對參數(shù)檢測結(jié)果進行標記，能夠高效地將檢測結(jié)果生成直觀的標簽結(jié)果，能夠準確且快速識別換熱器系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時獲取換熱器系統(tǒng)的異常功能參數(shù)，從而第一時間采取維護措施，避免換熱器系統(tǒng)潛在重大故障的發(fā)生，提高了對于換熱器系統(tǒng)監(jiān)控的精確性，為保障換熱器系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐。

11、可選地，所述對所述異常功能參數(shù)進行調(diào)整從而提高所述換熱器系統(tǒng)利用率，包括：將所述異常功能參數(shù)對所述換熱器系統(tǒng)利用率的影響程度進行量化得到量化結(jié)果；依據(jù)所述量化結(jié)果和所述相關(guān)性分析結(jié)果確定所述異常功能參數(shù)的調(diào)整順序；基于所述調(diào)整順序?qū)λ霎惓９δ軈?shù)進行調(diào)整從而提高所述換熱器系統(tǒng)利用率。本發(fā)明通過量化異常功能參數(shù)對換熱器系統(tǒng)利用率的影響程度，精確評估各個功能參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，進而結(jié)合相關(guān)性分析結(jié)果，合理的確定功能參數(shù)的調(diào)整順序，不僅提高了對于換熱器系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整的效率，還能針對性地對關(guān)鍵功能參數(shù)進行優(yōu)化，有效提升了換熱器系統(tǒng)的利用率，促進了換熱器系統(tǒng)效能的最大化，減少了資源浪費，對于保障換熱器系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行提供支持。

12、可選地，所述將所述異常功能參數(shù)對所述換熱器系統(tǒng)利用率的影響程度進行量化得到量化結(jié)果，包括：

13、

14、其中，為異常功能參數(shù)的異常率，為異常功能參數(shù)的監(jiān)測值，為異常功能參數(shù)的最佳狀態(tài)值。本發(fā)明將異常功能參數(shù)對換熱器系統(tǒng)利用率的影響程度用公式進行量化，能夠精確評估各參數(shù)的偏差對系統(tǒng)整體效能的影響程度，為優(yōu)化調(diào)整異常功能參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)，有助于快速識別關(guān)鍵影響因素，優(yōu)先處理對系統(tǒng)性能影響最大的異常功能參數(shù)，從而高效且準確的對換熱器系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，有效促進換熱器系統(tǒng)利用率的提升，在工業(yè)應(yīng)用中實現(xiàn)對資源的高效利用，減少資源浪費。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種提高換熱器系統(tǒng)利用率的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)執(zhí)行本發(fā)明提供的提高換熱器系統(tǒng)利用率的方法，所述系統(tǒng)包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、處理器和存儲器，其增益在于：本發(fā)明所集成的硬件設(shè)施擁有優(yōu)良的性能，所述輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、處理器和存儲器之間相互連接，各個部件間信息傳遞流暢，通過多個硬件設(shè)施交互作用，構(gòu)建起一個高效的信息處理系統(tǒng)。本發(fā)明所述通信系統(tǒng)利用fpga結(jié)合組態(tài)軟件實現(xiàn)對換熱器系統(tǒng)的控制，同時通過編寫程序，使得整個通信系統(tǒng)具有實時監(jiān)測、異常檢測和異常修復(fù)的功能，fpga的并行處理能力確保了高速數(shù)據(jù)處理與實時響應(yīng)，而組態(tài)軟件則提供了直觀易用的界面，簡化了系統(tǒng)配置與監(jiān)控，所述通信系統(tǒng)不僅優(yōu)化了換熱器系統(tǒng)的控制邏輯，而且顯著提高了換熱器系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和效率，為實現(xiàn)高效且智能的換熱器系統(tǒng)管理提供了堅實的技術(shù)支撐。