CN114294254B - 一种风机保护控制方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风机保护控制方法，本申请中能够在根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判定风机系统存在喘振风险时，执行预设保护动作，从而使得风机系统能够免受喘振造成的损害，降低了风机系统的损坏率以及维修成本，并且由于本申请能够自主计算出风机系统当前的气体流量，无需添加相关硬件进行测量，节约了成本。本发明还公开了一种风机保护控制装置及设备，具有如上风机保护控制方法相同的有益效果。

Description

一种风机保护控制方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及风机控制领域，特别是涉及一种风机保护控制方法，本发明还涉及一种风机保护控制装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

喘振是风机系统在气体流量逐渐降低过程中，风机系统进入非正常工况从而导致气体流动不稳定的一种振动现象，这种振动极易造成设备的损坏，现有技术中缺少一种成熟的风机保护控制方法能够鉴别喘振并进行保护控制，以使得风机系统免受喘振造成的损害，因此现有技术中风机系统的损坏率以及维修成本较高。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风机保护控制方法，使得风机系统能够免受喘振造成的损害，降低了风机系统的损坏率以及维修成本，并且由于本申请能够自主计算出风机系统当前的气体流量，无需添加相关硬件进行测量，节约了成本；本发明的另一目的是提供一种风机保护控制装置、设备及计算机可读存储介质，使得风机系统能够免受喘振造成的损害，降低了风机系统的损坏率以及维修成本，并且由于本申请能够自主计算出风机系统当前的气体流量，无需添加相关硬件进行测量，节约了成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风机保护控制方法，包括：

根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

根据所述风机内部气压、所述气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断所述风机系统是否存在喘振风险；

若是，则执行预设保护动作，以便对所述风机系统进行保护。

优选地，所述根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量具体为：

根据风机当前的输出电压以及输出电流以及预设的风机输出功率表达式计算出风机系统所述实时的风机输出功率；

根据压力采集电路采集到所述实时的风机内部气压；

根据温度采集电路采集到所述实时的风机入口热量；

根据所述实时的风机内部气压、风机入口热量、所述风机输出功率以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

其中，所述预设的风机输出功率表达式为：

其中，P_s为所述风机输出功率，U_o为所述输出电压，I_o为所述输出电流，λ为功率因数，η_c为变频器效率，η_m电机效率，η_s为风机系统输出功率的效率。

优选地，所述预设的风机气体流量表达式具体为：

其中，Q_s为所述气体流量，ρ_s为气体密度，C_p为气体比热容，T_s为所述风机入口热量，F_d为风机内部气压，F_s为预设入口风压。

优选地，所述根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量具体为：

每隔预设周期，根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量。

优选地，所述根据所述风机内部气压、所述气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断所述风机系统是否存在喘振风险具体为：

在预设的风机系统喘振曲线中，确定出所述风机内部气压的气压水平对应的喘振预警流量值以及喘振报警流量值；

若所述气体流量小于所述喘振预警流量值且大于所述喘振报警流量值，则在预设范围内控制所述风机系统降低转速并控制计时器开始计时；

若所述气体流量大于所述喘振预警流量值，则控制所述计时器置零；

若所述气体流量小于所述喘振报警流量值，则控制所述风机系统停机；

判断所述计时器的计时时间是否达到预设时长；

若达到，则控制所述风机系统停机；

其中，所述喘振预警流量值大于所述喘振报警流量值，所述预设时长大于所述预设周期。

优选地，所述判断所述计时器的计时时间是否达到预设时长之后，该风机保护控制方法还包括：

若达到，则控制提示器提示所述风机系统存在喘振风险。

优选地，应用于所述风机系统的变频器。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种风机保护控制装置，包括：

计算模块，用于根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

判断模块，用于根据所述风机内部气压、所述气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断所述风机系统是否存在喘振风险，若是，则触发执行模块；

所述执行模块，用于执行预设保护动作，以便对所述风机系统进行保护。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种风机保护控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述风机保护控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述风机保护控制方法的步骤。

本发明提供了一种风机保护控制方法，本申请中能够在根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判定风机系统存在喘振风险时，执行预设保护动作，从而使得风机系统能够免受喘振造成的损害，降低了风机系统的损坏率以及维修成本，并且由于本申请能够自主计算出风机系统当前的气体流量，无需添加相关硬件进行测量，节约了成本。

本发明还提供了一种风机保护控制装置及设备，具有如上风机保护控制方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和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为本发明提供的一种风机保护控制方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种风机系统喘振曲线图；

图3为本发明提供的一种风机保护控制装置的结构示意图；

图4为本发明提供的一种风机保护控制设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种风机保护控制方法，使得风机系统能够免受喘振造成的损害，降低了风机系统的损坏率以及维修成本，并且由于本申请能够自主计算出风机系统当前的气体流量，无需添加相关硬件进行测量，节约了成本；本发明的另一核心是提供一种风机保护控制装置、设备及计算机可读存储介质，使得风机系统能够免受喘振造成的损害，降低了风机系统的损坏率以及维修成本，并且由于本申请能够自主计算出风机系统当前的气体流量，无需添加相关硬件进行测量，节约了成本。

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。

请参考图1，图1为本发明提供的一种风机保护控制方法的流程示意图，该风机保护控制方法包括：

S101：根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，又结合考虑到现有技术中在基于喘振曲线判断风机系统是否存在喘振风险时，用到的风机系统的气体流量这个指标通常需要在风机系统中添置额外的气体流量检测设备进行检测，从而增加了成本，因此本申请欲通过计算的方式(预设的风机气体流量表达式)，基于实时的风机输出功率、风机内部气压以及风机入口热量计算出风机系统当前的气体流量，从而免于添置额外的气体流量检测设备进行气体流量的检测，降低了成本。

其中，计算出的气体流量可以作为后续步骤的数据基础。

S102：根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断风机系统是否存在喘振风险；

具体的，在计算出气体流量后，便可以根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断风机系统是否存在喘振风险，风机系统喘振曲线的横纵坐标通常为气体流量以及气体压力，而由气体压力以及气体流量共同组成的坐标点在喘振曲线中的位置，即可判定出当前的风机系统是否存在喘振风险。

其中，风机内部气压的检测可以利用风机系统原本具有的气压检测装置、或压力采集电路进行检测。

S103：若是，则执行预设保护动作，以便对风机系统进行保护。

具体的，在确定出风机系统存在喘振风险时，便可以执行预设保护动作对风机系统进行保护，从而使得风机系统免于喘振的损害，降低维修率以及维修成本，提高工作效率。

具体的，在发现风机系统存在喘振风险时还可以控制提示器提示风机系统存在喘振风险，以便工作人员进行检修以便防止类似情况再次出现，有利于进一步提高工作效率。

本发明提供了一种风机保护控制方法，本申请中能够在根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判定风机系统存在喘振风险时，执行预设保护动作，从而使得风机系统能够免受喘振造成的损害，降低了风机系统的损坏率以及维修成本，并且由于本申请能够自主计算出风机系统当前的气体流量，无需添加相关硬件进行测量，节约了成本。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量具体为：

根据风机当前的输出电压以及输出电流以及预设的风机输出功率表达式计算出风机系统实时的风机输出功率；

根据压力采集电路采集到实时的风机内部气压；

根据温度采集电路采集到实时的风机入口热量；

根据实时的风机内部气压、风机入口热量、风机输出功率以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

其中，预设的风机输出功率表达式为：

其中，P_s为风机输出功率，U_o为输出电压，I_o为输出电流，λ为功率因数，η_c为变频器效率，η_m电机效率，η_s为风机系统输出功率的效率。

具体的，本发明实施例中提供了一种预设的风机输出功率表达式，其中需要采集的实时参数为输出电压以及输出电流，其余均可以为预设值，根据这些参数便可以计算得到风机系统当前的风机输出功率。

具体的，通过本发明实施例中的预设的风机输出功率表达式可以快捷准确地计算出风机系统当前的风机输出功率，当然，除了上式外，预设的风机输出功率表达式还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，预设的风机气体流量表达式具体为：

其中，Q_s为气体流量，ρ_s为气体密度，C_p为气体比热容，T_s为风机入口热量，F_d为风机内部气压，F_s为预设入口风压。

具体的，本发明实施例提供了一种预设的风机气体流量表达式，其也可以理解为风机气体流量与风机入口热量以及风机内部气压的对应关系，本发明实施例中的预设的风机气体流量表达式具体简单精确的特点。

当然，除了该具体形式外，预设的风机气体流量表达式还可以为其他具体类型，本发明实施例在此不做限定。

为了更好的对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的一种风机系统喘振曲线图，作为一种优选的实施例，根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量具体为：

每隔预设周期，根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量。

具体的，为了长时间自动地对风机系统进行保护，本发明实施例中可以每隔预设周期自动计算风机系统当前的气体流量。

其中，预设周期可以进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断风机系统是否存在喘振风险具体为：

在预设的风机系统喘振曲线中，确定出风机内部气压的气压水平对应的喘振预警流量值以及喘振报警流量值；

若气体流量小于喘振预警流量值且大于喘振报警流量值，则在预设范围内控制风机系统降低转速并控制计时器开始计时；

若气体流量大于喘振预警流量值，则控制计时器置零；

若气体流量小于喘振报警流量值，则控制风机系统停机；

判断计时器的计时时间是否达到预设时长；

若达到，则控制风机系统停机；

其中，喘振预警流量值大于喘振报警流量值，预设时长大于预设周期。

具体的，在图2中，当前工作点指的是由当前的风机内部气压以及气体流量在喘振曲线图中的坐标点，而图中的每一条弧线指的是各个不同的运行转速对应的喘振曲线，喘振报警线为喘振曲线图中一系列能够触发喘振报警的临界坐标点的集合，喘振预警线为喘振曲线图中一系列能够触发喘振预警的临界坐标点的集合，可以从图2中直观的看出，喘振预警线中各坐标点的气体流量均要高于喘振报警线中各坐标点的气体流量，可以认为在坐标点处于喘振报警线左侧时风机系统已经开始喘振，而在坐标点处于喘振预警线左侧以及喘振报警线右侧的区域时，风机系统很可能进入喘振状态。

具体的，本发明实施例中可以在预设的风机系统喘振曲线中，确定出风机内部气压的气压水平对应的喘振预警流量值以及喘振报警流量值，也即图2中当前工作点所在水平线与喘振预警线的交点以及与喘振报警线的交点，然后可以确定当前的气体流量与喘振预警流量值以及喘振报警流量值的大小关系，从而做出相应的保护控制，具体的逻辑可以这样理解：假设当前气体流量大于喘振预警流量值，那么表示风机系统正常；假设当前气体流量小于喘振预警流量值但是大于喘振报警流量值，表示风机系统很可能进入喘振状态，此时可以在预设范围内控制风机系统降低转速并控制计时器开始计时，降速的目的在于使得风机系统当前的工作点不再触发喘振预警，而计时的目的在于：降速并不一定能够起到效果，也即降速过后风机系统仍然可能持续触发喘振预警，那么该种情况下风机系统存在较大可能进入喘振状态，因此在计时到达预设时长后便可以控制风机系统停机；假设当前气体流量小于喘振报警流量值，代表风机系统已经处于喘振状态，可以直接控制风机系统停机以便降低损害。

其中，由上可见，本发明实施例可以在进入喘振状态前提前做出判断并进行相应控制，最大程度上降低了风机进入喘振状态的概率，对风机系统进行了很好的保护，并且有利于使得风机消除喘振风险并持续保持工作，有利于提高工作效率。

当然，除了本发明实施例中列举的具体形式外，“根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断风机系统是否存在喘振风险”还可以为其他具体形式，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，判断计时器的计时时间是否达到预设时长之后，该风机保护控制方法还包括：

若达到，则控制提示器提示风机系统存在喘振风险。

具体的，为了便于工作人员及时获知系统持续触发喘振预警的状况，本发明实施例可以在这种情况下控制提示器提示风机系统存在喘振风险，以便工作人员及时对风机系统进行检修并消除故障，有利于提高工作效率。

作为一种优选的实施例，提示器为语音播报器。

具体的，语音播报器具有体积小、成本低以及寿命长等优点。

当然，除了语音播报器外，提示器还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，应用于风机系统的变频器。

具体的，应用于风机系统的变频器可以无需增加额外的设备，降低了成本。

当然，除了变频器外，本申请还可以应用于额外添置的控制器中，控制器在完成计算后可以将风机系统的相关控制动作交由变频器执行，额外添置的控制器有利于提高计算速度从而提升控制效果。

请参考图3，图3为本发明提供的一种风机保护控制装置的结构示意图，该风机保护控制装置包括：

计算模块31，用于根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

判断模块32，用于根据风机内部气压、气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断风机系统是否存在喘振风险，若是，则触发执行模块；

执行模块33，用于执行预设保护动作，以便对风机系统进行保护。

对于本发明实施例提供的风机保护控制装置的介绍请参照前述的风机保护控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

请参考图4，图4为本发明提供的一种风机保护控制设备的结构示意图，该风机保护控制设备包括：

存储器41，用于存储计算机程序；

处理器42，用于执行计算机程序时实现如前述实施例中风机保护控制方法的步骤。

对于本发明实施例提供的风机保护控制设备的介绍请参照前述的风机保护控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例中风机保护控制方法的步骤。

对于本发明实施例提供的计算机可读存储介质的介绍请参照前述的风机保护控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

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。对于实施例公开的装置而言，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。还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种风机保护控制方法，其特征在于，包括：

根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

根据所述风机内部气压、所述气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断所述风机系统是否存在喘振风险；

若是，则执行预设保护动作，以便对所述风机系统进行保护；

所述根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量具体为：

根据风机当前的输出电压以及输出电流以及预设的风机输出功率表达式计算出风机系统所述实时的风机输出功率；

根据压力采集电路采集到所述实时的风机内部气压；

根据温度采集电路采集到所述实时的风机入口热量；

根据所述实时的风机内部气压、风机入口热量、所述风机输出功率以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

其中，所述预设的风机输出功率表达式为：

其中，P_s为所述风机输出功率，U_o为所述输出电压，I_o为所述输出电流，λ为功率因数，η_c为变频器效率，η_m电机效率，η_s为风机系统输出功率的效率；

所述预设的风机气体流量表达式具体为：

其中，Q_s为所述气体流量，ρ_s为气体密度，C_p为气体比热容，T_s为所述风机入口热量，F_d为风机内部气压，F_s为预设入口风压；

所述根据所述风机内部气压、所述气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断所述风机系统是否存在喘振风险具体为：

在预设的风机系统喘振曲线中，确定出所述风机内部气压的气压水平对应的喘振预警流量值以及喘振报警流量值；

若所述气体流量小于所述喘振预警流量值且大于所述喘振报警流量值，则在预设范围内控制所述风机系统降低转速并控制计时器开始计时；

若所述气体流量大于所述喘振预警流量值，则控制所述计时器置零；

若所述气体流量小于所述喘振报警流量值，则控制所述风机系统停机；

判断所述计时器的计时时间是否达到预设时长；

若达到，则控制所述风机系统停机；

其中，所述喘振预警流量值大于所述喘振报警流量值，所述预设时长大于预设周期。

2.根据权利要求1所述的风机保护控制方法，其特征在于，所述根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量具体为：

每隔预设周期，根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量。

3.根据权利要求2所述的风机保护控制方法，其特征在于，所述判断所述计时器的计时时间是否达到预设时长之后，该风机保护控制方法还包括：

若达到，则控制提示器提示所述风机系统存在喘振风险。

4.根据权利要求1至3任一项所述的风机保护控制方法，其特征在于，应用于所述风机系统的变频器。

5.一种风机保护控制装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

判断模块，用于根据所述风机内部气压、所述气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断所述风机系统是否存在喘振风险，若是，则触发执行模块；

所述执行模块，用于执行预设保护动作，以便对所述风机系统进行保护；

所述根据实时的风机输出功率、风机内部气压、风机入口热量以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量具体为：

根据风机当前的输出电压以及输出电流以及预设的风机输出功率表达式计算出风机系统所述实时的风机输出功率；

根据压力采集电路采集到所述实时的风机内部气压；

根据温度采集电路采集到所述实时的风机入口热量；

根据所述实时的风机内部气压、风机入口热量、所述风机输出功率以及预设的风机气体流量表达式，计算出风机系统当前的气体流量；

其中，所述预设的风机输出功率表达式为：

其中，P_s为所述风机输出功率，U_o为所述输出电压，I_o为所述输出电流，λ为功率因数，η_c为变频器效率，η_m电机效率，η_s为风机系统输出功率的效率；

所述预设的风机气体流量表达式具体为：

其中，Q_s为所述气体流量，ρ_s为气体密度，C_p为气体比热容，T_s为所述风机入口热量，F_d为风机内部气压，F_s为预设入口风压；

所述根据所述风机内部气压、所述气体流量以及预设的风机系统喘振曲线判断所述风机系统是否存在喘振风险具体为：

在预设的风机系统喘振曲线中，确定出所述风机内部气压的气压水平对应的喘振预警流量值以及喘振报警流量值；

若所述气体流量小于所述喘振预警流量值且大于所述喘振报警流量值，则在预设范围内控制所述风机系统降低转速并控制计时器开始计时；

若所述气体流量大于所述喘振预警流量值，则控制所述计时器置零；

若所述气体流量小于所述喘振报警流量值，则控制所述风机系统停机；

判断所述计时器的计时时间是否达到预设时长；

若达到，则控制所述风机系统停机；

其中，所述喘振预警流量值大于所述喘振报警流量值，所述预设时长大于预设周期。

6.一种风机保护控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述风机保护控制方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述风机保护控制方法的步骤。