CN113659701A - 一种智能空压站电能供应***及其供应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能空压站电能供应***及其供应方法，涉及空压站供电技术领域，解决了空压站外接电故障导致紧急停运的技术问题；***包括外接电监测模块、发电器、用电模块、储能器、处理器、报警显示模块以及存储模块；外接电监测模块，用于收集外接电的特征数据并生成状态标签；发电器，用于提供交流电；用电模块，包括空压站内所有用电设备；储能器，用于提供直流电；处理器，用于根据状态标签和基础数据生成备用指令；报警显示模块，用于声光报警并显示报警信息；存储模块，用于存储备用指令和基础数据。本发明设计合理，便于智能空压站电能供应。

Description

一种智能空压站电能供应***及其供应方法
技术领域
本发明属于空压站供电技术领域，具体是一种智能空压站电能供应***及其供应方法。
背景技术
空压站由空气压缩机、储气罐、空气处理净化设备及冷干机组成。空压站内的设备多，用电等级也不相同。现有技术中，当空压站的外接电发生故障时，站内设备紧急停止运行，然而空压站内并没有设计专门的应急处理设备。因此，需要一种智能空压站电能供应***及其供应方法解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种智能空压站电能供应***及其供应方法，用于解决空压站外接电故障导致紧急停运的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明的第一方面提供，一种智能空压站电能供应***，包括外接电监测模块、发电器、用电模块、储能器、处理器、报警显示模块以及存储模块；
所述外接电监测模块，用于收集外接电的特征数据并生成状态标签；
所述发电器，用于提供交流电；
所述用电模块，包括空压站内所有用电设备；
所述储能器，用于提供直流电；
所述处理器，用于根据状态标签和基础数据生成备用指令；
所述报警显示模块，用于声光报警并显示报警信息；
所述存储模块，用于存储备用指令和基础数据。
进一步地，所述状态标签包括：
无故障标签，220V线路正常，380V线路正常；
故障标签一，220V线路正常，380V线路故障；
故障标签二，220V线路故障，380V线路正常；
故障标签三，220V线路故障，380V线路故障。
进一步地，所述基础数据包括发电器出口电流信号、发电器出口电压信号以及油量信号。
进一步地，所述发电器包括柴油发电机、第一控制器、第一调压模块以及油箱；
所述柴油发电机，用于发电；所述第一控制器，与处理器电连接，用于控制柴油发电机；所述第一调压模块，用于调节柴油发电机出口电压；所述油箱，用于存储柴油，所述油箱中设置有油量传感器，用于收集剩余油量信号；所述油量信号通过第一控制器发送处理器；所述柴油发电机出口处设置有主路模块和支路模块，所述主路模块用于控制380V供电线路通断，所述支路模块用于控制220V供电线路通断。
进一步地，所述储能器包括充电模块、储能模块、第二控制器以及第二调压模块；
所述充电模块，用于连接外接电和储能模块，方便对储能模块进行充电；
所述储能模块，用于储存电能，提供设备控制用电和发电器启动用电，储能模块包括电量传感器，用于测量储能模块中的剩余电量信号；
所述第二控制器，用于控制储能模块对外界进行供电，当储能模块电量充满时，控制充电模块停止充电，当储能模块电量小于设定值下限时，控制充电模块对储能模块充电；
所述第二调压模块，用于储能模块放电时，对出口电压进行调节。
进一步地，所述处理器生成备用指令，具体过程包括：
当状态标签为无故障标签时，处理器不生成备用指令；
当状态标签为故障标签一时，处理器生成备用指令一；
当状态标签为故障标签二时，处理器生成备用指令二；
当状态标签为故障标签三时，处理器生成备用指令三。
进一步地，所述备用指令一包括发电器备用状态转换指令、发电器发电指令、发电器支路模块断开指令、发电器主路模块连通指令以及剩余油量使用时间。
进一步地，所述备用指令二包括发电器备用状态转换指令，发电器发电指令，发电器连通指令、发电器支路模块连通指令、发电器主路模块断开指令以及剩余油量使用时间。
进一步地，所述备用指令三包括发电器备用状态转换指令，发电器发电指令，发电器连通指令、发电器支路模块连通指令、发电器主路模块连通指令以及剩余油量使用时间。
本发明的第二方面提供，一种智能空压站电能供应方法，具体步骤包括：
步骤一：外接电检测模块对外接电进行监测，并生成状态标签；
步骤二：处理器根据状态标签生成备用指令和报警信息；
步骤三：第一控制器和第二控制器接收并执行备用指令，报警显示模块显示报警信息；
步骤四：报警显示模块通知专业人员处理故障。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将外接电故障分为三种类型分别用故障标签一、故障标签二以及故障标签三表示；然后分别对应不同的故障标签生成备用指令，通过第一控制器和第二控制器分别控制发电器和储能器执行指令操作。避免了因外接电故障导致空压站设备突然停机，影响空压站正常工作，给检修人员争取了检修的时间，减少了因外接电故障导致的损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
这里使用的术语用于描述实施例，并不意图限制和/或限制本公开；应该注意的是，除非上下文另有明确指示，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”也包括复数形式；而且，尽管属于“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元件，但是元件不受这些术语的限制，这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。
如图1所示，本发明的第一方面提供，一种智能空压站电能供应***，包括外接电监测模块、发电器、用电模块、储能器、处理器、报警显示模块以及存储模块；
所述外接电监测模块，用于收集外接电的特征数据并生成状态标签；
所述发电器，用于提供交流电；
所述用电模块，包括空压站内所有用电设备；
所述储能器，用于提供直流电；
所述处理器，用于根据状态标签和基础数据生成备用指令；
所述报警显示模块，用于声光报警并显示报警信息；
所述存储模块，用于存储备用指令和基础数据。
进一步地，所述外接电的特征数据包括电流数据和电压数据；空压站内的用电等级包括220V居民用电和380V工业用电，不同电压等级的线路是分开的，220V线路供应空压站内照明用电、排风用电以及设备控制用电，380V线路供应空压站空压机、冷干机等大型设备用电；故而需要分等级收集外接电的电流数据和电压数据。因为线路的不同，当发生故障时可能出现220V线路正常，380V线路故障；220V线路故障，380V线路正常；220V线路故障，380V线路故障这三种可能的情况。
针对这三种情况需要制定相应的解决方案，故将220V线路正常，380V线路故障设置为故障标签一；将220V线路故障，380V线路正常设置为标签二；将220V线路故障，380V线路故障设置为故障标签三。
外接电监测模块检测到220V线路和380V线路均正常时，生成无故障标签。需要说明的是，外接电模块监测外接电线路故障为本领域技术人员公知的常见技术，在此不做赘述。
进一步地，所述基础数据包括发电器出口电流信号、发电器出口电压信号、柴油发电机油箱的油量信号以及储能器剩余电量。
进一步地，所述发电器包括柴油发电机、第一控制器、第一调压模块以及油箱。
所述柴油发电机，用于将化学能转化为电能；所述第一控制器，与处理器电连接，用于启动柴油发电机；所述第一调压模块，用于调节柴油发电机出口电压；所述油箱，用于存储柴油，所述油箱中设置有油量传感器，用于收集剩余油量信号；所述油量信号通过第一控制器发送至处理器。
在本实施例中，所述柴油发电出口电压为三相380V等级供电，另外需要说明的是，在三相380V等级供电出口处设置有主路模块和支路模块，所述支路模块用于引出至少一相支路，并与零线构成220V等级供电；
需要说明的是，在第一调压模块的出口处设置有电流传感器和电压传感器，用于测量发电器出口电流信号和发电器出口电压信号；发电器出口电流信号和发电器出口电压信号均通过控制器传送至处理器。
进一步地，所述用电设备包括空压机、冷干机、照明用具、排风用具以及各设备监测装置和控制装置。其中设备的监测装置和控制装置用电为直流电。其中照明用具包括为正常照明用电和紧急照明用电，所述正常照明用电的电源为交流220V，所述紧急照明用电的电源为直流电。
进一步地，所述储能器包括充电模块、储能模块、第二控制器以及第二调压模块；
所述充电模块，用于连接外接电和储能模块，方便对储能模块进行充电；
所述储能模块，用于储存电能，提供设备控制用电和发电器启动用电，储能模块包括电量传感器，用于测量储能模块中的剩余电量信号；
所述第二控制器，用于控制储能模块对外界进行供电，当储能模块电量充满时，控制充电模块停止充电，当储能模块电量小于设定值下限时，控制充电模块对储能模块充电；
所述第二调压模块，用于储能模块放电时，对其出口电压进行调节，保持稳定的电源输出。
需要说明的是，在第二调压模块的出口处设置有电流传感器和电压传感器，用于测量储能器出口电流信号和储能器出口电压信号；剩余电量信号、储能器出口电流信号以及储能器出口电压信号均通过控制器传送至处理器。
进一步地，所述处理器生成备用指令，具体过程包括：
当状态标签为无故障标签时，外接电正常对空压站内设备进行供电；
当状态标签为故障标签一时，处理器生成备用指令一，并发送至第一控制器，所述备用指令一包括使发电器由冷备用状态进入热备用状态，然后发电器由热备用状态进入发电状态，此时由220V线路提供发电器启动电源，另外发电器支路模块处于断开状态；处理器根据发电机出口电流信号和电压信号计算出输出功率，并进一步根据油量信号获取剩余油量使用时间；
当状态标签为故障标签二时，处理器生成备用指令二，并发送至第一控制器和第二控制器，所述备用指令二包括发电器由冷备用状态进入热备用状态，然后发电器由热备用状态进入发电状态，此时由储能器提供发电器启动电源，空压站内各设备的控制用电以及紧急照明电源，另外发电器支路模块处于连通状态；发电器正常供电后储能器断开，此时发电机出口的主路模块断开，处理器根据发电机出口电流信号和电压信号计算出输出功率，并进一步根据油量信号获取剩余油量使用时间。
当状态标签为故障标签三时，处理器生成备用指令三，并发送至第一控制器和第二控制器，所述备用指令三包括发电器由冷备用状态进入热备用状态发送至第一控制器和第二控制器，然后发电器由热备用状态进入发电状态，此时由储能器提供发电器启动电源，空压站内各设备的控制用电以及紧急照明电源，另外发电器支路模块处于连通状态；发电器正常供电后储能器断开停止供电，此时发电机出口的主路模块连通，处理器根据发电机出口电流信号和电压信号计算出输出功率，并进一步根据油量信号获取剩余油量使用时间；
当状态标签为故障标签一、故障标签二及故障标签三，然后分别执行备用指令一、备用指令二及备用指令三后，生成报警信息，所述报警信息包括状态标签和剩余油量使用时间，并发送至报警显示模块，等待专业检修人员进行处理。
进一步地，所述报警显示模块与空压站检修维护人员的智能设备通信连接。
本发明的第二方面提供，一种智能空压站电能供应方法
步骤一：外接电检测模块对外接电进行监测，并生成状态标签；
步骤二：处理器根据状态标签生成备用指令和报警信息；
步骤三：第一控制器和第二控制器接收并执行备用指令，报警显示模块显示报警信息；
步骤四：报警显示模块通知专业人员处理故障。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能空压站电能供应***，其特征在于，包括外接电监测模块、发电器、用电模块、储能器、处理器、报警显示模块以及存储模块；
所述外接电监测模块，用于收集外接电的特征数据并生成状态标签；
所述发电器，用于提供交流电；
所述用电模块，包括空压站内所有用电设备；
所述储能器，用于提供直流电；
所述处理器，用于根据状态标签和基础数据生成备用指令；
所述报警显示模块，用于声光报警并显示报警信息；
所述存储模块，用于存储备用指令和基础数据。
2.根据权利要求1所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述状态标签包括：
无故障标签，220V线路正常，380V线路正常；
故障标签一，220V线路正常，380V线路故障；
故障标签二，220V线路故障，380V线路正常；
故障标签三，220V线路故障，380V线路故障。
3.根据权利要求1所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述基础数据包括发电器出口电流信号、发电器出口电压信号以及油量信号。
4.根据权利要求1所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述发电器包括柴油发电机、第一控制器、第一调压模块以及油箱；
所述柴油发电机，用于发电；所述第一控制器，与处理器电连接，用于控制柴油发电机；所述第一调压模块，用于调节柴油发电机出口电压；所述油箱，用于存储柴油，所述油箱中设置有油量传感器，用于收集剩余油量信号；所述油量信号通过第一控制器发送至处理器；所述柴油发电机出口处设置有主路模块和支路模块，所述主路模块用于控制380V供电线路通断，所述支路模块用于控制220V供电线路通断。
5.根据权利要求1所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述储能器包括充电模块、储能模块、第二控制器以及第二调压模块；
所述充电模块，用于连接外接电和储能模块，方便对储能模块进行充电；
所述储能模块，用于储存电能，提供设备控制用电和发电器启动用电，储能模块包括电量传感器，用于测量储能模块中的剩余电量信号；
所述第二控制器，用于控制储能模块对外界进行供电，当储能模块电量充满时，控制充电模块停止充电，当储能模块电量小于设定值下限时，控制充电模块对储能模块充电；
所述第二调压模块，用于储能模块放电时，对出口电压进行调节。
6.根据权利要求2所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述处理器生成备用指令，具体过程包括：
当状态标签为无故障标签时，处理器不生成备用指令；
当状态标签为故障标签一时，处理器生成备用指令一；
当状态标签为故障标签二时，处理器生成备用指令二；
当状态标签为故障标签三时，处理器生成备用指令三。
7.根据权利要求6所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述备用指令一包括发电器备用状态转换指令、发电器发电指令、发电器支路模块断开指令、发电器主路模块连通指令以及剩余油量使用时间。
8.根据权利要求6所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述备用指令二包括发电器备用状态转换指令，发电器发电指令，发电器连通指令、发电器支路模块连通指令、发电器主路模块断开指令以及剩余油量使用时间。
9.根据权利要求6所述的一种智能空压站电能供应***，其特征在于，所述备用指令三包括发电器备用状态转换指令，发电器发电指令，发电器连通指令、发电器支路模块连通指令、发电器主路模块连通指令以及剩余油量使用时间。
10.一种智能空压站电能供应方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤一：外接电检测模块对外接电进行监测，并生成状态标签；
步骤二：处理器根据状态标签生成备用指令和报警信息；
步骤三：第一控制器和第二控制器接收并执行备用指令，报警显示模块显示报警信息；
步骤四：报警显示模块通知专业人员处理故障。
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