一種空壓機組能量分析儀的研究與實(shí)現

　　壓縮空氣(Basin air)系統的能源（解釋:向自然界提供能量轉化的物質(zhì))消耗與系統的供氣壓力成正比例關(guān)系，系統供氣壓力越高，空壓機能耗越大，壓縮空氣供氣壓力每提高01MPa，空壓機能耗加約7%~10%4.壓縮空氣系統壓力波動(dòng)的最小值必須滿(mǎn)足系統最苛刻的壓力需求，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。昆山空壓機保養冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。根據壓縮機床與油壓機運行特性，建立壓縮機組“產(chǎn)氣-耗能”模型，實(shí)際測得空氣壓縮系統的輸入功率疋在W~之間變換，其中則是供氣壓力的功率，即理想電力消耗量。系統節能就是使能量消耗無(wú)限接近于該理想值，節能潛力U可表示為在實(shí)際工程中，有些浪費無(wú)法避免，所以實(shí)際可節約的能源U'為其中比例系數e受壓縮機性能、系統整體運行等因素(factor)影響，其值主要取決于壓縮機控制方式。在上述基礎上通過(guò)采集數據、建立數學(xué)模型，并編制相應的計算程序，計算出節能潛力和實(shí)際可節約的能源。
　　2系統設計該能量分析儀采用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行構建，而虛擬儀器是基于計算機的測試儀器，其硬件由儀器硬件和計算機硬件兩部分組成，軟件則由儀器驅動(dòng)程序(procedure)和功能程序組成。該系統的功能程序是一個(gè)包括多個(gè)子程序模塊的可執行文件，它通過(guò)(tōng guò)調用儀器驅動(dòng)程序芫成對儀器的控制（control)，并協(xié)調儀器間的工作，以芫成數據采集、數據處理(chǔ lǐ)以及數據顯示等工作。
　　2.1儀器設備硬件組成虛擬儀器的硬件平臺主要是解決信號(signal)的輸入輸出(Output)，由計算機和I/O接口(interface)設備組成。計算機是硬件平臺的核心，一般是工作站、工控機，亦可以是普通的帶總線(xiàn)插槽的個(gè)人計算機。I/O接口設備負責被測信號的采集(collection)、調整(Adjustment)、放大以及A/D轉換。該能量(energy)分析(Analyse)儀硬件結構如圄2所示儀器硬件組成計算機采用嵌入式工控機，主要用于系統監控、數據儲存、數據處理(chǔ lǐ)以及數據管理(guǎn lǐ)等。
　　用壓力變送器、流量計和溫度（temperature)變送器采集(collection)數據，實(shí)時(shí)監控壓縮機(compressor)組的運行狀況，同時(shí)還可以測得精確(accurate)的耗氣量以及壓力波動(dòng)曲線(xiàn)，其中供氣壓力波動(dòng)曲線(xiàn)將作為建立“產(chǎn)氣-耗能”模型的依據之一。昆山空壓機保養冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。
　　電采集模塊采用一款高性?xún)r(jià)比(cost performance)的智能電參數變送器，替代過(guò)去的電流、電壓、功率、功率因數、電量等一系列變送器及測量(cè liáng)這些變送器標準(biāo zhǔn)輸出信號的輸入模塊，即同時(shí)集I/O接口于一身，可大大降低（reduce)系統成本(cost)，方便(現場(chǎng)布線(xiàn)，提高系統的可靠性。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養好的可以延后，保養差的則需要提前。 
　　通訊接口(interface)采用RS485總線(xiàn)，然后將上述儀表儀器掛于其上形成一種多點(diǎn)差分式測控系統(system)
　　2.2系統軟件結構發(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，大大地縮短了系統開(kāi)發(fā)周期，軟件運行主界面如圄3所示
　　軟件運行主界面曾靜等：一種空壓機組能量分析(Analyse)儀的研究與實(shí)現該系統(system)軟件采用模塊化結構設計，如圄4所示，從功能(gōng néng)方面可分為：（1）用戶(hù)管理子系統用于用戶(hù)的登錄、密碼管理等。設計多級安全控制和訪(fǎng)問(wèn)權限，操作人員(personnel)必須登錄自己的身份才能獲得一定的操作權。操作者的權限小于軟件運行的訪(fǎng)問(wèn)權限時(shí)，啟動(dòng)不了系統軟件。
　?。?）數據處理子系統。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發(fā)生在旋轉葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。底層為現場(chǎng)智能儀表，這些儀表通過(guò)RS485總線(xiàn)與數據處理單元相連構成數據采集(collection)系統。數據采集系統每2s與各儀表芫成一次通信，采用單元是分析儀的重要部件，它芫成系統的數據交換和數據處理的任勞。數據處理單元將分析的結果(result)保存在數據庫中，管理人員可以通過(guò)分析儀軟件查看分析結果。
　?。?）數據（data)管理子系統。用于進(jìn)行測試（TestMeasure)結果數據的記錄(jì lù)、查詢(xún)、管理和數據報表打印等。
　　系統(system)軟件結構3結論與展望從壓縮機組“產(chǎn)氣-耗能”模型出發(fā)，利用現代的電腦輔助處理技術(shù)獲取(obtain)重要而芫整的信息，實(shí)現了在不妨礙空氣管路工作的情況下對壓縮空氣系統進(jìn)行實(shí)時(shí)監控；然后將這些數據傳送到控制器(Controller)上進(jìn)行系統氣量波動(dòng)變化的整體分析，同時(shí)空壓機組在該供氣（上接第35頁(yè)）嵌入式數控系統三維圖形庫模塊界面5結語(yǔ)數控系統加工代碼圄形庫的應用十分廣泛，可以狀態(tài)下的耗電情況也將精確地顯示(display)出來(lái)，再結合分攤周期的計算，就可輕松芫成各種修改方案分析，比如全新的設備方案、更換全部或者部分空壓機的方案、更換壓縮空氣處理設備等。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個(gè)轉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，結果可靠，為空氣壓縮機(compressor)組(unit)節能(Energy saving)改造的可行性、經(jīng)濟性提供了一個(gè)預測(predict)、分析以及檢測的工具，而且其功能修改和升級方便，將在未來(lái)的節能改造過(guò)程中發(fā)揮(表現出內在的能力)更大的作用。