CN113883043A

CN113883043A - 一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法

Info

Publication number: CN113883043A
Application number: CN202111048219.5A
Authority: CN
Inventors: 耿林霄; 郭亦文; 卢彬; 王嘉兴; 桑永福; 温荣斌; 姜茵; 寇媛媛
Original assignee: Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2022-01-04

Abstract

本发明公开一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，包括将所有空压机分为手动组和自动组，其中手动组为有故障信号的空压机；自动组按照优先级顺序进行排列；统计当前已经在运行状态的空压机台数N2；计算当前工况需要运行的空压机台数N1；当用气量增加气压下降时将N1增加1；启停控制器判断当N1>N2时则启动自动组中在停止状态的最高优先级的空压机，倒计时T1后再判断；当用气量减少气压上升时将N1减少1；启停控制器判断当N1<N2时则停止自动组中在运行状态的最低优先级的空压机，倒计时T1后再判断；解决现有的程序过于简单并减轻运行人员工作负担的问题。

Description

一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法

技术领域

本发明涉及空压机组控制技术领域，尤其涉及一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法。

背景技术

空压机组是一整套用来压缩空气的设备，其主要由空压机、干燥器、压缩空气母管、储气罐等组成。

发电厂使用的厂用及仪用压缩空气大多由多台压缩空气机组组成的空压机站提供，根据发电厂机组发电负荷及运行设备数量的不同，空压机站需要运行的空压机台数需要不断调整，并且考虑到设备运行寿命以及设备故障停机等情况需要切换空压机的启停，现有的控制策略一般都是设置简单的备用1、备用2，当在运行的空压机停运后自动启动备用设备，这种方法过于简单且需要运行人员来选择备用的优先级，这使得运行人员监盘压力大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，旨在解决现有的程序过于简单并减轻运行人员工作负担的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，包括将所有空压机分为手动组和自动组，其中手动组为有故障信号的空压机；自动组按照优先级顺序进行排列；统计当前已经在运行状态的空压机台数N2；计算当前工况需要运行的空压机台数N1；当用气量增加气压下降时将N1增加1；启停控制器判断当N1>N2时则启动自动组中在停止状态的最高优先级的空压机，倒计时T1后再判断；当用气量减少气压上升时将N1减少1；启停控制器判断当N1<N2时则停止自动组中在运行状态的最低优先级的空压机，倒计时T1后再判断。

其中，所述的将所有空压机分为手动组和自动组的具体步骤是：操作员在 DCS或PLC画面上将空压机标记为自动或手动；DCS或PLC程序将有故障信号的空压机设置为手动。

其中所述的自动组按照优先级顺序进行排列的方法是：按照空压机已运行的累计时间倒序排列，即运行时间越长优先级越低，运行时间越短优先级越高。

其中所述的计算当前工况需要运行的空压机台数N1的方法是：系统刚运行时取N1＝N2，并时刻监视气压变化及变化率，当前压缩空气压力P1减去压缩空气设定压力PS大于死区气压P2则将N1进行减1运算，并延时T1后再计算；当前压缩空气压力P1升速率大于Pi则将N1进行减1运算，并延时T1后再计算；当前压缩空气压力P1减去压缩空气设定压力PS小于死区气压P2则将N1进行加 1运算，并延时T1后再计算；当前压缩空气压力P1降速率大于Pd则将N1进行加1运算，并延时T1后再计算；其中：Pi为压力上升速率设定值，Pd为压力下降速率设定值。

本发明的一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，通过将多台空压机分为手动组和自动组；根据空压机运行时长进行优先级排序；对需求气压和气压变化率进行检测；计算当前工况需要运行的空压机台数N1；当用气量增加气压下降时将N1增加1；启停控制器判断当N1>N2时则启动自动组中在停止状态的第一顺位的空压机，倒计时T2后再判断；当用气量减少气压上升时将N1减少1；启停控制器判断当N1<N2时则停止自动组中在运行状态的最低顺位的空压机，倒计时T2后再判断；可以使得空压机按需运行且能够按照运行时长将运行时间短的空压机优先启动而将运行时间长的空压机优先停止以延长使用寿命和进行检修维护。启停控制器能够完全代替传统的简单备用联锁或顺控功能，当设定气压和需求气压没有任何变化时运行中的一台空压机因各种原因跳闸后，启停控制器能快速计算出N1与N2不相等而迅速发出启动指令并将优先级最高的空压机运行起来，反之亦然。运行人员只需要给定气压设定值PS并根据空压机实际是否可用而选择将其标记为自动或手动即可，无需其他额外的设置即可保证整个空压机组以最简洁、最经济、最长寿的方式运行，解决了现有控制程序过于简单，减轻运行人员工作负担的问题。

附图说明

图1为本发明方法过程流程图。

图2为将所有空压机分为手动组和自动组两种状态的具体方法流程图。

图3为计算当前工况需要运行的空压机台数N1的方法流程图。

图4为启停控制器判断当N1>N2时则启动自动组中在停止状态的最高优先级的空压机，倒计时T2后再判断的具体方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明实施例，所述实施例的示例在附图中表示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1、图2、图3和图4，本发明提供一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，包括：

S101将所有空压机分为手动组和自动组；

将所有空压机分为手动组和自动组两种状态，可以使得自动启停程序仅对属于自动组的空压机进行自动启停控制，避免对不适合启停的空压机发送任何指令。

具体步骤包括：

S201由操作员在DCS或PLC画面上将空压机标记为自动或手动；

操作员可以更全面了解各空压机的状态并对其进行标记。

S202 DCS或PLC程序将有故障信号的空压机设置为手动；

有故障信号是指空压机本体上传至DCS或PLC系统的各类故障，包括但不限于失去控制、电气过载、润滑油失去、无故自动跳闸、电机故障等。

S203统计所有自动组中空压机已经运行的累积时间；

由DCS或PLC监视所有在自动组的空压机在运行状态，并将其运行时间累计存储在寄存器中，并按照累计值由大到小排序。

S102自动组按照优先级顺序进行排列；

按照运行时间的累计值倒序确定优先级，即累计值越大优先级越低。

S103统计当前已经在运行状态的空压机台数N2；

由DCS或PLC监视并统计所有空压机的运行台数N2并存入寄存器中，该统计范围包括手动组和自动组。

S104计算当前工况需要运行的空压机台数N1；

根据当前工况计算需要运行的空压机台数N1，具体步骤如下：

S301系统刚运行时取N1＝N2；

为防止系统刚运行时由于寄存器初始数值为0，因此将当前正在运行的空压机数量赋值到N1中。

S302监视压缩空气压力P1并计算P1的变化率；

DCS或PLC实时获取当前压缩空气压力P1并计算P1的变化率以确保系统能时刻了解当前压缩空气的需求和未来的变化趋势，并据此决定所需要的空压机运行台数N1。

S304压缩空气压力P1减去压缩空气设定压力PS小于死区气压P2，或压缩空气压力P1降速率大于Pd，则将N1进行加1运算，延时T1；

设定压缩空气PS由运行人员在DCS或PLC画面设置。当运行人员增加压缩空气设定压力PS或当压缩空气压力P1减小，或压缩空气降速率大于Pd时会减少N1数值。延时T1后在进行判断是为了等待空压机运行数量变化后达到新的平衡，从而避免连续增减N1值。

S105当用气量增加气压下降或下降速率较快时将N1增加1；

具体步骤是：

S303压缩空气压力P1减去压缩空气设定压力PS小于死区气压P2，或压缩空气压力P1降速率大于Pd，则将N1进行加1运算，延时T1；

设定压缩空气PS由运行人员在DCS或PLC画面设置。当运行人员增加压缩空气设定压力PS或当压缩空气压力P1减小，或压缩空气降速率大于Pd时会减少N1数值。延时T1后在进行判断是为了等待空压机运行数量变化后达到新的平衡，从而避免连续增减N1值。Pd为压力下降速率设定值如8kPa/min。

S106当用气量减少气压上升或上升速率较快时将N1减少1；

具体步骤是：

S304压缩空气压力P1减去压缩空气设定压力PS大于死区气压P2，或压缩空气压力P1升速率大于Pi，则将N2进行减1运算，延时T1；

设定压缩空气PS由运行人员在DCS或PLC画面设置。当运行人员减少压缩空气设定压力PS或当压缩空气压力P1增大，或压缩空气升速率大于Pi时会减少 N1数值。延时T1后在进行判断是为了等待空压机运行数量变化后达到新的平衡，从而避免连续增减N1值。其中：Pi为压力上升速率设定值如10kPa/min。

S107启停控制器判断当N1>N2时则启动自动组中在停止状态的最高优先级的空压机，倒计时T2后再判断；

具体步骤是：

S401获取N1与N2的数值；

立刻获取当前最新的在运行状态的空压机数量N2和需要运行的空压机台数 N1。

S402 N1小于N2时立刻启动优先级最高的空压机；

当判断出N1小于N2时则立即发送启动指令至在自动组中最高优先级的空压机。

S404倒计时T2时间后再判断；

倒计时T2再做判断是为了等待空压机正常启动所需的用时，若空压机在T2 时间内完成了运行则N1数值将变化从而确保N1与N2相等，无需再进行启停控制，否则说明启动失败则重复判断该启停控制，将指令发给下一个优先级的空压机直到在自动组中没有可用的空压机为止。

S108启停控制器判断当N1<N2时则停止自动组中在运行状态的最低优先级的空压机，倒计时T2后再判断；

具体步骤是:

S401获取N1与N2的数值；

S403 N1大于N2时立刻停止优先级最低的空压机；

当判断出N1大于N2时则立即发送停止指令至在自动组中最低优先级的空压机。

S404倒计时T2时间后再判断；

倒计时T2再做判断是为了等待空压机正常停止所需的用时，若空压机在T2 时间内完成了停机则N1数值将变化从而确保N1与N2相等，无需再进行启停控制，否则说明停止失败则重复判断该启停控制，将指令发给下一个优先级的空压机直到在自动组中没有可用的空压机为止。

本发明的一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，通过将多台空压机分为手动组和自动组；根据空压机运行时长进行优先级排序；对需求气压和气压变化率进行检测；计算当前工况需要运行的空压机台数N1；当用气量增加气压下降或下降速率较快时将N1增加1；启停控制器判断当N1>N2时则启动自动组中在停止状态的第一顺位的空压机，倒计时T2后再判断；当用气量减少气压上升或上升速率较快时将N1减少1；启停控制器判断当N1<N2时则停止自动组中在运行状态的最低顺位的空压机，倒计时T2后再判断；可以使得空压机按需运行且能够按照运行时长将运行时间短的空压机优先启动而将运行时间长的空压机优先停止以延长使用寿命和进行检修维护。启停控制器能够完全代替传统的简单备用或顺控等功能，当设定气压和需求气压没有任何变化时运行中的一台空压机因各种原因跳闸后，启停控制器能快速计算出N1与N2不相等而迅速发出启动指令并将优先级最高的空压机运行起来，反之亦然。运行人员只需要设定气压值PS并根据空压机实际是否可用而选择将其标记为自动或手动即可，无需其他额外的设置即可保证整个空压机组以最简洁、最经济、最长寿的方式运行，解决了现有控制程序过于简单，减轻运行人员工作负担的问题。

Claims

1.一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，其特征在于，包括如下过程：

将所有空压机分为手动组和自动组，其中手动组为有故障信号的空压机；

自动组按照优先级顺序进行排列；

统计当前已经在运行状态的空压机台数N2；

计算当前工况需要运行的空压机台数N1；

当用气量增加气压下降时将N1增加1；

启停控制器判断当N1>N2时则启动自动组中在停止状态的最高优先级的空压机，倒计时T1后再判断；

当用气量减少气压上升时将N1减少1；

启停控制器判断当N1<N2时则停止自动组中在运行状态的最低优先级的空压机，倒计时T1后再判断。

2.如权利要求1所述的一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，其特征在于，将所有空压机分为手动组和自动组的具体步骤是：

操作员在DCS或PLC画面上将空压机标记为自动或手动；DCS或PLC程序将有故障信号的空压机设置为手动。

3.如权利要求2所述的一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，其特征在于，将所有空压机分为手动组和自动组，自动组按照优先级顺序进行排列的具体步骤是：

按照空压机已运行的累计时间倒序排列，即运行时间越长优先级越低，运行时间越短优先级越高。

4.如权利要求1所述的一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法，其特征在于，计算当前工况需要运行的空压机台数N1的具体步骤是：

系统刚运行时取N1＝N2，并时刻监视气压变化及变化率，当前压缩空气压力P1减去压缩空气设定压力PS大于死区气压P2则将N1进行减1运算，并延时T1后再计算；当前压缩空气压力P1升速率大于Pi则将N1进行减1运算，并延时T1后再计算；当前压缩空气压力P1减去压缩空气设定压力PS小于死区气压P2则将N1进行加1运算，并延时T1后再计算；当前压缩空气压力P1降速率大于Pd则将N1进行加1运算，并延时T1后再计算；其中：Pi为压力上升速率设定值，Pd为压力下降速率设定值。