1. Joymar

1.1. 边缘式全智能压缩机组动态配载

边缘式全智能压缩机组动态配载系统,简称Joymar。空压机组由多台空压机组合而成,目的是提高产气量。空压机的工作状态有两种,加载状态的空压机压缩空气,卸载状态的空压机空转,产生压缩气体。

空压机组的实施动态调配,是在保证提供足够的供气量的情况下,对空压机组下的各台设备进行动态组合,来减少空压机组的耗电量,延长空压机的设备寿命。

本方案面向空压机气站、工厂等场景下多台空压机联控,适用于对变频、定频、有储气罐、无储气罐等各类别空气压缩设备,满足多种形式参数采集方式,建立科学合理的数学模型,并根据实际生产需求和节能需求,智能调控系统配载,实现最优。

1.2. Joymar组成部分介绍

为了实现对空压机组的动态配载,系统需要考虑空压机的以下三个模块:

  1. 空压机的用气模块
  2. 空压机的产气模块
  3. 空压机的安全模块

在综合考虑以上三个模块后,可以给出一个合适的各空压机的配载建议。 用气模块主要考虑的是空压机的用气量,只有恰当的衡量了用气量,才能最大的保障生产需求,保证产能。另一方面是产气模块,产气模块主要衡量空压机的产气量,要调节合适的条件下产生足够量的气,来满足需求。最后一方面是安全模块,安全模块首先保证设备的稳定运行,同时保证各个空压机的运行时间的平均,平衡各个空压机的运行状态,降低空压机维修频率。根据各个模块进行讨论。即可得到一个压缩机的配载算法。

1.2.1. 用气模块

用气模块主要衡量用气端的使用情况,包括用气量、用气压力等等,根据现场的用气情况,合理分配产气端的空压机产气情况。

1.2.2. 产气模块

对于产气部分来说,有两种不同类型压缩机,一种是定频压缩机,另一种是变频压缩机。他们的参数不相同,故配载方式不同,产气模块是计算衡量出各个空压机的产气量,并计算出每个空压机如何控制,可以达到用气标准。

1.2.3. 安全模块

安全模块主要考虑的是压缩机组的稳定运行,考虑以下参数:排气温度、供气压力、前轴承温度、卸载压力、瞬时流量、功率等等。由此估量一个设备的稳定值,并映射到0~100,在稳定值在风险界限以上时配载系统不进行调控,并发出警报。 在配载算法产生多个建议的时候,优先选择与当前时刻压缩机状态相近,保证稳定的配载方案。

1.3. 运行策略

配载系统的运行策略要首先兼顾空压机的稳定运行条件,即机组的日常启动动作,再保证资源的最优配置,并在一定条件下满足算法用户对压缩机组动态配载算法的运行需求,故设计了配载运行策略如下:

  1. 在联控状态下,按任意一台空压机组启动按钮,经2s(某一设定值)后,此机组开始运转,20s启动下一台机组,直至全部机组运转,首先运转一台为主机,后运载为副机和备机。如管网压力已到预定低限值,则未启动的机组不要启动。
  2. 压力达到管网高限值后,联控柜发出卸载指令,延时5min后启动停止备用机,如果仍处于卸载状态时,延时10s后启动停止副机,如果卸载信号继续存在,则继续延时20min后自动停止最后一台主机。
  3. 可输入、改动包括压缩空气母管上下限的设定数据、主机转换时间、空压机停机后再开机间隔时间,主机、副机及备机的启动延时,管网压力低于低限设定值,发出加载信号,副机延时20s后自动启动运转。如果管网压力还是低于设定值时,备机经延时20s后自动启动运转。
  4. 任意一台机组故障后,会自动将其清出联控状态,其余机组仍会按预先设定的程序要求自动启动和停止,以满足管网压力的需求,并发出故障声响及灯光信号。
  5. 自动对各机组的运行时间进行及时,并自动进行主机切换,以达到均衡各机组的运行时间。
  6. 可根据系统的需求,可以任意将各台空压机切出联控状态。
  7. 具有像中央控制室传送信号的功能,如运转信号、空车过久信号、重故障信号、轻故障信号、讯响报警信号,接受中央控制室发出的许可启动的信号、主机状态信号、空压机电源状态信号,并将全部操作等显示在操作盘面上。

1.4. Joymar界面展示介绍

Joymar 在界面上提供了气电比、气站总功率等现场的参数监控,并展示了各个空压机的工作状态。具体如表所示。

Joymar界面
Image - Joymar界面
参数 单位 代号说明
气电比 气站总气电比
总功率 kW 气站总功率
瞬时流量 m3/h 用气端瞬时流量
压力 Mpa 用气末端压力
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