CN103291594A - 一种趋势控制空压机组供气方法 - Google Patents

Abstract

一种趋势控制空压机组供气方法，拓宽了压力控制区间，设定了5个压力区间：低压力区、低压力调节缓冲区、标准压力区、高压力调节缓冲区、高压力区。将压力的趋势变化量ΔP引入控制，引入了循环周期控制，在每个循环周期进行采样，首先判断管网压力对应的区间，再根据趋势变化量ΔP的大小启停压缩机。它可以适应不同时间段的变化用气工况，供气压力波动小，减少压缩机启停频率，延长压缩机使用寿命。同时压缩机不会处于卸载状态，节约能耗。

Description

一种趋势控制空压机组供气方法

技术领域

本发明涉及压缩机联机控制技术领域，特别涉及一种多台螺杆压缩机组控制方法。

背景技术

螺杆式压缩机以其优越的控制性能，在各行各业得到了广泛的运行。虽然单台螺杆压缩机的控制性能良好，但是在多台压缩机联机运行时，目前市场上主要采用的控制方法是：将1台压缩机设为主机，其它压缩机设为从机。主机中设定联机控制加载压力、卸载压力、联机台数及联机控制延时时间。主机启动后，自动进入联机控制模式。当管网压力高于设定最高压力时，延时一段时间后，主机控制一台从机卸载，卸载一定时间后停机。当管网压力高于设定最低压力时，延时一段时间后，主机控制一台从机加载。

传统原有联机控制方式只有3段压力区间：低压力区、标准压力区、高压力区，当压力处于低压力区延时一定时间就启动一台压缩机运行，当压力处于高压力区一段时间就停止一台压缩机运行，当压力处于标准压力区时保持当前运行方式。由于用气状况是在不断的变化的，这种控制方式设定的延时时间不能适应不同时间段的变化用气工况，造成供气压力波动大，压缩机启停频繁，影响压缩机使用寿命。同时压缩机会存在卸载状态，压缩机不产气，但是电机还是在运行，造成极大的能源浪费。

发明内容

本发明的目的就是提供一种趋势控制空压机组供气方法，它可以适应不同时间段的变化用气工况，减小压缩机启停频率，延长压缩机使用寿命。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有1台作为主机的压缩机和1台以上作为从机的压缩机，实时监测管网压力P，将管网压力分成5个区间，分别为0～P2的低压力区、P2～P3的低压力调节缓冲区、P3～P4的标准压力区间、P4

～P5的高压力调节缓冲区和P5～∞的高压力区，预设下限段趋势判断压力P6和上限段趋势判断压力P7；将主机和从机的工作时间划分为循环周期T，每个循环周期T包括有T_k-1到T_k-1的采样周期和T_k-1到T_k的动作周期，k=1、2、3…n，k为周期数，预设低压力允许趋势调节时间T2和高压力允许趋势调节时间T3；在每个工作周期内，计算管网在采样周期内的趋势变化量ΔP，具体控制方法为：

1）当管网压力P位于0～P2的低压力区，若ΔP≤0或者ΔP＞0且T4≥T2，则在动作周期启动一台压缩机运行，若ΔP＞0且T4＜T2，则在动作周期保持原有压缩机运行；T4为管网压力恢复到P2所需的时间；

2）当管网压力P位于P2～P3的低压力调节缓冲区，若ΔP≤0且｜ΔP｜≥P6,则在动作周期启动一台压缩机运行，若ΔP≤0且｜ΔP｜＜P6,或者ΔP＞0时，则在动作周期保持原有压缩机运行；

3）当管网压力P位于P3～P4的标准压力区间，在动作周期保持原有压缩机运行；

4）当管网压力P位于P4～P5的高压力调节缓冲区，若ΔP≥0且ΔP≥P7,则在动作周期停止一台压缩机运行，ΔP≥0且ΔP＜P7或者ΔP＜0时，则在动作周期保持原有压缩机运行；

5）当管网压力P位于P5～∞的高压力区，若ΔP≥0或者ΔP＜0且T5≥T3，则在动作周期停止一台压缩机运行，ΔP＜0且T5＜T3，则在动作周期保持原有压缩机运行；T5为管网压力恢复到P5时需要的时间。

进一步，ΔP的计算方法为：

将时间周期平均分成20等分，每等分为按时间先后为：0、

共计20个时间节点，按时间先后顺序记录管网压力P1的值，分别为：P_1t、P_2t、P_3t、P_4t、P_5t、······P_18t、P_19t、P_20t；

$\mathrm{\ΔP}=\frac{(P_{11t}+P_{12t}+P_{13t}+...+P_{18t}+P_{19t}+P_{20t})-(P_{1t}+P_{2t}+P_{3t}+...+P_{8t}+P_{9t}+P_{10t})}{10}.$

进一步，T4的计算公式：

进一步，T5的计算公式：

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明，拓宽了压力控制区间，设定了5个压力区间：低压力区、低压力调节缓冲区、标准压力区、高压力调节缓冲区、高压力区。将压力的趋势变化量ΔP引入控制，引入了循环周期控制，在每个循环周期进行采样判断输出。它可以适应不同时间段的变化用气工况，供气压力波动小，减少压缩机启停频率，延长压缩机使用寿命。同时压缩机不会处于卸载状态，节约能耗。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种趋势控制空压机组供气方法，包括有1台作为主机的压缩机和1台以上作为从机的压缩机，实时监测管网压力P，将管网压力分成5个区间，分别为0～P2的低压力区、P2～P3的低压力调节缓冲区、P3～P4的标准压力区间、P4～P5的高压力调节缓冲区和P5～∞的高压力区，预设下限段趋势判断压力P6和上限段趋势判断压力P7；将主机和从机的工作时间划分为循环周期T，每个循环周期T包括有T_k-1到T_k-1的采样周期和T_k-1到T_k的动作周期，k=1、2、3…n，k为周期数，预设低压力允许趋势调节时间T2和高压力允许趋势调节时间T3；在每个工作周期内，计算管网在采样周期内的趋势变化量ΔP，具体控制方法为：

1）当管网压力P位于0～P2的低压力区，若ΔP≤0或者ΔP＞0且T4≥T2，则在动作周期启动一台压缩机运行，若ΔP＞0且T4＜T2，则在动作周期保持原有压缩机运行；T4为管网压力恢复到P2所需的时间；在低压力区，只要趋势变化量ΔP在增加，并且在设定时间能增加到低压力调节缓冲区，就不会启动新的压缩机运行，压力只会短暂处于低压力区。优化了以前的盲目的只看压力的大小，不看压力是在增加还是减少。

2）当管网压力P位于P2～P3的低压力调节缓冲区，若ΔP≤0且｜ΔP｜≥P6,则在动作周期启动一台压缩机运行，若ΔP≤0且｜ΔP｜＜P6,或者ΔP＞0时，则在动作周期保持原有压缩机运行；在低压力调节缓冲区，趋势变化量ΔP在减少，且减少的幅度比预先设定的幅度大时，哪怕管网压力还处于低压力缓冲区，也会启动新的压缩机运行。这样起到了压力超前调节，只要有这种大的减少趋势，就会进行调节。

3）当管网压力P位于P3～P4的标准压力区间，在动作周期保持原有压缩机运行；

4）当管网压力P位于P4～P5的高压力调节缓冲区，若ΔP≥0且ΔP≥P7,则在动作周期停止一台压缩机运行，ΔP≥0且ΔP＜P7或者ΔP＜0时，则在动作周期保持原有压缩机运行；在高压力调节缓冲区，趋势变化量ΔP在增加，且增加的幅度比预先设定的幅度大时，哪怕管网压力还处于高压力缓冲区，也会停止一台压缩机运行。这样起到了压力超前调节，只要有这种大的增加趋势，就会进行调节。

5）当管网压力P位于P5～∞的高压力区，若ΔP≥0或者ΔP＜0且T5≥T3，则在动作周期停止一台压缩机运行，ΔP＜0且T5＜T3，则在动作周期保持原有压缩机运行；T5为管网压力恢复到P5时需要的时间。在高压力区，只要趋势变化量ΔP在减少，并且在设定时间能减少到高压力调节缓冲区，就不会停止一台压缩机运行，压力只会短暂处于高压力区。优化了以前的盲目的只看压力的大小，不看压力是在增加还是减少。

ΔP的计算方法为：

将时间周期平均分成20等分，每等分为

按时间先后为：0、

共计20个时间节点，按时间先后顺序记录管网压力P1的值，分别为：P_1t、P_2t、P_3t、P_4t、P_5t、······P_18t、P_19t、P_20t；

$\mathrm{\ΔP}=\frac{(P_{11t}+P_{12t}+P_{13t}+...+P_{18t}+P_{19t}+P_{20t})-(P_{1t}+P_{2t}+P_{3t}+...+P_{8t}+P_{9t}+P_{10t})}{10}.$

T4的计算公式： $T4=\frac{P2-P1}{\left|\mathrm{\ΔP}\right|}\×T.$

T5的计算公式： $T5=\frac{P1-P5}{\mathrm{\ΔP}}\×T.$

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种趋势控制空压机组供气方法，包括有1台作为主机的压缩机和1台以上作为从机的压缩机，其特征在于，实时监测管网压力P，将管网压力分成5个区间，分别为0～P2的低压力区、P2～P3的低压力调节缓冲区、P3～P4的标准压力区间、P4～P5的高压力调节缓冲区和P5～∞的高压力区，预设下限段趋势判断压力P6和上限段趋势判断压力P7；将主机和从机的工作时间划分为循环周期T，每个循环周期T包括有T_k-1到T_k-1的采样周期和T_k-1到T_k的动作周期，k=1、2、3…n，k为周期数，预设低压力允许趋势调节时间T2和高压力允许趋势调节时间T3；在每个工作周期内，计算管网在采样周期内的趋势变化量ΔP，具体控制方法为：

1）当管网压力P位于0～P2的低压力区，若ΔP≤0或者ΔP＞0且T4≥T2，则在动作周期启动一台压缩机运行，若ΔP＞0且T4＜T2，则在动作周期保持原有压缩机运行；T4为管网压力恢复到P2所需的时间；

2）当管网压力P位于P2～P3的低压力调节缓冲区，若ΔP≤0且｜ΔP｜≥P6,则在动作周期启动一台压缩机运行，若ΔP≤0且｜ΔP｜＜P6,或者ΔP＞0时，则在动作周期保持原有压缩机运行；

3）当管网压力P位于P3～P4的标准压力区间，在动作周期保持原有压缩机运行；

4）当管网压力P位于P4～P5的高压力调节缓冲区，若ΔP≥0且ΔP≥P7,则在动作周期停止一台压缩机运行，ΔP≥0且ΔP＜P7或者ΔP＜0时，则在动作周期保持原有压缩机运行；

5）当管网压力P位于P5～∞的高压力区，若ΔP≥0或者ΔP＜0且T5≥T3，则在动作周期停止一台压缩机运行，ΔP＜0且T5＜T3，则在动作周期保持原有压缩机运行；T5为管网压力恢复到P5时需要的时间。

2.如权利要求1所述的一种趋势控制空压机组供气方法，其特征在于，ΔP的计算方法为：

将时间周期平均分成20等分，每等分为

按时间先后为：0、

共计20个时间节点，按时间先后顺序记录管网压力P1的值，分别为：P_1t、P_2t、P_3t、P_4t、P_5t、······P_18t、P_19t、P_20t；

$\mathrm{\ΔP}=\frac{(P_{11t}+P_{12t}+P_{13t}+...+P_{18t}+P_{19t}+P_{20t})-(P_{1t}+P_{2t}+P_{3t}+...+P_{8t}+P_{9t}+P_{10t})}{10}.$

3.如权利要求1所述的一种趋势控制空压机组供气方法，其特征在于，T4的计算公式： $T4=\frac{P2-P1}{\left|\mathrm{\ΔP}\right|}\×T.$

4.如权利要求1所述的一种趋势控制空压机组供气方法，其特征在于，T5的计算公式： $T5=\frac{P1-P5}{\mathrm{\ΔP}}\×T.$