CN115788840A - 一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置 - Google Patents
一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115788840A CN115788840A CN202211090057.6A CN202211090057A CN115788840A CN 115788840 A CN115788840 A CN 115788840A CN 202211090057 A CN202211090057 A CN 202211090057A CN 115788840 A CN115788840 A CN 115788840A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compression station
- air compressor
- data
- air compression
- air
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置，包括以下步骤：S1、采集空压站历史运行数据用于训练；S2、对采集的数据进行清洗和处理；S3、用历史数据构建机器学习预测模型，对用气量进行提前预测；S4、构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化；S5、将优化后的控制参数下发指令到空压机进行启动和停止，使整个空压站达到节能目标。本发明根据历史数据训练的预测模型可以预测未来任意时刻的用气量，根据优化算法、专家PID系统、轮换和空载机制和优先原则进行空压机的启动和停止，节能降耗的同时，节省了人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及空压站节能技术领域，具体为一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置。
背景技术
在工业生产中，目前的空压站多是车间工人凭借经验进行各个空压机的调度，缺乏标准和统一管理，造成阶段性的产气量不足和过剩，影响工厂正常生产和电能过度消耗；
针对上述问题，我们提出一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置，解决了现有的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可实现智能控制的空压站节能方法，包括以下步骤：
S1、采集空压站历史运行数据用于训练；
S2、对采集的数据进行清洗和处理；
S3、用历史数据构建机器学习预测模型，对用气量进行提前预测；
S4、构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化；
S5、将优化后的控制参数下发指令到空压机进行启动和停止，使整个空压站达到节能目标。
优选的，所述步骤S3中，进一步的采用Xgboost构建机器学习预测算法模型，根据预测的压力数据等来判断当前系统是否需要进行空压机启动和停止。
优选的，步骤S4中，进一步的采用遗传算法优化模型对空压站系统进行优化，将优化后的控制参数下发指令到各个空压机，来控制空压机的启动和停止。
优选的，步骤S5中，启动和停止操作根据优先原则进行；
优先原则有比功率优先，最短运行时间优先，变频优先，顺序启动等；比功率优先：启动选择最小比功率，停止选择最大比功率；最短运行时间优先：启动选择最短运行时间，停止选择最长运行时间；变频优先：启动优先选择变频，没有变频空压机则选择工频空压机，停止优先工频空压机；顺序启动：根据设置的启动顺序进行启动操作，停止反之。
优选的，步骤S5中，启动和停止空压机同时满足轮换和空载机制；
轮换机制即定时判断各空压机持续运行时间是否超过设置的上限，如果超过了就需要关闭该空压机并开启一台离线的空压机代替它；如果没有处于停机状态的空压机则该空压机继续工作，直到有可替换的后进行轮换；注意关闭前需要成功开启另外一台停机的空压机，否则不会关闭该空压机；轮换的空压机以及停机状态的空压机都需要是启用状态；空载机制即该空压机持续处于空载状态的时间，超过设置的上限后就关闭该空压机。
一种可实现智能控制的空压站节能装置，包括：
空压机；
边缘数据采集器，用于采集空压站的历史运行数据保存在数据库中，方便数据使用时调出数据；
数据清洗模块，数据清洗包括缺失值的填充和异常值的替换，数据处理包括对时间序列数据的解析和归一化处理；
数据优化模块，用于通过构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化；
执行单元，用于控制空压机的启停；
专家PID模块，用于通过优化算法自动寻优设置的目标压力，压力上限，压力下限以及当前采集的母管压力等参数计算后输出频率，并对相关空压机设备进行频率设置来块调节母管压力。
一种可实现智能控制的空压站节能装置，还包括显示器及其PC端和APP端操作界面，所述APP端操作界面包括总览界面、运行模式界面、运行曲线界面、故障中心界面、空压机页面、参数设置页面和状态显示等页面。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明根据历史数据训练的预测模型可以预测未来任意时刻的用气量，根据优化算法、专家PID系统、轮换和空载机制和优先原则进行空压机的启动和停止，节能降耗的同时，节省了人工成本。
附图说明
图1为本发明的简要流程步骤示意图；
图2为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种可实现智能控制的空压站节能方法，包括以下步骤：
S1、采集空压站历史运行数据用于训练；
S2、对采集的数据进行清洗和处理；
S3、用历史数据构建机器学习预测模型，对用气量进行提前预测，并采用Xgboost构建机器学习预测算法模型，根据预测的压力数据等来判断当前系统是否需要进行空压机启动和停止；
S4、构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化，并采用遗传算法优化模型对空压站系统进行优化，将优化后的控制参数下发指令到各个空压机，来控制空压机的启动和停止；
S5、将优化后的控制参数下发指令到空压机进行启动和停止，使整个空压站达到节能目标；
S51、启动和停止操作根据优先原则进行：
优先原则有比功率优先，最短运行时间优先，变频优先，顺序启动等；比功率优先：启动选择最小比功率，停止选择最大比功率；最短运行时间优先：启动选择最短运行时间，停止选择最长运行时间；变频优先：启动优先选择变频，没有变频空压机则选择工频空压机，停止优先工频空压机；顺序启动：根据设置的启动顺序进行启动操作，停止反之；
S52、启动和停止空压机同时满足轮换和空载机制；
轮换机制即定时判断各空压机持续运行时间是否超过设置的上限，如果超过了就需要关闭该空压机并开启一台离线的空压机代替它；如果没有处于停机状态的空压机则该空压机继续工作，直到有可替换的后进行轮换；注意关闭前需要成功开启另外一台停机的空压机，否则不会关闭该空压机；轮换的空压机以及停机状态的空压机都需要是启用状态；空载机制即该空压机持续处于空载状态的时间，超过设置的上限后就关闭该空压机。
如图2所示，一种可实现智能控制的空压站节能装置，包括：
空压机；
边缘数据采集器，用于采集空压站的历史运行数据保存在数据库中，方便数据使用时调出数据；
数据清洗模块，数据清洗包括缺失值的填充和异常值的替换，数据处理包括对时间序列数据的解析和归一化处理；
数据优化模块，用于通过构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化；
执行单元，用于控制空压机的启停；
专家PID模块，用于通过优化算法自动寻优设置的目标压力，压力上限，压力下限以及当前采集的母管压力等参数计算后输出频率，并对相关空压机设备进行频率设置来块调节母管压力。
工作原理：首先，边缘数据采集器用于采集空压站历史运行数据保存在数据库中，然后对采集的数据进行清洗和处理，包括缺失值、异常值和归一化处理，然后用处理好的数据构建机器学习预测模型，模型可以对未来任意时刻的用气量进行提前预测；然后构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化，配合专家PID系统、轮换和空载机制和优先原则进行将优化，把优化控制参数下发指令到空压机进行启动和停止，使整个空压站达到节能目标。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种可实现智能控制的空压站节能方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集空压站历史运行数据用于训练；
S2、对采集的数据进行清洗和处理；
S3、用历史数据构建机器学习预测模型，对用气量进行提前预测；
S4、构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化；
S5、将优化后的控制参数下发指令到空压机进行启动和停止，使整个空压站达到节能目标。
2.根据权利要求1所述的一种可实现智能控制的空压站节能方法，其特征在于，所述步骤S3中，进一步的采用Xgboost构建机器学习预测算法模型，根据预测的压力数据等来判断当前系统是否需要进行空压机启动和停止。
3.根据权利要求1所述的一种可实现智能控制的空压站节能方法，其特征在于，步骤S4中，进一步的采用遗传算法优化模型对空压站系统进行优化，将优化后的控制参数下发指令到各个空压机，来控制空压机的启动和停止。
4.根据权利要求1所述的一种可实现智能控制的空压站节能方法，其特征在于，步骤S5中，启动和停止操作根据优先原则进行。
5.根据权利要求1所述的一种可实现智能控制的空压站节能方法，其特征在于，步骤S5中，启动和停止空压机同时满足轮换和空载机制。
6.一种可实现智能控制的空压站节能装置，其特征在于，包括：
空压机；
边缘数据采集器，用于采集空压站的历史运行数据保存在数据库中，方便数据使用时调出数据；
数据清洗模块，数据清洗包括缺失值的填充和异常值的替换，数据处理包括对时间序列数据的解析和归一化处理；
数据优化模块，用于通过构建机器学习优化模型对空压站系统进行优化；
执行单元，用于控制空压机的启停；
专家PID模块，用于通过优化算法自动寻优设置的目标压力，压力上限，压力下限以及当前采集的母管压力等参数计算后输出频率，并对相关空压机设备进行频率设置来块调节母管压力。
7.根据权利要求6所述的一种可实现智能控制的空压站节能装置，其特征在于，还包括显示器及其PC端和APP端操作界面，所述APP端操作界面包括总览界面、运行模式界面、运行曲线界面、故障中心界面、空压机页面、参数设置页面和状态显示等页面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211090057.6A CN115788840A (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211090057.6A CN115788840A (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115788840A true CN115788840A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85431795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211090057.6A Pending CN115788840A (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115788840A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116792306A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-09-22 | 广州瑞鑫智能制造有限公司 | 一种数字能源空压站的变频调速系统及其方法 |
| CN117090758A (zh) * | 2023-08-31 | 2023-11-21 | 上海宏赛自动化电气有限公司 | 一种空压机节能控制方法及系统 |
| CN117092943A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-11-21 | 深圳米飞泰克科技股份有限公司 | 控制方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质 |
| CN118550244A (zh) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 山东浪潮智慧能源科技有限公司 | 一种空压机智慧节能监控及展示系统、装置及存储介质 |
| CN118584878A (zh) * | 2024-08-02 | 2024-09-03 | 航天科工空天动力研究院(苏州)有限责任公司 | 一种数字空压站数据采集与控制系统 |
-
2022
- 2022-09-07 CN CN202211090057.6A patent/CN115788840A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117092943A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-11-21 | 深圳米飞泰克科技股份有限公司 | 控制方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质 |
| CN116792306A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-09-22 | 广州瑞鑫智能制造有限公司 | 一种数字能源空压站的变频调速系统及其方法 |
| CN116792306B (zh) * | 2023-07-19 | 2023-11-17 | 广州瑞鑫智能制造有限公司 | 一种数字能源空压站的变频调速系统及其方法 |
| CN117090758A (zh) * | 2023-08-31 | 2023-11-21 | 上海宏赛自动化电气有限公司 | 一种空压机节能控制方法及系统 |
| CN117090758B (zh) * | 2023-08-31 | 2024-03-12 | 上海宏赛自动化电气有限公司 | 一种空压机节能控制方法及系统 |
| CN118550244A (zh) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 山东浪潮智慧能源科技有限公司 | 一种空压机智慧节能监控及展示系统、装置及存储介质 |
| CN118584878A (zh) * | 2024-08-02 | 2024-09-03 | 航天科工空天动力研究院(苏州)有限责任公司 | 一种数字空压站数据采集与控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115788840A (zh) | 一种可实现智能控制的空压站节能方法和装置 | |
| CN102721156B (zh) | 中央空调自寻优智能模糊控制装置及其控制方法 | |
| CN112211813A (zh) | 一种空压机组协同控制系统 | |
| CN104820413B (zh) | 一种空压站房的节能集群控制系统 | |
| CN105156327B (zh) | 压缩空气工业螺杆式空压机群控系统的节能控制方法 | |
| CN102374605A (zh) | 一种中央空调水系统自动寻优节能技术及其系统 | |
| CN201003835Y (zh) | 一种中央空调系统节能控制装置 | |
| CN102022799B (zh) | 一种用于中央空调器系统的节能控制方法 | |
| CN113530793B (zh) | 一种空压气站用智能调节系统 | |
| CN114035520A (zh) | 一种空气压缩站的智能监管系统及方法 | |
| CN104819141A (zh) | 一种空压站的控制方法及系统 | |
| CN112128107A (zh) | 一种空压机智能控制系统及方法 | |
| CN114688010B (zh) | 一种水泵节能降耗控制方法 | |
| CN201964577U (zh) | 中央空调节能控制系统 | |
| CN116405407A (zh) | 一种基于大数据的网络管理方法及系统 | |
| CN108730170A (zh) | 一种多电机优化控制系统及其优化控制方法 | |
| CN116307263B (zh) | 基于数字孪生的泵站全流程动态智能调度方法及系统 | |
| CN118110660A (zh) | 一种基于大数据分析的空压机智能群控方法 | |
| CN112539161A (zh) | 一种基于数据驱动的空压机系统控制方法 | |
| CN111576543A (zh) | 智慧ai水动力管理系统 | |
| CN115576203A (zh) | 基于神经网络的嵌入式电除尘智能控制方法和系统 | |
| CN203453027U (zh) | 空压机安全智能控制系统 | |
| CN204677409U (zh) | 一种空压站的控制系统 | |
| CN201017208Y (zh) | 智能节电控制器 | |
| CN206092364U (zh) | 一种空压机节能控制系统 |
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 |