一种空压机系统的处理方法、装置、介质与流程

1.本技术涉及空压机系统技术领域，特别是涉及一种空压机系统的处理方法、装置、介质。


背景技术：

2.空气压缩机通过常用电机或燃机驱动，对气体做功使气体压缩，从而增大气体的压力。压缩气体再经管网输送至气动设备进行使用。一个典型的空压机系统包括产气端，管道和用气端。产气端主要由空压机和干燥机组成，用于产生需求的压缩空气。生产出来的压缩空气克服在管道运输过程中的阻力后至用气端，用于满足各个用气点的用气需求。
3.在电解铝工厂中，主要的用气点有电解铝车间，阳极组装车间以及打料点等。当前工厂采用的方案一般是设定较高的压缩空气供给压力，保证满足各个用气点的用气需求。当用气点没有用气需求时，排气压力会上升，然后触发空压机的放空机制，直接将压缩空气排放至大气，从而产生浪费。
4.因此，如何降低压缩空气系统的能源损耗是本领域技术人员亟需要解决的。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种空压机系统的处理方法、装置、介质，用于避免现有的通过设定较高的压力参数满足各用气点的用气需求，无法实现优化导致的浪费问题，减少浪费同时节省能耗。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种空压机系统的处理方法，包括：
7.获取空压机系统内的各用气点的流量参数和阈值压力参数；
8.调入空压机系统模型以输入各所述用气点的流量参数和阈值压力参数；
9.获取所述空压机系统模型内空压站的输出参数，并将所述输出参数作为所述空压站的优化压力参数；
10.其中，所述空压机系统模型根据约束性关系和管道组件的管道流量、压力关系确定得到，所述约束性关系为压力源组件、各压力汇组件与所述管道组件之间的各节点的约束性关系，且通过各所述节点与流量、压力守恒定律确定；
11.所述压力源组件、各所述压力汇组件和所述管道组件分别通过所述空压机系统内的所述空压站、各所述用气点和所述空压站与各所述用气点之间的管道映射得到。
12.优选地，所述管道流量、压力关系的确定过程具体包括：
13.获取所述管道组件对应的待进口压力参数、待出口压力参数和待标况体积流量参数；
14.通过流体质量守恒方程和ns方程对所述待进口压力参数、所述待出口压力参数和所述待标况体积流量参数得到所述管道组件的流动控制方程；
15.获取所述管道组件的阻力系数，并确定所述阻力系数与所述待标况体积流量参数的关系以得到阻力流量方程；
16.根据所述流动控制方程和所述阻力流量方程的关系确定所述管道流量、压力关系。
17.优选地，所述约束性关系的确定过程具体包括：
18.获取各所述节点对应的所述管道组件的空气流动方向；
19.根据各空气流动方向、所述压力源组件、各所述压力汇组件和所述管道组件对应的压力参数以及所述压力守恒定律确定各所述节点对应的压力关系；
20.根据各所述空气流动方向、所述压力源组件、各所述压力汇组件和所述管道组件对应的流量参数以及所述流量守恒定律确定各所述节点对应的流量关系；
21.根据所述压力关系和所述流量关系确定各所述节点的所述约束性关系。
22.优选地，所述阻力系数的确定过程，具体包括：
23.根据所述压力源组件、各所述压力汇组件的实际压力数据以及对应的所述管道组件的实际标况体积流量数据对所述管道流量、压力关系进行变形得到当前误差函数，其中所述实际标况体积流量数据根据所述约束性关系、所述压力源组件、各所述压力汇组件的实际压力数据确定得到；
24.调用所述压力源组件对应各所述压力汇组件的各所述当前误差函数；
25.将各所述当前误差函数汇总得到总误差函数；
26.获取当前预设的所述阻力系数；
27.将当前预设的所述阻力系数、所述压力源组件、各所述压力汇组件的实际压力数据以及对应的所述管道组件的所述实际标况体积流量数据输入至所述总误差函数以得到当前误差值；
28.根据所述当前误差值与当前预设的所述阻力系数进行所述总误差函数的最小化处理得到目标函数；
29.根据所述目标函数确定处理后的所述阻力系数为最终的所述阻力系数。
30.优选地，所述根据所述当前误差值与当前预设的所述阻力系数进行所述总误差函数的最小化处理得到目标函数，包括：
31.将所述当前误差值与当前预设的所述阻力系数输入至所述总误差函数得到对应的当前差分结果；
32.根据所述当前差分结果调整当前预设的所述阻力系数得到新的当前预设的所述阻力系数，并返回至所述将当前预设的所述阻力系数、所述压力源组件、各所述压力汇组件的实际压力数据以及对应的所述管道组件的所述实际标况体积流量数据输入至所述总误差函数以得到当前误差值的步骤，直至所述当前误差值小于阈值；
33.当所述当前误差小于所述阈值时对应的所述总误差函数为所述目标函数；
34.其中，所述根据所述当前差分结果调整当前预设的所述阻力系数得到新的当前预设的所述阻力系数，包括：
35.在所述当前差分结果大于0的情况下，在当前预设的所述阻力系数的基础上减少预设步长得到新的当前预设的所述阻力系数；
36.在所述当前差分结果小于0的情况下，在当前预设的所述阻力系数的基础上增加所述预设步长得到新的当前预设的所述阻力系数。
37.优选地，所述方法还包括：
38.获取所述空压站的当前压力参数；
39.调入所述空压机系统模型，以输入所述当前压力参数；
40.获取所述空压机系统模型输出的当前各用气点的压力参数；
41.判断所述当前各用气点的压力参数是否满足预设要求，其中所述预设要求为所述当前各用气点的压力参数为所述阈值压力参数的数量达到预设数量；
42.若是，则将所述当前压力参数作为最终压力参数；
43.若否，则通过分段下降法确定下降步长；
44.根据所述当前压力参数和所述下降步长确定下一个所述当前压力参数，并返回至所述调入所述空压机系统模型，以输入所述当前压力参数的步骤。
45.优选地，所述空压站的数量至少一个；
46.所述用气点至少包括检修车间、抬包车间、原料仓库、阴极车间、铸造车间、阳极车间、电解车间和打料点。
47.为解决上述技术问题，本技术还提供一种空压机系统的处理装置，包括：
48.获取模块，用于获取空压机系统内的各用气点的流量参数和阈值压力参数；
49.调入模块，用于调入空压机系统模型以输入各所述用气点的流量参数和阈值压力参数；
50.输出模块，用于获取所述空压机系统模型的空压站的输出参数，并将所述输出参数作为所述空压站的优化压力参数；
51.其中，所述空压机系统模型根据约束性关系和管道组件的管道流量、压力关系确定得到，所述约束性关系为压力源组件、各压力汇组件与所述管道组件之间的各节点的约束性关系，且通过各所述节点与流量、压力守恒定律确定；
52.所述压力源组件、各所述压力汇组件和所述管道组件分别通过所述空压机系统内的所述空压站、各所述用气点和所述空压站与各所述用气点之间的管道映射得到。
53.为解决上述技术问题，本技术还提供一种空压机系统的处理装置，包括存储器，用于存储计算机程序；
54.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的空压机系统的处理方法的步骤。
55.为解决上述技术问题，本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的空压机系统的处理方法的步骤。
56.本技术提供的一种空压机系统的处理方法，包括：获取空压机系统内的各用气点的流量参数和阈值压力参数；调入空压机系统模型以输入各用气点的流量参数和阈值压力参数；获取空压机系统模型内空压站的输出参数，并将输出参数作为空压站的优化压力参数；其中，空压机系统模型根据约束性关系和管道组件的管道流量、压力关系确定得到，约束性关系为压力源组件、各压力汇组件与管道组件之间的各节点的约束性关系，且通过各节点与流量、压力守恒定律确定；压力源组件、各压力汇组件和管道组件分别通过空压机系统内的空压站、各用气点和空压站与各用气点之间的管道映射得到。该方法根据空压机系统模型以及实时的用气点的流量参数和阈值压力参数可以得到空压机的压力参数，其空压机系统模型根据管道流量、压力关系和各节点的约束性关系确定。当用气点的需求发生变
化时，可以根据模型以优化空压机的压力参数，避免现有的通过设定较高的压力参数满足各用气点的用气需求，无法实现优化导致的浪费问题，本技术减少浪费同时节省能耗。
57.另外，本技术还提供了一种空压机系统的处理装置、介质，具有如上述空压机系统的处理方法相同的有益效果。
附图说明
58.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
59.图1为本技术实施例提供的一种空压机系统的处理方法的流程图；
60.图2为本技术实施例提供的一种电解铝企业的压缩空气系统的示意图；
61.图3为本技术基于压缩空气系统的映射拓扑图；
62.图4为本技术实施例提供的另一种空压机系统的处理方法的流程图；
63.图5为本技术实施例提供的一种空压机系统的处理装置的结构图；
64.图6为本技术实施例提供的另一种空压机系统的处理装置的结构图。
具体实施方式
65.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
66.本技术的核心是提供一种空压机系统的处理方法、装置、介质，用于避免现有的通过设定较高的压力参数满足各用气点的用气需求，无法实现优化导致的浪费问题，减少浪费同时节省能耗。
67.在大多数的工业企业中，企业总能耗的10％～20％会被应用于压缩空气系统。当前在压缩空气系统使用过程中存在着巨大的能源损耗，所以需要有针对性的对系统的各个环节进行改造升级，施行有效的节能环保措施，优化空压机控制方法，从而降低运行能耗，实现节能减排和降低企业运行成本的目的。现有的空压机系统针对于电解铝厂没有优化模型，例如未经过数字化改造的电解铝工厂缺乏建立模型所需要的流量、压力数据，可以通过在各个车间、管道、用气端等位置假装数字仪表测量流量、压力等数据。基于电解铝车间的工作特殊性，若在生产过程中想要添加仪表则会导致电解铝工厂暂停当前生产工作，需要重新设计，影响电解铝工厂的日常工作。故采用其他方法估算电解铝车间的流量和压力。本技术提供的空压机系统的处理方法，不仅适用于电解铝厂，还适用于安装空压机系统的各个应用场景中，在此不做限定。
68.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
69.图1为本技术实施例提供的一种空压机系统的处理方法的流程图，如图1所示，包括：
70.s11：获取空压机系统内的各用气点的流量参数和阈值压力参数；
71.s12：调入空压机系统模型以输入各用气点的流量参数和阈值压力参数；
72.s13：获取空压机系统模型内空压站的输出参数，并将输出参数作为空压站的优化压力参数；
73.其中，空压机系统模型根据约束性关系和管道组件的管道流量、压力关系确定得到，约束性关系为压力源组件、各压力汇组件与管道组件之间的各节点的约束性关系，且通过各节点与流量、压力守恒定律确定；
74.压力源组件、各压力汇组件和管道组件分别通过空压机系统内的空压站、各用气点和空压站与各用气点之间的管道映射得到。
75.具体地，获取各用气点的流量参数和阈值压力参数，由于空气机的压力参数会设定对应的最大压力参数，对应用气点的压力参数需求，一般基于最小压力参数作为阈值压力参数以解决不同的压力参数需求对应的供给压力以满足各个用气点的用气需求。
76.将各用气点的流量参数和阈值压力参数输入至建立好的模型中可以得到当前压力站的优化压力参数。
77.图2为本技术实施例提供的一种电解铝企业的压缩空气系统的示意图，如图2所示，箭头表示压缩空气的流动方向，根据实际的压缩空气系统简化管道的布置得到的图2。
78.作为一种实施例，空压站的数量至少一个；
79.用气点至少包括检修车间、抬包车间、原料仓库、阴极车间、铸造车间、阳极车间、电解车间和打料点。
80.如图2所示，压缩空气由空压站生产，一个压缩空气系统可以有n个空压站，n＞0。每个空压站内有数台压缩机，本实施例不涉及空压机之间的联合调整或者优化，可以是每个空压机的设定压力值，也可以是多个空压机作为一个整体的空压站，提供该空压站的设定压力值，或者每个空压站提供独立的设定压力值，即n个空压站提供n个设定压力值。
81.除空压站外，其他均为用气点，需要说明的是，电解铝厂的用气点和对应车间的特点有：
82.1、打料点的压力低但流量需求较大，且用气随机性强，缺少规律；
83.2、阳极车间的压力需求高但流量小；
84.3、整个电解车间包含多个子车间，且一般采用环形管路输送压缩空气。电解车间磁场强度大，电场强度大，不适合安装流量计和压力计等仪表。
85.空压站和各个用气点之间通过管道连接，气体通过管道从空压站传输至各个用气点。模型的建立需要产气点和用气点的流量压力等数据，所以需要采集空压站出口管道和各个用气终端入口管道中压缩空气的用气流量、压力和温度等数据，并可以通过有线或者无线的方式将数据传输至大数据平台。
86.将空压机系统内的空压站、各用气点和空压站与各用气点的管道映射为压力源/汇组件和管道组件。将所有电解子车间看成一个整体，作为一个电解车间，在图2中分别有三种基本组件：产气点(空压站)、管道和用气点，其中空压站和用气点的区别仅在于压缩空气的流向不同，压缩空气从产气点流向用气点。故可以将图2中的三种基本组件映射为三种基本组件(压力源组件、压力汇组件和管道组件)，在本实施例中不做具体限定。图3为本技术基于压缩空气系统的映射拓扑图，如图3所示，在方框中代表组件(source1为压力源组件，sink1-10为压力汇组件)，直线为管道，在管道组件中交会的点为节点，也就是圆圈代表
的点，例如管道b1、s1、c1、e1、d1、a1交会的点即一个节点。source1和s1交会的点也是一个节点。压力源组件和压力汇组件用方框表示。
87.通过管道组件的压力参数和流量参数确定管道流量关系。需要说明的是，管道组件基于压力源组件和压力汇组件建立，各个压力汇组件之间的管道组件中包括多个接口，每个接口承担的压力作用可能相同，也可能不同，其有的是进口压力，有的是出口压力。对应地，本实施例仅关注管道组件中对应压力源组件或压力汇组件的起始和终止的接口，如图3所示，压力源组件source1和压力汇组件sink8中对应的管道组件的接口较多，其仅关注source1连接的接口与sink8连接的接口，分别为出口压力与进口压力对应的参数。根据两种压力参数与流量参数的关系确定管道流量、压力关系，其管道流量、压力关系基于流体质量守恒的运动方程建立，具体的方程本实施例不做限定，可以是任意一种流体质量守恒的运动方程即可。通过各节点与流量、压力守恒定律确定的约束性关系，约束经过各节点的管道组件以及压力组件对应的压力参数和流量参数。对应地流量守恒定律流入的流量都等于流出的流量，由于流量方向不同，其流量之和为0。对应地压力守恒定律，其每个节点中的压力相等。
88.空压机系统模型根据约束性关系和管道流量、压力关系确定得到。其中，管道组件的管道流量、压力关系中的阻力系数通过建立的目标函数确定，其目标函数是根据最小化后的实际值与计算值的误差确定。
89.在建立空压机系统模型后，可以根据用气端的实际需求得到合适的供给压力，也就是空压机对应的压力参数。
90.本技术提供的一种空压机系统的处理方法，包括：获取空压机系统内的各用气点的流量参数和阈值压力参数；调入空压机系统模型以输入各用气点的流量参数和阈值压力参数；获取空压机系统模型内空压站的输出参数，并将输出参数作为空压站的优化压力参数；其中，空压机系统模型根据约束性关系和管道组件的管道流量、压力关系确定得到，约束性关系为压力源组件、各压力汇组件与管道组件之间的各节点的约束性关系，且通过各节点与流量、压力守恒定律确定；压力源组件、各压力汇组件和管道组件分别通过空压机系统内的空压站、各用气点和空压站与各用气点之间的管道映射得到。该方法根据空压机系统模型以及实时的用气点的流量参数和阈值压力参数可以得到空压机的压力参数，其空压机系统模型根据管道流量、压力关系和各节点的约束性关系确定。当用气点的需求发生变化时，可以根据模型以优化空压机的压力参数，避免现有的通过设定较高的压力参数满足各用气点的用气需求，无法实现优化导致的浪费问题，本技术减少浪费同时节省能耗。
91.在上述实施例的基础上，步骤s12中的管道流量、压力关系的确定过程具体包括：
92.获取管道组件对应的待进口压力参数、待出口压力参数和待标况体积流量参数；
93.通过流体质量守恒方程和ns方程对待进口压力参数、待出口压力参数和待标况体积流量参数得到管道组件的流动控制方程；
94.获取管道组件的阻力系数，并确定阻力系数与待标况体积流量参数的关系以得到阻力流量方程；
95.根据流动控制方程和阻力流量方程的关系确定管道流量、压力关系。
96.具体地，已知各个用气点和压力站的流量参数和压力参数，获取管道组件对应的待进口压力参数、待出口压力参数和待标况体积流量参数，本实施例的管道组件对应的参
数仅是为对应的参数标识，由于具体参数值未知，通过未知参数设定。
97.另外，各个用气点的流量参数和压力参数的获取，由于电解车间的特殊性，在初次安装仪表时，可根据安装仪表方式确定用气点的流量参数和压力参数的方法有以下两种：
98.1、可以在每个电解子车间的入口安装流量和压力表，这样可以精确的获得每个电解子车间的用气量；
99.2、可以将所有电解子车间看成一个整体，作为一个电解车间，然后在总的入口位置安装相应的仪表。
100.在生产过程中，无法安装仪表或者安装仪表的成本较大，其确定用气点的压力参数的方式有以下两种：
101.1、将各个用气点中用气压力最高的值作为电解车间的压力值；
102.2、将离电解车间最近的压力表的数据作为电解车间的压力值。
103.无法安装仪表或者安装仪表的成本较大，其确定用气点的流量参数的方式有以下两种：
104.1、用空压站的总的出口流量减去除电解车间外其他用户终端的用气流量；
105.2、根据电解车间实际用气点的实际工作压力，用气频率，用气时间，出气阀直径和阀门开度，统计实际的用气量。
106.无论何种情况，本实施例对应的各个用气点的流量参数和压力参数(包括获取电解车间用气点的流量参数和压力参数)不做限定，可根据实际的安装仪表情况获取对应的流量参数和压力参数。
107.通过流体质量守恒方程和ns方程将待进口压力参数、待出口压力参数和待标况体积流量参数代入得到管道组件对应的流动控制方程。
108.具体地，理想流体微分方程表达了作用在单位质量流体上的力与流体运动加速度之间的关系，是流体动力学的基本方程，对于不可压缩和可压缩的流体均适用，也适用于所有的理想流体的运动。在本实施例中考虑不可压缩流体质量守恒的运动方程，纳维-斯托克斯方程(navier-stokes equations，ns)是非线性微分方程。其中包含流体的运动速度，压强，密度，粘度，温度等变量，而这些都是空间位置和时间的函数。一般来说，对于一般的流体运动学问题。需要同时将ns方程结合质量守恒、能量守恒，热力学方程以及介质的材料性质，一同求解。由于其复杂性，通常只有通过给定边界条件下，通过计算机数值计算的方式才可以求解。
109.作为一种实施例，待进口压力参数p
in
、待出口压力参数p
out
以及待标况体积流量参数qm，两接口之间的关系通过ns方程建立。为方便后续参数识别与校准模型，将影响阻力的因素集中在阻力系数r中。由于压缩空气在管道组件中流动，根据ns方程的一维稳态形式，管道流动的控制方程近似为以下公式：
[0110][0111]
由于管道的阻力系数r随流量会发生变化，阻力系数与待标况体积流量参数的关系确定阻力流量方程，具体如下：
[0112]
r＝r0+r1qm[0113]
其中，r0为阻力系数1，r1为阻力系数2，根据压力数据除以流量数据的平方得到的系数值。
[0114]
将该公式代入上述公式中，也就是根据流动控制方程和阻力流量方程的关系确定管道流量、压力关系，得到的公式如下：
[0115][0116]
本技术实施例提供的管道流量、压力关系的确定过程，借助管道组件的压力参数和流量参数在流体动量守恒方程过程中确定的管道流量、压力关系，进一步使得建立的模型具有针对性，为后续的模型建立提供了约束性参考。
[0117]
在上述实施例的基础上，约束性关系的确定过程具体包括：
[0118]
获取各节点对应的管道组件的空气流动方向；
[0119]
根据各空气流动方向、压力源组件、各压力汇组件和管道组件对应的压力参数以及压力守恒定律确定各节点对应的压力关系；
[0120]
根据各空气流动方向、压力源组件、各压力汇组件和管道组件对应的流量参数以及流量守恒定律确定各节点对应的流量关系；
[0121]
根据压力关系和流量关系确定各节点的约束性关系。
[0122]
具体地，获取各节点对应的管道组件的空气流动方向，将根据对应的空气流动方向、压力组件的压力参数、管道组件的压力参数以及压力守恒定律确定各节点对应的压力关系。以图3中的节点为例，共有6个管道组件，考虑压缩空气流动的方向性可知：
[0123]
p
s1,out
＝p
k,in
,k∈{b1,c1,e1,d1,a1}
[0124]
s1的管道输出压力参数等于其他任意一种管道的输入压力参数，以a1管道为例，其a1的管道输出压力参数等于其他任意一种管道(a2、a3)的输入压力参数，使得压力相等。
[0125]
根据各空气流动方向、压力源组件、各压力汇组件的流量参数、管道组件的流量参数以及流量守恒定律确定流量关系，流动方向加上流量数据使得流量作为矢量数据存在，压力站流出的流量等于各用气点的流入流量，总的来说，其流量作为矢量数据的最终和为0，即∑q
i,m
＝0i,∈{b s1 c,e1 d，a1},。
[0126]
根据压力关系和流量关系确定各节点的约束性关系，可以理解的是，各个节点并不仅是图3中提供的节点数据，可以根据实际情况在管道组件中设置多个接口以使得接口与接口之间确定的节点个数不同，各个节点建立对应的约束性关系。
[0127]
本技术实施例提供的约束性关系的确定过程，通过管道组件与压力组件对应的压力参数和流量参数建立约束关系，便于后续求取管道组件的相关系数，使得建立的模型较为完善。
[0128]
在上述实施例的基础上，阻力系数的确定过程，具体包括：
[0129]
根据压力源组件、各压力汇组件的实际压力数据以及对应的管道组件的实际标况体积流量数据对管道流量、压力关系进行变形得到当前误差函数，其中实际标况体积流量数据根据约束性关系、压力源组件、各压力汇组件的实际压力数据确定得到；
[0130]
调用压力源组件对应各压力汇组件的各当前误差函数；
[0131]
将各当前误差函数汇总得到总误差函数；
[0132]
获取当前预设的阻力系数；
[0133]
将当前预设的阻力系数、压力源组件、各压力汇组件的实际压力数据以及对应的管道组件的实际标况体积流量数据输入至总误差函数以得到当前误差值；
[0134]
根据当前误差值与当前预设的阻力系数进行总误差函数的最小化处理得到目标
函数；
[0135]
根据目标函数确定处理后的阻力系数为最终的阻力系数。
[0136]
具体地，获取实际测得的压力源组件、各压力汇组件对应的实际压力数据、压力源组件和各压力汇组件之间对应的管道组件的实际标况体积流量数据。根据约束性关系、压力源组件、各压力汇组件的实际压力数据确定各压力汇组件与压力源组件之间的管道组件的实际标况体积流量数据。
[0137]
对管道流量关系对应的方程进行变形，根据压力源组件、各压力汇组件的实际压力数据以及对应的管道组件的实际标况体积流量数据对管道流量、压力关系进行变形，用delta表示误差，即变形后的管道流量、压力关系得到的当前误差函数具体公式如下：
[0138][0139]
其中，i表示压力汇组件，j表示压力源组件和各压力汇组件i之间的所有管道。
[0140]
由于压力源组件与各压力汇组件之间的误差函数存在多个，需要调用压力源组件对应各压力汇组件的各当前误差函数，将各当前误差函数汇总得到总误差函数。获取当前预设的阻力系数，根据预设的阻力系数求取结果后再进行调整预设阻力系数以确定最终的阻力系数。
[0141]
将压力源组件、各压力汇组件对应的实际压力数据、当前预设的阻力系统和各实际标况体积流量数据输入至总误差函数以得到压力源组件和各压力汇组件之间的当前误差值。
[0142]
例如，图3中的压力源组件source1，压力汇组件sink5，中间的管道有b1，c1，其对应的误差值公式为：
[0143][0144]
上述仅是一种压力源组件与一个压力汇组件的误差值，根据多个压力源对应的多个压力汇组件得到的误差值进行汇集得到当前误差值，即∑delta。
[0145]
根据当前误差值与当前预设的阻力系数进行总误差函数的最小化处理得到目标函数。需要说明的是，总误差函数的最小化处理可以是差分处理，也可以是求导处理，为了得到的阻力系数准确性，本实施例选用差分处理作为最小化处理方式。目标函数的确定后对应的阻力系数为处理后的阻力系数，即最终的阻力系数。
[0146]
作为一种实施例，根据当前误差值与当前预设的阻力系数进行总误差函数的最小化处理得到目标函数，包括：
[0147]
将当前误差值与当前预设的阻力系数输入至总误差函数得到对应的当前差分结果；
[0148]
根据当前差分结果调整当前预设的阻力系数得到新的当前预设的阻力系数，并返回至将当前预设的阻力系数、压力源组件、各压力汇组件的实际压力数据以及对应的管道组件的实际标况体积流量数据输入至总误差函数以得到当前误差值的步骤，直至当前误差值小于阈值；
[0149]
当当前误差小于阈值时对应的总误差函数为目标函数；
[0150]
其中，根据当前差分结果调整当前预设的阻力系数得到新的当前预设的阻力系数，包括：
[0151]
在当前差分结果大于0的情况下，在当前预设的阻力系数的基础上减少预设步长得到新的当前预设的阻力系数；
[0152]
在当前差分结果小于0的情况下，在当前预设的阻力系数的基础上增加预设步长得到新的当前预设的阻力系数。
[0153]
需要说明的是，在进行最小化处理时，将当前误差值与当前预设的阻力系数输入至总误差函数得到对应的当前差分结果。根据差分结果调整当前预设的阻力系数，再将调整后的阻力系数返回至当前误差值的确定步骤，以计算下一个当前误差值，以此通过预设的阻力系数一点一点的调整，以满足后面的当前误差值小于阈值。
[0154]
若当前误差值小于阈值，其停止调整阻力系数，将其得到当前误差值的预设的阻力系数作为最终的阻力系数，此时对应的总误差函数为目标函数。对应地，根据差分结果调整当前预设的阻力系数的策略，具体为当前差分结果大于0时，在当前预设的阻力系数的基础上减少预设步长得到新的当前预设的阻力系数；当前差分结果小于0时，在当前预设的阻力系数的基础上增加预设步长得到新的当前预设的阻力系数。可以理解的是，预设步长可以在每次调整过程中相同，也可以不同，或者在不同的差分结果的情况下，调整策略中的预设步长可以相同，也可以不同，在此不做限定，可以根据实际情况设定即可。对于调整步长的步长值本发明不做限定，增加或减少的步长值可以相同，也可以不同，可根据实际情况设定即可。
[0155]
关于模型可以通过程序语言进行编写，对应何种语言不做具体限定，可以是python，julia等开源语言或者matlab等商业软件编写。
[0156]
本实施例提供的阻力系数的确定过程，当目标函数最小化误差值以确定阻力系数，基于电解车间的数据，依据机理知识构建模型，模型基于空压机系统的cad工程图和对应的流体力学相关原理，不仅仅依靠采集的真实数据，使建立的模型能够真实的反映实际状态。
[0157]
在上述实施例的基础上，该方法还包括：
[0158]
获取空压站的当前压力参数；
[0159]
调入空压机系统模型，以输入当前压力参数；
[0160]
获取空压机系统模型输出的当前各用气点的压力参数；
[0161]
判断当前各用气点的压力参数是否满足预设要求，其中预设要求为当前各用气点的压力参数为阈值压力参数的数量达到预设数量；
[0162]
若是，则将当前压力参数作为最终压力参数；
[0163]
若否，则通过分段下降法确定下降步长；
[0164]
根据当前压力参数和下降步长确定下一个当前压力参数，并返回至调入空压机系统模型，以输入当前压力参数的步骤。
[0165]
具体地，为了保证生产安全和生产稳定性，不可能一次性的将设定压力降低至模型给出的优化压力参数，故需要获取空压站的当前压力参数，将当前压力参数输入至空压机系统模型得到当前各用气点的压力参数；
[0166]
判断当前各用气点的压力参数是否满足预设要求，若满足，则说明当前压力参数
为最终压力参数，即优化压力参数。若不满足，则需要在当前压力参数的基础上下降压力参数，按照一定的缓慢下降。其预设要求的设定基于各用气点的压力需求，作为一种实施例，预设要求为各用气点的压力参数为对应的下临界压力参数的数量达到预设数量时，则确定不需要下降。当不满足预设要求时，则通过分段下降法确定下降步长，可以理解的时，下降步长在每次下降时相等，也可以不等，本实施例不做具体限定，作为一种实施例，其步长相同。例如工厂的实际设定压力值为6bar，模型给出的最优设定压力值为5bar，此时可以依据模型计算出表1，表1为不同的产期压力对应用气点压力对照表。该表给出来在不同的供给压力和用气点流量的情况下，所对应的用气点压力。
[0167]
表1不同的产期压力对应用气点压力对照表
[0168][0169]
当采用分段下降法时，可以先将空压站的实际设定压力值从6bar降至5.9bar，此时既不会对工厂生产造成剧烈影响，也可以通过实际的用气点压力值和计算的用气点的压力值的对比来验证模型。当在5.9bar的设定压力值运行一段时间后，可以继续下降，直至满足要求为止。
[0170]
每次下降一个步长时，则根据当前压力参数和下降步长确定下一个当前压力参数，再得到对应的当前各用气点的压力参数以判断是否满足预设要求，直至满足预设要求为止。
[0171]
关于临界压力参数的获取，可以包括至少以下几种方式之一获取：
[0172]
依据生产作业手册或者作业规程的要求获得规范用气压力值；
[0173]
依据现场操作人员的经验获得经验用气压力值；
[0174]
依据历史数据统计得出实际的用气压力值。
[0175]
本实施例不做具体限定，可根据实际情况获取即可。
[0176]
本实施例提供的在实际生产中通过分段下降法确定优化压力参数。保证生产安全和生产稳定性。
[0177]
作为一种实施例，图4为本技术实施例提供的另一种空压机系统的处理方法的流程图，如图4所示，包括：
[0178]
s21：获取产气端和用气段的流量压力数据；
[0179]
s22：判断电解车间能否安装测量仪表，若是，则进入步骤s23；若否，则进入步骤s24；
[0180]
s23：估算电解车间的流量压力数据；
[0181]
s24：根据系统图画出简化的拓扑图；
[0182]
s25：依据拓扑图和流体学原理构建模型；
[0183]
s26：训练模型，得出阻力系数r的值；
[0184]
s27：获得用气端的最低需求压力数据；
[0185]
s28：计算出最优设定压力；
[0186]
s29：计算出不同的供给压力对应的用气端压力。
[0187]
对于本技术提供的另一种空压机系统的处理方法的介绍请参照上述方法实施例，本技术在此不再赘述，其具有上述空压机系统的处理方法相同的有益效果。
[0188]
上述详细描述了空压机系统的处理方法对应的各个实施例，在此基础上，本技术还公开与上述方法对应的空压机系统的处理装置，图5为本技术实施例提供的一种空压机系统的处理装置的结构图。如图5所示，空压机系统的处理装置包括：
[0189]
获取模块11，用于获取空压机系统内的各用气点的流量参数和阈值压力参数；
[0190]
调入模块12，用于调入空压机系统模型以输入各用气点的流量参数和阈值压力参数；
[0191]
输出模块13，用于获取空压机系统模型的空压站的输出参数，并将输出参数作为空压站的优化压力参数；
[0192]
其中，空压机系统模型根据约束性关系和管道组件的管道流量、压力关系确定得到，约束性关系为压力源组件、各压力汇组件与管道组件之间的各节点的约束性关系，且通过各节点与流量、压力守恒定律确定；
[0193]
压力源组件、各压力汇组件和管道组件分别通过空压机系统内的空压站、各用气点和空压站与各用气点之间的管道映射得到。
[0194]
由于装置部分的实施例与上述的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参照上述方法部分的实施例描述，在此不再赘述。
[0195]
对于本技术提供的一种空压机系统的处理装置的介绍请参照上述方法实施例，本技术在此不再赘述，其具有上述空压机系统的处理方法相同的有益效果。
[0196]
图6为本技术实施例提供的另一种空压机系统的处理装置的结构图，如图6所示，该装置包括：
[0197]
存储器21，用于存储计算机程序；
[0198]
处理器22，用于执行计算机程序时实现空压机系统的处理方法的步骤。
[0199]
本实施例提供的空压机系统的处理装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者台式电脑等。
[0200]
其中，处理器22可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器22可以采用数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器22也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(central processing unit，cpu)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器22可以集成有图像处理器(graphics processing unit，gpu)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器22还可以包括
人工智能(artificial intelligence，ai)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
[0201]
存储器21可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器21还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器21至少用于存储以下计算机程序211，其中，该计算机程序被处理器22加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的空压机系统的处理方法的相关步骤。另外，存储器21所存储的资源还可以包括操作系统212和数据213等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统212可以包括windows、unix、linux等。数据213可以包括但不限于空压机系统的处理方法所涉及到的数据等等。
[0202]
在一些实施例中，空压机系统的处理装置还可包括有显示屏23、输入输出接口24、通信接口25、电源26以及通信总线27。
[0203]
领域技术人员可以理解，图6中示出的结构并不构成对空压机系统的处理装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
[0204]
处理器22通过调用存储于存储器21中的指令以实现上述任一实施例所提供的空压机系统的处理方法。
[0205]
对于本技术提供的一种空压机系统的处理装置的介绍请参照上述方法实施例，本技术在此不再赘述，其具有上述空压机系统的处理方法相同的有益效果。
[0206]
进一步的，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器22执行时实现如上述空压机系统的处理方法的步骤。
[0207]
可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0208]
对于本技术提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本技术在此不再赘述，其具有上述空压机系统的处理方法相同的有益效果。
[0209]
以上对本技术所提供的一种空压机系统的处理方法、空压机系统的处理装置、介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
[0210]
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意
在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。