TWI574214B

TWI574214B - Compressed air production guidelines

Info

Publication number: TWI574214B
Application number: TW105113903A
Authority: TW
Inventors: Ding-Shuo Chen; Ming-Wei Li; jun-cheng Zhang
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2016-05-05
Filing date: 2016-05-05
Publication date: 2017-03-11
Also published as: TW201740321A

Description

壓縮空氣生產指引方法

本發明是有關於一生產指引方法，特別是指一種壓縮空氣生產指引方法。

現有的壓縮空氣是由多個空氣壓縮裝置生產，透過一輸送管線送往多個用戶裝置，以供該等用戶裝置使用。

一般來說，為滿足該等用戶裝置的需求，該等空氣壓縮裝置會維持在較高的壓縮空氣產量，而當該等用戶裝置的用量減少，壓縮空氣的產量並未隨之減少時，會造成壓縮空氣生產過剩，在沒有儲存壓縮空氣的儲槽的情況下，過剩的壓縮空氣只能排放，而造成能源的浪費。

因此，為降低製造壓縮空氣的成本，如何使該等空氣壓縮裝置適度且有效率地生產壓縮空氣是此技術領域的相關技術人員所待突破的難題。

因此，本發明之目的，即在提供一種能指引該等空氣壓縮裝置適度且有效率地生產壓縮空氣的壓縮空氣生產指引方法。

於是，本發明壓縮空氣生產指引方法，適用於在N個時間區間內，對每一時間區間的多個用戶裝置的總壓縮空氣用量進行預測，並藉由一監控裝置來實施，該監控裝置與多個用戶裝置連接，每一用戶裝置被配置來在每一時間區間偵測並傳送各自之壓縮空氣用量至該監控裝置，N≧1，該壓縮空氣生產指引方法包含以下步驟：

(A)當在一當前時間區間之起始點接收到來自該等用戶裝置之多筆相關於多個壓縮空氣用量的壓縮空氣用量資料時，儲存該等壓縮空氣用量資料以組成該當前時間區間之前一時間區間的總壓縮空氣用量資料；及

(B)根據該前一時間區間的該總壓縮空氣用量資料及該前一時間區間所預測且相關於一總壓縮空氣預測用量的總壓縮空氣預測用量資料，或先前M個時間區間的M筆總壓縮空氣用量資料及該前一時間區間的該總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的一總壓縮空氣預測用量，M≧2。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1繪示了一系統100，該系統100被用來實施本發明壓縮空氣生產指引方法的一實施例，並示例地包含均連接一通訊網路1的多個空氣壓縮裝置2、多個用戶裝置3、及一監控裝置4。

該監控裝置4經由該通訊網路1連接該等空氣壓縮裝置2及該等用戶裝置3，並包含一儲存單元41、一連接該通訊網路1的通訊單元42、一顯示單元43、及一電連接該儲存單元41、該通訊單元42、及該顯示單元43的處理單元44。在本實施例中，該監控裝置4例如為一分散式控制系統(Distributed Control System, DCS)，但不以此為限。

該儲存單元41預存有相關於每一空氣壓縮裝置2之一運轉效率的效能資料，在本實施例中，每一空氣壓縮裝置2之運轉效率為該空氣壓縮裝置2前一日的耗電度數(kW-hr)除以該空氣壓縮裝置2前一日的壓縮空氣的生產量(Nm ³)，但不以此為限。

參閱圖1與圖2，說明該監控裝置4如何執行本發明壓縮空氣生產指引方法之該實施例。在本實施例中，該監控裝置4在N個時間區間內，對每一時間區間的多個用戶裝置3的總壓縮空氣用量進行預測，N≧1。以下詳細說明該實施例所包含的步驟。

在步驟S201中，當該處理單元44在一當前時間區間之起始點，經由該通訊單元42接收來自該等空氣壓縮裝置2之多筆相關於多個壓縮空氣產量的壓縮空氣產量資料時，該處理單元44儲存該等壓縮空氣產量資料以組成該當前時間區間之前一時間區間的總壓縮空氣產量資料至該儲存單元41。

在步驟S202中，當該處理單元44在該當前時間區間之起始點，經由該通訊單元42接收到來自於該等用戶裝置3之多筆相關於多個壓縮空氣用量的壓縮空氣用量資料時，該處理單元44儲存該等壓縮空氣用量資料以組成該前一時間區間的總壓縮空氣用量資料。在本實施例中，步驟S202是在步驟S201之後執行，但在其它實施例中，步驟S202可以與步驟S201同時執行，或在步驟S201之前執行。

在步驟S203中，該處理單元44判定該當前時間區間是否為該等N個時間區間中之一預定的時間區間，若該判定結果為肯定，則該流程進行步驟S204。否則，該流程進行步驟S205。在本實施例中，該預定的時間區間係為該等N個時間區間中之第個時間區間，為下取整函數(Floor function)，但不以此為限。

在步驟S204中，該處理單元44根據先前M個時間區間的M筆總壓縮空氣用量資料及該前一時間區間所預測且相關於一總壓縮空氣預測用量的總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的一總壓縮空氣預測用量，其中M≧2。在本實施例中該等M個時間區間係為先前個時間區間，該總壓縮空氣預測用量根據下列公式(1)而獲得： …………(1) 其中為第j時間區間之總壓縮空氣用量資料所對應之該等壓縮空氣用量的一總和，為該前一時間區間之該總壓縮空氣用量資料所對應之該等壓縮空氣用量的一總和，為該前一時間區間的總壓縮空氣預測用量，。

在步驟S205中，當該處理單元44判定出該當前時間區間不為該預定的時間區間時，該處理單元44根據該前一時間區間的該總壓縮空氣用量資料及該總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量，該總壓縮空氣預測用量根據下列公式(2)而獲得： ............(2) 其中為該前一時間區間之該總壓縮空氣用量資料所對應之該等壓縮空氣用量的一總和，為該前一時間區間的總壓縮空氣預測用量，。

舉例來說，當N=8時，該監控裝置4在8個時間區間內，對每一時間區間的多個用戶裝置3的總壓縮空氣用量進行預測，該預定的時間區間為第5個時間區間，該處理單元44分別在第1至4及第6至8個時間區間時，根據該前一時間區間的該總壓縮空氣用量資料及該總壓縮空氣預測用量資料，預測當前時間區間(即當前第1、2、3、4、6、7、或8個時間區間)的該總壓縮空氣預測用量；而該處理單元44在該預定的時間區間時(即在第5個時間區間時)，該處理單元44根據先前4個時間區間(即第1至4個時間區間)的4筆總壓縮空氣用量資料及第4個時間區間的該總壓縮空氣預測用量資料，預測當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量。

值得注意的是，當該當前時間處於第一個時間區間時(亦即在初始狀態下)，此時，該處理單元44在第一個時間區間之起始點並不會接收到前一時間區間的壓縮空氣產量資料及壓縮空氣用量資料，在此情況下，前一時間區間(即第0個時間區間)的總壓縮空氣用量資料及總壓縮空氣預測用量資料之值分別被設定為一第一初始值及一第二初始值。即使該監控裝置4針對第一個時間區間所預測出之總壓縮空氣預測用量是不精確的，但本發明壓縮空氣生產指引方法之實施例依舊可根據後續所接收到的壓縮空氣產量資料及壓縮空氣用量資料逐漸預測出越來越精確的總壓縮空氣預測用量。

跟隨在步驟S204與步驟S205之後，在步驟S206中，根據步驟S201所儲存之該前一時間區間的該總壓縮空氣產量資料及步驟S204或S205所預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量，判定該總壓縮空氣產量資料所對應之該等壓縮空氣產量的一總和是否大於該總壓縮空氣預測用量與一預定值的一乘積，若該判定結果為肯定，則該流程進行步驟S207。否則，該流程進行步驟S209。在本實施例中，該預定值為大於1的裕度係數，介於1.1至1.3之間，但不以此為限。

在步驟S207中，該處理單元44根據該儲存單元41預存的該效能資料自該等空氣壓縮裝置2選擇出所欲關閉的該至少一空氣壓縮裝置2。在本實施例中，該處理單元44之選擇方式係自目前正處於開啟狀態的空氣壓縮裝置2中優先選擇該運轉效率為相對最低的空氣壓縮裝置2，但不以此為限。

跟隨在步驟S207之後，在步驟S208中，該處理單元44輸出一指示出關閉該至少一空氣壓縮裝置2的關閉訊息。

當該處理單元44判定出該總壓縮空氣產量資料所對應之該等壓縮空氣產量的該總和不大於該乘積時，在步驟S209中，該處理單元44根據該效能資料及在該當前時間區間之起始點及該當前時間區間之起始點前Q個時間區間之起始點所接收到的壓縮空氣產量資料，自該等空氣壓縮裝置2選擇出所欲開啟的該至少一空氣壓縮裝置2，其中Q≧0。在本實施例中，該處理單元44之選擇方式係自目前正處於關閉狀態的空氣壓縮裝置2中排除前Q個時間區間的壓縮空氣產量不為零的空氣壓縮裝置2，並在剩下的空氣壓縮裝置2中，優先選擇該運轉效率為相對最高的空氣壓縮裝置2，但不以此為限。

跟隨在步驟S209之後，在步驟S210中，該處理單元44輸出一指示出開啟該至少一空氣壓縮裝置2的開啟訊息。在本實施例中，係藉由該顯示單元43顯示該處理單元44輸出的該開啟訊息及該關閉訊息，例如文字或是圖式訊息，在其他實施例中，該開啟訊息及該關閉訊息亦可為語音訊息。

綜上所述，本發明壓縮空氣生產指引方法，藉由該監控裝置4在每一時間區間之起始點預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量，當該當前時間區間為該預定的時間區間時，該監控裝置4根據公式(1)獲得該總壓縮空氣預測用量；而當該當前時間區間不為該預定的時間區間時，該監控裝置4根據公式(2)獲得該總壓縮空氣預測用量。獲得該總壓縮空氣預測用量後，該監控裝置4再根據所預測的該總壓縮空氣預測用量及該前一時間區間的該總壓縮空氣產量資料，輸出該關閉訊息或該開啟訊息，以指引壓縮空氣的產量隨該等用戶裝置3的用量作增減，使該等空氣壓縮裝置2適度且有效率地生產壓縮空氣，進而降低製造壓縮空氣的成本，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧系統

41‧‧‧儲存單元

1‧‧‧通訊網路

42‧‧‧通訊單元

2‧‧‧空氣壓縮裝置

43‧‧‧顯示單元

3‧‧‧用戶裝置

44‧‧‧處理單元

4‧‧‧監控裝置

S201~S210‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明一用來實施本發明壓縮空氣生產指引方法的一實施例之系統；及圖2是一流程圖，說明本發明壓縮空氣生產指引方法之實施例的步驟。

S201~S210‧‧‧步驟

Claims

一種壓縮空氣生產指引方法，適用於在N個時間區間內，對每一時間區間的多個用戶裝置的總壓縮空氣用量進行預測，並藉由一監控裝置來實施，該監控裝置與多個用戶裝置連接，每一用戶裝置被配置來在每一時間區間偵測並傳送各自之壓縮空氣用量至該監控裝置，N≧1，該壓縮空氣生產指引方法包含以下步驟：(A)當在一當前時間區間之起始點接收到來自該等用戶裝置之多筆相關於多個壓縮空氣用量的壓縮空氣用量資料時，儲存該等壓縮空氣用量資料以組成該當前時間區間之前一時間區間的總壓縮空氣用量資料；及(B)根據該前一時間區間的該總壓縮空氣用量資料及該前一時間區間所預測且相關於一總壓縮空氣預測用量的總壓縮空氣預測用量資料，或先前M個時間區間的M筆總壓縮空氣用量資料及該前一時間區間的該總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的一總壓縮空氣預測用量，M≧2。
如請求項1所述的壓縮空氣生產指引方法，該監控裝置還與多個空氣壓縮裝置連接，每一空氣壓縮裝置被配置來在每一時間區間產生壓縮空氣，且在每一時間區間偵測並傳送各自之壓縮空氣產量至該監控裝置，在步驟(B)之前，該方法還包含一步驟(C)，當在該當前時間區間之起始點接收到來自該等空氣壓縮裝置之多筆相關於多個壓縮空氣產量的壓縮空氣產量資料時，儲存該等壓縮空氣產量資料以組成該前一時間區間的總壓縮空氣產量資料，在步驟(B)之後，該方法還包含以下步驟：(D)根據步驟(C)所儲存之該前一時間區間的該總壓縮空氣產量資料及步驟(B)所預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量，比較該總壓縮空氣產量資料所對應之該等壓縮空氣產量的一總和及該總壓縮空氣預測用量與一預定值的一乘積；(E)當該總和大於該乘積時，輸出一指示出關閉該等空氣壓縮裝置之至少一者的關閉訊息；及(F)當該總和小於該乘積時，輸出一指示出開啟該等空氣壓縮裝置之至少一者的開啟訊息。
如請求項2所述的壓縮空氣生產指引方法，其中，在步驟(D)中，該預定值大於等於1.1且小於等於1.3。
如請求項2所述的壓縮空氣生產指引方法，在步驟(A)及步驟(B)之間，還包含一步驟(G)，判定該當前時間區間是否為該等N個時間區間中之一預定的時間區間，且在該步驟(B)中，當判定出該當前時間區間為該預定的時間區間時，該監控裝置根據該等M個時間區間的該等總壓縮空氣用量資料及該前一時間區間的該總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量，當判定出該當前時間區間不為該預定的時間區間時，該監控裝置根據該前一時間區間的該總壓縮空氣用量資料及該總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量。
如請求項4所述的壓縮空氣生產指引方法，其中，在步驟(B)中，當該監控裝置根據該前一時間區間的該總壓縮空氣用量資料及該總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量時，該總壓縮空氣預測用量還根據下列公式而獲得：，其中為該前一時間區間之該總壓縮空氣用量資料所對應之該等壓縮空氣用量的一總和，為該前一時間區間的總壓縮空氣預測用量，。
如請求項4所述的壓縮空氣生產指引方法，其中，在步驟(G)中，該預定的時間區間係為該等N個時間區間中之第個時間區間，且該等M個時間區間係為先前個時間區間。
如請求項6所述的壓縮空氣生產指引方法，其中，在步驟(B)中，當該監控裝置根據該等M個時間區間的該等總壓縮空氣用量資料及該等總壓縮空氣預測用量資料，預測該當前時間區間的該總壓縮空氣預測用量時，該總壓縮空氣預測用量還根據下列公式而獲得：其中為第j時間區間之總壓縮空氣用量資料所對應之該等壓縮空氣用量的一總和，為該前一時間區間之該總壓縮空氣用量資料所對應之該等壓縮空氣用量的一總和，為該前一時間區間的總壓縮空氣預測用量，。
如請求項4所述的壓縮空氣生產指引方法，該監控裝置預存有相關於每一空氣壓縮裝置之一運轉效率的效能資料，其中，步驟(E)包含以下子步驟： (E-1)當該總和大於該乘積時，根據該效能資料自該等空氣壓縮裝置選擇出所欲關閉的該至少一空氣壓縮裝置；及 (E-2)輸出一指示出關閉該至少一空氣壓縮裝置的關閉訊息。
如請求項4所述的壓縮空氣生產指引方法，該監控裝置預存有相關於每一空氣壓縮裝置之一運轉效率的效能資料，其中，步驟(F)包含以下子步驟： (F-1)當該總和小於該乘積時，根據該效能資料自該等空氣壓縮裝置選擇出所欲開啟的該至少一空氣壓縮裝置；及 (F-2)輸出一指示出開啟該至少一空氣壓縮裝置的開啟訊息。
如請求項9所述的壓縮空氣生產指引方法，其中，在步驟(F-1)中，該監控裝置不只根據該效能資料，還根據在該當前時間區間之起始點及該當前時間區間之起始點前Q個時間區間之起始點所接收到來自該等空氣壓縮裝置之壓縮空氣產量資料選擇出該至少一空氣壓縮裝置，Q≧0。