一種自動控制節(jié)能系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動控制節(jié)能系統(tǒng)，包括高壓管道、低壓管道、連接管道、安裝于連接管道上的調(diào)節(jié)閥、與連接管道連通的流量計、設(shè)置于高壓管道上的第一壓力變送器、設(shè)置于低壓管道上的第二壓力變送器和優(yōu)化控制模塊；所述高壓空壓機組、低壓空壓機組、第一壓力變送器、第二壓力變送器、調(diào)節(jié)閥和流量計均與優(yōu)化控制模塊連接。通過本系統(tǒng)可以及時掌握空壓機的運行狀態(tài)，保證高壓管道和低壓管道中壓縮空氣壓力的最優(yōu)壓力狀態(tài)，穩(wěn)定壓縮空氣的壓力，準確檢測到壓縮空氣的需求，合理安排空壓機的運行，降低能耗10%左右。
【專利說明】一種自動控制節(jié)能系統(tǒng)及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自動控制節(jié)能系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當前壓縮空氣使用較多的廠區(qū)考慮到實際情況，一般采用輸送壓力較高的壓縮氣 體的高壓管道和輸送壓力較低的壓縮氣體的低壓管道。
[0003] 壓縮氣體通過高壓管道和低壓管道供應到各個車間，一般來說，廠區(qū)使用高壓壓 縮空氣和低壓壓縮空氣的量是波動的，但是為了正常生產(chǎn)，往往有一定的余量，而空壓機卸 載能耗是加載能耗的30-60%，且空壓機不產(chǎn)氣，這會增加一定的能耗浪費；由于整個壓縮 空氣輸送分配系統(tǒng)分為高壓輸送和低壓輸送兩個系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都增加了假性需求，導致 空壓機加卸載頻繁，增加運行空壓機能耗，且影響壓縮空氣系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種自動控制節(jié)能系統(tǒng)，減少壓縮空氣的假性需求，降低空 壓機的運行能耗。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供一種自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制方法。
[0006] 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于自動控制節(jié)能系統(tǒng)，包括連接高壓空 壓機組的高壓管道、連接低壓空壓機組的低壓管道、用以連通高壓管道和低壓管道的連接 管道、安裝于連接管道上的調(diào)節(jié)閥、與連接管道連通的流量計、設(shè)置于高壓管道上的第一壓 力變送器、設(shè)置于低壓管道上的第二壓力變送器和優(yōu)化控制模塊；高壓空壓機組、低壓空壓 機組、第一壓力變送器、第二壓力變送器、調(diào)節(jié)閥和流量計均與優(yōu)化控制模塊連接； 優(yōu)化控制模塊包括數(shù)據(jù)優(yōu)化單元和控制單元；數(shù)據(jù)優(yōu)化單元包括智能儀表和上位主 機，智能儀表內(nèi)設(shè)置參數(shù)優(yōu)化控制電路，參數(shù)優(yōu)化電路對接收到的信息進行智能分析優(yōu)化 并上傳至上位主機；第一壓力變送器和第二壓力變送器均與智能儀表連接，傳信于智能儀 表； 控制單元包括PLC可編程控制器和變頻器；PLC可編程控制器的輸入端分別與智能儀 表及上位主機的輸出端連接，PLC可編程控制器的輸出端連接變頻器的輸入端，變頻器的輸 出端分別與高壓空壓機組和低壓空壓機組連接； 智能儀表上還設(shè)有顯示屏，用以對第一壓力變送器和第二壓力變送器所檢測的壓力參 數(shù)進行實時顯示。
[0007] 優(yōu)選地，在連接管道連通低壓管道和高壓管道的端部還安裝有球閥。
[0008] 上述自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制方法，包括： 高壓管道和低壓管道分別輸送來自高壓空壓機組和低壓空壓機組中的壓縮氣體； 優(yōu)化控制模塊根據(jù)第一壓力變送器檢測的高壓管道中的壓力參數(shù)控制調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)連 接管道的開度，使壓縮氣體由高壓管道流向低壓管道； 優(yōu)化控制模塊根據(jù)第一壓力變送器和第二壓力變送器檢測的壓力參數(shù)分別與預先設(shè) 定的參數(shù)進行比較控制高壓空壓機和低壓空壓氣的加卸載或啟停； 優(yōu)化控制模塊根據(jù)流量計檢測的連接管道中壓縮空氣的流量控制高壓空壓機的啟停。
[0009] 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)第一壓力變送器檢測的高壓管道中的壓力參數(shù)與預先設(shè)定的 第一參數(shù)比較，當?shù)谝粔毫ψ兯推鳈z測的壓力參數(shù)超過數(shù)據(jù)優(yōu)化單元設(shè)定的第一參數(shù)時， 將比較結(jié)果傳輸至控制單元，控制單元控制調(diào)節(jié)閥的開度，使壓縮氣體由高壓管道流向低 壓管道； 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)第一壓力變送器和第二壓力變送器檢測的壓力參數(shù)分別與預先設(shè) 定的第一參數(shù)和第二參數(shù)進行比較，并將比較結(jié)果傳送至控制單元；控制單元根據(jù)比較結(jié) 果控制高壓空壓機和低壓空壓機的加卸載或啟停。
[0010] 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)流量計檢測的流量值與預先設(shè)定的第三參數(shù)進行比較，當流量 計檢測到連通管道中壓縮空氣流量超過預先設(shè)定的第三參數(shù)時，將比較結(jié)果傳輸至控制單 元，控制單元控制高壓空氣壓停機；否則，由控制單元控制低壓空壓氣運行。
[0011] 當?shù)谝粔毫ψ兯推鳈z測的高壓管道中的壓力值小于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第 一參數(shù)時，控制單元控制高壓空壓氣開機； 當?shù)诙毫ψ兯推鳈z測的低壓管道中的壓力值高于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第二參 數(shù)時，控制單元控制低壓空壓機卸載，卸載一定時間后，控制單元控制低壓空壓機關(guān)機； 當?shù)诙毫ψ兯推鳈z測的低壓管道中的壓力值低于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第二參 數(shù)時，控制單元控制低壓空壓機加載。
[0012] 本申請的自動控制節(jié)能系統(tǒng)及控制方法具有以下有益效果：通過本系統(tǒng)可以及 時掌握空壓機的運行狀態(tài)，保證高壓管道和低壓管道中壓縮空氣壓力的最優(yōu)壓力狀態(tài)，穩(wěn) 定壓縮空氣的壓力，準確檢測到壓縮空氣的需求，合理安排空壓機的運行，降低能耗10%左 右。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申 請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中： 圖1是本發(fā)明的一個實施例的自動控制節(jié)能系統(tǒng)的原理圖。
[0014] 其中，1、第一壓力變送器；2、優(yōu)化控制模塊；3、第二壓力變送器；4、低壓管道；5、 球閥；6、流量計；7、調(diào)節(jié)閥；8、連接管道；9、高壓管道；10、高壓空壓機組；11、低壓空壓機 組。

【具體實施方式】
[0015] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實施例及 相應的附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0016] 參考圖1，圖1所示為本實施例的自動控制節(jié)能系統(tǒng)的連接關(guān)系圖；該系統(tǒng)包括低 壓管道4、高壓管道9、高壓空壓機組10、低壓空壓機組11、連接管道8、第一壓力變送器1、 第二壓力變送器3、優(yōu)化控制模塊2、調(diào)節(jié)閥7、流量計6和球閥5。
[0017] 高壓管道9連接高壓空壓機組10，低壓管道4連接低壓空壓機組11，在高壓管道9 上安裝有第一壓力變送器1，第一壓力變送器1與優(yōu)化控制模塊2連接，優(yōu)化控制模塊2連 接高壓空壓機組10和低壓空壓機組11。
[0018] 在高壓管道9和低壓管道4之間安裝有起連通作用的連接管道8,在連接管道8上 安裝有調(diào)節(jié)閥7,調(diào)節(jié)閥7與優(yōu)化控制模塊2連接，用以調(diào)節(jié)連接管道8的開度。
[0019] 流量計6與連接管道8連通并與優(yōu)化控制模塊2連接，用以檢測連接管道8中壓 縮空氣的流量。
[0020] 在低壓管道4上安裝有第二壓力變送器3,第二壓力變送器3與優(yōu)化控制模塊2連 接，用以檢測低壓管道中的壓力。
[0021] 在連接管道8連通低壓管道4、高壓管道9的端部安裝有球閥5。
[0022] 優(yōu)化控制模塊2包括數(shù)據(jù)優(yōu)化單元和控制單元；數(shù)據(jù)優(yōu)化單元包括智能儀表和上 位主機，智能儀表內(nèi)設(shè)置參數(shù)優(yōu)化控制電路，參數(shù)優(yōu)化電路對接收到的信息進行智能分析 優(yōu)化并上傳至上位主機；第一壓力變送器和第二壓力變送器均與智能儀表連接，傳信于智 能儀表； 控制單元包括PLC可編程控制器和變頻器；PLC可編程控制器的輸入端分別與智能儀 表及上位主機的輸出端連接，PLC可編程控制器的輸出端連接變頻器的輸入端，變頻器的輸 出端分別與高壓空壓機組和低壓空壓機組連接； 智能儀表上還設(shè)有顯示屏，用以對第一壓力變送器和第二壓力變送器所檢測的壓力參 數(shù)進行實時顯示。
[0023] 自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制方法為：高壓管道9和低壓管道4分別輸送來自高壓空 壓機組10和低壓空壓機組11中的壓縮氣體； 優(yōu)化控制模塊2根據(jù)第一壓力變送器1檢測的高壓管道9中的壓力參數(shù)控制調(diào)節(jié)閥7 調(diào)節(jié)連接管道8的開度，使壓縮氣體由高壓管道9流向低壓管道4 ; 優(yōu)化控制模塊2根據(jù)第一壓力變送器1和第二壓力變送器3檢測的壓力參數(shù)分別與預 先設(shè)定的參數(shù)進行比較控制高壓空壓機和低壓空壓氣的加卸載或啟停； 優(yōu)化控制模塊2根據(jù)流量計6檢測的連接管道8中壓縮空氣的流量控制高壓空壓機的 啟停。
[0024] 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)第一壓力變送器1檢測的高壓管道9中的壓力參數(shù)與預先設(shè)定 的第一參數(shù)比較，當?shù)谝粔毫ψ兯推?檢測的壓力參數(shù)超過數(shù)據(jù)優(yōu)化單元設(shè)定的第一參數(shù) 時，將比較結(jié)果傳輸至控制單元，控制單元控制調(diào)節(jié)閥7的開度，使壓縮氣體由高壓管道9 流向低壓管道4; 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)第一壓力變送器1和第二壓力變送器3檢測的壓力參數(shù)分別與預先 設(shè)定的第一參數(shù)和第二參數(shù)進行比較，并將比較結(jié)果傳送至控制單元；控制單元根據(jù)比較 結(jié)果控制高壓空壓機和低壓空壓機的加卸載或啟停。
[0025] 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)流量計6檢測的流量值與預先設(shè)定的第三參數(shù)進行比較，當流 量計6檢測到連通管道8中壓縮空氣流量超過預先設(shè)定的第三參數(shù)時，將比較結(jié)果傳輸至 控制單元，控制單元控制高壓空氣壓停機；否則，由控制單元控制低壓空壓氣運行。
[0026] 當?shù)谝粔毫ψ兯推?檢測的高壓管道中的壓力值小于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的 第一參數(shù)時，控制單元控制高壓空壓氣開機； 當?shù)诙毫ψ兯推?檢測的低壓管道中的壓力值高于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第二 參數(shù)時，控制單元控制低壓空壓機卸載，卸載一定時間后，控制單元控制低壓空壓機關(guān)機； 當?shù)诙毫ψ兯推?檢測的低壓管道中的壓力值低于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第二 參數(shù)時，控制單元控制低壓空壓機加載。
[0027] 雖然結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了詳細地描述，但并非是對本 專利保護范圍的限定。在權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動 即可做出的各種修改或調(diào)整仍受本專利的保護。
【權(quán)利要求】
1. 一種自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征是：包括連接高壓空壓機組的高壓管道、連接低壓 空壓機組的低壓管道、用以連通高壓管道和低壓管道的連接管道、安裝于連接管道上的調(diào) 節(jié)閥、與連接管道連通的流量計、設(shè)置于高壓管道上的第一壓力變送器、設(shè)置于低壓管道上 的第二壓力變送器和優(yōu)化控制模塊；所述高壓空壓機組、低壓空壓機組、第一壓力變送器、 第二壓力變送器、調(diào)節(jié)閥和流量計均與優(yōu)化控制模塊連接； 所述優(yōu)化控制模塊包括數(shù)據(jù)優(yōu)化單元和控制單元；所述數(shù)據(jù)優(yōu)化單元包括智能儀表和 上位主機，所述智能儀表內(nèi)設(shè)置參數(shù)優(yōu)化控制電路，所述參數(shù)優(yōu)化電路對接收到的信息進 行智能分析優(yōu)化并上傳至上位主機；所述第一壓力變送器和第二壓力變送器均與智能儀表 連接，傳信于智能儀表； 所述控制單元包括PLC可編程控制器和變頻器；所述PLC可編程控制器的輸入端分別 與智能儀表及上位主機的輸出端連接，所述PLC可編程控制器的輸出端連接變頻器的輸入 端，所述變頻器的輸出端分別與高壓空壓機組和低壓空壓機組連接； 所述智能儀表上還設(shè)有顯示屏，用以對第一壓力變送器和第二壓力變送器所檢測的壓 力參數(shù)進行實時顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征是：在連接管道連通低壓管道和 高壓管道的端部還安裝有球閥。
3. 權(quán)利要求1或2所述的自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制方法，其特征是，包括： 高壓管道和低壓管道分別輸送來自高壓空壓機組和低壓空壓機組中的壓縮氣體； 優(yōu)化控制模塊根據(jù)第一壓力變送器檢測的高壓管道中的壓力參數(shù)控制調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)連 接管道的開度，使壓縮氣體由高壓管道流向低壓管道； 優(yōu)化控制模塊根據(jù)第一壓力變送器和第二壓力變送器檢測的壓力參數(shù)分別與預先設(shè) 定的參數(shù)進行比較控制高壓空壓機和低壓空壓氣的加卸載或啟停； 優(yōu)化控制模塊根據(jù)流量計檢測的連接管道中壓縮空氣的流量控制高壓空壓機的啟停。
4. 權(quán)利要求3所述的自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制方法，其特征是： 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)第一壓力變送器檢測的高壓管道中的壓力參數(shù)與預先設(shè)定的第一 參數(shù)比較，當?shù)谝粔毫ψ兯推鳈z測的壓力參數(shù)超過數(shù)據(jù)優(yōu)化單元設(shè)定的第一參數(shù)時，將比 較結(jié)果傳輸至控制單元，控制單元控制調(diào)節(jié)閥的開度，使壓縮氣體由高壓管道流向低壓管 道； 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)第一壓力變送器和第二壓力變送器檢測的壓力參數(shù)分別與預先設(shè) 定的第一參數(shù)和第二參數(shù)進行比較，并將比較結(jié)果傳送至控制單元；控制單元根據(jù)比較結(jié) 果控制高壓空壓機和低壓空壓機的加卸載或啟停。
5. 權(quán)利要求3所述的自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制方法，其特征是： 數(shù)據(jù)優(yōu)化單元根據(jù)流量計檢測的流量值與預先設(shè)定的第三參數(shù)進行比較，當流量計檢 測到連通管道中壓縮空氣流量超過預先設(shè)定的第三參數(shù)時，將比較結(jié)果傳輸至控制單元， 控制單元控制高壓空氣壓停機；否則，由控制單元控制低壓空壓氣運行。
6. 權(quán)利要求3或4所述的自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制方法，其特征是： 當?shù)谝粔毫ψ兯推鳈z測的高壓管道中的壓力值小于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第一參 數(shù)時，控制單元控制高壓空壓氣開機； 當?shù)诙毫ψ兯推鳈z測的低壓管道中的壓力值高于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第二參 數(shù)時，控制單元控制低壓空壓機卸載，卸載一定時間后，控制單元控制低壓空壓機關(guān)機； 當?shù)诙毫ψ兯推鳈z測的低壓管道中的壓力值低于優(yōu)化控制單元預先設(shè)定的第二參 數(shù)時，控制單元控制低壓空壓機加載。
【文檔編號】F17D3/01GK104121480SQ201410311463
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】劉霖, 張楊鵬, 古家順 申請人:寧波摩米創(chuàng)新工場電子科技有限公司