一種空壓機(jī)組能量分析儀的研究與實(shí)現(xiàn)

　　壓縮空氣(Basin air)系統(tǒng)的能源（解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))消耗與系統(tǒng)的供氣壓力成正比例關(guān)系，系統(tǒng)供氣壓力越高，空壓機(jī)能耗越大，壓縮空氣供氣壓力每提高01MPa，空壓機(jī)能耗加約7%~10%4.壓縮空氣系統(tǒng)壓力波動(dòng)的最小值必須滿足系統(tǒng)最苛刻的壓力需求，也就是說(shuō)，Pmn要高于工藝需求壓力的最大值，那幺空壓機(jī)組(unit)高于Pmn的壓力波動(dòng)所消耗的功率就是一種極大的浪費(fèi)。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對(duì)一級(jí)壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對(duì)排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對(duì)油冷卻器進(jìn)行冷卻。根據(jù)壓縮機(jī)床與油壓機(jī)運(yùn)行特性，建立壓縮機(jī)組“產(chǎn)氣-耗能”模型，實(shí)際測(cè)得空氣壓縮系統(tǒng)的輸入功率疋在W~之間變換，其中則是供氣壓力的功率，即理想電力消耗量。系統(tǒng)節(jié)能就是使能量消耗無(wú)限接近于該理想值，節(jié)能潛力U可表示為在實(shí)際工程中，有些浪費(fèi)無(wú)法避免，所以實(shí)際可節(jié)約的能源U'為其中比例系數(shù)e受壓縮機(jī)性能、系統(tǒng)整體運(yùn)行等因素(factor)影響，其值主要取決于壓縮機(jī)控制方式。在上述基礎(chǔ)上通過(guò)采集數(shù)據(jù)、建立數(shù)學(xué)模型，并編制相應(yīng)的計(jì)算程序，計(jì)算出節(jié)能潛力和實(shí)際可節(jié)約的能源。
　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì)該能量分析儀采用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建，而虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試儀器，其硬件由儀器硬件和計(jì)算機(jī)硬件兩部分組成，軟件則由儀器驅(qū)動(dòng)程序(procedure)和功能程序組成。該系統(tǒng)的功能程序是一個(gè)包括多個(gè)子程序模塊的可執(zhí)行文件，它通過(guò)(tōng guò)調(diào)用儀器驅(qū)動(dòng)程序芫成對(duì)儀器的控制（control)，并協(xié)調(diào)儀器間的工作，以芫成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理(chǔ lǐ)以及數(shù)據(jù)顯示等工作。
　　2.1儀器設(shè)備硬件組成虛擬儀器的硬件平臺(tái)主要是解決信號(hào)(signal)的輸入輸出(Output)，由計(jì)算機(jī)和I/O接口(interface)設(shè)備組成。計(jì)算機(jī)是硬件平臺(tái)的核心，一般是工作站、工控機(jī)，亦可以是普通的帶總線插槽的個(gè)人計(jì)算機(jī)。I/O接口設(shè)備負(fù)責(zé)被測(cè)信號(hào)的采集(collection)、調(diào)整(Adjustment)、放大以及A/D轉(zhuǎn)換。該能量(energy)分析(Analyse)儀硬件結(jié)構(gòu)如圄2所示儀器硬件組成計(jì)算機(jī)采用嵌入式工控機(jī)，主要用于系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)處理(chǔ lǐ)以及數(shù)據(jù)管理(guǎn lǐ)等。
　　用壓力變送器、流量計(jì)和溫度（temperature)變送器采集(collection)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓縮機(jī)(compressor)組的運(yùn)行狀況，同時(shí)還可以測(cè)得精確(accurate)的耗氣量以及壓力波動(dòng)曲線，其中供氣壓力波動(dòng)曲線將作為建立“產(chǎn)氣-耗能”模型的依據(jù)之一。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對(duì)一級(jí)壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對(duì)排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對(duì)油冷卻器進(jìn)行冷卻。
　　電采集模塊采用一款高性價(jià)比(cost performance)的智能電參數(shù)變送器，替代過(guò)去的電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電量等一系列變送器及測(cè)量(cè liáng)這些變送器標(biāo)準(zhǔn)(biāo zhǔn)輸出信號(hào)的輸入模塊，即同時(shí)集I/O接口于一身，可大大降低（reduce)系統(tǒng)成本(cost)，方便(現(xiàn)場(chǎng)布線，提高系統(tǒng)的可靠性。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 
　　通訊接口(interface)采用RS485總線，然后將上述儀表儀器掛于其上形成一種多點(diǎn)差分式測(cè)控系統(tǒng)(system)
　　2.2系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)發(fā)，其優(yōu)點(diǎn)是集圄形化編程和文本語(yǔ)言編程于一體，界面友好，操作簡(jiǎn)便，大大地縮短了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，軟件運(yùn)行主界面如圄3所示
　　軟件運(yùn)行主界面曾靜等：一種空壓機(jī)組能量分析(Analyse)儀的研究與實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)(system)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圄4所示，從功能(gōng néng)方面可分為：（1）用戶管理子系統(tǒng)用于用戶的登錄、密碼管理等。設(shè)計(jì)多級(jí)安全控制和訪問(wèn)權(quán)限，操作人員(personnel)必須登錄自己的身份才能獲得一定的操作權(quán)。操作者的權(quán)限小于軟件運(yùn)行的訪問(wèn)權(quán)限時(shí)，啟動(dòng)不了系統(tǒng)軟件。
　　（2）數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。底層為現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，這些儀表通過(guò)RS485總線與數(shù)據(jù)處理單元相連構(gòu)成數(shù)據(jù)采集(collection)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)每2s與各儀表芫成一次通信，采用單元是分析儀的重要部件，它芫成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理的任勞。數(shù)據(jù)處理單元將分析的結(jié)果(result)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，管理人員可以通過(guò)分析儀軟件查看分析結(jié)果。
　?。?）數(shù)據(jù)（data)管理子系統(tǒng)。用于進(jìn)行測(cè)試（TestMeasure)結(jié)果數(shù)據(jù)的記錄(jì lù)、查詢、管理和數(shù)據(jù)報(bào)表打印等。
　　系統(tǒng)(system)軟件結(jié)構(gòu)3結(jié)論與展望從壓縮機(jī)組“產(chǎn)氣-耗能”模型出發(fā)，利用現(xiàn)代的電腦輔助處理技術(shù)獲取(obtain)重要而芫整的信息，實(shí)現(xiàn)了在不妨礙空氣管路工作的情況下對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；然后將這些數(shù)據(jù)傳送到控制器(Controller)上進(jìn)行系統(tǒng)氣量波動(dòng)變化的整體分析，同時(shí)空壓機(jī)組在該供氣（上接第35頁(yè)）嵌入式數(shù)控系統(tǒng)三維圖形庫(kù)模塊界面5結(jié)語(yǔ)數(shù)控系統(tǒng)加工代碼圄形庫(kù)的應(yīng)用十分廣泛，可以狀態(tài)下的耗電情況也將精確地顯示(display)出來(lái)，再結(jié)合分?jǐn)傊芷诘挠?jì)算，就可輕松芫成各種修改方案分析，比如全新的設(shè)備方案、更換全部或者部分空壓機(jī)的方案、更換壓縮空氣處理設(shè)備等。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　該分析儀成本低廉，結(jié)果可靠，為空氣壓縮機(jī)(compressor)組(unit)節(jié)能(Energy saving)改造的可行性、經(jīng)濟(jì)性提供了一個(gè)預(yù)測(cè)(predict)、分析以及檢測(cè)的工具，而且其功能修改和升級(jí)方便，將在未來(lái)的節(jié)能改造過(guò)程中發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)更大的作用。