CN116292221B - 一种包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法 - Google Patents

一种包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法，该***包括打压设备，传感器，通用控制功能模块，人机交互装置。打压设备包括n台空压机，分别编号为1#，2#……n#，打压设备连接通用控制功能模块，通用控制功能模块控制打压设备启/停；所述通用控制功能模块用于对打压设备中n台空压机进行自动控制，通用控制功能模块连接人机交互装置。本发明可灵活扩展，当控制***技术改造时，可灵活改变主空压机组、各级备空压机组和全空压机站空压机台数，不需要大规模改动或重新设计编写控制程序的压缩气***，只需要通过人机交互装置修改控制参数即可；大大节省人力物力财力。

Description

一种包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法
技术领域
本发明涉及压缩气控制***技术领域，具体涉及一种包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法。
背景技术
工业控制当中，有许多应用场合需要压缩气***，例如水轮发电机组大轴补气、母线微正压***、调速器压气罐补气、风闸机械制动***等场合需要中低压气***。这些***都是典型的压缩气***。压缩气***通常设计有多台空压机作为气体打压设备，当压缩气***空压机站技术改造时，改变主空压机组、各级备空压机组以及全空压机站空压机台数，必须重新编写或大规模改动控制程序，技术改造程序修改需要消耗大量的人力物力财力。而目前尚未公开一种可移植的、通用的、模块化、可灵活扩展、改变主空压机组、各级备空压机组和全空压机站空压机台数以及启动控制参数，但不须大规模改动或重新设计编写控制程序的压缩气控制***及其控制方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种停机压力统一，包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法，其控制方法是一种可移植的、通用的、模块化的空压机控制方法。本发明可灵活扩展，当控制***技术改造时，可灵活改变主空压机组、各级备空压机组和全空压机站空压机台数，不需要大规模改动或重新设计编写控制程序的压缩气***，只需要通过人机交互装置修改控制参数即可；大大节省人力物力财力。
本发明采取的技术方案为：
一种包含多台空压机的压缩气控制***，包括打压设备，传感器，通用控制功能模块，人机交互装置。
所述打压设备用于将无压容器中无压气体打压至压力容器；
所述打压设备包括n台空压机，分别编号为1#，2#……n#，打压设备连接通用控制功能模块，通用控制功能模块控制打压设备启/停；n台空压机按启空压机优先级从高到低分为m+1组，分别为0级主空压机组、1级备空压机组、…… m级备空压机组，m为自然数。
所述传感器为多个，分别安装在压力容器，无压容器、打压设备上，用于采集压力容器压力，以及打压设备的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间，多个传感器均连接通用控制功能模块；
所述通用控制功能模块用于对打压设备中n台空压机进行自动控制，通用控制功能模块连接人机交互装置。
所述压力容器通过第一管路连接打压设备，打压设备通过第二管路连接无压容器。
多个传感器通过电气回路连接通用控制功能模块，多个传感器用于采集压力容器压力、管路***压力、打压设备的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间，并通过电气回路传输给通用控制功能模块。
所述通用控制功能模块通过通讯回路连接人机交互装置，接受人机交互装置设置的压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数、轮换参数，并根据通过电气回路接收到的传感器采集的压缩气***状态信号：压力容器压力P’、管路***压力P，和所有空压机多种工况因素状态信号：打压设备的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间，采用一种包括多台空压机的压缩气控制方法进行逻辑处理后，通过电气回路，对打压设备中n台空压机进行自动控制，同时将压缩气***状态参数信息通过通讯回路传输给人机交互装置。
启停参数包括：0级主空压机组启动压力P0、1级备空压机组启动压力P1、1级备空压机组停止压力P1’…… m级备空压机组启动压力Pm等（m为自然数）, 0级主空压机组停止压力P0’、1级备空压机组停止压力P1’、1级备空压机组停止压力P1’…… m级备空压机组停止压力Pm’等（m为自然数）。其中，P0’>P0>P1>P2>……>Pm。由于停机压力统一，P0’=P1’==……=Pm’。
空压机站参数包括：压缩气***空压机总数N，主空压机组的空压机台数N0、1级备空压机组的空压机台数N1…… m级备空压机组的空压机台数Nm。
轮换参数包括：空压机的故障状态权重值a；空压机的手自动状态权重值b；空压机的运行次数的权重值c；空压机的运行时间的权重值d；空压机的运行状态权重值e等。
人机交互装置，与通用控制功能模块进行通讯。将用户通过人机交互装置设置的压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数、轮换参数传送给通用控制功能模块，同时人机交互装置采集通用控制功能模块发送的压缩气***状态参数信息，进行图形化展示。
所述压缩气***状态参数信息包括轮换序列、压力容器压力、管路***压力、打压设备的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间。
电气回路，连接传感器和通用控制功能模块，打压设备和通用控制功能模块，实现状态信号、控制信号的传输。
通讯回路，连接通用控制功能模块和人机交互装置，实现压缩气***控制参数、状态信息的传输。
所述通用控制功能模块的功能包括启空压机数量计算模块、轮换排序模块、启停空压机控制模块；
启空压机数量计算模块，根据压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数，以及压缩气***状态信号：压力容器压力P’、管路***压力P等，采用启空压机数量计算方法，输出启空压机数量x给启停空压机控制模块。
轮换排序模块，根据压缩气***控制参数：轮换参数，以及压缩气***所有空压机多种工况因素状态信号：打压设备的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间等，采用优先级轮换排序方法，输出轮换序列给启停空压机控制模块。轮换序列是一种空压机号序列数组，按照空压机号对应的空压机优先级由高到低的顺序依次排列。
启停空压机控制模块，接收启空压机数量计算模块输出的启空压机数量x，轮换排序模块输出的轮换序列等信息，并根据压缩气***所有空压机多种工况因素状态信号，采用启停空压机控制方法，输出空压机启停控制信号给打压设备。
一种压缩气控制***控制方法，包括：启空压机数量计算方法、优先级轮换排序方法和启停空压机控制方法；
第1步、启空压机数量计算模块采集参数P、P0、P0’、P1…… Pm、 N、 N0、N1……Nm，进入第2步。第1步中：0级主空压机组启动压力P0、 1级备空压机组启动压力P1…… m级备空压机组启动压力Pm，m为自然数；主空压机组及各级空压机组停止压力相同均为P0’。其中，P0’>P0>P1>P2>……>Pm。
第2步、启空压机数量计算模块检测是否P<P0，若是，x=N0，进入第3步；若否，进入第3步。
第3步、启空压机数量计算模块检测是否P<P1，若是，x=N0+ N1，进入第4步；若否，进入第4步。
……
第m+2步、启空压机数量计算模块检测是否P<Pm，若是，x=N0+ N1+…… + Nm，进入第m+3步；若否，进入第m+3步。
步m+3步、启空压机数量计算模块检测是否P>P0’，若是，x=0，进入第m+4步；若否，直接进入第m+4步。
步m+4步、启空压机数量计算模块输出x，返回第1步。
启空压机数量计算方法，具体包括共计m+4步。
当m=0时，即控制***只有主空压机组且无1至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第2步，第m+3步即是第3步，第m+4步即是第4步；
当m=1时，即控制***只有主空压机组、1级备空压机组且无2至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第3步，第m+3步即是第4步，第m+4步即是第5步；
当m=2时，即控制***只有主空压机组、1级备空压机组、2级备空压机组且无3至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第4步，第m+3步即是第5步，第m+4步即是第6步；
以此类推。
上述方法步骤中管路***压力P也可用压力容器压力P’替代。
优先级轮换排序方法，包括如下步骤：
步骤1：轮换排序模块采集压缩气***空压机总数N；
步骤2：轮换排序模块采集所有空压机的多种工况因素状态信号，计算并确定所有空压机的各种工况值；
步骤3：轮换排序模块采集所有空压机多种工况因素的权重值；
步骤4：轮换排序模块根据所有空压机的各种工况因素对应的工况值、以及对应的权重值，计算每台空压机的优先级得分；
步骤5：轮换排序模块根据每台空压机的优先级得分，对***中的所有空压机进行优先级排序，按照空压机的优先级由高到低，得到对应空压机号序列数组；
步骤6：轮换排序模块输出空压机号序列数组；
步骤7：轮换排序模块检测所有空压机的运行状态，如果有空压机停止运行，返回步骤2。
所述步骤2中，多种工况因素包括：空压机的运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态，空压机的运行次数，空压机的运行时间。本发明步骤以此五个工况因素为例，实际应用时可以根据实际应用情况对工况因素进行扩充。
根据多种工况因素，所有空压机的各种工况值确定方式如下：
在所有空压机中，若空压机为运行状态，该工况值V取值为1；若空压机为非运行状态，该工况值V取值为0。设n号空压机的该工况值为Vn。其中N≧n≧1。
在所有空压机中，若空压机为非故障状态，该工况值X取值为1；若空压机不能正常工作，该工况值X取值为0。设n号空压机的该工况值为Xn。其中N≧n≧1。
在所有空压机中，若空压机的手自动状态为“自动”时，该状态工况值Y取值为1；若空压机的手自动状态为“手动”时，该状态工况值Y取值为0。这样取值的原因是空压机的手自动状态设置为“自动”优先级高于设置为“手动”。设n号空压机的该工况值为Yn。其中N≧n≧1。
在所有空压机中，可根据空压机运行状态，对空压机的运行状态上升沿个数进行计数得到空压机的运行次数，并对空压机的运行次数进行排序，次数由高到低对应的空压机次数工况值Z依次取值为1，2…n…N-1，N。其中N≧n≧1。设n号空压机的次数工况值为Zn。
在所有空压机中，可根据空压机运行状态，对空压机的运行状态累计持续时间进行计时得到空压机的运行时间，并对空压机的运行时间进行排序，时间由长到短对应的空压机次数工况值U依次取值为1，2…n…N-1，N。其中N≧n≧1。设n号空压机的次数工况值为Un。
所述步骤3中，采集设定空压机的故障状态权重值a；空压机的手自动状态权重值b；空压机的运行次数的权重值c；空压机的运行时间的权重值d；空压机的运行状态权重值e。
用户根据自身需求，设定各种工况因素对应的权重值，通常为工况因素越重要，影响越大，权重越大。通常为保证功能正常，必选工况因素有空压机的运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态，且e>a>b。若仅按照空压机的运行次数控制启停，则e>a>b>c>d=0；若仅按照空压机的运行时间控制启停，则e>a>b>d>c=0；若同时根据空压机的运行次数和运行时间且优先按照空压机的运行次数控制启停，则e>a>b>c>d>0；若同时根据空压机的运行次数和运行时间且优先按照空压机的运行时间控制启停，则e>a>b>d>c>0。
所述步骤4中，分别计算每台空压机的优先级得分M=aX+bY+cZ+dU+eV；则n号空压机的优先级得分Mn=aXn+bYn+cZn+dUn+eVn。
所述步骤5中，根据Mn的大小进行空压机的优先级排序，n号空压机的优先级得分Mn越大，优先级越高，其空压机号n排在队列的位置越靠前，设,则按照空压机的优先级由高到低，对应空压机号序列下：{ n1，n2，……，nN-1，nN},记作数组team[N]。
所述步骤6中，输出空压机号序列：{ n1，n2，……，nN-1，nN}，即数组team[N]。
启停空压机控制方法的详细步骤如下：
1、启停空压机控制模块12采集空压机号序列team[N]、x和空压机的运行状态，进入步骤2。
2、在空压机号为team[N]中前x个元素的所有空压机中，启动所有处于非运行态的空压机。用类C语言形式表达即：
for（j=0，j<x,j++）
{
if（team[j]号空压机处于非运行态）启动team[j]号空压机；
}
然后进入步骤3。
3、排除空压机号为team[N]前x个元素的空压机后，在剩余的所有空压机中，停止所有处于运行态的空压机。用类C语言形式表达即：
for（j=x，j<N,j++）
{
if（team[j]号空压机处于运行态）停止team[j]号空压机；
}
然后返回步骤1。
本方法中，j为中间控制变量，为自然数。
本发明一种包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法,技术效果如下：
1）采用本发明一种包含多台空压机的压缩气控制***及其控制方法,可以解决当压缩气***空压机站技术改造时，改变0级主空压机组、各级备空压机组以及全空压机站空压机台数，改变0级主空压机组、各级备空压机组的启动压力，改变各种工况因素对应的权重值时，必须重新编写或大规模改动控制程序的问题。该方法是一种可移植的、通用的、模块化的空压机控制方法，可灵活扩展，当控制***技术改造时，可灵活改变0级主空压机组、各级备空压机组和全空压机站空压机台数，灵活改变0级主空压机组、各级备空压机组的启动压力，灵活改变各种工况因素对应的权重值时，不需要大规模改动或重新设计编写控制程序的压缩气***空压机通用控制方法，只需要通过人机交互装置修改空压机站参数、启停参数、轮换参数即可，大大节省人力物力财力。
2）本发明一种包含多台空压机的压缩气控制方法，具有很广泛的适用性，适用于要求压缩气***空压机站所有空压机停机压力统一的情况。启停参数、空压机站参数、轮换参数可以根据实际需要灵活设置，无限制条件。
3）本发明的启空压机数量计算模块采用启空压机数量计算方法，本发明的轮换排序模块采用优先级轮换排序方法，实现了模块化编程，本发明的启停空压机控制模块采用启停空压机控制方法，实现了模块化编程。实现模块化编程后，单个控制功能模块程序简单高效，执行语句较少，内存占用率低，执行周期短，效率更高。实现模块化编程后，各模块功能相对独立稳定，不易受其他程序相互耦合影响，程序易读易维护，程序运行不容易出错飞逸。实现模块化编程后，可化繁为简，将复杂难实现的功能拆解成简单易实现的子功能方便设计扩展和衍生。
附图说明
图1是本发明压缩气控制***结构示意图。
图2是本发明的启空压机数量计算方法流程示意图。
图3是本发明的优先级轮换排序方法流程示意图。
图4是本发明的启停空压机控制方法流程示意图。
具体实施方式
一种压缩气控制***，包含有多台空压机作为打压设备，其包括压力容器1，无压容器2，管路3，打压设备4，传感器5，通用控制功能模块6，人机交互装置7，电气回路8，通迅回路9。
压力容器1为有压气罐，存储有压气体，等待打压设备4将无压容器2中无压气体打压至压力容器1。
无压容器2为无压气罐或气袋，存储无压气体。
压力容器1通过第一管路3连接打压设备4，打压设备4通过第二管路连接无压容器2。
打压设备4为n台空压机，分别编号为1#，2#……n#，通过电气回路8接受通用控制功能模块6启停控制。
传感器5采集压缩气***中压力容器1，无压容器2，管路3，打压设备4的物理量参数或状态信号，如压力容器1压力、管路3***压力、打压设备4的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间等，并将其通过电气回路8传输给通用控制功能模块6。
传感器5，测量压力采用品牌为KELLER，型号为PA.23SY/100bar/81594.55的压力变送器；测量打压设备4的空压机运行状态，可采用动力回路接触器辅助接点，测量空压机手自动状态可采用手自动切换把手辅助接点，测量空压机的运行次数可采用计数装置，测量空压机的运行时间可采用计时器，测量空压机故障状态通常采用空压机内置传感器等常规技术手段。
通用控制功能模块6，通过通讯回路9，接受人机交互装置7设置的压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数、轮换参数，并根据通过电气回路8接收到的传感器5采集的压缩气***状态信号：压力容器1压力P’、管路3***压力P，和直接或间接获取的所有空压机多种工况因素状态信号（打压设备4的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间等），采用一种包含多台空压机的压缩气控制方法进行逻辑处理后，通过电气回路8，对打压设备4中n台空压机进行自动控制，同时将压缩气***状态参数信息通过通讯回路9传输给人机交互装置7。
启停参数包括：0级主空压机组启动压力P0、1级备空压机组启动压力P1、1级备空压机组停止压力P1’…… m级备空压机组启动压力Pm等（m为自然数）, 0级主空压机组停止压力P0’、1级备空压机组停止压力P1’、1级备空压机组停止压力P1’…… m级备空压机组停止压力Pm’等（m为自然数）。其中，P0’>P0>P1>P2>……>Pm。由于停机压力统一，P0’=P1’==……=Pm’。
空压机站参数包括：压缩气***空压机总数N，主空压机组的空压机台数N0、1级备空压机组的空压机台数N1…… m级备空压机组的空压机台数Nm。
轮换参数包括：空压机的故障状态权重值a；空压机的手自动状态权重值b；空压机的运行次数的权重值c；空压机的运行时间的权重值d；空压机的运行状态权重值e等。
通用控制功能模块6，采用品牌为罗克韦尔，型号为1769-L31 1769-L35ECompactLogix的PLC。
人机交互装置7与通用控制功能模块6进行通讯。将用户通过人机交互装置7设置的压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数、轮换参数传送给通用控制功能模块6，同时人机交互装置7采集通用控制功能模块6发送的压缩气***状态参数信息，包括轮换序列，进行图形化展示。
人机交互装置7，采用品牌为罗克韦尔，型号为2711pc-T10C4D1的触摸屏。
电气回路8，连接传感器5和通用控制功能模块6，打压设备4和通用控制功能模块6，实现状态信号、控制信号的传输。
通讯回路9，连接通用控制功能模块6和人机交互装置7，实现压缩气***控制参数、状态信息的传输。
通用控制功能模块6的功能由启空压机数量计算模块10、轮换排序模块11、启停空压机控制模块12组成。
启空压机数量计算模块10根据压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数，以及压缩气***状态信号：压力容器1压力P’、管路3***压力P等，采用启空压机数量计算方法，输出启空压机数量x给启停空压机控制模块12。
轮换排序模块11根据压缩气***控制参数：轮换参数，以及压缩气***所有空压机多种工况因素状态信号：打压设备4的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间等，采用优先级轮换排序方法，输出轮换序列给启停空压机控制模块12。轮换序列是一种空压机号序列数组，按照空压机号对应的空压机优先级由高到低的顺序依次排列。
启停空压机控制模块12接收启空压机数量计算模块10输出的启空压机数量x，轮换排序模块11输出的轮换序列等信息，并根据压缩气***所有空压机多种工况因素状态信号：打压设备4的空压机运行状态，采用启停空压机控制方法，输出空压机启停控制信号给打压设备4。
一种压缩气***空压机停机压力统一的通用控制方法，包括启空压机数量计算方法、优先级轮换排序方法和启停空压机控制方法。
启空压机数量计算方法的详细步骤如下：
第1步、启空压机数量计算模块10采集参数P、P0、P0’、P1…… Pm、 N、 N0、N1……Nm，进入第2步。第1步中涉及的各个参数表示的含义：0级主空压机组启动压力P0、 1级备空压机组启动压力P1…… m级备空压机组启动压力Pm等（m为自然数）,主空压机组及各级空压机组停止压力相同均为P0’。其中，P0’>P0>P1>P2>……>Pm。
第2步、启空压机数量计算模块10检测是否P<P0，若是，x=N0，进入第3步；若否，进入第3步。
第3步、启空压机数量计算模块10检测是否P<P1，若是，x=N0+ N1，进入第4步；若否，进入第4步。
……
第m+2步、启空压机数量计算模块10检测是否P<Pm，若是，x=N0+ N1+…… + Nm，进入第m+3步；若否，进入第m+3步。
步m+3步、启空压机数量计算模块10检测是否P>P0’，若是，x=0，进入第m+4步；若否，直接进入第m+4步。
步m+4步、启空压机数量计算模块10输出x，返回第1步。
启空压机数量计算方法具体包括共计m+4步。
当m=0时，即控制***只有主空压机组且无1至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第2步，第m+3步即是第3步，第m+4步即是第4步；
当m=1时，即控制***只有主空压机组、1级备空压机组且无2至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第3步，第m+3步即是第4步，第m+4步即是第5步；
当m=2时，即控制***只有主空压机组、1级备空压机组、2级备空压机组且无3至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第4步，第m+3步即是第5步，第m+4步即是第6步；
以此类推。
本方法中管路3***压力P也可用压力容器1压力P’替代。
优先级轮换排序方法的详细步骤如下：
步骤1：轮换排序模块11采集压缩气***空压机总数N。
步骤2：轮换排序模块11采集所有空压机的多种工况因素状态信号，计算并确定所有空压机的各种工况值。
步骤3：轮换排序模块11采集所有空压机多种工况因素的权重值。
步骤4：轮换排序模块11根据所有空压机的各种工况因素对应的工况值、以及对应的权重值，计算每台空压机的优先级得分。
步骤5：轮换排序模块11根据每台空压机的优先级得分，对***中的所有空压机进行优先级排序，按照空压机的优先级由高到低，得到对应空压机号序列数组；
步骤6：轮换排序模块11输出空压机号序列数组。
步骤7：轮换排序模块11检测所有空压机的运行状态，如果有空压机停止运行，返回步骤2。
所述步骤2中，多种工况因素包括：空压机的运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态，空压机的运行次数，空压机的运行时间。本发明步骤以此五个工况因素为例，实际应用时可以根据实际应用情况对工况因素进行扩充。
根据多种工况因素，所有空压机的各种工况值确定方式如下：
在所有空压机中，若空压机为运行状态，该工况值V取值为1；若空压机为非运行状态，该工况值V取值为0。设n号空压机的该工况值为Vn。其中N≧n≧1。
在所有空压机中，若空压机为非故障状态，该工况值X取值为1；若空压机不能正常工作，该工况值X取值为0。设n号空压机的该工况值为Xn。其中N≧n≧1。
在所有空压机中，若空压机的手自动状态为“自动”时，该状态工况值Y取值为1；若空压机的手自动状态为“手动”时，该状态工况值Y取值为0。这样取值的原因是空压机的手自动状态设置为“自动”优先级高于设置为“手动”。设n号空压机的该工况值为Yn。其中N≧n≧1。
在所有空压机中，可根据空压机运行状态，对空压机的运行状态上升沿个数进行计数得到空压机的运行次数，并对空压机的运行次数进行排序，次数由高到低对应的空压机次数工况值Z依次取值为1，2…n…N-1，N。其中N≧n≧1。设n号空压机的次数工况值为Zn。
在所有空压机中，可根据空压机运行状态，对空压机的运行状态累计持续时间进行计时得到空压机的运行时间，并对空压机的运行时间进行排序，时间由长到短对应的空压机次数工况值U依次取值为1，2…n…N-1，N。其中N≧n≧1。设n号空压机的次数工况值为Un。
所述步骤3中，采集设定空压机的故障状态权重值a；空压机的手自动状态权重值b；空压机的运行次数的权重值c；空压机的运行时间的权重值d；空压机的运行状态权重值e。
用户根据自身需求，设定各种工况因素对应的权重值，通常为工况因素越重要，影响越大，权重越大。通常为保证功能正常，必选工况因素有空压机的运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态，且e>a>b。若仅按照空压机的运行次数控制启停，则e>a>b>c>d=0；若仅按照空压机的运行时间控制启停，则e>a>b>d>c=0；若同时根据空压机的运行次数和运行时间且优先按照空压机的运行次数控制启停，则e>a>b>c>d>0；若同时根据空压机的运行次数和运行时间且优先按照空压机的运行时间控制启停，则e>a>b>d>c>0。
所述步骤4中，分别计算每台空压机的优先级得分M=aX+bY+cZ+dU+eV；则n号空压机的优先级得分Mn=aXn+bYn+cZn+dUn+eVn。
所述步骤5中，根据Mn的大小进行空压机的优先级排序，n号空压机的优先级得分Mn越大，优先级越高，其空压机号n排在队列的位置越靠前，设,则按照空压机的优先级由高到低，对应空压机号序列下：{ n1，n2，……，nN-1，nN},记作数组team[N]。
所述步骤6中，输出空压机号序列：{ n1，n2，……，nN-1，nN}，即数组team[N]。
启停空压机控制方法的详细步骤如下：
1、启停空压机控制模块12采集空压机号序列team[N]、x和空压机的运行状态，进入步骤2。
2、在空压机号为team[N]中前x个元素的所有空压机中，启动所有处于非运行态的空压机。用类C语言形式表达即：
for（j=0，j<x,j++）
{
if（team[j]号空压机处于非运行态）启动team[j]号空压机；
}
然后进入步骤3。
3、排除空压机号为team[N]前x个元素的空压机后，在剩余的所有空压机中，停止所有处于运行态的空压机。用类C语言形式表达即：
for（j=x，j<N,j++）
{
if（team[j]号空压机处于运行态）停止team[j]号空压机；
}
然后返回步骤1。
本方法中，j为中间控制变量，为自然数。

Claims (2)

1.一种包含多台空压机的压缩气控制***，包括打压设备（4），传感器（5），通用控制功能模块（6），人机交互装置（7），其特征在于：
所述打压设备（4）用于将无压容器（2）中无压气体打压至压力容器（1）；
所述打压设备（4）包括n台空压机，分别编号为1#，2#……n#，打压设备（4）连接通用控制功能模块（6），通用控制功能模块（6）控制打压设备（4）启/停；n台空压机按启空压机优先级从高到低分为m+1组，分别为0级主空压机组、1级备空压机组、…… m级备空压机组，m为自然数；
所述传感器（5）为多个，分别安装在压力容器（1），无压容器（2）、打压设备（4）上，用于采集压力容器（1）压力，以及打压设备（4）的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间，多个传感器（5）均连接通用控制功能模块（6）；
所述通用控制功能模块（6）用于对打压设备（4）中n台空压机进行自动控制，通用控制功能模块（6）连接人机交互装置（7）；
所述通用控制功能模块（6）通过通讯回路（9）连接人机交互装置（7），接受人机交互装置（7）设置的压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数、轮换参数，并根据通过电气回路（8）接收到的传感器（5）采集的压缩气***状态信号：压力容器（1）压力P’、管路***压力P，以及所有空压机多种工况因素状态信号：打压设备（4）的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间，进行处理后，通过电气回路（8），对打压设备（4）中n台空压机进行自动控制，同时将压缩气***状态参数信息通过通讯回路（9）传输给人机交互装置（7）；启停参数包括：0级主空压机组启动压力P0、1级备空压机组启动压力P1、…… m级备空压机组启动压力Pm，m为自然数, 0级主空压机组停止压力P0’、1级备空压机组停止压力P1’、…… m级备空压机组停止压力Pm’；其中，P0’>P0>P1>P2>……>Pm；由于停机压力统一，P0’=P1’=……=Pm’；
空压机站参数包括：压缩气***空压机总数N，主空压机组的空压机台数N0、1级备空压机组的空压机台数N1…… m级备空压机组的空压机台数Nm；
轮换参数包括：空压机的故障状态权重值a；空压机的手自动状态权重值b；空压机的运行次数的权重值c；空压机的运行时间的权重值d；空压机的运行状态权重值e；
所述通用控制功能模块（6）的功能包括启空压机数量计算模块（10）、轮换排序模块（11）、启停空压机控制模块（12）；
启空压机数量计算模块（10），根据压缩气***控制参数：启停参数、空压机站参数，以及压缩气***状态信号：压力容器（1）压力P’、管路***压力P，采用启空压机数量计算方法，输出启空压机数量x给启停空压机控制模块（12）；
轮换排序模块（11），根据压缩气***控制参数：轮换参数，以及压缩气***所有空压机多种工况因素状态信号：打压设备（4）的空压机运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态、空压机的运行次数，空压机的运行时间，采用优先级轮换排序方法，输出轮换序列给启停空压机控制模块（12）；
启停空压机控制模块（12），接收启空压机数量计算模块（10）输出的启空压机数量x，轮换排序模块（11）输出的轮换序列等信息，并根据压缩气***所有空压机多种工况因素状态信号，采用启停空压机控制方法，输出空压机启停控制信号给打压设备（4）；
启空压机数量计算方法包括以下步骤：
第1步、启空压机数量计算模块（10）采集参数P、P0、P0’、P1…… Pm、 N、 N0、N1……Nm，进入第2步；第1步中：0级主空压机组启动压力P0、 1级备空压机组启动压力P1…… m级备空压机组启动压力Pm，m为自然数；主空压机组及各级空压机组停止压力相同均为P0’；其中，P0’>P0>P1>P2> ……>Pm；
第2步、启空压机数量计算模块（10）检测是否P<P0，若是，x=N0，进入第3步；若否，进入第3步；
第3步、启空压机数量计算模块（10）检测是否P<P1，若是，x=N0+ N1，进入第4步；若否，进入第4步；
……
第m+2步、启空压机数量计算模块（10）检测是否P<Pm，若是，x=N0+ N1+…… + Nm，进入第m+3步；若否，进入第m+3步；
第m+3步、启空压机数量计算模块（10）检测是否P>P0’，若是，x=0，进入第m+4步；若否，直接进入第m+4步；
第m+4步、启空压机数量计算模块（10）输出x，返回第1步；当m=0时，即控制***只有主空压机组且无1至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第2步，第m+3步即是第3步，第m+4步即是第4步；
当m=1时，即控制***只有主空压机组、1级备空压机组且无2至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第3步，第m+3步即是第4步，第m+4步即是第5步；
当m=2时，即控制***只有主空压机组、1级备空压机组、2级备空压机组且无3至m级备空压机组时，启空压机数量计算方法具体包括共计4步，第m+2步即是第4步，第m+3步即是第5步，第m+4步即是第6步。
2.基于权利要求1所述一种包含多台空压机的压缩气控制***的空压机优先级轮换排序方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：轮换排序模块（11）采集压缩气***空压机总数N；
步骤2：轮换排序模块（11）采集所有空压机的多种工况因素状态信号，计算并确定所有空压机的各种工况值；
步骤3：轮换排序模块（11）采集所有空压机多种工况因素的权重值；
步骤4：轮换排序模块（11）根据所有空压机的各种工况因素对应的工况值、以及对应的权重值，计算每台空压机的优先级得分；
步骤5：轮换排序模块（11）根据每台空压机的优先级得分，对***中的所有空压机进行优先级排序，按照空压机的优先级由高到低，得到对应空压机号序列数组；
步骤6：轮换排序模块（11）输出空压机号序列数组；
步骤7：轮换排序模块（11）检测所有空压机的运行状态，如果有空压机停止运行，返回步骤2；
所述步骤2中，多种工况因素包括：空压机的运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态，空压机的运行次数，空压机的运行时间；
根据多种工况因素，所有空压机的各种工况值确定方式如下：
在所有空压机中，若空压机为运行状态，该工况值V取值为1；若空压机为非运行状态，该工况值V取值为0；设n号空压机的该工况值为Vn；其中N≧n≧1；
在所有空压机中，若空压机为非故障状态，该工况值X取值为1；若空压机不能正常工作，该工况值X取值为0；设n号空压机的该工况值为Xn；其中N≧n≧1；
在所有空压机中，若空压机的手自动状态为“自动”时，该状态工况值Y取值为1；若空压机的手自动状态为“手动”时，该状态工况值Y取值为0；这样取值的原因是空压机的手自动状态设置为“自动”优先级高于设置为“手动”；设n号空压机的该工况值为Yn；其中N≧n≧1；
在所有空压机中，可根据空压机运行状态，对空压机的运行状态上升沿个数进行计数得到空压机的运行次数，并对空压机的运行次数进行排序，次数由高到低对应的空压机次数工况值Z依次取值为1，2…n…N-1，N；其中N≧n≧1；设n号空压机的次数工况值为Zn；
在所有空压机中，可根据空压机运行状态，对空压机的运行状态累计持续时间进行计时得到空压机的运行时间，并对空压机的运行时间进行排序，时间由长到短对应的空压机次数工况值U依次取值为1，2…n…N-1，N；其中,N≧n≧1；设n号空压机的次数工况值为Un；
所述步骤3中，采集设定空压机的故障状态权重值a；空压机的手自动状态权重值b；空压机的运行次数的权重值c；空压机的运行时间的权重值d；空压机的运行状态权重值e；
用户根据自身需求，设定各种工况因素对应的权重值，通常为工况因素越重要，影响越大，权重越大；通常为保证功能正常，必选工况因素有空压机的运行状态、空压机故障状态、空压机手自动状态，且e>a>b；若仅按照空压机的运行次数控制启停，则e>a>b>c>d=0；若仅按照空压机的运行时间控制启停，则e>a>b>d>c=0；若同时根据空压机的运行次数和运行时间且优先按照空压机的运行次数控制启停，则e>a>b>c>d>0；若同时根据空压机的运行次数和运行时间且优先按照空压机的运行时间控制启停，则e>a>b>d>c>0；
所述步骤4中，分别计算每台空压机的优先级得分M=aX+bY+cZ+dU+eV；则n号空压机的优先级得分Mn=aXn+bYn+cZn+dUn+eVn；
所述步骤5中，根据Mn的大小进行空压机的优先级排序，n号空压机的优先级得分Mn越大，优先级越高，其空压机号n排在队列的位置越靠前，设,则按照空压机的优先级由高到低，对应空压机号序列：{ n1，n2，……，nN-1，nN },记作数组team[N]；
所述步骤6中，输出空压机号序列：{ n1，n2，……，nN-1，nN }，即数组team[N]。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112731982A (zh) * 2020-12-30 2021-04-30 中国长江电力股份有限公司 一种压力维持***自适应控制方法
CN112835391A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 中国长江电力股份有限公司 一种压力维持***及智能控制方法
CN113090515A (zh) * 2021-04-25 2021-07-09 中国汽车工业工程有限公司 基于压力及负荷计算的空压机组群控控制方法
CN113883043A (zh) * 2021-09-08 2022-01-04 西安热工研究院有限公司 一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112731982A (zh) * 2020-12-30 2021-04-30 中国长江电力股份有限公司 一种压力维持***自适应控制方法
CN112835391A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 中国长江电力股份有限公司 一种压力维持***及智能控制方法
CN113090515A (zh) * 2021-04-25 2021-07-09 中国汽车工业工程有限公司 基于压力及负荷计算的空压机组群控控制方法
CN113883043A (zh) * 2021-09-08 2022-01-04 西安热工研究院有限公司 一种采用优先级控制的空压机组自动启停方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
快速压排载***空压机组启停控制策略设计;尹石军等;中国海洋平台;第36卷(第1期);15-20 *

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