一种基于露点传感器的空压站智能控制系统的制作方法
本发明涉及控制系统，特别涉及一种基于露点传感器的空压站智能控制系统。
背景技术：
1、在现有的空压站控制系统中，维持压缩空气的露点温度在一个理想范围内是至关重要的。露点温度是指在该温度下空气中的水蒸气开始凝结成露珠的温度，这是评估压缩空气系统干燥效果的关键参数。传统的控制系统往往使用基本的温湿度传感器来监测环境，并据此调节冷干机的运作，但这些系统往往无法实时精确地反映出压缩空气实际的湿度状态。
2、现有技术的主要问题在于其对环境变化的响应缺乏实时性和准确性。由于依赖于一般的环境监测数据，传统系统往往不能精确控制冷干机，导致压缩空气的露点温度波动较大，这不仅影响空气品质，还可能导致设备效率低下和增加能源消耗。此外，这些系统也无法自动适应不断变化的环境条件，如温度和湿度的日夜变化，使得空压站操作缺乏灵活性和经济效率。
3、因此，亟需研发一种新型的基于露点传感器的空压站智能控制系统。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于露点传感器的空压站智能控制系统，以提高空压站的能效。
2、本申请提供一种基于露点传感器的空压站智能控制系统，包括：
3、露点传感器，用于检测压缩空气的露点温度，并将检测结果发送至控制器；
4、控制器，用于根据环境温度、环境湿度、空气压缩机输出压力以及所述露点传感器发送的露点温度生成控制信号；并将生成的控制信号发送到冷干机；
5、冷干机，用于根据接收到的控制信号调节冷干机进口球阀的开启度，以调节冷干机进口流量，使压缩空气的露点温度保持在规定范围内。
6、更进一步地，所述的空压站智能控制系统，还包括余热回收单元，所述余热回收单元通过所述控制器控制的一个热交换器，对于空气压缩机和冷干机排放的热量进行回收和转换。
7、所述的空压站智能控制系统，还包括数字化监控子系统，所述数字化监控子系统用于采集、存储和显示空压站运行数据，其中，所述空压站运行数据包括压力、流量、温度、能耗。
8、更进一步地，所述控制器通过一个数学模型计算最优的冷干机进口球阀的开启度；其中，所述数学模型使用如下的公式1表示：
9、
10、其中，是对冷干机进口球阀开度的调整量；是所述露点传感器检测到的露点温度；是设定的目标露点温度；是环境温度；是环境湿度；是压缩机输出压力数据；、、、和是调节系数；是环境适应性露点调整函数，采用如下的公式2实现：
11、
12、其中，、、和是调节参数；
13、是压力响应函数，采用如下的公式3实现：
14、
15、其中，、、和是调节参数。
16、更进一步地，所述控制器还包括一个用户界面，所述用户界面具备实时显示压缩空气的露点温度、环境温度、环境湿度及压缩机输出压力的图形仪表板，其中，各个仪表板配置动态色彩编码，色彩变化根据实时数据相对于预设阈值的偏离程度自动调整，以提供直观的系统状态警示。
17、更进一步地，所述控制器的用户界面包括一个交互式控制模块，所述交互式控制模块允许用户通过直观的拖放操作调整数学模型中的、、、和参数；在用户进行参数调整后，界面即时显示参数调整后的效果预测图，以便用户根据预期操作结果优化系统设置。
18、更进一步地，所述的空压站智能控制系统，还包括远程控制模块，所述远程控制模块用于接收来自远程终端的控制指令，实现对空压站的远程监控和操作。
19、更进一步地，所述控制器根据历史运行数据和负荷预测模型，对冷干机进口流量进行优化调节，以提高空压站的运行效率和节能效果。
20、更进一步地，所述控制器具体用于：
21、基于如下的公式4，计算预测负载：
22、
23、其中，是当前时刻之前第个时刻的负载数据；是模型系数，由历史数据学习得到；是误差项；
24、根据如下的公式5，计算冷干机的最优进口流量：
25、
26、其中，和是调节函数；采用如下的公式6实现：
27、
28、其中，和是预先设定的常数；是过去一段时间内的历史负载数据的方差；
29、采用如下的公式7实现：
30、
31、其中，和是预先设定的常数；是过去一段时间内的历史负载数据的标准差；
32、根据如下的公式8，计算冷干机的进口流量：
33、
34、其中，是负载的变化量；表示预测负载与实际负载之间的差异反馈；、和是调节系数。
35、更进一步地，所述露点传感器为高精度露点传感器。
36、本申请有益的效果主要包括：（1）通过使用露点传感器实时监测压缩空气的露点温度，本系统能精确控制空气中水分的含量，防止水蒸气凝结成水滴，从而避免因水分过多导致的管道腐蚀、设备损坏和产品质量问题。这种精确控制保证了压缩空气的干燥度，满足不同工业应用的高标准需求。（2）系统中的控制器能根据实时数据调整冷干机的运作，如调节冷干机进口球阀的开启度来控制进口流量，这种精确的控制可以减少不必要的能源消耗。通过维持露点温度在最佳范围内，冷干机不会过度运转，从而降低能源消耗和操作成本。（3）系统中的控制器能根据实时数据调整冷干机的运作，如调节冷干机进口球阀的开启度来控制进口流量，这种精确的控制可以减少不必要的能源消耗。通过维持露点温度在最佳范围内，冷干机不会过度运转，从而降低能源消耗和操作成本。（4）通过持续监测和调整压缩空气的露点温度，系统能预防因露点温度不当引起的许多常见问题，如冷干机结冰、过滤器堵塞和管道腐蚀，从而降低了维护频率和成本。这不仅延长了设备的使用寿命，也减少了停机时间，提高了生产效率。
技术特征：
1.一种基于露点传感器的空压站智能控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的空压站智能控制系统，其特征在于，还包括余热回收单元，所述余热回收单元通过所述控制器控制的一个热交换器，对于空气压缩机和冷干机排放的热量进行回收和转换。
3.根据权利要求1所述的空压站智能控制系统，其特征在于，还包括数字化监控子系统，所述数字化监控子系统用于采集、存储和显示空压站运行数据，其中，所述空压站运行数据包括压力、流量、温度、能耗。
4.根据权利要求1所述的空压站智能控制系统，其特征在于，所述控制器通过一个数学模型计算最优的冷干机进口球阀的开启度；其中，所述数学模型使用如下的公式1表示：
5.根据权利要求4所述的空压站智能控制系统，其特征在于，所述控制器还包括一个用户界面，所述用户界面具备实时显示压缩空气的露点温度、环境温度、环境湿度及压缩机输出压力的图形仪表板，其中，各个仪表板配置动态色彩编码，色彩变化根据实时数据相对于预设阈值的偏离程度自动调整，以提供直观的系统状态警示。
6.根据权利要求4所述的空压站智能控制系统，其特征在于，所述控制器的用户界面包括一个交互式控制模块，所述交互式控制模块允许用户通过直观的拖放操作调整数学模型中的、、、和参数；在用户进行参数调整后，界面即时显示参数调整后的效果预测图，以便用户根据预期操作结果优化系统设置。
7.根据权利要求1所述的空压站智能控制系统，其特征在于，还包括远程控制模块，所述远程控制模块用于接收来自远程终端的控制指令，实现对空压站的远程监控和操作。
8.根据权利要求1所述的空压站智能控制系统，其特征在于，所述控制器根据历史运行数据和负荷预测模型，对冷干机进口流量进行优化调节，以提高空压站的运行效率和节能效果。
9.根据权利要求8所述的空压站智能控制系统，其特征在于，所述控制器具体用于：
10.根据权利要求1所述的空压站智能控制系统，其特征在于，所述露点传感器为高精度露点传感器。
技术总结
本发明涉及一种基于露点传感器的空压站智能控制系统，用于有效管理压缩空气的露点温度，以保证系统的高效运行和空气品质。该系统包括一个露点传感器，专门用于测量压缩空气的露点温度，并将测量结果实时发送到控制器。控制器集成了环境温度、环境湿度和空气压缩机输出压力的数据，利用这些信息及从露点传感器接收到的露点温度，生成精确的控制信号。这些控制信号随后被发送至冷干机，指导调节冷干机进口球阀的开启度。通过调整冷干机进口流量，本系统确保压缩空气的露点温度维持在设定的安全和效能范围内，从而优化空压站的性能并延长设备寿命。此智能控制系统为空压站提供了一种高效、自动化的湿度管理解决方案，显著提高能效和操作便利性。
技术研发人员：李斌,孙晶,孙运义,钱义,苏小龙,高立功
受保护的技术使用者：航天科工空天动力研究院（苏州）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23