一种空压机的智能控制方法及系统与流程

本发明属于工业自动化智能控制，具体地说是一种空压机的智能控制方法及系统。

背景技术：

1、随着工业领域的快速发展，空压机作为重要的动力设备，传统的空压机控制方式往往存在效率低下、能耗高、维护困难等问题，因此，就需要研发一种能够实现对空压机进行智能控制的方法和系统，实现对空压机运行参数的实时监控、异常情况的实时报警和故障诊断、根据生产需求自动调节工作模式和运行参数等功能的空压机智能系统。

2、公开号为cn116498537b的一项中国专利公开了空压机的智能控制方法及系统，包括：采集通过目标空压机进行供风的目标空间内当前的实时供风需求参数集合；构建用于对空气压缩机进行控制的控制参数集合进行评价的评价函数；在多种控制参数类型的多个控制参数范围内，根据实时供风需求参数集合和评价函数，进行控制参数集合的迭代寻优，获得最优控制参数集合；以及采用最优控制参数集合，对目标空压机进行控制。

3、现有技术中，只满足供风需求以及降低节能程度的控制参数集合，能够提升空压机控制的准确性和效率，但是，没有利用空压机的气压数据表征值和空压机电流数据表征值分别获得空压机在运行过程中的机械功率和电能功率，将机械功率和电能功率进行做比值，得到在空压机在运行过程中电能转化为机械能的效率，并根据效率对后期进行优化调整提供了数据。

4、为此，本发明提供了一种空压机的智能控制方法及系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括：

3、对空压机进行实时采集数据，数据包括空压机运行过程中的气压和电流；

4、基于采集得到空压机的气压和电流进行处理，得到空压机的气压数据表征值和电流数据表征值；

5、基于处理得到的气压表征值和电流表征值，对空压机的运行效率进行评估，并判定是否出现故障；

6、基于空压机的运行效率，对空压机进行优化调整；

7、c1，采集空压机在运行过程中所产生的热能数据，得到热能功率代表值；

8、c2，采集空压机在运行过程中所产生的热能数据转化为电能的数据，得到转化功率表征值；

9、c3，基于转换功率表征值和热能功率代表值进行处理，得到转换效率代表值，并判定是否达到额定的运行效率；

10、在c3中，通过公式：获得转换效率表征值g，p表示为转换功率，f表示为热能功率代表值，将转换效率代表值与预设的热能功率阈值进行比较，比较过程如下：

11、若转化效率代表值大于或者等于预设的热能功率阈值，则判定达到额定的运行效率；

12、若转换效率代表值小于预设的热能功率阈值，则判定没有达到额定的运行效率。

13、本发明进一步说明：在c1中，将空压机在运行过程中不同单元时间内的热能数据进行记录，具体过程如下：

14、c101，将不同单元时间内的热能数据进行求和取平均值，将不同单元时间内的热能数据与平均值进行作比值，将比值进行求平方差值，将平方差值作为不同单元时间内热能数据波动值；

15、c102，将不同单元时间内的热能数据与不同单元时间内热能数据波动值进行乘积，并将乘积后的不同单元时间内的热能数据进行求和取平均值，得到热能功率代表值。

16、本发明进一步说明：在c2中，将空压机在运行过程中热能转化为电能数据进行记录，具体过程如下：

17、c201，将相邻两个时间单元内热能转化为电能的数据进行作差，将差值与相邻两个时间段的时间间隔进行相除，得到时间单元内热能转化为电能数据的波动值；

18、c202，将不同时间单元内热能转化为电能数据的波动值进行求和取平方差值，将平方差值作为空压机在运行过程中热能转化为电能数据的波动代表值；

19、c203，将不同时间单元内热能转化为电能数据与波动代表值进行乘积求和取平均值，将平均值作为转化功率表征值。

20、本发明进一步说明：对空压机的气压数据和电流数据进行预处理，得到预处理后的气压数据和电流数据，基于预处理后的气压数据和电流数据，分别得到空压机的气压数据表征值和电流数据表征值；

21、a1，基于采集的空压机气压数据进行预处理，得到空压机气压数据表征值；

22、a2，基于采集的空压机电流数据进行预处理，得到空压机电流数据表征值。

23、本发明进一步说明：在a1中，对空压机运行过程中的排气压力进行统计并记录，建立二维坐标系，x轴表示为时间，y轴表示为排气压力数据，处理过程如下：

24、a101，在二维坐标系上，将不同单位时间内的空压机运行排气压力进行标点连线，得到周期内空压机运行过程中排气压力数据变化趋势图；

25、a102，基于周期内空压机运行过程中排气压力数据变化趋势图中的数据，对周期内不同时间的排气压力数据进行求和取平均值，将平均值作为周期内空压机的排气压力代表值；

26、a103，将周期内不同时间的排气压力数据与周期内空压机的排气压力代表值进行作差，将差值进行平方求和并开方，得到数据标准差值，将数据标准差值作为空压机的气压数据表征值。

27、本发明进一步说明：在a2中，对空压机运行过程中的电流数据进行统计并记录，建立二维坐标系，x轴表示为时间，y轴表示为电流数据，处理过程如下：

28、a201，在二维坐标系上，将不同单位时间内的空压机运行电流数据进行标点连线，得到周期内空压机运行过程中电流数据变化趋势图；

29、a202，基于周期内空压机运行过程中电流数据变化趋势图中的数据，将两个相邻时间段内的电流数据进行作差，将差值与时间间隔进行相除，得到单位时间段内的电流数据变化值；

30、a203，基于单位时间段内的电流数据变化值，将若干个单位时间段内的电流数据变化值进行求和取平均值，将平均值作为空压机电流数据表征值。

31、本发明进一步说明：

32、b1，基于气压表征值进行处理，得到适合空压机最佳运行状态下的转速表征值；

33、在b2中，基于空压机最佳运行状态下的转速表征值和电流表征值进行处理，分别得到机械功率表征值和电功率表征值；

34、b3，基于空压机运行状态下的机械功率表征值和电功率表征值，得到效率表征值；

35、b301，通过公式：获得效率表征值

36、b302，将空压机运行状态下的效率表征值与预设的效率表征阈值进行判定，判定过程如下：

37、若空压机运行状态下的效率表征值大于或等于预设的效率表征阈值，则判定属于正常运行，无故障产生，正常信号；

38、若空压机运行状态下的效率表征值小于预设的效率表征阈值，则判定不属于正常运行，有故障产生，异常信号。

39、本发明进一步说明：在b1中，获取不同温度下的气压表征值，将不同温度下气压表征值所对应的转速代表值进行处理，具体处理过程如下：

40、b101，对不同温度下气压表征值所对应的转速代表值进行求导，得到导数，将导数作为同一温度下气压表征值所对应的转速代表值；

41、b102，基于同一温度下气压表征值所对应的转速代表值进行处理，将多组转速代表值数据从大到小的顺序排列，将最大的转速代表值数据作为空压机最佳运行状态下的转速表征值。

42、本发明进一步说明：在b2中，基于空压机最佳运行状态下的转速表征值和电流表征值进行处理，分别得到机械功率表征值和电功率表征值，具体过程如下：

43、b201，获取空压机的额定转矩，通过公式：e＝n×q×β获得机械功率e，n表示为空压机的额定转矩，q表示为空压机最佳运行状态下的转速表征值，β表示为预设的比例系数；

44、b202，获取电流表征值下，电流中的阻抗变化数据，通过将阻抗变化数据进行求和取平均值，将平均值作为阻抗表征值，通过公式：w＝i2×r×α获得电功率w，i表示为电流表征值，r表示为阻抗表征值，α表示为预设的比例系数。

45、本发明进一步说明：

46、数据采集模块，对空压机进行实时采集数据，数据包括空压机运行过程中的气压和电流；

47、数据处理分析模块，基于采集得到空压机的气压和电流进行处理，得到空压机的气压数据表征值和电流数据表征值；

48、评估判定模块，基于处理得到的气压表征值和电流表征值，对空压机的运行效率进行评估，并判定是否出现故障；

49、优化调整模块，基于空压机的运行效率，对空压机进行优化调整；

50、c1，采集空压机在运行过程中所产生的热能数据，得到热能功率代表值；

51、c2，采集空压机在运行过程中所产生的热能数据转化为电能的数据，得到转化功率表征值；

52、c3，基于转换功率表征值和热能功率代表值进行处理，得到转换效率代表值，并判定是否达到额定的运行效率；

53、在c3中，通过公式：转化效率代表值＝转化功率表征值/热能功率代表值，将转化效率代表值与预设的热能功率阈值进行比较，比较过程如下：

54、若转化效率代表值大于或者等于预设的热能功率阈值，则判定达到额定的运行效率；

55、若转换效率代表值小于预设的热能功率阈值，则判定没有达到额定的运行效率。

56、本发明的有益效果如下：

57、1.本发明，通过对采集得到的气压数据和电流数据进行处理，分别得到空压机气压数据表征值和空压机电流数据表征值，基于空压机气压数据表征值和空压机电流数据表征值，得到空压机在运行过程中的运行效率，通过空压机运行效率为基础判定是否存在故障，利用空压机的气压数据表征值和空压机电流数据表征值分别获得空压机在运行过程中的机械功率和电能功率，将机械功率和电能功率进行做比值，得到在空压机在运行过程中电能转化为机械能的效率，并根据效率对后期进行优化调整提供了数据；

58、2.本发明，通过将电能在转化为机械能过程中所产生的热能进行再次利用，将热能转化为电能，在热能转化为电能的过程中，对转换的数据进行记录并处理，得到热能转化为电能的效率，基于热能转化为电能的效率与预设的热能功率阈值进行比较，判定在进行优化调整后的空压机是否达到额定的运行效率，不仅仅可以将原来热能消耗的能量转化为电能再次利用，对能源利用效率的提高，还在热能转化为电能的过程中进行了监测和比较，可以及时对空压机中的问题进行调整。