一种用于空压机的电能稳定性监测系统的制作方法

1.本发明涉及空压机技术领域，具体涉及一种用于空压机的电能稳定性监测系统。


背景技术：

2.空气压缩机是一种用以压缩气体的设备，由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。
3.公开号cn103138399b的发明公开了一种电能质量无线监测系统及其监测方法，包括数据网络系统、智能异构系统、电能质量系统，智能异构系统分别与数据网络系统、电能质量系统信号连接；智能异构系统包括实施层、决策层、智能库，决策层分别与实施层、智能库信号连接；决策层分别与数据网络系统、电能质量系统信号连接，实施层分别与数据网络系统、电能质量系统信号连接。该发明提供一种电能质量无线监测系统及其监测方法，解决了无线3g系统因为信号不稳、3g路由器故障、系统功能模块崩溃、数据库操作异常、系统硬件损坏等因素造成数据缺失、数据异常、系统崩溃等异常，大大提高了基于无线3g电能质量无线监测系统的稳定性，并丰富了基于无线3g电能质量无线监测系统的功能应用。
4.存在的缺陷包括：没有基于设备的运行情况和周围的环境情况进行综合分析，使得监测的结果不精准，不能准确的查找出原因并处理，导致监测的效果不佳。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于空压机的电能稳定性监测系统，解决以下技术问题：如何解决现有方案中电能稳定性监测的效果不佳的技术问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种用于空压机的电能稳定性监测系统，包括电压采集模块、谐波采集模块、运行处理模块、运行分析模块和预警模块；
8.以空压机为中心以及预设的距离为半径设定监测区域，通过电压采集模块采集监测区域内的运行信息，该运行信息包含电压数据、温度数据和气压数据；通过谐波采集模块获取监测区域内的谐波信息，该谐波信息包含谐波数据和持续数据；运行处理模块用于对采集的运行信息和谐波信息中的各项数据进行提取和标记，得到运行标记信息和谐波标记信息，运行分析模块对运行标记信息和谐波标记信息进行计算处理，得到运行系数和影响系数，对运行系数和影响系数进行分析，得到分析结果；预警模块根据分析结果对空压机的运行进行预警。
9.进一步地，获取运行信息中的电压数据和温度数据，对电压数据中的实时电压进行取值并标记为sdi,i＝1,2,3...n；对温度数据中的设备温度和环境温度分别进行取值和标记，将设备温度标记为swi，将环境温度标记为hwi；对气压数据中的环境气压进行取值并标记为hqi；将标记的实时电压、设备温度、环境温度和环境气压进行分类组合，得到运行标记数据。
10.进一步地，获取谐波信息中的谐波数据和持续数据，对谐波数据中的谐波频率进
行取值并标记为xpi；对持续数据中的持续时长进行取值并标记为csi；将标记的谐波频率和持续时长进行分类组合，得到谐波标记信息。
11.进一步地，获取运行信息中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用公式计算获取设备的运行系数；其中，a1、a2和a3表示为不同的比例系数，η表示为运行补偿因子，取值范围为(0,5)，sdi表示为实时电压，sd0表示为标准电压，hqi表示为环境气压，hq0表示为标准气压，swi表示为实时温度，sw0表示为标准温度；将最大的运行系数标记为选中运行系数，在预设的时间段内通过公式计算获取迁移系数，其中，ti表示为选中运行系数的持续时间，ni表示为选中运行系数出现的次数；将迁移系数与预设的迁移阈值进行匹配，若迁移系数大于迁移阈值，则生成第一预警指令。
12.进一步地，获取谐波信息中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用公式计算获取设备的影响系数，其中，β表示为影响修正因子，取值范围为(0,5)，xpi表示为环境中其它设备的谐波频率，xp0表示为空压机的谐波频率，csi表示为谐波频率的持续时长；获取空压机的类型，根据空压机的类型获取对应的影响阈值，计算影响系数与预设的影响阈值之间的比值，对比值进行分析，得到影响分析集。
13.进一步地，对比值进行分析的具体步骤包括：将比值与预设的比值区间进行匹配，若比值属于比值区间，则生成第一影响信号；若比值不属于比值区间，则生成第二预警指令；第一影响信号、第一预警指令和第二预警指令构成分析结果。
14.进一步地，根据分析结果对空压机的运行进行预警的具体步骤包括：对分析结果进行处理，若分析结果中包含第一预警指令或者第二预警指令，获取第一预警指令对应的工作效率并设定为第一工作效率，对第一工作效率进行取值并标记为gx1；获取第二预警指令对应的工作效率并设定为第二工作效率，对第二工作效率进行取值并标记为gx2；利用公式计算获取效率系数，其中，μ表示为运行效率补偿因子，取值范围为(0,5)，gxk表示为第一工作效率和第二工作效率，k取值为1，2；gxb表示为空压机对应的标准工作效率；根据效率系数获取对应的预警等级并进行预警提示。
15.进一步地，根据效率系数获取对应的预警等级并进行预警提示的具体步骤包括：预警等级包含低警报等级、中警报等级和高警报等级，低警报等级的取值范围为[p,q),中警报等级的取值范围为[q,p 2q)，高警报等级的取值范围为[p 2q,p 3q]，其中，p和q均为常数，且p>q；将效率系数与预警等级对应的取值范围进行匹配，获取对应的预警提示，低警报等级对应低风险预警提示，中警报等级对应中风险预警提示，高警报等级对应高风险预警提示。
[0016]
本发明的有益效果：
[0017]
通过电压采集模块采集监测区域内包含电压数据、温度数据和气压数据的运行信息；通过谐波采集模块获取监测区域内包含谐波数据和持续数据的谐波信息；通过从不同方面进行数据采集，为空压机电能平稳性的监测分析提供了多样化的数据支持，克服了现
有方案中监测分析时采集的数据单一，导致电能平稳性监测分析的准确性不佳的缺陷；通过运行处理模块对采集的运行信息和谐波信息中的各项数据进行提取和标记，得到运行标记信息和谐波标记信息，通过运行分析模块对运行标记信息和谐波标记信息进行计算处理，得到运行系数和影响系数，对运行系数和影响系数进行分析，得到分析结果，通过将采集的各项数据进行联立计算，便于从不同方面对空压机的电能平稳性进行整体分析；预警模块根据分析结果对空压机的运行进行预警；可以实现从设备的运行情况和周围的环境情况进行综合分析，提高了电能平稳性的监测结果的准确性。
附图说明
[0018]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0019]
图1为本发明一种用于空压机的电能稳定性监测系统的模块框图。
具体实施方式
[0020]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
[0021]
请参阅图1所示，本发明为一种用于空压机的电能稳定性监测系统，包括电压采集模块、谐波采集模块、运行处理模块、运行分析模块和预警模块；
[0022]
以空压机为中心以及预设的距离为半径设定监测区域，通过电压采集模块采集监测区域内的运行信息，该运行信息包含电压数据、温度数据和气压数据；通过谐波采集模块获取监测区域内的谐波信息，该谐波信息包含谐波数据和持续数据；
[0023]
本实施例中，通过对空压机的运行情况和周围的环境情况进行综合分析，可以从不同方面对空压机的运行进行监测，及时发现电能的异常并进行不同的处理，比如空压机自身出现故障导致电能不平稳，则对空压机进行预警和检修；如果是空压机运行的环境出现异常导致电能不平稳，比如环境中其它设备的运行干扰到空压机的运行，或者环境温度过高等等，则对环境方面进行处理，通过从不同方面对空压机的运行进行分析，可以为电能平稳性的分析提供了可靠的数据支持，便于查找出影响电能平稳性的原因并进行针对性的处理，从而达到提升电能平稳性监测效果的目的。
[0024]
运行处理模块用于对采集的运行信息和谐波信息中的各项数据进行提取和标记，得到运行标记信息和谐波标记信息；具体的步骤包括：获取运行信息中的电压数据和温度数据，对电压数据中的实时电压进行取值并标记为sdi,i＝1,2,3...n；对温度数据中的设备温度和环境温度分别进行取值和标记，将设备温度标记为swi，将环境温度标记为hwi；对气压数据中的环境气压进行取值并标记为hqi；将标记的实时电压、设备温度、环境温度和环境气压进行分类组合，得到运行标记数据。
[0025]
获取谐波信息中的谐波数据和持续数据，对谐波数据中的谐波频率进行取值并标记为xpi；对持续数据中空压机谐波频率的持续时长进行取值并标记为csi；将标记的谐波频率和持续时长进行分类组合，得到谐波标记信息。
[0026]
本实施例中，通过对采集的各项数据进行处理，包括对数据进行取值和标记，使得
各项数据规范化便于进行计算，通过对原始数据进行处理可以提高数据计算分析的准确性。
[0027]
运行分析模块对运行标记信息和谐波标记信息进行计算处理，得到运行系数和影响系数，对运行系数和影响系数进行分析，得到分析结果；具体的步骤包括：获取运行信息中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用公式计算获取设备的运行系数；其中，a1、a2和a3表示为不同的比例系数，η表示为运行补偿因子，取值可以为0.636221，sdi表示为实时电压，sd0表示为标准电压，hqi表示为环境气压，hq0表示为标准气压，swi表示为实时温度，sw0表示为标准温度；将最大的运行系数标记为选中运行系数，在预设的时间段内通过公式计算获取迁移系数，其中，ti表示为选中运行系数的持续时间，ni表示为选中运行系数出现的次数；将迁移系数与预设的迁移阈值进行匹配，若迁移系数大于迁移阈值，则生成第一预警指令；标准电压、标准气压和标准温度基于不同类型的空压机进行取值设定；预设的时间段可以为8:00
‑
8:30。
[0028]
本实施例中，通过计算得到设备的运行系数并进行分析，对影响电能平稳性的电压、环境中的气压和温度等各项数据进行联立进行，便于对空压机的运行进行整体分析，判定运行的空压机的电能是否保持平稳，当运行中空压机的电压出现波动或者环境的气压以及温度的变化，均会影响到空压机的运行以及电能的消耗，基于这些数据的联立计算，为电能平稳性的分析提供了可靠的数据支持。
[0029]
获取谐波信息中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用公式计算获取设备的影响系数，其中，β表示为影响修正因子，取值可以为0.142587，xpi表示为环境中其它设备的谐波频率，xp0表示为空压机的谐波频率，csi表示为谐波频率的持续时长；通过影响系数来分析判断其它设备的谐波频率是否对空压机的谐波频率造成干扰，从而提高空压机电能平稳性分析的准确性。
[0030]
获取空压机的类型，不同类型的空压机对应不同的电压和功率，根据空压机的类型获取对应的影响阈值，计算影响系数与预设的影响阈值之间的比值，对比值进行分析，得到影响分析集；
[0031]
对比值进行分析的具体步骤包括：将比值与预设的比值区间进行匹配，若比值属于比值区间，则生成第一影响信号；若比值不属于比值区间，则生成第二预警指令；第一影响信号、第一预警指令和第二预警指令构成分析结果；影响阈值和比值区间基于不同类型的空压机进行设定。
[0032]
预警模块根据分析结果对空压机的运行进行预警；具体的步骤包括：对分析结果进行处理，若分析结果中包含第一预警指令或者第二预警指令，获取第一预警指令对应的工作效率并设定为第一工作效率，对第一工作效率进行取值并标记为gx1；获取第二预警指令对应的工作效率并设定为第二工作效率，对第二工作效率进行取值并标记为gx2；
[0033]
利用公式计算获取效率系数，其中，μ表示为运行效率补偿因
子，取值可以为0.845714，gxk表示为第一工作效率和第二工作效率，k取值为1，2；gxb表示为空压机对应的标准工作效率；根据效率系数获取对应的预警等级并进行预警提示。
[0034]
根据效率系数获取对应的预警等级并进行预警提示的具体步骤包括：预警等级包含低警报等级、中警报等级和高警报等级，低警报等级的取值范围为[p,q),中警报等级的取值范围为[q,p 2q)，高警报等级的取值范围为[p 2q,p 3q]，其中，p和q均为常数，且p>q；将效率系数与预警等级对应的取值范围进行匹配，获取对应的预警提示，低警报等级对应低风险预警提示，中警报等级对应中风险预警提示，高警报等级对应高风险预警提示。
[0035]
本实施例中，不同预警等级代表处理问题的难度，在电能平稳性出现异常的情况下，根据不同因素的影响生成不同程度的预警提示，便于工作人员进行不同的检修和处理，可以提高电能平稳性的监测和处理效果。
[0036]
本发明中的公式均是去除量纲取其数值计算，通过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，公式中的预设比例系数和阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取。
[0037]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对应本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0038]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。