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一种智慧压缩空气监控方法、系统及介质

申请号 CN202311777427.8 申请日 2023-12-21 公开(公告)号 CN117759528A 公开(公告)日 2024-03-26
申请人 包头铝业有限公司; 内蒙古华云新材料有限公司; 发明人 高学智; 石俊彪; 郭俊; 徐俊霞; 白彦飞; 白洁;
摘要 本 发明 公开一种智慧压缩空气监控方法、系统及介质,涉及空压站监测技术领域,该方法包括:根据当前时刻母管的空气流量、当前时刻各空压机的运行功率和单机能效 预测模型 ,确定当前时刻各空压机的单机能效;根据当前时刻母管的压 力 、当前时刻各出气支管的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻母管的压降;根据设定时间段内不同时刻母管的压力、设定时间段内不同时刻各空压机的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值;根据母管压力预测值确定空压站的供需状态。本发明实现了对空压机的单机能效、母管的压降以及空压站的供需状态的有效监测。
权利要求

1.一种智慧压缩空气监控方法,其特征在于,所述方法应用于空压站,所述空压站包括:母管、多台空压机、多个进气支管和多个出气支管;每台所述空压机通过一个所述进气支管与所述母管连接;所述母管通过各所述出气支管与末端用气设备连接;所述方法包括:
获取当前时刻所述母管的参数、当前时刻各所述空压机的运行功率、当前时刻各所述出气支管的空气流量、设定时间段内不同时刻所述母管的压、以及设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数;所述母管的参数包括:空气流量和压力;各所述空压机的参数包括:运行功率和运行状态;
根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各所述空压机的单机能效;所述单机能效预测模型通过多元线性回归算法确定;
根据当前时刻所述母管的压力、当前时刻各所述出气支管的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻所述母管的压降;所述管道压降预测模型通过动态回归分析算法确定;
根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值;所述压缩空气供需预测模型通过梯度提升集成树算法确定;
根据所述母管压力预测值确定所述空压站的供需状态。
2.根据权利要求1所述的智慧压缩空气监控方法,其特征在于,根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各所述空压机的单机能效,具体包括:
根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,计算当前时刻各空压机的能效系数;所述单机能效预测模型为:
式中,Q为当前时刻所述母管的空气流量,i为所述空压机的编号,n为所述空压机的数量,ai为当前时刻第i台所述空压机的能效系数,ωi为当前时刻第i台所述空压机的运行功率;
将当前时刻各所述空压机的能效系数取倒数,得到当前时刻各所述空压机的单机能效。
3.根据权利要求1所述的智慧压缩空气监控方法,其特征在于,根据当前时刻所述母管的压力、当前时刻各所述出气支管的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻所述母管的压降,具体包括:
将当前时刻各所述出气支管的空气流量求和,得到当前时刻出气端的管道流量;
根据当前时刻出气端的管道流量、当前时刻所述母管的压力和管道压降预测模型,计算当前时刻所述母管的压降;所述管道压降预测模型为:
k
式中,ΔP为当前时刻所述母管的压降,α为所述母管的压损系数,Q为k阶的当前时刻出气端的管道流量,k为阶次系数,P为当前时刻所述母管的压力,β为初始压差系数。
4.根据权利要求1所述的智慧压缩空气监控方法,其特征在于,根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值,具体包括:
将设定时间段内不同时刻所述母管的压力除以对应的时刻,得到设定时间段内不同时刻所述母管的压力斜率;
根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻所述母管的压力斜率、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,计算母管压力预测值;所述压缩空气供需预测模型为:
式中,PT为母管压力预测值,F(*)为决策函数, 为第i台所述空压机在t时刻的运行功率, 为第i台所述空压机在t时刻的运行状态,Pt为t时刻所述母管的压力,ΔPt为t时刻所述母管的压力斜率,T为设定时间段,n为所述空压机的数量。
5.根据权利要求1所述的智慧压缩空气监控方法,其特征在于,根据所述母管压力预测值确定所述空压站的供需状态,具体包括:
若所述母管压力预测值大于当前时刻所述母管的压力,则所述空压站的供气过量;
若所述母管压力预测值小于当前时刻所述母管的压力,则所述空压站的供气不足;
若所述母管压力预测值等于当前时刻所述母管的压力,则所述空压站的供气正常。
6.一种智慧压缩空气监控系统,其特征在于,所述系统应用于权利要求1‑5任一项所述的智慧压缩空气监控方法,所述系统包括:
现场管网数据采集设备,用于获取当前时刻母管的参数、当前时刻各出气支管的空气流量以及设定时间段内不同时刻母管的压力;所述母管的参数包括:空气流量和压力;
空压机控制柜,与各空压机连接,用于获取当前时刻各所述空压机的运行功率、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数以及控制各所述空压机的工作状态;各所述空压机的参数包括:运行功率和运行状态;
边缘服务器,分别与所述空压机控制柜和所述现场管网数据采集设备连接,用于:
根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各所述空压机的单机能效;所述单机能效预测模型通过多元线性回归算法确定;
根据当前时刻所述母管的压力、当前时刻各所述出气支管的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻所述母管的压降;所述管道压降预测模型通过动态回归分析算法确定;
根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值;所述压缩空气供需预测模型通过梯度提升集成树算法确定;
根据所述母管压力预测值确定空压站的供需状态。
7.根据权利要求6所述的智慧压缩空气监控系统,其特征在于,所述现场管网数据采集设备,具体包括:多个流量计和多个压力传感器
所述流量计分别设置在所述母管和各所述出气支管上;所述压力传感器设置在所述母管上;
所述流量计用于获取当前时刻所述母管的空气流量和当前时刻各所述出气支管的空气流量;所述压力传感器用于获取当前时刻所述母管的压力和设定时间段内不同时刻所述母管的压力。
8.根据权利要求7所述的智慧压缩空气监控系统,其特征在于,所述流量计的数量与所述母管和所述出气支管的总数量相同;所述压力传感器的数量与所述母管的数量相同。
9.根据权利要求6所述的智慧压缩空气监控系统,其特征在于,还包括:平台服务器;
所述平台服务器与所述边缘服务器连接;所述平台服务器用于存储和记录当前时刻各所述空压机的单机能效、当前时刻所述母管的压降以及所述母管压力预测值。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1‑5所述的智慧压缩空气监控方法。

说明书全文

一种智慧压缩空气监控方法、系统及介质

技术领域

[0001] 本发明涉及空压站监测技术领域,特别是涉及一种智慧压缩空气监控方法、系统及介质。

背景技术

[0002] 在智能化工厂建设的背景下,传统空压站的数据缺少监测与分析,仅能通过空压机控制柜来控制空压机的工作状态并获取空压机的运行数据,无法充分利用采集的运行数据确定空压机的单机能效、母管的压降以及对空压站的供需状态进行有效地监测。

发明内容

[0003] 本发明实施例的目的是提供一种智慧压缩空气监控方法、系统及介质,实现了对空压机的单机能效、母管的压降以及空压站的供需状态的有效监测。
[0004] 为实现上述目的,本发明实施例提供了如下方案:
[0005] 第一方面,本发明提供一种智慧压缩空气监控方法,所述方法应用于空压站,所述空压站包括:母管、多台空压机、多个进气支管和多个出气支管;每台所述空压机通过一个所述进气支管与所述母管连接;所述母管通过各所述出气支管与末端用气设备连接;所述方法包括:
[0006] 获取当前时刻所述母管的参数、当前时刻各所述空压机的运行功率、当前时刻各所述出气支管的空气流量、设定时间段内不同时刻所述母管的压、以及设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数;所述母管的参数包括:空气流量和压力;各所述空压机的参数包括:运行功率和运行状态;
[0007] 根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各所述空压机的单机能效;所述单机能效预测模型通过多元线性回归算法确定;
[0008] 根据当前时刻所述母管的压力、当前时刻各所述出气支管的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻所述母管的压降;所述管道压降预测模型通过动态回归分析算法确定;
[0009] 根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值;所述压缩空气供需预测模型通过梯度提升集成树算法确定;
[0010] 根据所述母管压力预测值确定所述空压站的供需状态。
[0011] 可选地,根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各所述空压机的单机能效,具体包括:
[0012] 根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,计算当前时刻各空压机的能效系数;所述单机能效预测模型为:
[0013]
[0014] 式中,Q为当前时刻所述母管的空气流量,i为所述空压机的编号,n为所述空压机的数量,ai为当前时刻第i台所述空压机的能效系数,ωi为当前时刻第i台所述空压机的运行功率;
[0015] 将当前时刻各所述空压机的能效系数取倒数,得到当前时刻各所述空压机的单机能效。
[0016] 可选地,根据当前时刻所述母管的压力、当前时刻各所述出气支管的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻所述母管的压降,具体包括:
[0017] 将当前时刻各所述出气支管的空气流量求和,得到当前时刻出气端的管道流量;
[0018] 根据当前时刻出气端的管道流量、当前时刻所述母管的压力和管道压降预测模型,计算当前时刻所述母管的压降;所述管道压降预测模型为:
[0019]
[0020] 式中,ΔP为当前时刻所述母管的压降,α为所述母管的压损系数,Qk为k阶的当前时刻出气端的管道流量,k为阶次系数,P为当前时刻所述母管的压力,β为初始压差系数。
[0021] 可选地,根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值,具体包括:
[0022] 将设定时间段内不同时刻所述母管的压力除以对应的时刻,得到设定时间段内不同时刻所述母管的压力斜率;
[0023] 根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻所述母管的压力斜率、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,计算母管压力预测值;所述压缩空气供需预测模型为:
[0024]
[0025] 式中,PT为母管压力预测值,F(*)为决策函数, 为第i台所述空压机在t时刻的运行功率, 为第i台所述空压机在t时刻的运行状态,Pt为t时刻所述母管的压力,ΔPt为t时刻所述母管的压力斜率,T为设定时间段,n为所述空压机的数量。
[0026] 可选地,根据所述母管压力预测值确定所述空压站的供需状态,具体包括:
[0027] 若所述母管压力预测值大于当前时刻所述母管的压力,则所述空压站的供气过量;
[0028] 若所述母管压力预测值小于当前时刻所述母管的压力,则所述空压站的供气不足;
[0029] 若所述母管压力预测值等于当前时刻所述母管的压力,则所述空压站的供气正常。
[0030] 第二方面,本发明提供一种智慧压缩空气监控系统,所述系统应用于第一方面所述的智慧压缩空气监控方法,所述系统包括:
[0031] 现场管网数据采集设备,用于获取当前时刻母管的参数、当前时刻各出气支管的空气流量以及设定时间段内不同时刻母管的压力;所述母管的参数包括:空气流量和压力;
[0032] 空压机控制柜,与各空压机连接,用于获取当前时刻各所述空压机的运行功率、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数以及控制各所述空压机的工作状态;各所述空压机的参数包括:运行功率和运行状态;
[0033] 边缘服务器,分别与所述空压机控制柜和所述现场管网数据采集设备连接,用于:
[0034] 根据当前时刻所述母管的空气流量、当前时刻各所述空压机的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各所述空压机的单机能效;所述单机能效预测模型通过多元线性回归算法确定;
[0035] 根据当前时刻所述母管的压力、当前时刻各所述出气支管的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻所述母管的压降;所述管道压降预测模型通过动态回归分析算法确定;
[0036] 根据设定时间段内不同时刻所述母管的压力、设定时间段内不同时刻各所述空压机的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值;所述压缩空气供需预测模型通过梯度提升集成树算法确定;
[0037] 根据所述母管压力预测值确定所述空压站的供需状态。
[0038] 可选地,所述现场管网数据采集设备,具体包括:多个流量计和多个压力传感器
[0039] 所述流量计分别设置在所述母管和各所述出气支管上;所述压力传感器设置在所述母管上;
[0040] 所述流量计用于获取当前时刻所述母管的空气流量和当前时刻各所述出气支管的空气流量;所述压力传感器用于获取当前时刻所述母管的压力和设定时间段内不同时刻所述母管的压力。
[0041] 可选地,所述流量计的数量与所述母管和所述出气支管的总数量相同;所述压力传感器的数量与所述母管的数量相同。
[0042] 可选地,所述智慧压缩空气监控系统,还包括:平台服务器;
[0043] 所述平台服务器与所述边缘服务器连接;所述平台服务器用于存储和记录当前时刻各所述空压机的单机能效、当前时刻所述母管的压降以及所述母管压力预测值。
[0044] 第三方面,本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如第一方面所述的智慧压缩空气监控方法。
[0045] 根据本发明实施例提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
[0046] 本发明实施例通过多元线性回归算法确定了单机能效预测模型,只需要将当前时刻母管的空气流量和当前时刻各空压机的运行功率输入单机能效预测模型中,就能快速得到当前时刻各空压机的单机能效,利用单机能效反映各空压机当前时刻的工作性能。通过动态回归分析算法确定的管道压降预测模型,只需要将当前时刻各出气支管的空气流量和当前时刻母管的压力输入管道压降预测模型中,就能快速得到当前时刻母管的压降,利用母管的压降反映当前时刻管道的性能。通过梯度提升集成树算法确定的压缩空气供需预测模型,能够计算得到母管压力预测值,通过母管压力预测值能够快速确定当前时刻空压机的供需状态。上述三个模型的应用,实现了对空压机的单机能效、母管的压降以及空压站的供需状态的有效监测。附图说明
[0047] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048] 图1为本发明实施例提供的空压站的模结构示意图;
[0049] 图2为本发明实施例提供的智慧压缩空气监控方法的流程图
[0050] 图3为本发明实施例提供的智慧压缩空气监控系统的模块结构示意图。
[0051] 符号说明:
[0052] 母管‑1,空压机‑2,进气支管‑3,出气支管‑4,空压机控制柜‑5,现场管网数据采集设备‑6,边缘服务器‑7,平台服务器‑8。

具体实施方式

[0053] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0054] 本发明实施例的目的是提供一种智慧压缩空气监控方法、系统及介质,实现了对空压机的单机能效、母管的压降以及空压站的供需状态的有效监测。
[0055] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0056] 在介绍一种智慧压缩空气监控方法之前,先对空压站的结构进行简单介绍,其中,智慧压缩空气监控方法应用于该空压站中。图1示出了一种空压站的示例性结构,下面对该结构的各部分进行详细介绍。
[0057] 参见图1,现有空压站包括:母管1、多台空压机2、多个进气支管3和多个出气支管4。其中,每台空压机2通过一个进气支管3与母管1连接,母管1通过各出气支管4与末端用气设备连接。本发明实施例中的空压站主要是应用在电解行业中使用。
[0058] 图2示出了一种智慧压缩空气监控方法的执行流程,下面对该方法的各步骤进行详细介绍。
[0059] 步骤S1:获取当前时刻母管1的参数、当前时刻各空压机2的运行功率、当前时刻各出气支管4的空气流量、设定时间段内不同时刻母管1的压力、以及设定时间段内不同时刻各空压机2的参数;母管1的参数包括:空气流量和压力;各空压机2的参数包括:运行功率和运行状态。
[0060] 步骤S2:根据当前时刻母管1的空气流量、当前时刻各空压机2的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各空压机2的单机能效;单机能效预测模型通过多元线性回归算法确定。
[0061] 进一步地,步骤S2具体包括:
[0062] 步骤S21:根据当前时刻母管1的空气流量、当前时刻各空压机2的运行功率和单机能效预测模型,计算当前时刻各空压机2的能效系数。其中,单机能效预测模型为:
[0063]
[0064] 式中,Q为当前时刻母管1的空气流量,i为空压机2的编号,n为空压机2的数量,ai为当前时刻第i台空压机2的能效系数,ωi为当前时刻第i台空压机2的运行功率。
[0065] 步骤S22:将当前时刻各空压机2的能效系数取倒数,得到当前时刻各空压机2的单机能效。其中,当前时刻各空压机2的能效系数取倒数的含义为:第i台空压机2每分钟单位流量所需的功率。
[0066] 步骤S3:根据当前时刻母管1的压力、当前时刻各出气支管4的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻母管1的压降;管道压降预测模型通过动态回归分析算法确定。
[0067] 进一步地,步骤S3具体包括:
[0068] 步骤S31:将当前时刻各出气支管4的空气流量求和,得到当前时刻出气端的管道流量。
[0069] 步骤S32:根据当前时刻出气端的管道流量、当前时刻母管1的压力和管道压降预测模型,计算当前时刻母管1的压降。其中,管道压降预测模型为:
[0070]
[0071] 式中,ΔP为当前时刻母管1的压降,α为母管1的压损系数(代表了管道压力损失的k特性,由管道自身决定),Q为k阶的当前时刻出气端的管道流量,k为阶次系数(一般在1到2之间,默认为1.8),P为当前时刻母管1的压力,β为初始压差系数(一般由管道安装方式和产气用气的高度差等决定)。
[0072] 步骤S4:根据设定时间段内不同时刻母管1的压力、设定时间段内不同时刻各空压机2的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值;压缩空气供需预测模型通过梯度提升集成树算法确定。
[0073] 进一步地,步骤S4具体包括:
[0074] 步骤S41:将设定时间段内不同时刻母管1的压力除以对应的时刻,得到设定时间段内不同时刻母管1的压力斜率。
[0075] 步骤S42:根据设定时间段内不同时刻母管1的压力、设定时间段内不同时刻母管1的压力斜率、设定时间段内不同时刻各空压机2的参数和压缩空气供需预测模型,计算母管压力预测值。其中,压缩空气供需预测模型为:
[0076]
[0077] t∈[0,T‑1]
[0078] i∈[1,n]
[0079] 式中,PT为母管压力预测值(一般是用过去5分钟的数据预测未来1分钟的母管压力),F(*)为决策函数, 为第i台空压机2在t时刻的运行功率, 为第i台空压机2在t时刻的运行状态(运行/加载时为1,停机/卸载时为0),Pt为t时刻母管1的压力,ΔPt为t时刻母管1的压力斜率,T为设定时间段(一般取过去的5分钟)。
[0080] 步骤S5:根据母管压力预测值确定空压站的供需状态。具体地,若母管压力预测值大于当前时刻母管1的压力,则空压站的供气过量;若母管压力预测值小于当前时刻母管1的压力,则空压站的供气不足;若母管压力预测值等于当前时刻母管1的压力,则空压站的供气正常。最后,根据当前空压站的供需状态,调节对应空压机设备的功率和启停状态。
[0081] 作为一种优选地实施方式,在建立管道压降预测模型的过程中,需要利用历史数据训练集来确定模型中的母管压损系数α和初始压差系数β,根据近一个月的历史数据对其进行动态更新,更新频率为一天一次。而对于模型置信区间的实时监控和定期自动校准模型参数,可以使用统计方法来进行。具体来说,可以使用置信区间来评估模型预测结果的可靠性,并根据置信区间的范围来确定是否需要校准模型参数。如果置信区间超出了可接受的范围,则可以进行模型参数的调整和重新校准。将数据输入到模型中后,模型会根据输入的数据进行处理,具体为:根据输入的当前时刻各出气支管4的空气流量和当前时刻母管1的压力等空压站数据,确定当前的状态;根据确定的状态,查找决策树中的相应节点;如果该节点是一个叶子节点,则直接返回该节点对应的输出结果,否则继续向下遍历决策树;如果到达了一个内部节点,根据节点上的划分条件,将数据集划分为若干个子集。每个子集对应一个可能的决策结果;对每个子集递归地执行上述步骤,直到找到最终的决策结果。
[0082] 作为一种优选地实施方式,在建立压缩空气供需预测模型的过程中,需要利用历史数据训练集对压缩空气供需预测模型进行训练,确定设定时间段内不同时刻母管1的压力、设定时间段内不同时刻母管1的压力斜率、以及设定时间段内不同时刻各空压机2的参数之间的函数关系,即确定决策函数F()。利用梯度提升集成树算法的思想,确定出决策函数的基本表达式:
[0083] F(x)=g(x)+h(x)
[0084] 式中,x为函数自变量,g(x)为决策树的预测函数,h(x)为残差项。
[0085] 对于梯度提升集成树算法,其基本思想是将数据集划分为不同的子集,然后对每个子集进行拟合,最后将各个子集的拟合结果进行组合得到最终的预测结果。具体步骤如下:
[0086] 选择最优的特征和划分点:根据特定准则(如信息增益、基尼指数等),选择最优的特征和划分点,将数据集划分为两个子集。
[0087] 递归划分子集:对于每个子集,重复上述步骤,直到满足停止条件(如叶子节点中的样本数量小于预设阈值)。
[0088] 拟合子集:对于每个叶子节点,使用该节点中的样本数据拟合一个线性回归模型。
[0089] 组合预测结果:将每个叶子节点的线性回归模型的预测结果进行加权组合,得到最终的预测结果。
[0090] 当将数据输入到模型中,模型会根据输入的数据进行处理,根据选择最优的特征和划分点,将数据集划分为两个子集,对于每个子集,递归地执行以下步骤:选择最优的特征和划分点,将子集划分为更小的子集;如果满足停止条件,则进入下一步;否则,继续递归划分;对于每个叶子节点,使用该节点中的样本数据拟合一个线性回归模型;对于每个叶子节点,将其对应的线性回归模型的预测结果进行加权组合,得到最终的预测结果。
[0091] 为了执行上述智慧压缩空气监控方法,以实现相应的功能和技术效果,本发明实施例还提供一种智慧压缩空气监控系统。图3示出了一种智慧压缩空气监控系统的示例性结构,下面对该系统的各部分进行详细介绍。
[0092] 参见图3,智慧压缩空气监控系统,具体包括:
[0093] 现场管网数据采集设备6,用于获取当前时刻母管1的参数、当前时刻各出气支管4的空气流量以及设定时间段内不同时刻母管1的压力;母管1的参数包括:空气流量和压力。
[0094] 空压机控制柜5,与各空压机2连接,用于获取当前时刻各空压机2的运行功率、设定时间段内不同时刻各空压机2的参数以及控制各空压机2的工作状态;各空压机2的参数包括:运行功率和运行状态。
[0095] 边缘服务器7,分别与空压机控制柜5和现场管网数据采集设备6连接,用于:
[0096] 根据当前时刻母管1的空气流量、当前时刻各空压机2的运行功率和单机能效预测模型,确定当前时刻各空压机2的单机能效;单机能效预测模型通过多元线性回归算法确定;
[0097] 根据当前时刻母管1的压力、当前时刻各出气支管4的空气流量和管道压降预测模型,确定当前时刻母管1的压降;管道压降预测模型通过动态回归分析算法确定;
[0098] 根据设定时间段内不同时刻母管1的压力、设定时间段内不同时刻各空压机2的参数和压缩空气供需预测模型,确定母管压力预测值;压缩空气供需预测模型通过梯度提升集成树算法确定;
[0099] 根据母管压力预测值确定空压站的供需状态。
[0100] 具体地,现场管网数据采集设备6,包括:多个流量计和多个压力传感器;流量计分别设置在母管1和各出气支管4上;压力传感器设置在母管1上。流量计用于获取当前时刻母管1的空气流量和当前时刻各出气支管4的空气流量;压力传感器用于获取当前时刻母管1的压力和设定时间段内不同时刻母管1的压力。
[0101] 作为一种优选地实施方式,流量计的数量与母管1和出气支管4的总数量相同;压力传感器的数量与母管1的数量相同。
[0102] 此外,智慧压缩空气监控系统,还包括:平台服务器8;平台服务器8与边缘服务器7连接;平台服务器8用于存储和记录当前时刻各空压机2的单机能效、当前时刻母管1的压降以及母管压力预测值。
[0103] 本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被执行时实现上述智慧压缩空气监控方法。
[0104] 综上所述,本发明实施例在实现对空压机的单机能效、母管的压降以及空压站的供需状态有效监测的同时,还具有以下优点:
[0105] 1.减人增效,实现无人化管控。从现场运行数据的采集到空压机的控制,全程无需人员参与,实现无人站房。
[0106] 2.节能降耗。系统实时对现场的用气情况进行分析,并对空压机进行相应的控制,实现供气用气匹配,有效的降低了空放与喘振,从而实现节能降耗。
[0107] 3.提高安全性。原空压机启停需员工站在控制面板前进行操作,不仅存在一定的险,长期处于空压站高噪声的站房对听力也会造成不可逆的伤害。由边缘服务器计算得到的结果直接传输至对应的空压机控制柜,由空压机控制柜实现对空压机本体的控制,实现了远程自控,无需人员现场启停设备,提高了安全性。
[0108] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0109] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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