CN109026688A - 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法 - Google Patents
一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109026688A CN109026688A CN201811162636.0A CN201811162636A CN109026688A CN 109026688 A CN109026688 A CN 109026688A CN 201811162636 A CN201811162636 A CN 201811162636A CN 109026688 A CN109026688 A CN 109026688A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air compressor
- pressure
- control unit
- dcs control
- motorized adjustment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 28
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 12
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 5
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 230000003434 inspiratory effect Effects 0.000 description 3
- 206010003830 Automatism Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009711 regulatory function Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/28—Safety arrangements; Monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
本发明提供一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法，其中，大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，包括气动调节单元、空气压缩机、DCS控制单元和电动调节单元；电动调节单元串联于气动调节单元的空气管道中；DCS控制单元控制气动调节单元与电动调节单元分别单独调节或共同调节。本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法，为空气压缩机提供两种互为备用的压力调节方式，提高了空气压缩机的可靠性；通过DCS控制单元对气电混合调节与气动调节切换进行平滑控制，提高了整个系统的抗干扰能力，保证空气压机在模式切换过程中的平稳、正常运转。
Description
技术领域
本发明涉及空气压缩机压力调节领域，特别涉及一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法。
背景技术
螺杆空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。现今大多数大型工业生产均配备有集散控制系统(简称DCS)。DCS系统是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的仪表控制系统。
目前工业厂房中的螺杆空气压缩机大多仍采用简单吸气调节式空气压缩机，其压力调节控制方式大多仍然是较为粗放的机械气动调节系统，可调节范围狭窄，其被调量为压缩机入口吸气量，控制动力均为油气分离器内未经冷干机处理含有大量油分、水分的压缩空气，这导致各气动控制元件频繁堵塞和腐蚀，致使空气压缩机出力波动大、频繁加卸载甚至无法正常运行，气动控制元件也是每年空气压缩机维护费用的主要消耗源之一，降低了空气压缩机的可靠性和经济性。
电动调节系统可以较好的替代机械气动调节系统，增加调节范围，拥有蜗杆齿轮箱的电动调节阀，能更好的保证定位的精准和平滑的闭环调节，并快速响应系统压力的波动，使空气压缩机排气、油温、电流等升降平滑，减少机械部分和电机部分的磨损，提高空气压缩机的经济性。但具备电动调节系统的空气压缩机需要整机更换，整机提前设计被调量、指令和反馈等，经转换为电信号输入空气压缩机控制器中参与PID逻辑运算从而形成闭环控制，在空气压缩机电机及机械设备性能尚维护较好的情况下，成本浪费较大。而在实际生产过程中，空气压缩机工作环境高温高湿，连续生产时间较长，在这种条件下即使可靠性再高的就地控制器和内置电动调节器，也不能保证故障率为零，这些都使空气压缩机的可靠性降低。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法，其中，一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，包括气动调节单元和空气压缩机、DCS控制单元和电动调节单元；
所述电动调节单元串联于所述气动调节单元的空气管道中；所述DCS控制单元控制所述气动调节单元与电动调节单元分别单独调节或共同调节。
进一步地，所述电动调节单元为电动调节阀及其反馈机构。
进一步地，还包括信息采集单元；信息采集单元与DCS控制单元通讯连接；所述信息采集单元采集空气压缩机的运行状态信号。
进一步地，还包括隔离单元；所述隔离单元连接于气动调节单元与油气分离罐之间；所述隔离单元包括就地手动隔离阀和远方自动隔离阀；所述的远方自动隔离阀与DCS控制单元通讯；所述隔离单元用于切换调节模式。
本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，主要调节方式为气电混合调节式；当DCS控制单元通过采集的信号和预设的条件判断系统故障时，发出报警信号，并通过DCS控制单元自动将气电混合调节切换为气动调节，或在空气压缩机就地手动切换至气动调节；通过气电混合调节与气动调节互为备用的设计，和DCS采用的双控制器的冗余配置，提高了空气压缩机的可靠性；同时通过DCS控制单元对气电混合调节与气动调节切换进行平滑控制，并预设若干事故预处理逻辑，提高了整个系统的抗干扰能力，保证空气压机在模式切换过程中的平稳、正常运转。
本发明还提供一种大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，所述方法步骤具体如下：
S10、启动空气压缩机；使气动调节回路旁路；
S20、DCS控制单元采集空气压缩机的运行信号；
S30、若DCS控制单元接收到空气压缩机正常的启动信号，则控制电动调节单元配合气动调节单元进行快速气动启动；
若DCS控制单元接收到故障信号，则DCS控制单元发出第四预设阀位开度保持信号到电动调节单元；经过T3秒发送开启信号到隔离单元；再然后在T4秒内多次发送开度脉冲信号到电动调节单元；使空气压缩机在运行中实现气电调节模式转换为气动调节模式；
S40、快速气动启动后，DCS控制单元控制电动调节单元进行慢速电调，实现空气压缩机压力调节优化。
进一步地，所述步骤S30中快速气动启动的方法步骤如下：
DCS控制单元接收到空气压缩机的正常启动信号，且空气压缩机的电机电流Di大于等于第一电流设定值时，DCS控制单元控制气动调节单元全开，然后输出T1秒第一预设阀位开度的脉冲信号给电动调节单元；使压缩空气排气压力在启动后快速平稳上升，达到额定排气压力。
进一步地，所述步骤S40中的慢速电调的方法步骤如下：
S41、DCS控制单元对采集到的压缩空气排气实时值进行滤波处理；
S42、DCS控制单元判断空气压缩机加载启动后，延时T2秒判断空气压缩机的电机电流Di大小和空气压缩机的排气压力的实时值P1大小；
若Di小于第三电流设定值，且P1小于第一压力设定值时；则进入S43；
若Di大于第三电流设定值，且P1大于第一压力设定值时；则DCS控制单元将PID运算输出结果旁路，输出第二预设阀位开度指令给电动调节单元，使电动调节单元保持第二预设阀位开度直至Di比第三设定电流阀值小10A且P1比第一压力设定值小15Kpa；
S43、DCS控制单元判断空气压缩机的排气压力的实时值P1是否在排气目标压力值P2范围内；
若P1超出P2±5Kpa范围，则进入步骤S44；
若P1在P2范围内，则DCS控制单元对电动调节单元发出开度指令保持当前值的信号，直至P1超出P2±5Kpa范围；
S44、DCS控制单元计算需要输出给PID运算单元的滤波后的就地实时压力信号Y，直到P1在设定的P2±5Kpa范围时，返回步骤S43。
进一步地，所述步骤S41中的滤波公式具体如下：
其中：Y为DCS控制单元对P1进行滤波后输出给PID运算回路的就地实时压力信号；YL为DCS控制单元中滤波运算模块前一时刻滤波后的结果；S2为DCS控制单元中滤波模块的可自定义的时间常数(秒)；S1为空气压缩机的排气压力的实时值；dt为DCS控制单元中滤波模块运算过程中此刻与前一时刻的时间长度积分。
进一步地，所述步骤S44中通过如下公式计算需要输出给电动调节单元的开度指令out：
其中：S为计算用的时间系数；KP为比例增益系数；K为增益乘数；KI为积分系数(每分钟)；KD为微分系数(每分钟)；KA为微分滞后系数；SP为DCS控制单元中PID运算回路的设定值，out代表PID运算回路的输出结果。
进一步地，所述气动调节单元与所述电动调节单元共同调节的方法还包括：
S51、若空气压缩机的电机电流Di在1秒内异常下降超过设定的第四电流设定值，且空气压缩机的排气压力的实时值P1异常上升超过第二压力设定值持续超过1秒时，则DCS控制单元将PID运算输出结果旁路，并发出报警信号和输出第三预设阀位指令给电动调节单元，将电流突降阀位拉回；直至空气压缩机的排气压力的实时值P1小于空气压缩机排气目标压力的设定值P2的8Kpa-12Kpa；
S52、若信息采集单元、电动调节阀故障时，则运行维护人员到空气压缩机就地通过手动操作，将空气压缩机调至气动调节模式，并手动将电动调节单元断电后，分多次摇至全开位置。
本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法，调节用的DCS控制单元采用双控制器冗余控制，就地有气动和电动两套调节机构，为空气压缩机提供两种互为备用的压力调节方式同时，保证了调节控制的连续性和可靠性，大大增加了空气压缩机运行的可靠性；通过在DCS系统内搭建的压力/开度PID运算回路，实现精准定位和平滑的闭环调节，使空气压缩机排气压力、油温、电流等升降平滑，减少机械部分和电机部分的磨损，提高空气压缩机的经济性。本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法，通过快速气动启动以及慢速电调，实现了在模式切换过程中的平滑控制、调节精密；通过预设条件，在发生超温、超压、过流等保护动作前，进行干预，将空气压缩机各参数控制在正常的范围内，提高了抗干扰能力；保证空气压缩机在模式切换过程中的平稳、正常运转；可应用至大部分螺杆压缩机。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统结构示意图；
图2为气动调节阀结构示意图；
图3为大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统的构成框图；
图4为气电混合调节启动流程图；
图5为气动调节启动流程图；
图6为气电混合调节模式的流程图；
图7为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行2分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图8为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法前的空气压缩机启动后连续运行2分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图9为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行60分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图10为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法前的空气压缩机启动后连续运行60分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图11为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行2天的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图12为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法前的空气压缩机启动后连续运行2天的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图13为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行1天的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图14为同一生产区域，采用机械调节方式的螺杆空气压缩机连续运行1天的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图15为同一生产区域，采用机械调节方式的螺杆空气压缩机连续运行1天的空气压缩机电流趋势图。
附图标记：
20 DCS控制单元 101 压力变送器 102 电流变送器
301 气动调节阀 302 容调阀 303 第一电磁阀
304 第二电磁阀 305 加载用储气罐 306 第一往复阀
307 第二往复阀 308 电动调节阀 401 手动隔离阀
402 自动隔离阀 3011 气动调节阀位缸 3012 气动复位弹簧
3013 气动调节蝶阀
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”以及类似的词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。
本发明提供一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法，其中，一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，包括信息采集单元、DCS控制单元20、气动调节单元、电动调节单元和隔离单元；
所述DCS控制单元20分别与信息采集单元、电动调节单元和隔离单元通讯连接；所述信息采集单元采集空气压缩机的运行状态；所述气动调节单元和电动调节单元与空气压缩机连接；所述隔离单元与气动调节单元连接；
所述气动调节单元与所述电动调节单元分别单独调节或共同调节；所述隔离单元用于调节模式切换。通过手动或DCS控制单元自动控制进行气动调节模式、电动调节模式或气电混合模式的切换；主要调节方式为气电混合调节模式；当气电混合调节出现故障时，启动气动调节模式，保证空气压缩机的正常的运行。
本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，主要调节方式为气电混合调节式；通过信息采集单元采集系统运行状态；当信息采集单元采集到系统故障时，通过手动或DCS控制单元自动将气电混合调节切换为气动调节，通过备用的气动调节，保证空气压缩机的正常的运行。
优选地，所述气动调节单元包括气动调节阀301、容调阀302、第一电磁阀303、第二电磁阀304、加载用储气罐305、第一往复阀306、第二往复阀307；
所述第一往复阀306一端与所述气动调节阀301连接；所述第一往复阀306另一端分为两路，一路通过第二电磁阀304与所述空气压缩机输出端连接，另一路与第二往复阀307一端连接；所述第二往复阀307另一端与第一电磁阀303一端和容调阀302一端连接；所述第一电磁阀303另一端通过加载用储气罐305与容调阀302另一端以及手动隔离阀401和自动隔离阀402连接。
优选地，所述气动调节阀301包括气动调节阀位缸3011、气动复位弹簧3012和气动调节蝶阀3012；所述气动调节阀位缸3011与所述第一往复阀306连接；所述气动调节蝶阀3012通过气动复位弹簧3012与气动调节阀位缸3011连接。
优选地，还包括隔离单元；所述隔离单元连接于气动调节单元与油气分离罐之间；所述隔离单元包括就地手动隔离阀和远方自动隔离阀；所述的远方自动隔离阀与DCS控制单元通讯；所述隔离单元用于切换调节模式。
优选地，所述隔离单元包括手动隔离阀401和自动隔离电磁阀402；所述气动调节单元分别通过手动隔离阀401和自动隔离电磁阀402与系统压缩空气排出端连接。
在气电混合调节模式下，容调阀302的进气源被手动隔离阀401或者自动隔离阀402隔离；气动调节单元的调节功能被隔离，而保留其快开快关功能。从而保证空气压缩机启动时的快速升负荷的需要以及卸载和停机过程中实现快速关断的功能，防止压缩机发生进气阀喷油的故障。
气电混合调节包括快速气动启动阶段和慢速电调阶段，在这两个阶段信息采集单元均实时向DCS控制单元发送就地设备状态、电机电流及系统压力的电信号，信息采集单元采集并发送的电信号包括：空气压缩机加载信号、卸载信号、电动调节阀状态及阀位信号、空气压缩机电机实时电流值Di、空气压缩机排气实时压力值P1；该步骤中，由DCS控制单元控制的电动调节系统为空气压缩机出口压力与电动执行器阀位反馈通过试验建立并优化的开度/压力函数曲线，在DCS系统内搭建的压力/开度PID运算回路，实现精准定位和平滑的闭环调节，使空气压缩机排气、油温、电流等升降平滑，减少机械部分和电机部分的磨损，提高空气压缩机的经济性；同时，DCS控制单元工作环境恒温恒湿条件优越，具有无扰冗余功能，有效保证对电动调节系统的控制部分能不间断运行，最终保证空气压缩机能更安全可靠运行的同时，具有更好的经济性。本发明可模块化应用至大部分螺杆压缩机。
优选地，所述电动调节单元为电动调节阀308及其反馈机构。
具体实施时，电动调节单元包括电动调节阀308及其反馈机构；反馈机构为电动调节阀308上反馈开度、故障等运行状态的机构，如电路等。
一种大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，所述气动调节单元与所述电动调节单元共同调节的方法步骤如下：
S10、启动空气压缩机；使气动调节回路旁路；该步骤中，将空压机调节方式切至“远方DCS控制方式”；使气动调节回路旁路；启动空气压缩机。更具体地，在就地操作面板上，将空气压缩机的调节模式切至远方DCS调节模式，此时隔离电磁阀402闭合，断开就地气动调节回路的压缩气源，使气动调节回路旁路；启动空气压缩机；该步骤中，本发明提供的调节系统可嫁接于现有的空气压缩机调节系统，只管空气压缩机的调节，因为采用这样嫁接的方式，可以节约大量的成本，而且能将空气压缩机原有的所有保护原封不动的保留下来，保护部分还由就地单片机进行控制，新嫁接的系统对空气压缩机的调节进行控制。因为空气压缩机是一套同时拥有多个系统的设备。通过采用这种嫁接的方式更加安全、可靠，尽可能的降低因为改造引入的不确定性。
S20、DCS控制单元通过信息采集单元采集空气压缩机的运行信号；
S30、信息采集单元将采集到的运行信号给DCS控制单元；
若DCS控制单元接收到空气压缩机正常的启动信号，则控制电动调节单元配合气动调节单元进行快速气动启动；
若DCS控制单元接收到故障信号，则DCS控制单元发出第四预设阀位开度保持信号到电动调节单元；经过T3秒发送开启信号到隔离单元；再经过T4秒分8次阶段，依次发送25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、100％的60秒开度脉冲信号到电动调节单元；使空气压缩机在运行中实现气电调节模式转换为气动调节模式；该步骤中，在T4秒内多次发送开度脉冲信号到电动调节单元是考虑到容调阀的调节能力有限，并且容调阀从接受扰动开始调节直至平衡的时间比较长，为了避免电动阀门开启过快，容调阀的调节跟不上，因为电动调节阀开启过快，导致的调节系统振荡、过调或欠调过多，进而导致空气压缩机卸载或热偶动作保护停机等故障。每次只开10％，这个开度，容调阀不会发生过多过大的调节振荡，达到在1分钟内就能达到平衡的效果。
S40、快速气动启动后，DCS控制单元控制电动调节单元进行慢速电调，实现空气压缩机压力调节优化。
本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，通过在气动调节单元上串联电动调节单元的嫁接上结构，在保留空气压缩机原有的那套气动调节系统的同时，增加电动调节方式，电动调节阀和气动调节阀在管道上是以串联的方式存在的，如图1所示，未添加电动调节阀之前，气动调节阀与空气过滤器之间是一段直通的管道。通过串联的结构设计，最大程度地减少了对原有机械部分和调节方式的改动，并且保留了吸气部分气动快关的功能，使空气压缩机不仅能通过新增的电动调节阀精准调节，还能在停机时快速封闭进气管道，避免喷油事故；减少新的变量的增加，尽可能的避免因变量增多导致的不确定性增加，尽可能避免造成的系统化可靠性降低的问题；
另外，由于电动调节阀是串联进原来气动调节阀的吸气管道，并没有以并联的方式新增加一路独立进气管道，所以电动调节阀在投运过程中要考虑到对原有的气动调节阀的控制，所以电动调节阀参与的控制方式叫做气电混合调节，故需要进行快速气动启动以及慢速电调。
并且，大型工业厂房内的工业控制大多采用DCS分散控制系统，大多数该类系统都预留了数量可观的控制器内存及I/0卡件等，本发明可利用这些闲置的资源，将新增加的调节系统嫁接于旧的控制系统上，所需要使用的DCS资源仅占总资源中极小的一部分，就地设备只需增加一台电动调节阀、连接法兰及相应的输出模拟量的电流、压力传感器，使用资金费用少，可套用范围广。
优选地，所述步骤S30中快速气动启动的方法步骤如下：
若DCS控制单元接收到空气压缩机的正常启动信号，且空气压缩机的电机电流Di大于等于第一电流设定值时，DCS控制单元控制气动调节单元全开，然后输出T1秒第一预设阀位开度的脉冲信号给电动调节单元；使压缩空气排气压力在启动后在T5内快速平稳上升，达到额定排气压力。
优选地，所述步骤S40中的慢速电调的方法步骤如下：
S41、DCS控制单元对采集到的压缩空气排气实时值进行滤波处理；
S42、DCS控制单元判断空气压缩机加载启动后，延时T2秒判断空气压缩机的电机电流Di大小和空气压缩机的排气压力的实时值P1大小；
若Di小于第三电流设定值，且P1小于第一压力设定值时；则进入S43；
若Di大于第三电流设定值，且P1大于第一压力设定值时；则DCS控制单元将PID运算输出结果旁路，输出第二预设阀位开度指令给电动调节单元，使电动调节单元保持第二预设阀位开度直至Di比第三设定电流阀值小10A且P1比第一压力设定值小15Kpa；
S43、DCS控制单元判断空气压缩机的排气压力的实时值P1是否在排气目标压力值P2范围内；
若P1超出P2±5Kpa范围，则进入步骤S44；
若P1在P2±5Kpa范围内，则DCS控制单元对电动调节单元发出开度指令保持当前值的信号，直至P1超出P2±5Kpa范围；
S44、DCS控制单元计算需要输出给电动调节单元的开度指令out，直到P1在设定的P2±5Kpa范围时，返回步骤S43。
优选地，所述气动调节单元与所述电动调节单元共同调节的方法还包括：
S51、若空气压缩机的电机电流Di在1秒内异常下降超过设定的第四电流设定值，且空气压缩机的排气压力的实时值P1异常上升超过第二压力设定值超过1秒时，则DCS控制单元将PID运算输出结果旁路，并发出报警信号和输出第三预设阀位指令给电动调节单元，将电流突降阀位拉回；直至空气压缩机的排气压力的实时值P1小于空气压缩机排气目标压力的设定值P2的8Kpa-12Kpa；
S52、若DCS控制单元、信息采集单元、电动调节阀故障时，需要手动切换调节模式，手动将电动调节单元断电并缓慢摇至全开位置。该步骤中，若出现信息采集单元、电动调节阀故障等情况，运行人员可手动打开手动隔离阀401，投入空气压缩机的气动调节回路，并分阶段逐步手摇打开电动调节阀至全开状态。解决因DCS控制器、DCS控制电源、电动调节阀、反馈机构、电流、压力变送器等设备故障，导致气电调节模式无法正常投入。
具体地，快速气动启动阶段和慢速电调阶段具体如下：
第一个阶段，快速气动启动阶段的控制方法具体如下：
按下空气压缩机的就地启动按钮后，气动调节阀保持全关位置不变，空气压缩机的星型回路接通，拖动空气压缩机低负荷启动，延时5秒后空气压缩机电机由星型回路转为三角型回路运行，同时就地单片机将加载信号远传至DCS控制单元，DCS控制单元输出开指令，使第一电磁阀303线圈得电，将气动调节阀位缸3011与大气接通，使气动调节阀位缸3011失气，在气动复位弹簧3012的作用下保持全开状态。当DCS控制单元同时接受就地单片机提供的加载信号，与空气压缩机电机实时电流值Di大于等于50安培的信号时，DCS控制单元判断空气压缩机低负载启动成功，给电动调节阀308的电动蝶阀5秒第一预设阀位开度的加载脉冲指令，保证空气压缩机组能在启动后的5-11秒内快速平稳上升达到额定排气压力。电动调节单元的被调量和气动调节单元一样，都是压力，都是通过调节压缩机吸气口的开度，来调节吸气量，进而调节空气压缩机的排气量(由于空气压缩机排气量不好监测，对于调节需要二次换算，故本发明进行压力调节时，都是用压力来代替排气量。)
第二阶段慢速电调阶段，慢速电调阶段包括滤波、小区间信号切除、大电流高负荷延时闭锁、PID运算回路等控制策略；
正常运转时的慢速电调阶段控制方法：
第一步使用了滤波的控制策略，DCS控制单元实时根据公式：
其中：Y为DCS控制单元滤波后输出给PID运算回路的就地实时压力信号；YL为DCS控制单元中滤波运算模块前一时刻滤波后的输出结果；S2为DCS控制单元中滤波运算模块中的可自定义时间常数(秒，如2秒)；S1为空气压缩机的排气压力的实时值；dt为DCS控制单元中滤波运算模块运算过程中此刻与前一时刻的时间长度积分。
通过滤波的控制策略，将被调量空气压缩机排气实时压力值P1进行滤波处理，减小干扰信号对真实值得干扰。
第二步骤利用了大电流高负载延时闭锁的控制策略，是DCS控制单元在判断空气压缩机低负载启动成功后，延时6秒判断空气压缩机电流Di是否大于第二设定电流值，同时空气压缩机排气实时压力值P1是否大于第一压力设定值，否则直接进入第三步骤；
是则DCS控制单元输出第二预设阀位开度指令给电动调节阀308，使电动调节阀308保持此开度直至空气压缩机电机电流Di小于第三设定电流值10A且空气压缩机排气实时压力值P1小于第一压力设定值15KPa时转入第二步骤；
第三步骤使用了小区间信号切除的控制策略，该步骤中，DCS控制单元首先判断是否在压力设定值P2±5KPa的范围之内，否则进入第四步骤；
是则DCS控制单元给电动调节阀308发出保持当前值的开度指令，直到超出设定值±5KPa范围时转入第三步骤；
第四步骤使用了PID运算，在第四步骤中，DCS控制单元实时根据公式：
其中：S为计算用的时间系数；KP为比例增益系数；K为增益乘数；KI为积分系数(每分钟)；KD为微分系数(每分钟)；KA为微分滞后系数；SP为DCS控制单元中PID运算回路的设定值，out代表PID运算回路的输出结果。例如已改造的一台空气压缩机的参数为：K＝0.02，KP＝1，KI＝200，KD＝0，KA＝10,SP设置在785Kpa-790Kpa之间。计算需要输出给电动调节阀的开度指令，直到超出设定值P2±5Kpa范围内时，转回第三步骤。该步骤中，通过发明人的无数次实验验证，P2±5Kpa内的范围属于系统内正常的波动，不是真正的扰动。P2±5Kpa的设计为的是节约资源，调节过于频繁虽然系统可能会更稳定，但对电动调节阀的要求非常高，造价非常昂贵。
在快速气动启动阶段的控制方法和慢速电调阶段，当气电混合调节遇到故障时，采用如下三种方法进行应急处理控制：一是电流突降阀位拉回；二是故障自动联锁；三是DCS冗余控制。
(1)、电流突降阀位拉回控制方法具体如下：
当DCS控制单元接受到信息采集单元发来的空气压缩机电机电流Di在1秒内突然下降超过第四电流设定值20A，同时空气压缩机排气实时压力值P1高于第二压力设定值810Kpa超过1秒，则DCS控制单元判断就地备用空气压缩机(现今大型工业厂房内的生产压缩空气的空气压缩机设备大都是多台空气压缩机同时接入压缩空气系统，正常运行时，一台空气压缩机运行，其余空气压缩机做备用，仅当运行的空气压缩机故障或系统扰动很大时，联锁启动备用空气压缩机，以保证系统压力稳定，不影响生产中使用压缩空气做动力源的相关设备。)已自动启动，DCS控制单元中的旁路PID运算逻辑运算结果输出out，给电动调节阀308发出6％的开度指令，以避免由于备机故障导致备机误启动后，主备空气压缩机同时运行造成系统压力过高，增加耗电量及负荷大幅度波动，影响系统安全。并发出报警信号提示集控运行人员备用空气压缩机已自动启动，提醒运行人员到现场检查故障原因，根据实际情况按需停运故障空气压缩机，保证系统压力平稳和经济性。当DCS控制单元检测到信息采集单元发来的空气压缩机排气实时压力值P1低于空气压缩机排气目标压力值P210kPa时，DCS控制单元中的PID运算逻辑运算结果输出out重新对电动调节阀308的开度进行控制。
(2)、故障自动联锁控制方法具体如下：
DCS控制单元接受到信息采集单元发出的故障信号时，DCS控制单元发送保持在第四预设阀位上的开度指令给电动调节阀308，延时5秒发送开关量电信号给空气压缩机自动隔离阀402，使自动隔离阀402得电，使吸气调节执行单元中的容调阀302接受来空气压缩机的压缩空气，使容调阀302开始对气动调节阀进行控制，延时60秒给电动调节阀308发送8次开度递增的60秒脉冲信号，依次发送25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、100％的开度脉冲指令。使空气压缩机在运行中实现气电调节模式向气动调节模式的自动切换。信息采集单元发出的故障信号包括：空气压缩机排气压力变送器坏值信号、电动调节阀故障信号、或DCS控制单元输出给电动调节阀的开度指令信号与电动调节阀的阀位反馈信号偏差大于30％或电流变送器坏值信号。
在气动调节模式下，空气压缩机排气实时压力值P1由气动调节蝶阀3012的开度控制，气动调节蝶阀3012的开度由吸气调节执行单元中的容调阀302和气动复位弹簧3012共同控制。
(3)、DCS冗余控制：DCS控制单元的电源及控制器均采用双冗余配置，两台互为冗余的电源同时为控制器供电，一主一备控制器同时运行和同步运算，同时对现场信号及设备进行监视和控制，当主控制器发生故障时，副控制器立刻接管控制权，确保DCS控制单元对就地设备的监视和控制不间断，提高现场设备可靠性和连续性。
本发明还提供气动调节蝶阀开度的控制方法，具体方法步骤如下：
空气压缩机排气实时压力值P1大于容调阀302的预设压力时，容调阀302的调节压力才起作用，此时系统排气压力越高，通过容调阀302输出的控制压力就越高，供给气缸膜片的压力就越高，通过气动调节阀位缸3011克服关气动复位弹簧3012的阻力的能力就越大，气动调节蝶阀3013的开度就越小，空气压缩机的吸气量也就越小；反之系统排气压力越低，通过容调阀302输出的控制压力就越低，供给气缸膜片的压力就越低，通过气动调节阀位缸3011克服气动复位弹簧3012的阻力的能力就越小，气动调节蝶阀3013的开度就越大，使空气压缩机的供气量与耗气量保持平衡，实现气量调节的功能。
为检验本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法在实际中的应用，对采用了本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统的进行空气压缩机电流及系统压力测试；以现有的大型工业用空气压缩机压力调节系统进行对比测试；并采用ABB贝利Symphony系统测试空气压缩机电流及系统压力；以上测试系统中的压缩机均采用螺杆空气压缩机；测试结果如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15所示；图中，I为空气压缩机电流，F为系统压力。
图7为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行2分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图8为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法前的空气压缩机启动后连续运行2分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图9为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行60分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图10为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法前的空气压缩机启动后连续运行60分钟的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图11为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行2天的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图12为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法前的空气压缩机启动后连续运行2天的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图13为采用本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法后的空气压缩机启动后连续运行1天的空气压缩机电流及系统压力趋势图；
图14为同一生产区域，采用机械调节方式的螺杆空气压缩机连续运行1天的空气压缩机系统压力趋势图；
图15为同一生产区域，采用机械调节方式的螺杆空气压缩机连续运行1天的空气压缩机电流趋势图；
上述空气压缩机电流、电压趋势图中，横坐标表示时间轴，纵坐标表示空气压缩机电流值和系统压力值；
根据图7、图8、图9、图10可知，从2分钟和1小时的趋势对比来观察，采用了本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法的空气压缩机在启动过程电流变化更平滑缓慢，启动峰值电流更小，同时降低了启动加载的过程对系统压力的扰动。
根据可知图11、图12，对比两天的趋势，显示，采用了本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法的空气压缩机抗系统扰动的能力明显提高，消减扰动的时间缩短，调节过程对系统压力的影响也大大降低。同时由于采用新调节系统的空气压缩机的调节范围更宽更精准，可通过将空气压缩机的排气压力在额定负荷内合理的降低，使空气压缩机的运行电流降低，使空气压缩机满足生产需要的同时，避免产气过量，进而产生节能的效果。
根据可知图13、图14、图15，从采用了本技术的螺杆空气压缩机和使用现有机械调节方式的螺杆空气压缩机1天的趋势对比来观察，采用本技术的螺杆空气压缩机调节压力的连续性远优于使用其他机械调节方式的螺杆空气压缩机，避免空气压缩机因频繁启停造成的机械部分的磨损，电流及系统压力也更为平滑稳定，调节过程对系统压力的影响方面，采用本技术的螺杆空气压缩机具有优势明显。
通过如上对比分析可知，采用了本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法，调节精密，可靠性高，运行连续性强；空气压缩机在启动过程电流变化更平滑缓慢，降低了启动加载的过程对系统压力的扰动；并且，整个系统的抗系统扰动的能力有了明显提高，消减扰动的时间缩短，减小了在调节过程对系统压力的影响。
上述大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法中：
1.第一压力设定值:空气压缩机设定压力P1+50％(空气压缩机过载保护压力定值-空气压缩机的设定压力P1)。例如，空气压缩机过载保护压力设定值为860Kpa，空气压缩机设定压力了P1为790Kpa，则第一压力设定值应为825Kpa。
2.第二压力设定值:空气压缩机的设定压力P1+20Kpa，例如，若空气压缩机的设定压力P1为790Kpa,则第二压力设定值可为810Kpa。
3.第一电流设定值:判断空气压缩机电机已转动的条件之一，应小于空气压缩机电机星型接线方式转动时的电流，例如，空气压缩机星型接线方式下转动电流为100A,则第一电流设定值为50A。
4.第二电流设定值:单台空气压缩机带额定负荷时的最小电流值，例如，空气压缩机带额定负荷运行时的最小电流为295-300A。
5.第三电流设定值：小于空气压缩机热偶保护动作值10A，如文中空气压缩机的热偶保护动作值为360A，则第三电流设定值应为350A。
6.第四电流设定值：DCS采集到的电流值1秒内下降超过20A，如文中空气压缩机的DCS控制单元上一个扫描周期采集的电流值为320A,则此刻的第四电流设定值应为310A。
7.第一预设阀位：气动调节阀全开状态下，轻载启动后，5秒内能达到出口最小压力阀整定值的电动阀最小开度，如文中空气压缩机的第一预设阀位为10％-18％。
8.第二预设阀位：为了防止空气压缩机过载的设定值，由额定负荷下，使单台空气压缩机排气压力不再提高的最大开度，如文中空气压缩机的第二预设阀位为8％-17％。
9.第三预设阀位：用于避免由于运行人员误关相关压缩空气管道或备用空气压缩机误启动，导致运行中的空气压缩机压力调节震荡或抢负荷，设定为两台空气压缩机并列运行时，保证系统压力不下降，并且在1分钟内上升不超过10Kpa的开度。如文中空气压缩机的第三预设阀位为6％-10％。
10.第四预设阀位：用于当出现电流变送器坏值信号、排气压力传感器坏值信号、DCS控制单元输出给电动调节阀的开度指令信号与电动调节阀的阀位反馈信号偏差大于30％时，电动阀无法准确的对空气压缩机进行压力调节，需要将投入备用的气动调节回路。为了尽可能保证在切换过程的可控性，通过试验设置的一个阀门开度，保证额定负荷时，单机运行时，空气压缩机工作在此开度下，系统，上升或下降的速度不超5Kpa/min。
11.时间T1：系统在额定压力下，空气压缩机突然停运后，系统压力下降20KPa的最短时间。如文中空气压缩机的时间T1设为5-6秒。
12.时间T2：为4-8秒。
13.时间T3：用于空气压缩机气电调节模式切换至气动调节模式的初始切换过程，与第四预设阀位配合使用。如文中空气压缩机的时间T3设为5-10秒。
14.时间T4：用于空气压缩机气电调节模式切换至气动调节模式的过渡过程，应不小于容调阀的调节平衡需要的最短时间。如文中空气压缩机的时间T4设为60秒。
15.时间T5：空气压缩机发生故障跳机或误停运时，系统压力下降至备用空气压缩机联锁启动压力定值的最短时间。如文中运行的空气压缩机的时间T5为5-7秒。
本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法，具有如下优点：为空气压缩机提供两种互为备用的压力调节方式，对空压机压力调节的控制器也采用冗余配置，大大增加了空气压缩机运行的可靠性；通过在DCS系统内搭建的压力/开度PID运算回路，实现精准定位和平滑的闭环调节，使空气压缩机排气、油温、电流等升降平滑，减少机械部分和电机部分的磨损，提高空气压缩机的经济性。本发明提供的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余方法，通过快速气动启动以及慢速电调，实现了在模式切换过程中的平滑控制、调节精密；降低了启动加载的过程对系统压力的扰动；减小了在调节过程对系统压力的影响；对空压机运行过程中可能会遇到的一些异常状况进行事故预想，并在逻辑组态中设置应对措施，尽可能减小异常的扩大和工况进一步的恶化，提高空压机的可控性和对系统工况的调节及适应能力，并保证空气压缩机在模式切换过程中的平稳、可控；可应用至大部分螺杆压缩机。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，包括气动调节单元和空气压缩机，其特征在于：还包括DCS控制单元和电动调节单元；
所述电动调节单元串联于所述气动调节单元的空气管道中；所述DCS控制单元控制所述气动调节单元与电动调节单元分别单独调节或共同调节。
2.根据权利要求1所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，其特征在于：所述电动调节单元为电动调节阀及其反馈机构。
3.根据权利要求1所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，其特征在于：还包括信息采集单元；信息采集单元与DCS控制单元通讯连接；所述信息采集单元采集空气压缩机的运行状态信号。
4.根据权利要求1所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统，其特征在于：还包括隔离单元；所述隔离单元连接于气动调节单元与油气分离罐之间；所述隔离单元与DCS控制单元通讯；所述隔离单元用于切换调节模式。
5.一种大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，其特征在于：所述方法步骤具体如下：
S10、启动空气压缩机；使气动调节回路旁路；
S20、DCS控制单元采集空气压缩机的运行信号；
S30、若DCS控制单元接收到空气压缩机正常的启动信号，则控制电动调节单元配合气动调节单元进行快速气动启动；
若DCS控制单元接收到故障信号，则DCS控制单元发出第四预设阀位开度保持信号到电动调节单元；经过T3秒发送开启信号到隔离单元；再然后在T4秒内多次发送开度脉冲信号到电动调节单元；使空气压缩机在运行中实现气电调节模式转换为气动调节模式；
S40、快速气动启动后，DCS控制单元控制电动调节单元进行慢速电调，实现空气压缩机压力调节优化。
6.根据权利要求5所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，其特征在于：所述步骤S30中快速气动启动的方法步骤如下：
DCS控制单元接收到空气压缩机的正常启动信号，且空气压缩机的电机电流Di大于等于第一电流设定值时，DCS控制单元控制气动调节单元全开，然后输出T1秒第一预设阀位开度的脉冲信号给电动调节单元；使压缩空气排气压力在启动后快速平稳上升，达到额定排气压力。
7.根据权利要求5所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，其特征在于：所述步骤S40中的慢速电调的方法步骤如下：
S41、DCS控制单元对采集到的压缩空气排气实时值进行滤波处理；
S42、DCS控制单元判断空气压缩机加载启动后，延时T2秒判断空气压缩机的电机电流Di大小和空气压缩机的排气压力的实时值P1大小；
若Di小于第三电流设定值，且P1小于第一压力设定值时；则进入S43；
若Di大于第三电流设定值，且P1大于第一压力设定值时；则DCS控制单元将PID运算输出结果旁路，输出第二预设阀位开度指令给电动调节单元，使电动调节单元保持第二预设阀位开度直至Di比第三设定电流阀值小10A且P1比第一压力设定值小15Kpa；
S43、DCS控制单元判断空气压缩机的排气压力的实时值P1是否在排气目标压力值P2范围内；
若P1超出P2范围，则进入步骤S44；
若P1在P2范围内，则DCS控制单元对电动调节单元发出开度指令保持当前值的信号，直至P1超出P2范围；
S44、DCS控制单元计算需要输出给PID运算单元的滤波后的就地实时压力信号，直到P1在设定的P2±5Kpa范围时，返回步骤S43。
8.根据权利要求7所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，其特征在于：所述步骤S41中的滤波公式具体如下：
其中：Y为DCS控制单元对P1进行滤波后输出给PID运算回路的就地实时压力信号；YL为DCS控制单元中滤波运算模块前一时刻滤波后的结果；S2为DCS控制单元中滤波模块可自定义的时间常数(秒)；S1为空气压缩机的排气压力的实时值；dt为DCS控制单元中滤波模块运算过程中此刻与前一时刻的时间长度积分。
9.根据权利要求7所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，其特征在于：所述步骤S44中通过如下公式计算需要输出给电动调节单元的开度指令Y：
其中：S为计算用的时间系数；KP为比例增益系数；K为增益乘数；KI为积分系数(每分钟)；KD为微分系数(每分钟)；KA为微分滞后系数；SP为DCS控制单元中PID运算回路的设定值，out代表PID运算回路的输出结果。
10.根据权利要求5所述的大型工业用空气压缩机压力调节优化方法，其特征在于：所述气动调节单元与所述电动调节单元共同调节的方法还包括：
S51、若空气压缩机的电机电流Di在1秒内异常下降超过设定的第四电流设定值，且空气压缩机的排气压力的实时值P1异常上升超过第二压力设定值持续超过1秒时，则DCS控制单元将PID运算输出结果旁路，并发出报警信号和输出第三预设阀位指令给电动调节单元，将电流突降阀位拉回；直至空气压缩机的排气压力的实时值P1小于空气压缩机排气目标压力的设定值P2的8Kpa-12Kpa；
S52、若信息采集单元、电动调节阀故障时，则运行维护人员到空气压缩机就地通过手动操作，将空气压缩机调至气动调节模式，并手动将电动调节单元断电并摇至全开位置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811162636.0A CN109026688B (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811162636.0A CN109026688B (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109026688A true CN109026688A (zh) | 2018-12-18 |
| CN109026688B CN109026688B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=64615685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811162636.0A Active CN109026688B (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109026688B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110541812A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-06 | 厦门华夏国际电力发展有限公司 | 一种基于dcs全面控制的节能型空压机控制系统及方法 |
| CN110568754A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-13 | 厦门华夏国际电力发展有限公司 | 基于dcs系统的冗余设备站自动寻优控制方法及系统 |
| CN114033689A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-11 | 宁波德曼压缩机有限公司 | 一种变频螺杆空压机空滤堵塞程度的判断方法、系统、智能终端和介质 |
| CN114165426A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-11 | 国能神皖安庆发电有限责任公司 | 空压机组的控制系统及控制方法 |
| CN114352533A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-15 | 南通市红星空压机配件制造有限公司 | 一种移动空压机电动进气阀控制方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1176680A (zh) * | 1995-02-24 | 1998-03-18 | 美国标准公司 | 螺杆压缩机中的气动滑阀 |
| JP2001280275A (ja) * | 1996-02-19 | 2001-10-10 | Hitachi Ltd | スクリュー圧縮機の運転方法及びスクリュー圧縮機 |
| CN201013597Y (zh) * | 2007-03-30 | 2008-01-30 | 上海斯可络压缩机有限公司 | 无油螺杆压缩机控制器 |
| CN201666246U (zh) * | 2009-05-26 | 2010-12-08 | 深圳市阿徕米罗科技有限公司 | 空气压缩机工作站节能系统 |
| KR20100129491A (ko) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | (주)한국유체 | 스크류 압축기용 디지털 제어장치 |
| CN203453028U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-02-26 | 重庆杰控电气自动化有限公司 | 空压机节能控制系统 |
| KR20160104179A (ko) * | 2015-02-25 | 2016-09-05 | 주식회사 하나티이씨 | 컴프레서 제어 시스템 및 그 제어 방법 |
| CN107514362A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-26 | 重庆美的通用制冷设备有限公司 | 变频螺杆压缩机及其能量调节控制方法和空调系统 |
| CN206830423U (zh) * | 2017-06-23 | 2018-01-02 | 山河智能装备股份有限公司 | 一种空压机进气控制系统 |
| CN107559200A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-01-09 | 广东肯富来泵业股份有限公司 | 平衡型罗茨真空泵系统及其控制方法 |
| CN208778228U (zh) * | 2018-09-30 | 2019-04-23 | 厦门华夏国际电力发展有限公司 | 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统 |
-
2018
- 2018-09-30 CN CN201811162636.0A patent/CN109026688B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1176680A (zh) * | 1995-02-24 | 1998-03-18 | 美国标准公司 | 螺杆压缩机中的气动滑阀 |
| JP2001280275A (ja) * | 1996-02-19 | 2001-10-10 | Hitachi Ltd | スクリュー圧縮機の運転方法及びスクリュー圧縮機 |
| CN201013597Y (zh) * | 2007-03-30 | 2008-01-30 | 上海斯可络压缩机有限公司 | 无油螺杆压缩机控制器 |
| CN201666246U (zh) * | 2009-05-26 | 2010-12-08 | 深圳市阿徕米罗科技有限公司 | 空气压缩机工作站节能系统 |
| KR20100129491A (ko) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | (주)한국유체 | 스크류 압축기용 디지털 제어장치 |
| CN203453028U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-02-26 | 重庆杰控电气自动化有限公司 | 空压机节能控制系统 |
| KR20160104179A (ko) * | 2015-02-25 | 2016-09-05 | 주식회사 하나티이씨 | 컴프레서 제어 시스템 및 그 제어 방법 |
| CN206830423U (zh) * | 2017-06-23 | 2018-01-02 | 山河智能装备股份有限公司 | 一种空压机进气控制系统 |
| CN107514362A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-26 | 重庆美的通用制冷设备有限公司 | 变频螺杆压缩机及其能量调节控制方法和空调系统 |
| CN107559200A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-01-09 | 广东肯富来泵业股份有限公司 | 平衡型罗茨真空泵系统及其控制方法 |
| CN208778228U (zh) * | 2018-09-30 | 2019-04-23 | 厦门华夏国际电力发展有限公司 | 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 沈志刚等: "电厂汽轮机阀门流量特性优化应用探讨", 电工技术, 10 February 2007 (2007-02-10), pages 105 - 107 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110541812A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-06 | 厦门华夏国际电力发展有限公司 | 一种基于dcs全面控制的节能型空压机控制系统及方法 |
| CN110541812B (zh) * | 2019-09-27 | 2020-10-16 | 厦门华夏国际电力发展有限公司 | 一种基于dcs全面控制的节能型空压机控制系统及方法 |
| CN110568754A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-13 | 厦门华夏国际电力发展有限公司 | 基于dcs系统的冗余设备站自动寻优控制方法及系统 |
| CN114033689A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-11 | 宁波德曼压缩机有限公司 | 一种变频螺杆空压机空滤堵塞程度的判断方法、系统、智能终端和介质 |
| CN114033689B (zh) * | 2021-10-27 | 2023-12-22 | 宁波德曼压缩机有限公司 | 一种变频螺杆空压机空滤堵塞程度的判断方法、系统、智能终端和介质 |
| CN114165426A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-11 | 国能神皖安庆发电有限责任公司 | 空压机组的控制系统及控制方法 |
| CN114165426B (zh) * | 2021-11-29 | 2024-09-27 | 国能神皖安庆发电有限责任公司 | 空压机组的控制系统及控制方法 |
| CN114352533A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-15 | 南通市红星空压机配件制造有限公司 | 一种移动空压机电动进气阀控制方法 |
| CN114352533B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-11-21 | 南通市红星空压机配件制造有限公司 | 一种移动空压机电动进气阀控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109026688B (zh) | 2024-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109026688A (zh) | 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统及方法 | |
| CN101871417B (zh) | 基于iec61850的数字化水轮机调速系统 | |
| CN208778228U (zh) | 一种大型工业用空气压缩机压力调节优化冗余系统 | |
| CN103671055B (zh) | 活塞往复式空压机组的智能控制系统及控制方法 | |
| CN100451900C (zh) | 空气压缩机智能控制方法 | |
| CN104991510A (zh) | 一用一备水泵变频电控系统及控制方法 | |
| JPWO2012050004A1 (ja) | 電源システム | |
| CN104895736B (zh) | 冲击式水轮机智能控制系统 | |
| CN103397678A (zh) | 一种发动机和液压泵的功率匹配节能系统及方法 | |
| CN106609754A (zh) | 一种螺杆空压机变频控制系统 | |
| CN201312283Y (zh) | 大功率智能节电器启动控制装置 | |
| CN103244399A (zh) | 大型往复式压缩机气量无级调节方法与装置 | |
| CN113482897A (zh) | 巨型水轮发电机组调速器液压系统油泵控制装置及方法 | |
| CN205478243U (zh) | 无人值守式节能型空压站控制系统 | |
| CN216975110U (zh) | 水轮机调速器油泵控制系统 | |
| CN110888410A (zh) | 一种dcs逻辑控制系统 | |
| CN204984900U (zh) | 一种螺杆空压机变频控制系统 | |
| CN201751566U (zh) | 基于iec61850的数字化水轮机调速系统 | |
| CN105045250A (zh) | 一种适用双制冷系统的智能控制及故障诊断方法 | |
| CN212407030U (zh) | 一种空压机组智能控制系统 | |
| CN115387863A (zh) | 基于多工况自动无扰切换的best小汽轮机进汽调门控制系统 | |
| CN103388552B (zh) | 水电机组球阀控制装置及其控制方法 | |
| CN201763606U (zh) | 成长型螺杆压缩机控制器 | |
| CN220539996U (zh) | 一种机组压油泵出口组合阀及压油系统 | |
| CN221322755U (zh) | 一种中压油压装置应急启泵控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |