磁悬浮鼓风机多机运行智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及鼓风机技术领域，尤其涉及多台磁悬浮鼓风机的运行控制。本实用新型通过对多台磁悬浮鼓风机优化运行和智能控制，可达到节约人力成本、节能降耗的目的。

背景技术：

磁悬浮鼓风机是一种高风量、低压鼓风装置，其采用高速永磁电机、电磁悬浮轴承、直连高速三元流叶轮等核心技术，具有效率高、维护成本低等优点，目前已广泛应用于污水处理、石油化工、水泥建材、脱硫环保、食品卫生等领域。现实生活生产中，经常需要将多台鼓风机应用与统一场所，而现有技术中，对于多台磁悬浮鼓风机的运行控制大都需要人工手动操作，开启或关闭风机、调节某台风机输出流量等，这样不仅增加人力成本，还有可能增加电能消耗。因此，非常有必要对现有技术进行改进，以节约人力成本、提高能源利用率。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提出一种磁悬浮鼓风机多机运行智能控制系统。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

1、磁悬浮鼓风机多机运行智能控制系统，包括多台磁悬浮鼓风机、电气控制柜、上位机、市电供电回路，其特征在于：所述磁悬浮鼓风机装置在风机柜体内，风机柜体装有冷却系统、hmi系统界面，所述电气控制柜装有ups、蓄电池、变频器、磁轴承控制器、plc、接触器、继电器，所述上位机自动控制整个系统的运行，其一端连接应用现场环境指标信号量的采集设备，另一端连接plc，所述上位机内置优化配置方法，实现系统优化配置和优化运行，所述市电指的是工频交流电，即380/220v、50hz交流电。

2、在上述方案的基础上，所述ups和蓄电池实现磁悬浮鼓风机及风机柜体其他用电设备、plc、上位机不间断供电，当市电供电中断，蓄电池放电维持ups的电源输出，确保磁悬浮鼓风机及风机柜体其他用电设备、plc、上位机在一定的时间内正常供电。

3、在上述方案的基础上，所述变频器可改变电源频率，通过改变电源频率从而改变磁悬浮鼓风机的转速。

4、在上述方案的基础上，所述冷却系统包括冷却风扇、风扇控制单元、环境温度检测单元，根据磁悬浮鼓风机运行环境温度，通过plc自动启动和关闭冷却风扇，降低风机运行环境温度。

5、在上述方案的基础上，所述hmi系统界面为人机交互操作界面，包括初始画面显示、变频器参数显示、温度显示、压强显示、报警显示、系统参数设定六大功能。

6、在上述方案的基础上，所述plc实现磁悬浮鼓风机运行控制、冷却系统控制、电源供电信号显示、故障信号显示功能，并将运行状态反馈至上位机。

7、在上述方案的基础上，所述现场环境指标指的是曝气池内溶解氧do值，所述采集设备为检测污水中含氧量的溶氧仪。

8、在上述方案的基础上，所述优化配置方法用来计算最优配置鼓风机数量和各鼓风机最优出风量，以达到节能降耗的目的。

进一步，所述优化配置方法的优化目标为：

mincc＝cin+cm+ce(1)

其中：cc为系统总成本；cin为初始安装成本；cm为运行维护成本；ce为能耗成本。

初始安装成本，即将磁悬浮鼓风机的一次性投资成本折算到每时刻的费用支出：

其中：n为磁悬浮鼓风机的总台数；ci为第i台磁悬浮鼓风机一次性投资成本；r为基准折现率；li为磁悬浮鼓风机的i的平均寿命；d为一年中总时间；δti为第i台磁悬浮鼓风机运行时间。

运行维护成本：

其中：αi为第i台磁悬浮鼓风机单位电能的运行维护费用；pi,t为第i台磁悬浮鼓风机t时刻的功率；δti为第i台磁悬浮鼓风机运行时间。

能耗成本：

其中：λ为购电单价；pi,t为第i台磁悬浮鼓风机t时刻的功率；δti为第i台磁悬浮鼓风机运行时间。

进一步，所述优化配置方法的约束条件为：

1)装机规模约束

1≤i≤n(5)

其中：n为磁悬浮鼓风机的总台数；i为第i台磁悬浮鼓风机。

2)系统风量约束

∑vi,min≤v≤∑vi,max(6)

其中：v为系统所需风量；vi,min和vi,max分别表示第i台磁悬浮鼓风机风量下限和风量上限。

3)单机风量约束

νivi,min≤vi≤νivi,max(7)

νi为0-1状态变量，νi＝0和νi＝1分别表示第i台磁悬浮鼓风机关机和开机运行两种状态；vi为第i台磁悬浮鼓风机输出风量；vi,min和vi,max分别表示第i台磁悬浮鼓风机风量下限和风量上限。

4)单机功率约束

νipi,min≤pi≤νipi,max(8)

νi为0-1状态变量，νi＝0和νi＝1分别表示第i台磁悬浮鼓风机关机和开机运行两种状态；pi,min和pi,max分别表示第i台磁悬浮鼓风机功率下限和功率上限。

本实用新型所述的磁悬浮鼓风机多机运行智能控制系统，具有以下有益效果：实现多台磁悬浮鼓风机优化配置和智能运行控制，节约人力资源，达到节能降耗的目的。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1本实用新型所述的磁悬浮鼓风机多机运行智能控制系统结构示意图。

图2本实用新型所述的磁悬浮鼓风机多机运行智能控制过程示意图。

图3本实用新型所述的电气控制柜结构示意图。

图4本实用新型所述的hmi系统界面示意图。

图3中①磁轴承控制器、②交流供电区、③直流供电区、④继电器、⑤接触器、⑥plc、⑦ups、⑧蓄电池。

图4中①状态信息区、②界面信息区、③界面选择区。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型所述的磁悬浮鼓风机多机运行智能控制系统包括多台磁悬浮鼓风机、电气控制柜、上位机、市电供电回路；所述磁悬浮鼓风机装置在风机柜体内，风机柜体还装置冷却系统、hmi系统界面；所述电气控制柜装置ups、蓄电池、变频器、磁轴承控制器、plc、接触器、继电器；所述上位机自动控制整个系统的运行，其一端连接应用现场环境指标信号量的采集设备，另一端连接plc；所述市电指的是工频交流电，即380/220v、50hz交流电；所述ups和蓄电池实现磁悬浮鼓风机及风机柜体其他用电设备、plc、上位机不间断供电，当市电供电中断，蓄电池放电维持ups的电源输出，确保磁悬浮鼓风机及风机柜体其他用电设备、plc、上位机在一定的时间内正常供电；所述冷却系统包括冷却风扇、风扇控制单元、环境温度检测单元，根据磁悬浮鼓风机运行环境温度，通过plc可自动启动和关闭冷却风扇；所述plc实现磁悬浮鼓风机运行控制、冷却系统控制、电源供电信号显示、故障信号显示功能，并将运行状态反馈至上位机；所述现场环境指标指的是曝气池内溶解氧do值，所述采集设备为检测污水中含氧量的仪器溶氧仪；所述优化配置方法用来计算最优配置鼓风机数量和各鼓风机最优出风量，以达到节能降耗的目的。

如图4所示，hmi系统界面为人机交互操作界面，分为状态信息区、界面信息区、界面选择区三个区域，包括初始画面显示、变频器参数显示、温度显示、压强显示、报警显示、系统参数设定六大功能。

进一步，所述优化配置方法的优化目标为：

mincc＝cin+cm+ce(9)

其中：cc为系统总成本；cin为初始安装成本；cm为运行维护成本；ce为能耗成本。

初始安装成本，即将磁悬浮鼓风机的一次性投资成本折算到每时刻的费用支出：

其中：n为磁悬浮鼓风机的总台数；ci为第i台磁悬浮鼓风机一次性投资成本；r为基准折现率；li为磁悬浮鼓风机的i的平均寿命；d为一年中总时间；δti为第i台磁悬浮鼓风机运行时间。

运行维护成本：

其中：αi为第i台磁悬浮鼓风机单位电能的运行维护费用；pi,t为第i台磁悬浮鼓风机t时刻的功率；δti为第i台磁悬浮鼓风机运行时间。

能耗成本：

其中：λ为购电单价；pi,t为第i台磁悬浮鼓风机t时刻的功率；δti为第i台磁悬浮鼓风机运行时间。

进一步，所述优化配置方法的约束条件为：

1)装机规模约束

1≤i≤n(13)

其中：n为磁悬浮鼓风机的总台数；i为第i台磁悬浮鼓风机。

2)系统风量约束

∑vi,min≤v≤∑vi,max(14)

其中：v为系统所需风量；vi,min和vi,max分别表示第i台磁悬浮鼓风机风量下限和风量上限。

3)单机风量约束

νivi,min≤vi≤νivi,max(15)

νi为0-1状态变量，νi＝0和νi＝1分别表示第i台磁悬浮鼓风机关机和开机运行两种状态；vi为第i台磁悬浮鼓风机输出风量；vi,min和vi,max分别表示第i台磁悬浮鼓风机风量下限和风量上限。

4)单机功率约束

νipi,min≤pi≤νipi,max(16)

νi为0-1状态变量，νi＝0和νi＝1分别表示第i台磁悬浮鼓风机关机和开机运行两种状态；pi,min和pi,max分别表示第i台磁悬浮鼓风机功率下限和功率上限。

本实用新型所提出的磁悬浮鼓风机多机运行智能控制系统实现多台磁悬浮鼓风机优化配置和智能运行控制，节约人力资源，达到节能降耗的目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或装饰，均落在本实用新型的保护范围内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。