一种空压机远程控制系统的制作方法

本发明属于远程控制，具体而言，涉及一种空压机远程控制系统。

背景技术：

1、空压机是一种将空气压缩并储存起来供后续使用的设备。它通过压缩空气将气体的体积减小，增加气体的压力，从而存储更多的空气能量。空压机通常用于工业和商业应用中，例如供应动力给气动工具、生产设备、冷气系统以及工厂的自动化系统等。空压机远程控制系统是一种允许用户通过远程方式监控和控制空压机操作的系统。它可以使用网络、无线通信或其他通信技术，将空压机与远程控制设备(如智能手机、电脑或触摸屏面板)连接起来。通过这个远程控制系统，用户可以远程查看和调整空压机的参数、监控运行状态、执行指令以及获取警报和故障信息。

2、公开号为cn204140130u(申请号cn201420530771.7)的中国实用新型专利公开了煤矿局扇自动化系统，包括主控机(a1)和数据监控装置，主控机(a1)安装在井上，数据监控装置安装在井下，其特征在于，还包括与主控机(a1)连接的语音报警输出模块(a2)、不间断电源模块(a3)；所述的主控机(a1)通过环网传输平台(a4)依次与数据监控装置中的数据采集控制分站(a5)、局扇风机(a11)连接，所述的数据采集控制分站(a5)连接有数据检测装置，数据采集控制分站(a5)与馈电开关、风机开关相连。

3、上述煤矿局扇自动化系统，无法实时监测和分析关键参数，空压机无法根据实时需求进行优化调节。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种空压机远程控制系统，能够提高空压机远程控制系统的性能和可靠性。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明提供一种空压机远程控制系统，其中，包括定时功能模块、计划功能模块、保护功能模块、数据上传模块、控制模块、井下电机控制箱以及运行稳定性判断模块，所述定时功能模块和所述计划功能模块通过所述控制模块的输入接口连接到所述控制模块，所述控制模块将指令传递给所述井下电机控制箱中的电机控制器；所述保护功能模块通过传感器检测设备状态，获取设备数据，并将所述设备数据传递给所述控制模块，所述数据上传模块通过通信网络将所述设备数据发送到远程控制中心，用于远程监控和分析；

4、其中，所述运行稳定性判断模块接收所述保护功能模块的所述设备数据，用于进行空压机运行稳定性判断。

5、本发明提供的一种空压机远程控制系统的技术效果如下：空压机远程控制系统为用户提供了更加智能化、灵活化和高效化的空压机管理方式。通过合理利用定时功能，用户可以节约能源、优化设备运行、便捷地远程监控和控制，以及优化维护计划。空压机远程控制系统包括运行稳定性判断模块可以提高系统的稳定性、优化能源利用、提高响应和灵活性，并提供故障预警和远程诊断功能，从而提高整个空压机远程控制系统的效率、可靠性和可维护性。

6、在上述技术方案的基础上，本发明的一种空压机远程控制系统还可以做如下改进：

7、其中，所述定时功能模块包括定时器、时间设定器以及定时触发器，所述定时器接收所述时间设定器传递的时间设定值，所述时间设定器将设定的时间传递给定时触发器，所述定时触发器根据接收到的参数执行相应的操作，所述定时触发器用于在设定的时间点触发操作信号。

8、采用上述改进方案的有益效果为：定时功能模块允许用户在特定的时间自动开启或关闭空压机，确保系统在用户指定的时间段内运行，以满足特定需求或要求。定时功能模块用于设置和管理空压机的定时操作。它可以让您预定空压机的启动时间和停止时间，以便在特定时间段内自动控制运行。定时功能模块通过连接定时器、时间设定器和定时触发器，允许用户在特定的时间条件下自动执行控制任务。

9、进一步的，所述计划功能模块包括重复设定器、计划触发器以及计划设置存储器，其中，所述重复设定器用于设置定期或周期性的扇机开启和关闭计划；

10、所述计划选择器用于在设定的时间点触发扇机的开启或关闭操作；

11、所述计划设置存储器用于存储用户设定的计划功能设置。

12、采用上述改进方案的有益效果为：计划功能模块允许用户创建灵活的计划，以便按照特定日期或周期性地自动控制空压机的运行。

13、进一步的，所述保护功能模块包括传感器、报警器、故障检测器以及安全开关，所述传感器用于监测空压机的状态和环境条件；

14、所述报警器用于在检测到异常情况时触发警报，以保护设备和操作人员；

15、所述故障检测器用于识别设备故障或异常操作；

16、所述安全开关用于远程或自动禁用设备以防止危险情况。

17、采用上述改进方案的有益效果为：保护功能模块确保空压机在安全运行状态下工作，及时检测并响应异常情况以避免设备损坏或安全风险。

18、进一步的，所述控制模块包括控制器、用户界面，所述控制器用于执行开、关以及调节速度的控制操作，所述用户界面用于提供用户与系统交互的界面；

19、所述控制模块用于接收所述定时功能模块、所述计划功能模块、所述保护功能模块、所述数据上传模块的指令和数据，并控制空压机的启动、停止、调速和运行模式，所述控制模块与所述井下电机控制箱通信以控制电机的运行。

20、采用上述改进方案的有益效果为：控制模块负责实际控制空压机的运行，响应用户的命令和定时/计划设置。控制模块是空压机的核心控制单元，它接收来自定时功能模块、计划功能模块、保护功能模块和数据上传模块的指令和数据，并相应地控制空压机的启动、停止、调速和运行模式。控制模块还与井下电机控制箱通信以控制电机的运行。

21、进一步的，所述运行稳定性判断模块包括蓄气系统、新能源及传统机组组件，计算所述蓄气系统、所述新能源及所述传统机组的储能容量，所述蓄气系统、所述新能源及所述传统机组组件功率应满足如下约束：

22、

23、式中，为蓄气系统容量，为新能源容量，为传统机组容量，为空压机的负荷需求。

24、蓄气系统容量及传统机组容量组件与运行稳定性判断模块连接，以实时监测各个关键部分的状态和性能，并根据这些数据进行分析以确保系统的稳定性和可靠性。这有助于空压机系统在各种条件下保持高效运行。

25、进一步的，所述蓄气系统容量总和表达式为：

26、

27、式中，为抽水蓄能系统的数量和容量，为超级电容的数量和容量，为空压机的数量和容量；

28、所述新能源容量总和表达式为：

29、

30、式中，为风力作为能量来源，为光能作为能量来源，为水力作为能量来源；

31、所述储能容量表示为：

32、

33、

34、

35、

36、式中，表示蓄气储能有功容量，表示新能源有功容量，表示传统机组有功容量，表示空压机需要的有功容量，j表示复功率中超前有功容量相角90度的无功容量；q表示无功容量；

37、在复平面中，将所述储能容量以四个点坐标表示，将所述坐标连接线所围成的图形记作特征图。

38、采用上述改进方案的有益效果为：通过特征图提供了一个直观的方式来表示和分析不同储能容量的能源组合，并利用其形状、大小和位置提供有益的信息和洞察；它可以支持能源规划、决策制定、评估能源系统的灵活性，并帮助解决能源需求与供应之间的差距。

39、进一步的，通过灰度一梯度共生矩阵描绘所述特征图中的数据关系，分别选取能量和灰度熵的纹理特征：

40、能量l1为：

41、

42、式中，灰度-梯度共生矩阵p(i，j)定义为共同具有灰度值i和梯度值j的总像素数；

43、灰度熵l2为：

44、

45、将所述纹理特征进行归一化处理，得到空压机的稳定性系数：

46、

47、式中，t为时刻，i取1或2，表示所述纹理特征θi对应的稳定性系数，θ1表示在能量特征下的稳定性系数，θ2表示在灰度熵特征下的稳定性系数；

48、根据所述稳定性系数对空压机稳定性进行判断，并提出调控策略。

49、通过对比两种状态下的稳定性系数得到如下空压机稳定性判断方法：

50、若θ1>0.3，则空压机处于正常运行状态，此时应增加新能源消纳，减少运行成本；否则处于调节运行状态，则需进一步判断调节方式，若θ2>2.4，说明新能源消纳不足，难以供应负荷，需增加蓄气系统出力；若θ2＜2.4，说明蓄气系统出力过多，应减少蓄气系统出力，以维持空压机的稳定性。

51、进一步的，所述数据上传模块包括通信接口以及数据上传器，所述通信接口用于与远程服务器建立连接，所述数据上传器用于将空压机的状态信息、运行数据和事件记录上传到所述远程服务器。

52、采用上述改进方案的有益效果为：数据上传模块将关键信息传送到远程位置，以供远程监控、分析和记录，这可以帮助操作人员实时监测设备状态、性能和能源消耗，并进行远程故障诊断和维护规划。

53、进一步的，所述井下电机控制箱包括电机控制器、电气连接组件以及安全开关和断路器，所述电机控制器用于控制井下电机的启动、停止和调速；所述电气连接组件用于连接电机、传感器和电源；所述安全开关和断路器用于确保电机操作的安全性；所述断路器连接所述电机控制器的输出端，再连接电机；

54、其中，所述井下电机控制箱与电源连接，所述井下电机控制箱负责转换来自所述控制模块的指令，控制电机的启动、停止和运行。

55、采用上述改进方案的有益效果为：井下电机控制箱负责管理井下电机的运行，以实现空压机的操作。

56、与现有技术相比较，本发明提供的一种空压机远程控制系统的有益效果是：

57、1：提高运行稳定性：稳定性判断模块可以监测和分析蓄气系统容量、新能源容量以及传统机组容量等关键参数，帮助判断和维持系统的稳定运行；通过实时监测和分析数据，系统可以及时采取措施来平衡气体供应和需求，从而提高运行稳定性，减少运行中的波动和故障；

58、2：优化能源利用：运行稳定性判断模块可以对新能源和传统机组容量进行分析和监测，以实现能源的有效利用；通过实时监控新能源的产生情况和电池状态，系统可以合理利用可再生能源并进行存储，最大程度地减少对传统能源的依赖；这有助于提高能源的利用效率，降低能源成本，并对环境产生积极影响；

59、3：提高系统响应和灵活性：运行稳定性判断模块的存在使得空压机系统能够实现远程控制和调度；操作人员可以通过远程接口监控系统状态、调整运行参数和控制运行模式，从而实现及时响应和灵活调整；这样可以在面对不同的运行需求和变化的工况条件时，对系统进行优化配置，提高系统的适应性和灵活性；

60、4：故障预警和远程诊断：稳定性判断模块可以通过监测关键参数并进行实时分析，发现系统运行异常、故障或潜在问题；系统可以通过警报、通知或远程诊断等方式提前预警，并通知相关人员采取适当的措施；这有助于减少停机时间、降低维修成本和提高维修效率。