CN116859803A - 一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于变频设备运行管控技术领域，具体是一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，包括处理器、数据监测采集模块、运行合理性分析模块、运行调控风险性分析模块、变频设备调效管控模块以及运行预警显示模块；本发明是将变频设备进行运行合理性分析以判断其运行合理性，并基于运行合理性判断信息和变频设备相应运行参数，以判断其运行调控风险性状况，在实现变频设备自动调控以降低能耗并与运行状况相匹配的同时还能够有效管控调控风险，对变频设备的调控更加安全，以及通过将变频设备进行调效分析，以便管理人员及时准确掌握变频设备的调控效果和节能状况，有助于管理人员进行对应变频设备的后续监管。

Description

一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统

技术领域

本发明涉及变频设备运行管控技术领域，具体是一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统。

背景技术

变频设备指的是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制电动机的电力设备，变频器和电机是变频设备的重要组成部分，目前在进行变频设备的运行管理时，主要通过对电机的转速和负载进行检测并判断是否需要进行相应的变频操作；

但在实际使用过程中，难以在实现变频设备自动调控以降低能耗的同时将其进行调控风险性分析，不利于在节能的同时保证调控操作的安全合理，容易造成变频设备损坏，且管理人员难以及时准确掌握对应变频设备的调效状况，以及在调控效果不合格时无法进行相关原因初步判断，不利于保证变频设备后续的安全高效运行；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，解决了现有技术难以在实现变频设备自动调控以降低能耗的同时将其进行调控风险性分析，容易造成变频设备损坏，且管理人员难以及时准确掌握对应变频设备的调效状况，以及在调控效果不合格时无法进行相关原因初步判断，智能化程度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，包括处理器、数据监测采集模块、运行合理性分析模块、运行调控风险性分析模块、变频设备调效管控模块以及运行预警显示模块；数据监测采集模块将变频设备进行监测并采集其运行参数，将变频设备的运行参数经物联网发送至处理器进行存储；运行合理性分析模块基于处理器中所存储变频设备运行参数中的电机转速值和负载值以判断其运行合理性，且将运行合理性判断信息经处理器发送至运行调控风险性分析模块；

运行调控风险性分析模块基于运行合理性判断信息以及处理器中所存储变频设备运行参数中的电机实时电流、实时电压和实时温度进行分析，据此以判断运行调控风险性状况，以及生成运行警报信号、降速调控信号或增速调控信号以及确定相应的目标转速，且将降速调控信号、增速调控信号以及相应的目标转速经处理器发送至变频设备的变频器以实现自动调控，以及将运行警报信号经处理器发送至运行预警显示模块进行显示并发出相应预警；

变频设备调效管控模块用于在监管时期将对应变频设备进行调效分析，据此以生成变频设备的调效合格信号或调效不合格信号，将调效合格信号或调效不合格信号发送至处理器，处理器将调效不合格信号发送至运行预警显示模块，运行预警显示模块将调效不合格信号进行显示并发出相应预警。

进一步的，运行合理性分析模块的具体分析过程包括：

在单位时间内设定若干个检测时点，获取到检测时点变频设备中电机的转速值和负载值，将转速值按照数值由大到小的顺序进行排序，并剔除处于前k位和处于后k位的转速值，将剩余转速值建立转速集合，同理获取到负载集合；将转速集合进行求和计算并取均值以得到转速平均值，将负载集合进行求和计算并取均值以得到负载平均值；

将转速平均值和负载平均值进行数值计算以得到电机运行合理系数，将电机运行合理系数与预设电机运行合理系数阈值进行数值比较，若电机运行合理系数位于预设电机运行合理系数范围内，则判断变频设备中电机的运行合理；若电机运行合理系数超过预设电机运行合理系数范围的最大值，则判断变频设备中电机的转速过高，若电机运行合理系数未超过预设电机运行合理系数范围的最小值，则判断变频设备中电机的转速过低；且将运行合理性判断信息经处理器发送至运行调控风险性分析模块。

进一步的，运行调控风险性分析模块的具体分析过程包括：

在判断变频设备中电机的转速过高时，生成对应变频设备的降速调控信号并确定相应的目标转速；在判断变频设备中电机的运行合理或转速过低时，获取到检测时点变频设备中电机的实时电流、实时电压和实时温度，将实时电流相较于预设安全电流阈值的超出值标记为电机流险值，将实时电压相较于预设安全电压阈值的超出值标记为电机压险值，将实时温度相较于预设安全温度阈值的超出值标记为电机温险值；将检测时点的电机流险值、电机压险值和电机温险值与对应预设阈值分别进行数值比较，若电机流险值、电机压险值和电机温险值均未超过对应预设阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行安全；

若检测时点的电机流险值、电机压险值和电机温险值中存在至少一项超过对应预设阈值，则将电机流险值、电机压险值和电机温险值进行归一化计算获取到时调影响值；将时调影响值与预设时调影响阈值进行数值比较，若时调影响值未超过预设时调影响阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行一级风险，若时调影响值超过预设时调影响阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行二级风险；

将单位时间内电机运行安全的检测时点数量、电机运行一级风险的检测时点数量以及电机运行二级风险的检测时点数量分别标记为QY1、QY2和QY3，若QY1＞QY2+QY3，则判断调控风险性小；否则通过公式QY＝(a2*QY2+a3*QY3)/(a1*QY1+0.738)进行分析计算获取到调影值QY，且a1、a2、a3为预设权重系数且a3＞a2＞a1＞0；若调影值QY≥预设调影阈值QYmax，则判断调控风险性大，若调影值QY＜预设调影阈值QYmax，则判断调控风险性小。

进一步的，在判断调控风险性小时，若变频设备中电机的运行合理，则不生成任何调控信号，若变频设备中电机的转速过低时，则生成增速调控信号并确定相应的目标转速；在判断调控风险性大时，若变频设备中电机的运行合理，则生成降速调控信号并确定相应的目标转速，若变频设备中电机的转速过低时，则生成运行警报信号。

进一步的，变频器调效管控模块的具体运行过程包括：

在进行变频设备的调控时，将变频器接收到相应调控信号的时刻标记为时刻一，将完成对应调控操作的时刻标记为时刻二，将对应的时刻二与时刻一进行时间差计算以得到调效值；获取到监管时期内的所有调效值，将调效值与预设调效阈值进行数值比较，将超过预设调效阈值的调效值标记为非常规调效值，将非常规调效值的数量之和与调效值的数量之和进行比值计算以获取到变频设备的非常规比值；将非常规调效值减去预设调效阈值以得到非常规表现值，将所有非常规表现值进行求和计算并取均值获取到非常规系数，将非常规系数与非常规比值进行数值计算获取到调效异常值；

将调效异常值与预设调效异常阈值进行数值比较，若调效异常值超过预设调效异常阈值，则生成调效不合格信号，若调效异常值未超过预设调效异常阈值，则获取到监管时期内变频设备的每次运行时长和每次运行耗电量，将对应运行过程的耗电量与运行时长进行比值计算获取到能表值；以时间为X轴、能表值为Y轴建立位于第一象限的直角坐标系，按照时间顺序将变频设备每次运行的能表值标入直角坐标系中，并将标入直角坐标系中的坐标点标记为能表点；

获取到预设能表阈值NBmax，以(0，NBmax)为端点作平行于X轴的能表射线，将位于能表射线上方的能表点标记为超耗点；将超耗点的数量与能表点的数量进行比值计算获取到超耗比，将超耗点与能表射线之间的竖向距离标记为超耗值，将所有超耗值进行求和计算并取均值以得到超耗均值；将超耗比与超耗均值进行数值计算以得到超耗系数，将超耗系数与预设超耗系数阈值进行数值比较，若超耗系数超过预设超耗系数阈值，则生成调效不合格信号，若超耗系数未超过预设超耗系数阈值，则生成调效合格信号；且将调效合格信号或调效不合格信号发送至处理器。

进一步的，处理器通信连接初步诊断评估模块，处理器接收到调效不合格信号时将调效不合格信号发送至初步诊断评估模块，初步诊断评估模块将变频设备的变频器和电机分别进行检测分析，据此以判断是否需要将对应变频器或电机进行替换，若需要进行替换则生成对应变频器或电机的替换信号，否则生成对应变频器或电机的维护信号，将对应变频器或电机的替换信号或维护信号经处理器发送至运行预警显示模块。

进一步的，将变频设备的变频器和电机分别进行检测分析的具体分析过程如下：

获取到对应变频设备中变频器和电机的生产日期，将当前日期与生产日期之间的时间间隔标记为生产间隔时长，并采集到变频器和电机的维护次数以及单次维护时长，将所有单次维护时长进行求和计算获取到维效值；以及分别采集到变频器和电机的上次维护日期，将当前日期与上次维护日期之间的时间间隔标记为维护间隔时长；

以及通过分析以得到变频器和电机的非适宜环境状态时长，将变频器的非适宜环境状态时长、生产间隔时长、维护次数、维效值和维护间隔时长进行归一化计算以得到变频器故析值，同理以得到电机故析值；将变频器故析值和电机故析值与预设变频器故析阈值和预设电机故析阈值分别进行数值比较，若变频器故析值超过预设变频器故析阈值，则生成变频器的替换信号，否则生成变频器的维护信号，若电机故析值超过预设电机故析阈值，则生成电机的替换信号，否则生成电机的维护信号。

进一步的，变频器和电机的非适宜环境状态时长的分析获取方法具体如下：

获取到对应变频设备中变频器和电机所需监测的环境参数，实时采集到变频器和电机的所有环境参数实时数据，若变频器的所有环境参数数据均满足其参数要求，则判断变频器对应时段处于适宜环境状态，否则判断变频器对应时段处于非适宜环境状态，若电机的所有环境参数数据均满足其参数要求，则判断电机对应时段处于适宜环境状态，否则判断电机对应时段处于非适宜环境状态；统计变频器历史过程中处于非适宜环境状态下的时长并标记为变频器的非适宜环境状态时长，同理得到电机的非适宜环境状态时长。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过运行合理性分析模块将变频设备进行运行合理性分析以判断其运行合理性，有助于进行后续的自动调控，从而起到节约能源和保证其运行稳定的作用；通过运行调控风险性分析模块基于运行合理性判断信息以及变频设备相应运行参数以进行分析，据此以判断运行调控风险性状况，在实现变频设备自动调控以降低能耗并与运行状况相匹配的同时还能够有效管控调控风险，从而对变频设备的调控更加安全，降低对变频设备造成的损害；

2、本发明中，通过将对应变频设备进行调效分析，据此以生成变频设备的调效合格信号或调效不合格信号，以便对应管理人员及时准确掌握变频设备的调控效果和节能状况，有助于管理人员进行对应变频设备的后续监管，在生成调效不合格信号时将变频设备的变频器和电机分别进行检测分析，据此以判断是否需要将对应变频器或电机进行替换，实现相应原因初步诊断，不仅能够保证对应变频设备后续的安全高效运行，还有助于通过使变频设备的组成部件保持良好状态以提升运行效果和降低能耗，智能化程度高。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明中实施例一的系统框图；

图2为本发明中实施例二的系统框图。

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。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。

实施例一：如图1所示，本发明提出的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，包括处理器、数据监测采集模块、运行合理性分析模块、运行调控风险性分析模块、变频设备调效管控模块以及运行预警显示模块；数据监测采集模块将变频设备进行监测并采集其运行参数(包括变频设备中电机的转速和负载，以及电机的电流、电压和温度等)，将变频设备的运行参数经物联网发送至处理器进行存储；运行合理性分析模块基于处理器中所存储变频设备运行参数中的电机转速值和负载值以判断其运行合理性，通过判断变频设备的运行合理性以有助于进行后续的自动调控，从而起到节约能源和运行稳定的作用；运行合理性分析模块的具体分析过程包如下：

在单位时间内设定若干个检测时点，获取到检测时点变频设备中电机的转速值和负载值，将转速值按照数值由大到小的顺序进行排序，并剔除处于前k位和处于后k位的转速值，将剩余转速值建立转速集合；将负载值按照数值由大到小的顺序进行排序，并剔除处于前k位和处于后k位的负载值，将剩余负载值建立负载集合；其中，k为大于等于1的正整数，优选的，k＝2；将转速集合进行求和计算并取均值以得到转速平均值，将负载集合进行求和计算并取均值以得到负载平均值；

通过公式YH＝(eg1*ZP)/(eg2*FP+1.263)将转速平均值ZP和负载平均值FP进行数值计算以得到电机运行合理系数YH，其中，eg1、eg2为预设比例系数，且eg1、eg2的取值均大于1；电机运行合理系数YH是表示变频设备运行合理性状况的数据量值，电机运行合理系数YH过大，则表明电机转速过快，可通过变频器降低电机转速以降低能耗；电机运行合理系数YH过小，则表明电机转速过慢，难以适应当前运行，可通过变频器提升电机转速以使其与当前运行状况相匹配；

将电机运行合理系数YH与预设电机运行合理系数阈值进行数值比较，若电机运行合理系数YH位于预设电机运行合理系数范围内，则判断变频设备中电机的运行合理；若电机运行合理系数YH超过预设电机运行合理系数范围的最大值，则判断变频设备中电机的转速过高，若电机运行合理系数YH未超过预设电机运行合理系数范围的最小值，则判断变频设备中电机的转速过低；且将运行合理性判断信息经处理器发送至运行调控风险性分析模块。

运行调控风险性分析模块接收到运行合理性判断信息后，基于运行合理性判断信息以及处理器中所存储变频设备运行参数中的电机实时电流、实时电压和实时温度进行分析，据此以判断运行调控风险性状况，以及生成运行警报信号、降速调控信号或增速调控信号以及确定相应的目标转速，且将降速调控信号、增速调控信号以及相应的目标转速经处理器发送至变频设备的变频器以实现自动调控，以及将运行警报信号经处理器发送至运行预警显示模块进行显示并发出相应预警，在实现变频设备自动调控以降低能耗并与运行状况相匹配的同时还能够有效管控调控风险，从而对变频设备的调控更加安全，降低对变频设备造成的损害；具体分析过程如下：

在判断变频设备中电机的转速过高时，生成对应变频设备的降速调控信号并确定相应的目标转速；在判断变频设备中电机的运行合理或转速过低时，获取到检测时点变频设备中电机的实时电流、实时电压和实时温度，将实时电流相较于预设安全电流阈值的超出值标记为电机流险值，将实时电压相较于预设安全电压阈值的超出值标记为电机压险值，将实时温度相较于预设安全温度阈值的超出值标记为电机温险值；将检测时点的电机流险值、电机压险值和电机温险值与对应预设阈值分别进行数值比较，若电机流险值、电机压险值和电机温险值均未超过对应预设阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行安全；

若检测时点的电机流险值、电机压险值和电机温险值中存在至少一项超过对应预设阈值，则通过公式ST＝tg1*LX+tg2*YX+tg3*WX将电机流险值LX、电机压险值YX和电机温险值WX进行归一化计算获取到时调影响值ST；其中，tg1、tg2、tg3为预设权重系数，且tg3＞tg1＞tg2＞0；并且，时调影响值ST的数值越大，表明对应检测时点电机运行风险越大；将时调影响值ST与预设时调影响阈值进行数值比较，若时调影响值ST未超过预设时调影响阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行一级风险，若时调影响值ST超过预设时调影响阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行二级风险；

将单位时间内电机运行安全的检测时点数量、电机运行一级风险的检测时点数量以及电机运行二级风险的检测时点数量分别标记为QY1、QY2和QY3，若QY1＞QY2+QY3，则判断单位时间内对应变频设备的调控风险性小；否则通过公式QY＝(a2*QY2+a3*QY3)/(a1*QY1+0.738)进行分析计算获取到调影值QY，且a1、a2、a3为预设权重系数且a3＞a2＞a1＞0；调影值QY的数值越大，表明当前电机状况对调控操作造成的不利影响越大；若调影值QY≥预设调影阈值QYmax，则判断调控风险性大，若调影值QY＜预设调影阈值QYmax，则判断调控风险性小；

在判断调控风险性小时，若变频设备中电机的运行合理，则不生成任何调控信号，若变频设备中电机的转速过低时，则生成增速调控信号并确定相应的目标转速；在判断调控风险性大时，若变频设备中电机的运行合理，则生成降速调控信号并确定相应的目标转速，以降低电机的运行电流、运行电压或运行温度，从而对电机运行进行有效保护，若变频设备中电机的转速过低时，此时如果进行增速则容易造成电机损坏，则生成运行警报信号，对应管理人员接收到运行警报信号时可根据需要暂停对应变频设备的运行或使其转速缓慢上升，从而有助于降低对变频设备造成的损害。

变频设备调效管控模块用于在监管时期将对应变频设备进行调效分析，优选的，监管时期为七天；据此以生成变频设备的调效合格信号或调效不合格信号，以便对应管理人员及时准确掌握变频设备的调控效果和节能状况，有助于管理人员进行对应变频设备的后续监管；将调效合格信号或调效不合格信号发送至处理器，处理器将调效不合格信号发送至运行预警显示模块，运行预警显示模块将调效不合格信号进行显示并发出相应预警；变频器调效管控模块的具体运行过程如下：

在进行变频设备的调控时，将变频器接收到相应调控信号的时刻标记为时刻一，将完成对应调控操作的时刻标记为时刻二，将对应的时刻二与时刻一进行时间差计算以得到调效值；获取到监管时期内的所有调效值，将调效值与预设调效阈值进行数值比较，将超过预设调效阈值的调效值标记为非常规调效值，将非常规调效值的数量之和与调效值的数量之和进行比值计算以获取到变频设备的非常规比值；将非常规调效值减去预设调效阈值以得到非常规表现值，将所有非常规表现值进行求和计算并取均值获取到非常规系数；

通过公式TX＝ep1*FG+ep2*FB将非常规系数FG与非常规比值FB进行数值计算获取到调效异常值TX；其中，ep1、ep2均为取值大于零的预设权重系数，ep2＞ep1；并且，调效异常值TX的数值大小与非常规系数FG与非常规比值FB均呈正比关系，调效异常值TX的数值越大，表明监管时期对应变频设备的调控状况越差；将调效异常值TX与预设调效异常阈值进行数值比较，若调效异常值TX超过预设调效异常阈值，则生成调效不合格信号；若调效异常值TX未超过预设调效异常阈值，则获取到监管时期内变频设备的每次运行时长和每次运行耗电量，将对应运行过程的耗电量与运行时长进行比值计算获取到能表值；

且以时间为X轴、能表值为Y轴建立位于第一象限的直角坐标系，按照时间顺序将变频设备每次运行的能表值标入直角坐标系中，并将标入直角坐标系中的坐标点标记为能表点；获取到预设能表阈值NBmax，以(0，NBmax)为端点作平行于X轴的能表射线，将位于能表射线上方的能表点标记为超耗点；将超耗点的数量与能表点的数量进行比值计算获取到超耗比，将超耗点与能表射线之间的竖向距离标记为超耗值，将所有超耗值进行求和计算并取均值以得到超耗均值；

通过公式CH＝eu1*HB+eu2*HZ将超耗比HB与超耗均值HZ进行数值计算以得到超耗系数CH，其中，eu1、eu2为预设权重系数，eu2＞eu1＞0；并且，超耗系数CH的数值大小与超耗比HB与超耗均值HZ均呈正比关系，超耗系数CH的数值越大，表明对应变频设备的调控所带来的节能效果越差；将超耗系数CH与预设超耗系数阈值进行数值比较，若超耗系数CH超过预设超耗系数阈值，则生成调效不合格信号，若超耗系数CH未超过预设超耗系数阈值，则生成调效合格信号。

实施例二：如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，处理器通信连接初步诊断评估模块，处理器接收到调效不合格信号时将调效不合格信号发送至初步诊断评估模块，初步诊断评估模块将变频设备的变频器和电机分别进行检测分析，据此以判断是否需要将对应变频器或电机进行替换，若需要进行替换则生成对应变频器或电机的替换信号，否则生成对应变频器或电机的维护信号，将对应变频器或电机的替换信号或维护信号经处理器发送至运行预警显示模块；对应管理人员接收到变频器或电机的替换信号时，应当及时进行变频器或电机的更换，在接收到维护信号时，应当及时进行变频器或电机的检修维护，不仅能够保证对应变频设备后续的安全高效运行，还有助于通过使变频设备的组成部件保持良好状态以提升运行效果和降低能耗；具体分析过程如下：

获取到对应变频设备中变频器和电机的生产日期，将当前日期与生产日期之间的时间间隔标记为生产间隔时长，并采集到变频器和电机的维护次数以及单次维护时长，将所有单次维护时长进行求和计算获取到维效值；需要说明的是，变频器或电机的生产间隔时长越长、维护次数越少且维效值越小，则表明变频器或电机的生命状态越差；以及分别采集到变频器和电机的上次维护日期，将当前日期与上次维护日期之间的时间间隔标记为维护间隔时长；需要说明的是，变频器或电机的维护间隔时长越长，则表明变频器或电机越需要及时进行维护以保证其运行效果和运行安全；

以及通过分析以得到变频器和电机的非适宜环境状态时长，具体为：获取到对应变频设备中变频器和电机所需监测的环境参数(包括温度、湿度等)，实时采集到变频器和电机的所有环境参数实时数据，若变频器的所有环境参数数据均满足其参数要求，表明对应环境状态对变频器造成的损害极小，则判断变频器对应时段处于适宜环境状态，否则判断变频器对应时段处于非适宜环境状态；若电机的所有环境参数数据均满足其参数要求，则判断电机对应时段处于适宜环境状态，否则判断电机对应时段处于非适宜环境状态；统计变频器历史过程中处于非适宜环境状态下的时长并标记为变频器的非适宜环境状态时长，同理得到电机的非适宜环境状态时长；需要说明的是，变频器或电机的非适宜环境状态时长越长，则变频器或电机在历史过程中环境状态越差，对变频器或电机造成的损害越大；

通过公式BG＝(tq1*FS+tq2*ST+tq5*QH)/[2*(tq3*WP+tq4*WS)]将变频器的非适宜环境状态时长FS、生产间隔时长ST、维护次数WP、维效值WS和维护间隔时长QH进行归一化计算以得到变频器故析值BG；其中，tq1、tq2、tq3、tq4、tq5为预设比例系数且tq1、tq2、tq3、tq4、tq5的取值均大于零；需要说明的是，变频器故析值BG的数值越大，表明对应变频器越需要及时进行更换；同理通过上述公式进行计算以得到电机故析值JG；将变频器故析值BG和电机故析值JG与预设变频器故析阈值和预设电机故析阈值分别进行数值比较，若变频器故析值BG超过预设变频器故析阈值，表明需要及时进行变频器的更换，则生成变频器的替换信号，否则生成变频器的维护信号，若电机故析值JG超过预设电机故析阈值，表明需要及时进行电机的更换，则生成电机的替换信号，否则生成电机的维护信号。

本发明的工作原理：使用时，通过运行合理性分析模块基于变频设备运行参数中的电机转速值和负载值以判断其运行合理性，有助于进行后续的自动调控，从而起到节约能源和保证其运行稳定的作用；通过运行调控风险性分析模块基于运行合理性判断信息以及变频设备相应运行参数以进行分析，据此以判断运行调控风险性状况，在实现变频设备自动调控以降低能耗并与运行状况相匹配的同时还能够有效管控调控风险，从而对变频设备的调控更加安全，降低对变频设备造成的损害；以及通过变频设备调效管控模块将对应变频设备进行调效分析，据此以生成变频设备的调效合格信号或调效不合格信号，以便对应管理人员及时准确掌握变频设备的调控效果和节能状况，有助于管理人员进行对应变频设备的后续监管，智能化程度高。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，包括处理器、数据监测采集模块、运行合理性分析模块、运行调控风险性分析模块、变频设备调效管控模块以及运行预警显示模块；数据监测采集模块将变频设备进行监测并采集其运行参数，将变频设备的运行参数经物联网发送至处理器进行存储；运行合理性分析模块基于处理器中所存储变频设备运行参数中的电机转速值和负载值以判断其运行合理性，且将运行合理性判断信息经处理器发送至运行调控风险性分析模块；

运行调控风险性分析模块基于运行合理性判断信息以及处理器中所存储变频设备运行参数中的电机实时电流、实时电压和实时温度进行分析，据此以判断运行调控风险性状况，以及生成运行警报信号、降速调控信号或增速调控信号以及确定相应的目标转速，且将降速调控信号、增速调控信号以及相应的目标转速经处理器发送至变频设备的变频器以实现自动调控，以及将运行警报信号经处理器发送至运行预警显示模块进行显示并发出相应预警；

变频设备调效管控模块用于在监管时期将对应变频设备进行调效分析，据此以生成变频设备的调效合格信号或调效不合格信号，将调效合格信号或调效不合格信号发送至处理器，处理器将调效不合格信号发送至运行预警显示模块，运行预警显示模块将调效不合格信号进行显示并发出相应预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，运行合理性分析模块的具体分析过程包括：

在单位时间内设定若干个检测时点，获取到检测时点变频设备中电机的转速值和负载值，将转速值按照数值由大到小的顺序进行排序，并剔除处于前k位和处于后k位的转速值，将剩余转速值建立转速集合，同理获取到负载集合；将转速集合进行求和计算并取均值以得到转速平均值，将负载集合进行求和计算并取均值以得到负载平均值；

将转速平均值和负载平均值进行数值计算以得到电机运行合理系数，若电机运行合理系数位于预设电机运行合理系数范围内，则判断变频设备中电机的运行合理；若电机运行合理系数超过预设电机运行合理系数范围的最大值，则判断变频设备中电机的转速过高，若电机运行合理系数未超过预设电机运行合理系数范围的最小值，则判断变频设备中电机的转速过低；且将运行合理性判断信息经处理器发送至运行调控风险性分析模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，运行调控风险性分析模块的具体分析过程包括：

在判断变频设备中电机的转速过高时，生成对应变频设备的降速调控信号并确定相应的目标转速；在判断变频设备中电机的运行合理或转速过低时，获取到检测时点变频设备中电机的实时电流、实时电压和实时温度，将实时电流相较于预设安全电流阈值的超出值标记为电机流险值，将实时电压相较于预设安全电压阈值的超出值标记为电机压险值，将实时温度相较于预设安全温度阈值的超出值标记为电机温险值；若电机流险值、电机压险值和电机温险值均未超过对应预设阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行安全；

若检测时点的电机流险值、电机压险值和电机温险值中存在至少一项超过对应预设阈值，则将电机流险值、电机压险值和电机温险值进行归一化计算获取到时调影响值；若时调影响值未超过预设时调影响阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行一级风险，若时调影响值超过预设时调影响阈值，则判断对应检测时点变频设备中电机运行二级风险；

将单位时间内电机运行安全的检测时点数量、电机运行一级风险的检测时点数量以及电机运行二级风险的检测时点数量分别标记为QY1、QY2和QY3，若QY1＞QY2+QY3，则判断调控风险性小；否则通过公式QY＝(a2*QY2+a3*QY3)/(a1*QY1+0.738)进行分析计算获取到调影值QY，且a1、a2、a3为预设权重系数且a3＞a2＞a1＞0；若调影值QY≥预设调影阈值QYmax，则判断调控风险性大，若调影值QY＜预设调影阈值QYmax，则判断调控风险性小。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，在判断调控风险性小时，若变频设备中电机的运行合理，则不生成任何调控信号，若变频设备中电机的转速过低时，则生成增速调控信号并确定相应的目标转速；在判断调控风险性大时，若变频设备中电机的运行合理，则生成降速调控信号并确定相应的目标转速，若变频设备中电机的转速过低时，则生成运行警报信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，变频器调效管控模块的具体运行过程包括：

在进行变频设备的调控时，将变频器接收到相应调控信号的时刻标记为时刻一，将完成对应调控操作的时刻标记为时刻二，将对应的时刻二与时刻一进行时间差计算以得到调效值；获取到监管时期内的所有调效值，将调效值与预设调效阈值进行数值比较，将超过预设调效阈值的调效值标记为非常规调效值，将非常规调效值的数量之和与调效值的数量之和进行比值计算以获取到变频设备的非常规比值；将非常规调效值减去预设调效阈值以得到非常规表现值，将所有非常规表现值进行求和计算并取均值获取到非常规系数，将非常规系数与非常规比值进行数值计算获取到调效异常值；

若调效异常值超过预设调效异常阈值，则生成调效不合格信号，若调效异常值未超过预设调效异常阈值，则获取到监管时期内变频设备的每次运行时长和每次运行耗电量，将对应运行过程的耗电量与运行时长进行比值计算获取到能表值；以时间为X轴、能表值为Y轴建立位于第一象限的直角坐标系，按照时间顺序将变频设备每次运行的能表值标入直角坐标系中，并将标入直角坐标系中的坐标点标记为能表点；

获取到预设能表阈值NBmax，以(0，NBmax)为端点作平行于X轴的能表射线，将位于能表射线上方的能表点标记为超耗点；将超耗点的数量与能表点的数量进行比值计算获取到超耗比，将超耗点与能表射线之间的竖向距离标记为超耗值，将所有超耗值进行求和计算并取均值以得到超耗均值；将超耗比与超耗均值进行数值计算以得到超耗系数，若超耗系数超过预设超耗系数阈值，则生成调效不合格信号，若超耗系数未超过预设超耗系数阈值，则生成调效合格信号；且将调效合格信号或调效不合格信号发送至处理器。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，处理器通信连接初步诊断评估模块，处理器接收到调效不合格信号时将调效不合格信号发送至初步诊断评估模块，初步诊断评估模块将变频设备的变频器和电机分别进行检测分析，据此以判断是否需要将对应变频器或电机进行替换，若需要进行替换则生成对应变频器或电机的替换信号，否则生成对应变频器或电机的维护信号，将对应变频器或电机的替换信号或维护信号经处理器发送至运行预警显示模块。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，将变频设备的变频器和电机分别进行检测分析的具体分析过程如下：

获取到对应变频设备中变频器和电机的生产日期，将当前日期与生产日期之间的时间间隔标记为生产间隔时长，并采集到变频器和电机的维护次数以及单次维护时长，将所有单次维护时长进行求和计算获取到维效值；以及分别采集到变频器和电机的上次维护日期，将当前日期与上次维护日期之间的时间间隔标记为维护间隔时长；

以及通过分析以得到变频器和电机的非适宜环境状态时长，将变频器的非适宜环境状态时长、生产间隔时长、维护次数、维效值和维护间隔时长进行归一化计算以得到变频器故析值，同理以得到电机故析值；若变频器故析值超过预设变频器故析阈值，则生成变频器的替换信号，否则生成变频器的维护信号，若电机故析值超过预设电机故析阈值，则生成电机的替换信号，否则生成电机的维护信号。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网技术的变频设备运行节能智能管控系统，其特征在于，变频器和电机的非适宜环境状态时长的分析获取方法具体如下：

获取到对应变频设备中变频器和电机所需监测的环境参数，实时采集到变频器和电机的所有环境参数实时数据，若变频器的所有环境参数数据均满足其参数要求，则判断变频器对应时段处于适宜环境状态，否则判断变频器对应时段处于非适宜环境状态，若电机的所有环境参数数据均满足其参数要求，则判断电机对应时段处于适宜环境状态，否则判断电机对应时段处于非适宜环境状态；统计变频器历史过程中处于非适宜环境状态下的时长并标记为变频器的非适宜环境状态时长，同理得到电机的非适宜环境状态时长。