CN117128183A - 一种基于空分系统的循环风机控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于空分系统的循环风机控制方法及装置，所述方法包括获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据所述当前循环水温数据和所述外界环境参数分析所述空分系统的水温波动范围，根据所述水温波动范围分阶段调整所述空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制所述空分系统的循环水温变化值，根据每个所述循环水温变化值对应调整所述空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态，对每个所述目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制所述循环风机，以对当前循环水温进行温度调节。本申请具有提高循环风机的控制智能性，降低空分系统的能耗的效果。
Description
技术领域
本发明涉及空分系统控制的技术领域，尤其是涉及一种基于空分系统的循环风机控制方法及装置。
背景技术
目前，工业气体被广泛应用在各大生产制造领域，空分系统又在工业气体的生产过程中占据了重要地位，在空分系统中，循环水温度影响着空分系统的能耗，因此，对循环水温度的控制准确性提出了更高的要求。
现有的空分系统通常通过操作人员人为评估循环水温度调节所需要的风机转速，并人为干预风机的转速进行循环水温度调节，在循环水温度变化过程中人为调整风机转速，直到循环水温达到预设值，但是，人为干预的风机转速与实际的循环水温调节需求之间往往存在一定的滞后性，需要借助操作人员的个人经验进行转速调整，在风机转速与循环水温度的不适配调整过程中通常会产生大量空压能耗，增加工业气体的制造成本。
发明内容
为了提高循环风机的控制智能性，降低空分系统的能耗，本申请提供一种基于空分系统的循环风机控制方法及装置。
第一方面，本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于空分系统的循环风机控制方法，包括：
获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据所述当前循环水温数据和所述外界环境参数分析所述空分系统的水温波动范围；
根据所述水温波动范围分阶段调整所述空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制所述空分系统的循环水温变化值；
根据每个所述循环水温变化值对应调整所述空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态；
对每个所述目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制所述循环风机，以对当前循环水温进行温度调节。
通过采用上述技术方案，在空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数的综合影响下，分析空分系统的水温波动范围，有助于对循环水温的外界环境影响进行准确分析，并通过分阶段对空分系统的循环水温进行调节，有助于根据水温波动范围动态调整循环水温的变化，降低循环水温调整过程中的调整能耗，并结合每个循环水温变化值对应调整循环风机的风机工作状态，使风机工作状态与循环水温变化情况相适配，从而得到空分系统在当前循环水温变化下的目标风机工作状态，有助于提高循环风机的工作状态调整准确性，结合目标风机工作状态对应调整循环风机的转速，通过调整后的风机转速控制循环风机对当前循环水温进行温度调节，有助于通过循环风机控制数据对循环风机的工作转速进行自动化调节，提高提高循环风机的控制智能性，通过循环水温变化自动地分阶段调整循环风机的转速，有助于降低空分系统进行大幅度循环水温调整的工作能耗。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述水温波动范围分阶段调整所述空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制所述空分系统的循环水温变化值，具体包括：
根据所述水温波动范围计算所述空分系统的循环水温波动限值；
根据所述循环水温波动限值分析所述空分系统在外界环境参数下的最佳循环水温参数；
获取所述空分系统的理想循环水温参数，根据所述理想循环水温参数对所述最佳循环水温参数进行分阶调整，得到循环水温分阶调整数据；
根据所述循环水温分阶调整数据，对所述空分系统的循环水温变化进行分阶段调整，得到若干个与所述循环水温分阶调整数据相对应的循环水温变化值。
通过采用上述技术方案，根据水温波动范围计算不同外界环境影响下的循环水温波动限值，有助于针对性地对不同温度波动情况进行节能调整，并通过循环水温波动限值分析空分系统在外界环境参数影响下的最佳循环水温参数，有助于对不同外界环境下的循环水温进行调节，结合空分系统在分离不同工业气体时的理想循环水温参数，通过理想循环水温参数对最佳循环水温参数进行分阶段调节，使最佳循环水温参数梯度地调整至理想水温参数的变化范围，从而得到循环水温分阶调整数据，有助于对循环水温进行循序调整，降低循环水温调整过程中的能耗，并根据循环水温分阶调整数据控制循环水温度调节器进行循环水温度变化调节，得到若干个与循环水分阶调整数据相对应的循环水温度变化值，有助于提高循环水温度变化的控制准确性。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据每个所述循环水温变化值对应调整所述空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态，具体包括：
分析每个所述循环水温变化值达到预设的理想循环水温参数所需要的循环风机能耗；
获取所述空分系统未发生循环水温变化之前的稳定风机工作状态，分析所述稳定风机工作状态的稳态风机能耗；
计算所述循环风机能耗与所述稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据所述能耗变化值对应调整所述空分系统的循环风机的当前风机工作状态；
根据所述循环水温变化对所述当前风机工作状态进行适配性调节，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态。
通过采用上述技术方案，对每个循环水温变化值调整至预设的理想循环水温参数所需要的循环风机能耗进行分析，有助于准确获取循环水温调整过程中的能耗情况，并获取空分系统未发生循环水温波动之前的稳定风机工作状态，通过稳定风机工作状态分析空分系统的稳态风机能耗，有助于对不同循环水温波动造成的风机能耗进行准确分析，计算循环风机能耗与稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据循环风机的风机调整能耗变化值，对循环风机的当前风机工作状态进行适应性调整，使循环风机的风机工作状态与对应的调整能耗需求更加适配，并通过循环水温变化对当前风机工作状态再一次进行适配性调节，使循环风机的目标风机工作状态与循环水温变化、能耗变化均适配，进一步提高循环风机的调整协调性。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述计算所述循环风机能耗与所述稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据所述能耗变化值对应调整所述空分系统的循环风机的当前风机工作状态之后，还包括：
获取所有循环风机在当前循环水温变化下的单机工作状态和对应的单机工作时间；
根据所述单机工作时间划分所有循环风机的整体工作优先级，根据所述整体工作优先级调整每个所述循环风机的最佳单机工作状态；
分析所述最佳单机工作状态下的单机水温调节变化，并判断所述单机水温调节变化下的所述空分系统的循环水温变化趋势；
根据所述循环水温变化趋势和所述整体工作优先级，协同调整所有循环风机的所述单机工作状态。
通过采用上述技术方案，对所有循环风机在当前循环水温变化下的单机工作状态和对应的单机工作时间分别获取，有助于对每个循环风机的运行工况进行及时把控，并根据单机工作时间划分所有循环风机的整体工作优先级，有助于根据整体工作优先级对所有循环风机进行顺序调用，并对每个循环风机的最佳单机工作状态进行调整，有助于将每个循环风机的单机工作状态和所有循环风机的整体工作状态均进行协同调整，提高循环风机数据调整的协同性，并分析最佳单机工作状态下的单机水温调节变化，通过单机水温调节变化来判断空分系统在当前单机水温调节下的循环水温变化趋势，有助于判断当前工作的循环风机是否满足循环水温的温度调节需求，并结合所有循环风机的整体工作优先级，协同调整所有循环风机的单机工作状态，使所有的循环风机在当前循环水的温度调整需求下都能协同进行调温工作，提高所有循环风机的水温调整协同性。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述循环水温变化趋势和所述整体工作优先级，协同调整所有循环风机的所述单机工作状态之后，还包括：
当处于工作状态的循环风机出现故障时，将故障风机的单机工作状态标记为故障状态，并查找所述整体工作优先级中与所述故障风机适配程度最优的备用风机；
根据查找结果控制所述备用风机接管所述故障风机的工作任务，并同步调整所述备用风机的单机工作状态，得到所述备用风机的接管调整数据；
根据所述接管调整数据，在所述整体工作优先级中分别调整所述故障风机和所述备用风机的工作优先级。
通过采用上述技术方案，对处于运行工作状态下的循环风机的运行状况进行及时监控，并在循环风机出现故障时，及时将故障风机的单机工作状态标记为故障状态，并有助于对故障位置进行标记，并查找整体工作优先级顺序中与故障风机适配程度最优或者最接近的备用风机，有助于及时调用备用风机对故障风机进行替换，减少故障风机对循环水温的故障影响，并根据查找结果控制备用风机接管故障风机的调温工作任务，将备用风机的单机工作状态调整至与故障风机故障前的运转状态保持同步，有助于根据接管调整数据对备用风机进行准确的数据调整，到达及时衔接故障风机的调温工作的目的，并根据接管调整数据分别调整故障风机和备用风机的工作优先级，有助于对存在故障风机的整体工作优先级进行适应性调整，使所有循环风机的当前工作状态与调整后的整体工作优先级保持同步，从而根据整体优先级调整结果提高所有循环风机的控制数据调整同步性。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对每个所述目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制所述循环风机，以对当前循环水温进行温度调节，具体包括：
获取每个所述目标风机工作状态对应的最佳风机转速；
根据所述最佳风机转速对每个切换至所述目标风机工作状态的循环风机进行转速调整，得到与每个所述目标风机工作状态相适配的目标风机转速；
根据所述目标风机转速，控制所述循环风机对当前循环水温进行温度调节，并获取温度调节过程中的循环水温调整变化；
根据所述循环水温调整变化，反馈调整所述循环风机的当前风机转速。
通过采用上述技术方案，获取每个目标风机工作状态对应的最佳风机转速，有助于根据最佳风机转速对每个循环风机进行转速调节，提高循环风机的转速调整准确性，并在每个循环风机的目标风机工作状态的切换过程中，对每个循环风机机分别进行转速调整，得到每个循环风机的目标风机转速，有助于针对当前不同工作状态下的循环风机到达目标风机工作状态所需要的转速进行差异化调整，提高每个循环风机的转速调整准确性，根据目标风机转速，控制循环风机对当前循环水温进行温度调节，在每个循环风机的温度调节过程中获取循环水温的调整变化情况，有助于准确获取每个循环风机的循环水温调整效果，根据循环水温调整变化情况对当前风机转速进行反馈调节，使循环风机的实际风机转速与循环水温变化情况相适配，提高循环水温变化与循环风机转速之间的调节协同性，有助于根据循环风机控制数据对循环风机的循环水温调整效果进行智能化控制，实现循环风机的自动化调控的目的。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据所述当前循环水温数据和所述外界环境参数分析所述空分系统的水温波动范围之后，还包括：
根据所述当前循环水温数据，调节所述空分系统的循环水泵的水流交换速率；
根据调整后的所述水流交换速率，计算所述空分系统的循环水池的循环水温冷却速率；
根据调整后的所述水流交换速率与所述循环水温冷却速率，构建所述循环水泵与所述循环水池之间的热交换关联关系；
根据所述热交换关联关系分析所述空分系统在外界环境和循环水泵综合热交换影响下的综合温度波动，根据所述综合温度波动协同控制循环风机的工作状态。
通过采用上述技术方案，结合当前循环水温数据对空分系统的循环水泵进行水流交换速率调节，有助于通过循环水泵的调节提高循环水温度的调节速率，并根据调节后的水流交换速率计算空分系统的循环水池的循环水温冷却速率，有助于根据循环水温冷却速率进一步调整循环风机的工作状态，提高空分系统的控制协调性，并根据调整后的水流交换速率与循环水温冷却速率之间的变化关联性，构建循环水泵与循环水池之间的热交换关联关系，有助于实时监控循环水温调节的热交换情况，并根据热交换关联关系分析空分系统在外界环境和循环水泵综合热交换影响下的综合温度波动，通过循环水的综合温度波动情况协同控制循环风机的工作状态，有助于提高循环风机、循环水池和循环水泵之间的温度调节协同性。
第二方面，本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于空分系统的循环风机控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据所述当前循环水温数据和所述外界环境参数分析所述空分系统的水温波动范围；
水温调整模块，用于根据所述水温波动范围分阶段调整所述空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制所述空分系统的循环水温变化值；
风机调整模块，用于根据每个所述循环水温变化值对应调整所述空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态；
风机控制模块，用于对每个所述目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制所述循环风机，以对当前循环水温进行温度调节。
通过采用上述技术方案，在空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数的综合影响下，分析空分系统的水温波动范围，有助于对循环水温的外界环境影响进行准确分析，并通过分阶段对空分系统的循环水温进行调节，有助于根据水温波动范围动态调整循环水温的变化，降低循环水温调整过程中的调整能耗，并结合每个循环水温变化值对应调整循环风机的风机工作状态，使风机工作状态与循环水温变化情况相适配，从而得到空分系统在当前循环水温变化下的目标风机工作状态，有助于提高循环风机的工作状态调整准确性，结合目标风机工作状态对应调整循环风机的转速，通过调整后的风机转速控制循环风机对当前循环水温进行温度调节，有助于通过循环风机控制数据对循环风机的工作转速进行自动化调节，提高提高循环风机的控制智能性，通过循环水温变化自动地分阶段调整循环风机的转速，有助于降低空分系统进行大幅度循环水温调整的工作能耗。
第三方面，本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于空分系统的循环风机控制方法的步骤。
第四方面，本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于空分系统的循环风机控制方法的步骤。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、在空分系统中，循环水温度调整影响着空分系统运转的能耗，在一定范围内循环水温降低，空分系统的空压机能耗也同步降低，而循环水温度往往由循环水机和外界环境影响决定，理论上循环水温达到湿球温度时空压机能耗最低，但是在空压机降低的能耗小于循环风机降低水温的能耗时，空分系统的总能耗不会再进一步降低，即产生没必要的循环水温调节能耗，因此在循环水温低于设定的理想工作温度值时，通过调节风机的转速或者运行状态进行循环水温调节，并将未用到的循环风机作为备用机进行实时热备，提高空分系统的装置可靠性；2、在外界环境影响下，根据循环水池的温度影响趋势，对应启停循环风机的工作状态，并结合实际循环水温切换循环风机的转速，使循环风机的转速与实际循环水温的调温需求相适配，尤其是外界环境引起循环水温过低时，容易导致空分系统产生没必要的水温调节能耗，还会导致级间冷却器结垢，影响空分系统的换热效果，因此通过工厂所在地的平均湿球温度设定对应的低温限值，根据低温限值对应控制循环风机的转速切换和启停工作状态等，使空分系统的空分机处于低负荷能耗的工作状态，提高空分系统的节能降耗效果，并减少循环风机的人为干预，达到自动化控制循环风机进行工作状态自适应调整的目的，提高循环风机的控制智能性；
3、在空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数的综合影响下，分析空分系统的水温波动范围，有助于对循环水温的外界环境影响进行准确分析，并通过分阶段对空分系统的循环水温进行调节，有助于根据水温波动范围动态调整循环水温的变化，降低循环水温调整过程中的调整能耗，并结合每个循环水温变化值对应调整循环风机的风机工作状态，使风机工作状态与循环水温变化情况相适配，从而得到空分系统在当前循环水温变化下的目标风机工作状态，有助于提高循环风机的工作状态调整准确性，结合目标风机工作状态对应调整循环风机的转速，通过调整后的风机转速控制循环风机对当前循环水温进行温度调节，有助于通过循环风机控制数据对循环风机的工作转速进行自动化调节，提高提高循环风机的控制智能性，通过循环水温变化自动地分阶段调整循环风机的转速，有助于降低空分系统进行大幅度循环水温调整的工作能耗。
附图说明
图1是一种基于空分系统的循环风机控制方法的实现流程图。
图2是本实施例中的空分系统的结构框图。
图3是一种基于空分系统的循环风机控制方法进行水泵控制的实现流程图。
图4是一种基于空分系统的循环风机控制方法步骤S20的实现流程图。
图5是一种基于空分系统的循环风机控制方法步骤S30的实现流程图。
图6是一种基于空分系统的循环风机控制方法进行单机调节的实现流程图。
图7是一种基于空分系统的循环风机控制方法进行故障调整的实现流程图。
图8是一种基于空分系统的循环风机控制方法进行故障调整的实现流程图。
图9是一种法基于空分系统的循环风机控制装置的结构框图。
图10是实现基于空分系统的循环风机控制方法的计算机设备的内部结构示意图。
附图标记：
1、冷却模块；11、温度控制器；12、循环风机；121、第一循环风机；122、第二循环风机；13、冷却塔；2、循环水模块；3、置换模块；31、循环水泵；32、循环水温度检测设备。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
在一实施例中，如图1所示，本申请公开了一种基于空分系统的循环风机控制方法，具体包括如下步骤：
S10：获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据当前循环水温数据和外界环境参数分析空分系统的水温波动范围。
具体的，通过空分装置中预设的温度检测装置获取当前循环水温数据，并通过装配于空分装置外如空分装置所在车间的温湿度传感器获取空分系统的外界环境参数，其中，外界环境参数主要包括环境温度和空气湿度等，根据夏季温湿度和冬季温湿度的不同，分析空分系统在当前外界环境影响下的水温波动范围，如外界温度为30℃，当前循环水温为20℃，在循环风机工作状态不变的情况下，当前循环水温与外界温度进行热交换所产生的水温波动范围为20-30℃，在没有循环风机的干扰下，循环水温最终与外界环境温度保持相同，在循环风机的稳定干扰下，循环水温在外界环境温度的热交换可能保持在20-30℃之间的某个范围值，具体需要结合循环风机的冷却效果进行评估。
本实施例中的空分系统的装配结构示意图如图2所示，主要包括冷却模块1、循环水模块2和置换模块3，冷却模块1装配有温度控制器11用于控制循环风机12，本实施例中以2个循环风机12为例进行说明，分别设置为第一循环风机121和第二循环风机122，第一循环风机121和第二循环风机122可以同时进行工作，也可以部分进行工作，并将休眠的部分循环风机作为备用风机，可以根据实际需要设置多个循环风机，循环风机12用于加速冷却塔13中的凉水冷却，循环水模块3设置为存储水池，并在存储水池中存储有循环水，置换模块3主要是装配有循环水泵31对循环水进行置换，并设置循环水温度检测设备32实时监测循环水池中的水温，本实施例中以2个循环水泵为例进行说明。
在一实施例中，如图3所示，获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据当前循环水温数据和外界环境参数分析空分系统的水温波动范围之后，还包括：
S101：根据当前循环水温数据，调节空分系统的循环水泵的水流交换速率。
具体的，根据当前循环水温数据调节循环水泵的水流交换速率，如在理想循环水温为20℃的情况下，当前循环水温过高如达到25℃，则增加循环水泵的频率使循环水泵的水流交换速率加快，直到检测到当前循环水温达到20℃；当前循环水温过低如达到18℃时，则停止循环水泵的工作使循环水池的水停止流动，直到在气体换热影响下循环水池的循环水温达到20摄氏度，在循环水温到达20℃时启动循环水泵，并逐步增加循环水泵的频率使循环水泵的水流交换速率在20℃的稳定热交换状态下从低到高增加。
S102：根据调整后的水流交换速率，计算空分系统的循环水池的循环水温冷却速率。
具体的，在调整后的水流交换速率的影响下，获取循环水池的当前循环水温和到达理想循环水温所需要的水温调整时间，计算当前循环水温与理想循环水温之间的温度差，并计算温度差与对应的水温调整时间之间的比值，得到空分系统的循环水池的循环水温冷却速率。
S103：根据调整后的水流交换速率与循环水温冷却速率，构建循环水泵与循环水池之间的热交换关联关系。
具体的，根据水流交换速率和循环水温冷却速率，如在其他条件不变的情况下，分析水流交换速率变化引起的循环水温冷却速率变化，如水流交换速率加快引起循环水温冷却速率加快，水流交换速率变慢引起循环水温冷却速率变慢等，根据调整后的水流交换速率与循环水温冷却速率之间的线性变化，构建循环水泵与循环水池之间的热交换关联关系。
S104：根据热交换关联关系分析空分系统在外界环境和循环水泵综合热交换影响下的综合温度波动，根据综合温度波动协同控制循环风机的工作状态。
具体的，根据热交换关联关系，分析空分系统在外界环境和循环水泵的综合热交换影响下的综合温度波动，如在外界环境和当前循环水泵的循环水交换同时作用下，获取循环水池的实际水温度，并在外界环境保持不变如同一天的工作室温恒定，在循环水泵的水流交换速率变化过程中实时采集循环水温变化情况，得到不同水流交换速率下的循环水温变化情况得到综合温度波动，根据综合温度波动如循环水温下降，则协同控制循环风机的转速降低，循环水温上升则协同控制循环风机的转速升高，从而得到与综合温度波动相对应的循环风机工作状态。
S20：根据水温波动范围分阶段调整空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制空分系统的循环水温变化值。
具体的，如图4所示，步骤S20具体包括以下步骤：
S201：根据水温波动范围计算空分系统的循环水温波动限值。
具体的，根据水温波动范围计算空分系统的循环水温波动限值，如获取不同外界环境影响下的水温波动范围的最高波动温度值和最低波动温度值，在循环风机不参与水温调节的情况下，循环水温波动限值约等于水温波动范围的最高波动温度值和最低波动温度值，在循环风机参与水温调节的情况下，循环水温波动限值等于水温波动范围值与风机冷却温度值之间的差，包括夏季高温条件下，最高波动范围值减去风机温度值作为循环水温最高波动限值，冬季低温条件下，风机温度值减去最低波动范围值作为循环水温最低波动限值。
S202：根据循环水温波动限值分析空分系统在外界环境参数下的最佳循环水温参数。
具体的，根据循环水温波动限值进行最佳循环水温参数分析，如在20-30℃的水温波动范围内，最佳循环水温参数为25℃，在18-25℃的水温波动范围内，最佳循环水温参数为20℃，本实施例中取外界环境参数影响下的水温波动范围的中间温度值作为最佳循环水温参数，可以根据实际需要进行设置，不局限于本实施例中的一种。
S203：获取空分系统的理想循环水温参数，根据理想循环水温参数对最佳循环水温参数进行分阶调整，得到循环水温分阶调整数据。
具体的，根据空分系统的当前气体压缩需求设置对应的理想循环水温参数，如在当前制氮工况下，设置理想循环水温参数为20℃，本实施例中的理想循环水温参数可以根据实际气体空压需求进行设定，不局限于本实施例中的一种，计算理想循环水温参数与最佳循环水温参数的差值，根据水温差值进行分阶段调整，如以每一摄氏度的水温差作为一阶，水温差值的数额即为循环水温的分阶数量，从而将循环水温的控制精确到每一摄氏度的调节，得到对应的循环水温分阶调整数据。
S204：根据循环水温分阶调整数据，对空分系统的循环水温变化进行分阶段调整，得到若干个与循环水温分阶调整数据相对应的循环水温变化值。
具体的，根据循环水温分阶调整数据，对空分系统的循环水温变化进行分阶段调整，如对18-20℃范围的分为二阶调整，得到两个对应的循环水温变化值，分别为19℃和20℃；对20-25℃范围的分为五阶调整，得到五个对应的循环水温变化值，分别为24逐级降至20℃。
S30：根据每个循环水温变化值对应调整空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与循环水温变化相适配的目标风机工作状态。
具体的，如图5所示，步骤S30具体包括以下步骤：
S301：分析每个循环水温变化值达到预设的理想循环水温参数所需要的循环风机能耗。
具体的，循环水温变化值达到预设的理想循环水温参数包括24℃-20℃的4℃差，23-20℃的3℃差，18-20℃的2℃差，等等，理想循环水温参数为当前循环水温在最优能耗范围下的水温调节温度值，循环水温度降低3℃，循环风机能耗约降低1％，通过公式(1)的计算进行能耗评估，公式(1)如下所示：
其中，F能表示循环风机的能耗降低百分比，F压表示空压机理论压缩功，F降表示降低温度后的空压机压缩功，其中，F压通过公式(2)表示，F降通过公式(3)表示，公式(2)如下所示：
其中，F理表示空压机每小时压缩气量(单位：NM3/H)，T表示空压机各级进气温度(单位：℃)，P进表示空压机进口处的绝对压力(单位：KPA)，P出表示空压机出口处的绝对压力(单位：KPA)。
公式(3)如下所示：
其中，T降表示水温降低的温度，水温降低3℃，每级进气温度降低3℃，能耗降低约1％。
S302：获取空分系统未发生循环水温变化之前的稳定风机工作状态，分析稳定风机工作状态的稳态风机能耗。
具体的，获取空分系统未发生循环水温变化之前的稳定风机工作状态，如循环水温保持在20℃条件下进行持续工作，通过公式(2)计算稳定风机工作状态下的稳态风机能耗。
S303：计算循环风机能耗与稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据能耗变化值对应调整空分系统的循环风机的当前风机工作状态。
具体的，计算每级循环水温调整过程中的循环风机能耗(由循环风机温度调整中的气体压缩功决定)与稳态风机能耗之间的能耗变化值，如循环风机能耗与稳态风机能耗的差值，通过两个工作状态下的循环风机所做的压缩功差距进行计算，根据能耗变化值调整循环风机的当前风机工作状态，如能耗变化值越大则升高循环风机的转速或者增加循环风机的数量，能耗变化值越小则降低循环风机的转速或者停止部分循环风机的工作状态等。
在一实施例中，如图6所示，计算循环风机能耗与稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据能耗变化值对应调整空分系统的循环风机的当前风机工作状态之后，还包括：
S3031：获取所有循环风机在当前循环水温变化下的单机工作状态和对应的单机工作时间。
具体的，在当前循环水温变化情况下，通过每台循环风机的运行功率获取对应的单机工作状态，如高速运转、低速运转或者启停等，单机工作时间通过循环风机启动到当前的工作时间的总和，直到循环风机进入休眠状态时为止，从而得到每台循环风机的单机工作时间。
S3032：根据单机工作时间划分所有循环风机的整体工作优先级，根据整体工作优先级调整每个循环风机的最佳单机工作状态。
具体的，根据单机工作时间划分所有循环风机的整体工作优先级，如运行工作时间越长的循环风机的优先级越高，以工作时间长度进行优先级划分，对于休眠状态的循环风机，休眠时间越长则对应的优先级越高，即优先调用最先休眠的空闲循环风机，根据所有循环风机的整体工作优先级，调整每个循环风机的最佳单机工作状态，如以优先级排列循序依次将循环风机的转速调整为高速、中速、低速状态。
S3033：分析最佳单机工作状态下的单机水温调节变化，并判断单机水温调节变化下的空分系统的循环水温变化趋势。
具体的，分析最佳单机工作状态下的单机水温调节变化，如在循环风机的高速运转下的循环水温变化情况，如从25℃降为23℃即为单机水温调节变化，在单机运行和外界环境温湿度干扰下，分析空分系统的循环水温变化趋势，包括稳定、上升或者下降等多种趋势，如在当前循环风机的工作状态和当前外界环境温湿度共同作用下的循环水温数值变动情况。
S3034：根据循环水温变化趋势和整体工作优先级，协同调整所有循环风机的单机工作状态。
具体的，假设外界环境温湿度影响不变，循环水温度呈现偏离理想温度值的上升或者下降趋势，根据当前循环风机的工作状态和工作风机数量，结合所有循环风机的整体工作优先级，启停循环风机的数量或者改变循环风机的转速，如水温从20℃上升达到23℃时，将当前循环风机从低速运转切换为高速运转，并在水温达到25℃时，启动优先级最优的休眠循环风机加入当前工作风机组，对所有循环风机的单机工作状态进行协同调整，得到与循环水温变化趋势和整体工作优先级均适配的单机协同调整数据。
在一实施例中，如图7所示，根据循环水温变化趋势和整体工作优先级，协同调整所有循环风机的单机工作状态之后，还包括：
S501：当处于工作状态的循环风机出现故障时，将故障风机的单机工作状态标记为故障状态，并查找整体工作优先级中与故障风机适配程度最优的备用风机。
具体的，当处于工作状态的循环风机出现故障时，即正在运行的循环风机突然宕机，则将宕机的故障风机的单机工作状态从运行状态标记为故障状态，并在整体工作优先级中查找与故障风机最接近的、适配程度最优的备用风机，如按照整体工作优先级，故障风机的上一排序或者下一排序的，且处于休眠状态的循环风机标记为适配程度最优的备用风机，其中备用风机设置为工作状态处于休眠状态的部分循环风机。
S502：根据查找结果控制备用风机接管故障风机的工作任务，并同步调整备用风机的单机工作状态，得到备用风机的接管调整数据。
具体的，根据查找结果，控制备用风机从休眠状态切换为热备状态，并接管故障风机的工作任务，如将备用风机的转速或者运行功率等参数调整至与故障风机故障前一致，用于控制备用风机接管故障风机的调温工作，将备用风机的单机工作状态同步调整至与故障风机故障前的单机工作状态相同，从而得到备用风机的接管调整数据，包括工作参数和工作状态的调整。
S503：根据接管调整数据，在整体工作优先级中分别调整故障风机和备用风机的工作优先级。
具体的，根据接管调整数据，分别对故障风机和备用风机的工作优先级进行调整，如降低故障风机的优先级至所有正常工作的循环风机之后，并将备用风机的优先级顺序更改为古故障风机正常工作时的优先级位置，对故障前的整体工作优先级进行调整，使整体工作优先级与所有循环风机的当前工作状态相对应，根据调整情况得到整体优先级调整结果。
S304：根据循环水温变化对当前风机工作状态进行适配性调节，得到与循环水温变化相适配的目标风机工作状态。
具体的，根据循环水温变化，对当前风机工作状态进行适配性调节，如当前循环水温变化幅度大，如从25℃调整至20℃，则将当前风机的工作状态调整为高速运转；当前循环水温变化幅度小，如从18℃调整为20℃，则将当前风机的工作状态调整为低速运转或者进入休眠等，从而得到与循环水温变化相适配的目标风机工作状态。
S40：对每个目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制循环风机，以对当前循环水温进行温度调节。
具体的，如图8所示，步骤S40具体包括以下步骤：
S401：获取每个目标风机工作状态对应的最佳风机转速。
具体的，根据每个循环风机的目标风机工作状态，如低温调控、高温调控状态和稳定调温状态等，低温调控状态对应的最佳风机转速为低速运转、高温调控状态对应的最佳风机转速为高速运转、稳定调温状态对应的风机转速为休眠状态等，可以根据实际需要进行动态调节。
S402：根据最佳风机转速对每个切换至目标风机工作状态的循环风机进行转速调整，得到与每个目标风机工作状态相适配的目标风机转速。
具体的，根据最佳风机转速，调整切换至对应的目标风机工作状态的循环风机的转速，如将低速运转的循环风机切换为高速运转的最佳风机转速或者节能的休眠运转风速等，使每个循环风机的实际转速都与目标风机工作状态相适配，得到每个循环风机进行循环水温调节的目标风机转速。
S403：根据目标风机转速，控制循环风机对当前循环水温进行温度调节，并获取温度调节过程中的循环水温调整变化。
具体的，根据目标风机转速，控制循环风机按照目标风机转速对当前循环水温进行温度调节，通过目标风机转速加快当前循环水温的散热，并通过预设的温度传感器采集温度调节过程中的循环水温调整变化，包括水温从低到高或者从高到低的变化，实际水温偏离或者靠近理想循环水温值的变化等。
S404：根据循环水温调整变化，反馈调整循环风机的当前风机转速。
具体的，根据循环水温调整变化，如循环水温降低，将循环水温降低的幅度或者与理想循环水温的偏离情况反馈至循环风机的控制系统中，根据水温降低幅度调整当前风机转速，如水温降低幅度大则降低当前风机转速，从高速切换为低速或者启停部分循环风机，当水温降低幅度不能满足空分系统的温度需求时，则补充循环风机的数量或者将风机从低速运转切换至高速运转等，从而得到循环水温变化与循环风机转速相互协调的循环风机控制数据，在循环风机、循环水温与循环水泵之间形成相互影响的调温控制系统。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种基于空分系统的循环风机控制装置，该基于空分系统的循环风机控制装置与上述实施例中基于空分系统的循环风机控制方法一一对应。如图9所示，该基于空分系统的循环风机控制装置包括数据获取模块、水温调整模块、风机调整模块和风机控制模块。各功能模块详细说明如下：
数据获取模块，用于获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据当前循环水温数据和外界环境参数分析空分系统的水温波动范围。
水温调整模块，用于根据水温波动范围分阶段调整空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制空分系统的循环水温变化值。
风机调整模块，用于根据每个循环水温变化值对应调整空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与循环水温变化相适配的目标风机工作状态。
风机控制模块，用于对每个目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制循环风机，以对当前循环水温进行温度调节。
优选的，水温调整模块具体包括：
限值计算子模块，用于根据水温波动范围计算空分系统的循环水温波动限值。
数据分析子模块，用于根据循环水温波动限值分析空分系统在外界环境参数下的最佳循环水温参数。
数据调整子模块，用于获取空分系统的理想循环水温参数，根据理想循环水温参数对最佳循环水温参数进行分阶调整，得到循环水温分阶调整数据。
水温调节子模块，用于根据循环水温分阶调整数据，对空分系统的循环水温变化进行分阶段调整，得到若干个与循环水温分阶调整数据相对应的循环水温变化值。
优选的，风机调整模块具体包括：
能耗分析子模块，用于分析每个循环水温变化值达到预设的理想循环水温参数所需要的循环风机能耗。
稳态分析子模块，用于获取空分系统未发生循环水温变化之前的稳定风机工作状态，分析稳定风机工作状态的稳态风机能耗。
风机调整子模块，用于计算循环风机能耗与稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据能耗变化值对应调整空分系统的循环风机的当前风机工作状态。
状态调节子模块，用于根据循环水温变化对当前风机工作状态进行适配性调节，得到与循环水温变化相适配的目标风机工作状态。
优选的，计算循环风机能耗与稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据能耗变化值对应调整空分系统的循环风机的当前风机工作状态之后，还包括：
单机数据获取单元，用于获取所有循环风机在当前循环水温变化下的单机工作状态和对应的单机工作时间。
单机状态调整单元，用于根据单机工作时间划分所有循环风机的整体工作优先级，根据整体工作优先级调整每个循环风机的最佳单机工作状态。
单机调温单元，用于分析最佳单机工作状态下的单机水温调节变化，并判断单机水温调节变化下的空分系统的循环水温变化趋势。
单机协同单元，用于根据循环水温变化趋势和整体工作优先级，协同调整所有循环风机的单机工作状态。
优选的，根据循环水温变化趋势和整体工作优先级，协同调整所有循环风机的单机工作状态之后，还包括：
故障调节单元，用于当处于工作状态的循环风机出现故障时，将故障风机的单机工作状态标记为故障状态，并查找整体工作优先级中与故障风机适配程度最优的备用风机。
接管调整单元，用于根据查找结果控制备用风机接管故障风机的工作任务，并同步调整备用风机的单机工作状态，得到备用风机的接管调整数据。
优先级调整单元，用于根据接管调整数据，在整体工作优先级中分别调整故障风机和备用风机的工作优先级。
优选的，风机控制模块具体包括：
转速获取子模块，用于获取每个目标风机工作状态对应的最佳风机转速。
转速调整子模块，用于根据最佳风机转速对每个切换至目标风机工作状态的循环风机进行转速调整，得到与每个目标风机工作状态相适配的目标风机转速。
水温调节子模块，用于根据目标风机转速，控制循环风机对当前循环水温进行温度调节，并获取温度调节过程中的循环水温调整变化。
风机控制子模块，用于根据循环水温调整变化，反馈调整循环风机的当前风机转速。
优选的，获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据当前循环水温数据和外界环境参数分析空分系统的水温波动范围之后，还包括：
水流调节子模块，用于根据当前循环水温数据，调节空分系统的循环水泵的水流交换速率。
冷却调节子模块，用于根据调整后的水流交换速率，计算空分系统的循环水池的循环水温冷却速率。
关系构建子模块，用于根据调整后的水流交换速率与循环水温冷却速率，构建循环水泵与循环水池之间的热交换关联关系。
状态调节子模块，用于根据热交换关联关系分析空分系统在外界环境和循环水泵综合热交换影响下的综合温度波动，根据综合温度波动协同控制循环风机的工作状态。
关于基于空分系统的循环风机控制装置的具体限定可以参见上文中对于基于空分系统的循环风机控制方法的限定，在此不再赘述。上述基于空分系统的循环风机控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储循环风机在循环水温调节过程中的调节控制参数。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于空分系统的循环风机控制方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现一种基于空分系统的循环风机控制方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于空分系统的循环风机控制方法，其特征在于，包括：
获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据所述当前循环水温数据和所述外界环境参数分析所述空分系统的水温波动范围；
根据所述水温波动范围分阶段调整所述空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制所述空分系统的循环水温变化值；
根据每个所述循环水温变化值对应调整所述空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态；
对每个所述目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制所述循环风机，以对当前循环水温进行温度调节。
2.根据权利要求1所述的基于空分系统的循环风机控制方法，其特征在于，所述根据所述水温波动范围分阶段调整所述空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制所述空分系统的循环水温变化值，具体包括：
根据所述水温波动范围计算所述空分系统的循环水温波动限值；
根据所述循环水温波动限值分析所述空分系统在外界环境参数下的最佳循环水温参数；
获取所述空分系统的理想循环水温参数，根据所述理想循环水温参数对所述最佳循环水温参数进行分阶调整，得到循环水温分阶调整数据；
根据所述循环水温分阶调整数据，对所述空分系统的循环水温变化进行分阶段调整，得到若干个与所述循环水温分阶调整数据相对应的循环水温变化值。
3.根据权利要求1所述的基于空分系统的循环风机控制方法，其特征在于，所述根据每个所述循环水温变化值对应调整所述空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态，具体包括：
分析每个所述循环水温变化值达到预设的理想循环水温参数所需要的循环风机能耗；
获取所述空分系统未发生循环水温变化之前的稳定风机工作状态，分析所述稳定风机工作状态的稳态风机能耗；
计算所述循环风机能耗与所述稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据所述能耗变化值对应调整所述空分系统的循环风机的当前风机工作状态；
根据所述循环水温变化对所述当前风机工作状态进行适配性调节，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态。
4.根据权利要求3所述的基于空分系统的循环风机控制方法，其特征在于，所述计算所述循环风机能耗与所述稳态风机能耗之间的能耗变化值，根据所述能耗变化值对应调整所述空分系统的循环风机的当前风机工作状态之后，还包括：
获取所有循环风机在当前循环水温变化下的单机工作状态和对应的单机工作时间；
根据所述单机工作时间划分所有循环风机的整体工作优先级，根据所述整体工作优先级调整每个所述循环风机的最佳单机工作状态；
分析所述最佳单机工作状态下的单机水温调节变化，并判断所述单机水温调节变化下的所述空分系统的循环水温变化趋势；
根据所述循环水温变化趋势和所述整体工作优先级，协同调整所有循环风机的所述单机工作状态。
5.根据权利要求4所述的基于空分系统的循环风机控制方法，其特征在于，所述根据所述循环水温变化趋势和所述整体工作优先级，协同调整所有循环风机的所述单机工作状态之后，还包括：
当处于工作状态的循环风机出现故障时，将故障风机的单机工作状态标记为故障状态，并查找所述整体工作优先级中与所述故障风机适配程度最优的备用风机；
根据查找结果控制所述备用风机接管所述故障风机的工作任务，并同步调整所述备用风机的单机工作状态，得到所述备用风机的接管调整数据；
根据所述接管调整数据，在所述整体工作优先级中分别调整所述故障风机和所述备用风机的工作优先级。
6.根据权利要求1所述的基于空分系统的循环风机控制方法，其特征在于，所述对每个所述目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制所述循环风机，以对当前循环水温进行温度调节，具体包括：
获取每个所述目标风机工作状态对应的最佳风机转速；
根据所述最佳风机转速对每个切换至所述目标风机工作状态的循环风机进行转速调整，得到与每个所述目标风机工作状态相适配的目标风机转速；
根据所述目标风机转速，控制所述循环风机对当前循环水温进行温度调节，并获取温度调节过程中的循环水温调整变化；
根据所述循环水温调整变化，反馈调整所述循环风机的当前风机转速。
7.根据权利要求1所述的基于空分系统的循环风机控制方法，其特征在于，所述获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据所述当前循环水温数据和所述外界环境参数分析所述空分系统的水温波动范围之后，还包括：
根据所述当前循环水温数据，调节所述空分系统的循环水泵的水流交换速率；
根据调整后的所述水流交换速率，计算所述空分系统的循环水池的循环水温冷却速率；
根据调整后的所述水流交换速率与所述循环水温冷却速率，构建所述循环水泵与所述循环水池之间的热交换关联关系；
根据所述热交换关联关系分析所述空分系统在外界环境和循环水泵综合热交换影响下的综合温度波动，根据所述综合温度波动协同控制循环风机的工作状态。
8.一种基于空分系统的循环风机控制装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取空分系统的当前循环水温数据和外界环境参数，根据所述当前循环水温数据和所述外界环境参数分析所述空分系统的水温波动范围；
水温调整模块，用于根据所述水温波动范围分阶段调整所述空分系统的循环水温变化，得到若干个用以分阶段控制所述空分系统的循环水温变化值；
风机调整模块，用于根据每个所述循环水温变化值对应调整所述空分系统的循环风机的风机工作状态，得到与所述循环水温变化相适配的目标风机工作状态；
风机控制模块，用于对每个所述目标风机工作状态下的循环风机进行转速调整，根据调整后的风机转速控制所述循环风机，以对当前循环水温进行温度调节。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于空分系统的循环风机控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于空分系统的循环风机控制方法的步骤。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN212320524U (zh) * | 2020-04-21 | 2021-01-08 | 陵川县万达新材料有限公司 | 一种循环水温度控制装置 |
| CN113175741A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-27 | 北京两度环保节能科技中心 | 一种中央空调末端换热器除湿降温方法 |
| CN113367557A (zh) * | 2021-07-17 | 2021-09-10 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种烹饪器具及其温控方法 |
| CN114756067A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-15 | 神华神东电力有限责任公司 | 温度调节方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN115540488A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-30 | 青岛七成节能设备有限公司 | 一种全自动工业循环水温控系统 |
-
2023
- 2023-08-30 CN CN202311110081.6A patent/CN117128183A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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