專利名稱：空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空壓站控制領(lǐng)域，涉及一種空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通?？諌赫居啥嗯_(tái)空壓機(jī)組成，每臺(tái)空壓機(jī)都由一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，獨(dú)立進(jìn)行控制，傳 統(tǒng)大多空壓站實(shí)際運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)還是采用人工控制。在實(shí)際工作中，空壓站是按最大工作 負(fù)荷而設(shè)計(jì)的，所以在用氣量少時(shí)，操作人員開啟較少臺(tái)數(shù)機(jī)組，用氣量大時(shí)，開啟多臺(tái)機(jī) 組并聯(lián)運(yùn)行。每臺(tái)空壓機(jī)均設(shè)置有加載和卸載的壓力控制系統(tǒng)，自動(dòng)根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力值的 下限與上限進(jìn)行自動(dòng)的加載和卸載運(yùn)行，用來滿足系統(tǒng)用氣量。空壓站這種人為控制機(jī)組 運(yùn)行臺(tái)數(shù)的方式，可能存在系統(tǒng)運(yùn)行不節(jié)能的問題。比如當(dāng)系統(tǒng)有二臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)， 若供氣量不足，操作人員從系統(tǒng)壓力表上能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，再起動(dòng)一臺(tái)機(jī)組，但是當(dāng)系統(tǒng)用氣 量降低時(shí)，可能一臺(tái)機(jī)組即可滿足要求時(shí)，一般操作人員不容易及時(shí)直觀地給予判斷，由于 這種情況下運(yùn)行的空壓機(jī)組長時(shí)間工作在卸載狀態(tài)，機(jī)組效率很低，導(dǎo)致空壓站系統(tǒng)的單 位能耗很高。隨著自動(dòng)化技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展，部分空壓站實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，尤其是 當(dāng)前對(duì)節(jié)能減排工作的重視，變頻調(diào)速技術(shù)已廣泛應(yīng)用到空壓機(jī)的節(jié)能改造之中。而實(shí)際 應(yīng)用中，空壓站空壓機(jī)變頻控制的具體方案很多，基本都是采用恒壓供氣的閉環(huán)控制模式。 但對(duì)具體空壓機(jī)負(fù)載控制措施卻有很多方法例如有的系統(tǒng)只對(duì)1臺(tái)空壓機(jī)做變頻控制， 有的系統(tǒng)對(duì)部分空壓機(jī)做變頻控制，有的系統(tǒng)對(duì)所有空壓機(jī)做變頻控制。針對(duì)不同的控制 策略，還可能存在系統(tǒng)運(yùn)行不節(jié)能的情況。比如一個(gè)設(shè)有三臺(tái)相同型號(hào)空壓機(jī)的空壓站， 三臺(tái)空壓機(jī)均采用變頻控制，假定高峰時(shí)二臺(tái)空壓機(jī)并聯(lián)變頻恒壓運(yùn)行，當(dāng)用氣量減小時(shí)， 二臺(tái)空壓機(jī)可能均在較低頻率下運(yùn)行，機(jī)組本身效率很低，致使空壓站的單位能耗較高，系 統(tǒng)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種空壓站能耗測(cè)控系統(tǒng)，以解決使用現(xiàn)有空壓站測(cè)控 系統(tǒng)致使空壓站單位能耗高、系統(tǒng)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括流量傳感器、智能 流量儀、智能電能表、工控計(jì)算機(jī)和顯示設(shè)備，所述流量傳感器的輸出端連入智能流量儀的 輸入端，該智能流量儀的輸出端和智能電能表的輸出端分別對(duì)應(yīng)連入工控計(jì)算機(jī)的輸入端 口，該工控計(jì)算機(jī)的輸出端與顯示設(shè)備的輸入端相連。進(jìn)一步的，所述工控計(jì)算機(jī)上設(shè)置有開關(guān)量I/O模塊，用于空壓機(jī)站內(nèi)各空壓機(jī) 運(yùn)行開關(guān)信號(hào)的連入。進(jìn)一步的，所述智能流量儀、智能電能表分別通過工控計(jì)算機(jī)內(nèi)的RS485通訊模 塊與工控計(jì)算機(jī)通訊連接。進(jìn)一步的，所述顯示設(shè)備為工業(yè)觸摸屏，該工業(yè)觸摸屏通過工控計(jì)算機(jī)內(nèi)的MiniD-Sub 15型VGA型模塊與工控計(jì)算機(jī)相連。進(jìn)一步的，系統(tǒng)還包括壓力傳感器和智能壓力表，所述壓力傳感器的輸出端連入 智能壓力表的輸入端，該智能壓力表的輸出端連入工控計(jì)算機(jī)的輸入端口。進(jìn)一步的，系統(tǒng)還包括相對(duì)濕度表和溫度表，該相對(duì)濕度表、溫度表的輸出端分別 連入工控計(jì)算機(jī)的輸入端口。進(jìn)一步的，系統(tǒng)還包括打印機(jī)，該打印機(jī)的輸入端與工控計(jì)算機(jī)的輸出端相連。本實(shí)用新型的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行模式下空壓站的 瞬時(shí)流量、累積流量、瞬時(shí)功率、累積電耗等數(shù)據(jù)，并計(jì)算出不同運(yùn)行模式下分階段的單位 能耗、平均單位能耗及平均流量，并存儲(chǔ)于工控計(jì)算機(jī)中，通過配置該系統(tǒng)，操作人員可以 根據(jù)企業(yè)的用氣規(guī)律確定相應(yīng)的空壓站運(yùn)行模式，使得空壓站的平均單位能耗大大降低； 對(duì)于空壓站自動(dòng)化控制系統(tǒng)，配置本系統(tǒng)可以達(dá)到空壓站智能化節(jié)能運(yùn)行的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié) 能的最大化。

圖1是本實(shí)用新型空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以一鋁板帶加工廠的空壓站為例，如圖1 所示，該空壓站系統(tǒng)配有額定產(chǎn)氣量為每分鐘32立方米(CCM)的某品牌螺桿空壓機(jī)3臺(tái)， 主要為該廠2個(gè)鋁加工車間供氣，通常情況是當(dāng)一個(gè)車間運(yùn)行時(shí)，開啟1臺(tái)空壓機(jī)組即可滿 足供氣要求，當(dāng)有2個(gè)車間同時(shí)運(yùn)行時(shí)，需開啟2臺(tái)空壓機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行才可滿足供氣要求。 該空壓站配置空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括流量傳感器、智 能流量儀、壓力傳感器、智能壓力表、相對(duì)濕度表、溫度表、智能電能表、工控計(jì)算機(jī)和顯示 設(shè)備，其中流量傳感器、相對(duì)濕度表、溫度表和壓力傳感器安裝在系統(tǒng)出口供應(yīng)端即干燥機(jī) 與需求側(cè)之間的主輸氣總管上，智能電能表配套安裝在空壓站配電柜的總進(jìn)線回路，以測(cè) 量所有壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備耗電總量，包含空壓機(jī)組、循環(huán)水泵、干燥機(jī)等設(shè)備的總電耗。流 量傳感器的輸出端通過屏蔽線連入智能流量儀的輸入端，壓力傳感器的輸出端連入智能壓 力表的輸入端，該智能壓力表的輸出端、智能流量儀的輸出端溫度表的輸出端、相對(duì)濕度表 的輸出端和智能電能表的輸出端分別對(duì)應(yīng)連入工控計(jì)算機(jī)的輸入端口，該工控計(jì)算機(jī)的輸 出端與顯示設(shè)備的輸入端相連。工控計(jì)算機(jī)配有多個(gè)開關(guān)量I/O模塊，用于空壓機(jī)站內(nèi)各空壓機(jī)運(yùn)行開關(guān)信號(hào)的 連入；工控計(jì)算機(jī)內(nèi)配有多個(gè)RS485通訊模塊，與智能流量儀、智能壓力表、智能電能表實(shí) 現(xiàn)通訊連接；工控計(jì)算機(jī)還配有MiniD-Sub 15型VGA型模塊，與顯示設(shè)備即工業(yè)觸摸屏相 連；工控計(jì)算機(jī)的輸出端還連有打印機(jī)。上述工控計(jì)算機(jī)選用研華IPC-610H PIV2. 8G，工業(yè)觸摸屏選用研華ELO工業(yè)觸摸 屏，二者通過MiniD-Sub 15針VGA型連接器連接。工控計(jì)算機(jī)配有RS485通訊接口，利用 RS485作為現(xiàn)場(chǎng)通訊總線，采用宇電AIBUS通訊協(xié)議，可在工控計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)儀表功能操作 及實(shí)時(shí)讀取測(cè)量值。工控計(jì)算機(jī)中采用開物2000組態(tài)軟件，具備空壓站機(jī)組運(yùn)行流程圖、 儀表顯示屏、壓縮空氣相關(guān)實(shí)時(shí)參數(shù)及累積參量、歷史記錄數(shù)據(jù)庫、打印報(bào)表等功能。[0017]流量傳感器選用北京昆侖海岸LUGB-B 2105型壓電檢測(cè)式兩線制渦街流量變送 器，傳感器輸出Γ20πιΑ信號(hào)給智能流量儀，智能流量儀選用宇電AI-808H型流量積算儀，可 對(duì)供氣瞬時(shí)流量及累積流量進(jìn)行檢測(cè)及顯示，智能流量儀具有RS485接口，與工控計(jì)算機(jī) 通訊連接。壓力傳感器選用北京昆侖海岸JYB-K型壓力變送器，安裝在空壓站系統(tǒng)干燥機(jī)與 需求側(cè)之間的主輸氣總管上，壓力傳感器通過屏蔽線與智能壓力表相連接，智能壓力表選 用宇電AI-708型人工智能儀表，具備先進(jìn)的AIBUS通訊協(xié)議，具有標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，與工 控計(jì)算機(jī)相連接。溫度表、相對(duì)濕度表均采用北京昆侖海岸JWSK-6A⑶D型帶就地液晶顯示功能的 傳感儀表，管道式安裝，探頭工作溫度范圍-4(T12(TC，輸出信號(hào)為4 20mA，通過屏蔽線傳 給工控計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓縮空氣的溫度及相對(duì)濕度。智能電能表選用宇電AI6011型電量測(cè)量顯示儀，可顯示當(dāng)前瞬時(shí)有功功率及累 積的有功電量，其配套測(cè)量互感器安裝在空壓站總配電柜的總進(jìn)線回路，以檢測(cè)空壓機(jī)組、 循環(huán)水泵、干燥機(jī)等所有空壓站設(shè)備的總電耗，智能電能表具有RS485接口，通過通訊電纜 與工控計(jì)算機(jī)相連接。不同運(yùn)行模式下空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法步驟如下(1)構(gòu)建如圖1所述的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將流量傳感器相對(duì)濕度表、溫度 表、壓力傳感器分別安裝在空壓站內(nèi)干燥機(jī)與需求側(cè)之間的主輸氣總管上，流量傳感器與 智能流量儀相連接，壓力傳感器與智能壓力表連接，智能流量儀、智能壓力表、相對(duì)濕度表、 溫度表連入工控計(jì)算機(jī)中；智能電能表安裝在空壓站總配電柜的總進(jìn)線回路，以檢測(cè)所有 用電設(shè)備的總電耗，且將智能電能表與工控計(jì)算機(jī)連接，將工控計(jì)算機(jī)與顯示設(shè)備即工業(yè) 觸摸屏相連；(2)工控計(jì)算機(jī)從空壓站某一運(yùn)行模式工作開始連續(xù)監(jiān)測(cè)該運(yùn)行模式下空壓站的 瞬時(shí)流量、累積流量、瞬時(shí)電能消耗量、累積電能消耗量，并在工業(yè)觸摸屏上動(dòng)態(tài)曲線實(shí)時(shí) 顯不；(3)每間隔預(yù)設(shè)時(shí)間段Δ T，工控計(jì)算機(jī)就計(jì)算該時(shí)間段Δ T內(nèi)的總電能消耗量 Δ Kffh和總供氣量Δ Q，并計(jì)算該時(shí)間段Δ T內(nèi)的平均單位電能消耗Δ Kffh/ Δ Q和平均流 量Δ Q/ Δ Τ,上述時(shí)間段Δ T可根據(jù)企業(yè)情況任意設(shè)定；(4)實(shí)時(shí)將該運(yùn)行模式下各時(shí)間段Δ T的平均單位電能消耗量Δ Kffh/ Δ Q和平均 流量Δ Q/ Δ T以直線圖等圖表的形式直觀的顯示在顯示設(shè)備上，并存儲(chǔ)于工控計(jì)算機(jī)“運(yùn) 行模式——平均單位能耗”數(shù)據(jù)庫中；(5)重復(fù)步驟(3)和(4)，直至空壓站停機(jī)或轉(zhuǎn)換至新的運(yùn)行模式，最后不足時(shí) 間段Δ T的運(yùn)行時(shí)間的平均時(shí)間能耗和平均流量，按實(shí)際運(yùn)行時(shí)間數(shù)值計(jì)算得到，計(jì)算 該運(yùn)行模式在本次運(yùn)行的總時(shí)間Σ Τ、總供氣流量Σ Q、總電能消耗Σ KWh、平均供氣流量 Σ Q/ Σ Τ、平均單位能耗Σ KWh/ Σ Q，并存儲(chǔ)于工控計(jì)算機(jī)的“運(yùn)行模式——平均單位能 耗”數(shù)據(jù)庫中。
權(quán)利要求1.一種空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括流量傳感器、智能流量儀、智能電能表、工控計(jì)算機(jī)和顯示設(shè)備，所述流量傳感器的輸 出端連入智能流量儀的輸入端，該智能流量儀的輸出端和智能電能表的輸出端分別對(duì)應(yīng)連 入工控計(jì)算機(jī)的輸入端口，該工控計(jì)算機(jī)的輸出端與顯示設(shè)備的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述工控計(jì)算機(jī)上 設(shè)置有開關(guān)量I/O模塊，用于空壓機(jī)站內(nèi)各空壓機(jī)運(yùn)行開關(guān)信號(hào)的連入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述智能流量儀、 智能電能表分別通過工控計(jì)算機(jī)內(nèi)的RS485通訊模塊與工控計(jì)算機(jī)通訊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述顯示設(shè)備為工 業(yè)觸摸屏，該工業(yè)觸摸屏通過工控計(jì)算機(jī)內(nèi)的MiniD-Sub 15型VGA型模塊與工控計(jì)算機(jī)相 連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)還 包括壓力傳感器和智能壓力表，所述壓力傳感器的輸出端連入智能壓力表的輸入端，該智 能壓力表的輸出端連入工控計(jì)算機(jī)的輸入端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)還包括相對(duì)濕 度表和溫度表，該相對(duì)濕度表、溫度表的輸出端分別連入工控計(jì)算機(jī)的輸入端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)還包括打印 機(jī)，該打印機(jī)的輸入端與工控計(jì)算機(jī)的輸出端相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及空壓站單位能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括流量傳感器、智能流量儀、智能電能表、工控計(jì)算機(jī)和顯示設(shè)備等，流量傳感器的輸出端連入智能流量儀的輸入端，該智能流量儀、智能電能表的輸出端分別連入工控計(jì)算機(jī)的輸入端，該工控計(jì)算機(jī)與顯示設(shè)備相連；本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行模式下空壓站的瞬時(shí)流量、累積流量、瞬時(shí)功率、累積電耗等數(shù)據(jù)，計(jì)算出不同運(yùn)行模式下分階段的單位能耗、平均單位能耗及平均流量，存儲(chǔ)于工控計(jì)算機(jī)中，操作人員可以根據(jù)企業(yè)的用氣規(guī)律確定相應(yīng)的空壓站運(yùn)行模式，使得空壓站的平均單位能耗大大降低；對(duì)于空壓站自動(dòng)化控制系統(tǒng)，配置本系統(tǒng)可以達(dá)到空壓站智能化節(jié)能運(yùn)行的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的最大化。
文檔編號(hào)F04B49/00GK201934297SQ20112004668
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者常紅星, 李永剛, 郭麗麗 申請(qǐng)人:漯河恒義達(dá)電氣設(shè)備有限公司, 鄭州大學(xué)