一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法技术

本发明专利技术公开一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，包括如下步骤：在每台设备处安装电表和第一流量计，并接入物联网关，将设备频率F、有功功率W和瞬时产气量P实时上传至云端服务器，通过云端服务器得到每台设备每个时间点的有功功率、瞬时产气量、单位能耗Y，并将得到的单位能耗、瞬时产气量同步至边缘服务器；在空压站厂房的母管上安装第二流量计，并接入物联网关，将用气需求量Q实时上传到边缘服务器；边缘服务器取每台设备单位能耗Y最小值进行对比，按照从小到大逐渐排序。本发明专利技术适用于多台变频空压机组成的压缩空气站，在用气量变化时，通过边缘计算控制的方式，使多台变频空压机协同工作，运行在能耗最优的频率段。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法
本专利技术涉及变频空压机
，特别涉及一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法。
技术介绍
变频螺杆空压机，通过无极调节压缩机的转速来调整排气量，由于变频调节排气量的方式相对浪费较少，得到了行业内的广泛应用。变频螺杆空压机的调节范围一般为30%-100%，各频率段对应的能耗效率存在差异。一般情况下，高频时表现较优，低频时能耗浪费较大。全程调节范围内，存在一段范围较窄的频率段，一般为70%-80%，该频率段的能耗效率最优。当多台变频空压机协同工作时，缺乏将各台变频空压机调制最佳频率段，造成能耗浪费。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法。针对上述目的，本专利技术技术方案如下：一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，包括如下步骤：步骤1、在每台设备处安装电表和第一流量计，并接入物联网关，将设备频率F、有功功率W和瞬时产气量P实时上传至云端服务器，通过云端服务器得到每台设备每个时间点的有功功率、瞬时产气量、单位能耗Y（即瞬时产气量除以有功功率与产气量的比值），并将得到的单位能耗、瞬时产气量同步至边缘服务器；步骤2、在空压站厂房的母管上安装第二流量计，并接入物联网关，将用气需求量Q实时上传到边缘服务器；步骤3、边缘服务器取每台设备单位能耗Y最小值进行对比，按照从小到大逐渐排序；监测周期内的平均用气量为Qa，为了满足Q，且能耗最小：将每台设备单位能耗Y最小值对应的产气量依次相加，直到产气量第一次超出Qa，则对应的设备为最优的设备；步骤4、设定每台设备的频率，将最优设备的最小频率对应的产气量相加获取最小气量Pmin，将最优设备的最大频率对应的产气量相加获取最大产气量Pmax；步骤5、根据第二流量计监测的实时用气需求量Q，计算该周期内用气量最大Qmax、最小值Qmin；步骤6、根据Pmin与Qmin、Pmax与Qmax的大小判断产气量是否满足用户需求，若不满足用户需求，则将最优设备中单位能耗最大的第一设备的产气量进行调整。较佳地，所述步骤1中的设备频率F、有功功率W和瞬时产气量P通过物联网关中IOT套件实时上传至云端服务器。较佳地，所述步骤2中的用气需求量Q通过Lora物联技术，实时上传到边缘服务器。较佳地，所述步骤3中每台设备单位能耗Y最小值从小到大逐渐排序包括：Y1，Y2，Y3，对应设备额定的产气量为包括P1，P2，P3，对应设备的频率包括F1，F2，F3；所述单位能耗Y最小值对应的产气量按依次相加为P1+P2+P3。较佳地，所述步骤4中设定的每台设备的最小频率计为Fmin-n，最大频率计为Fmax-n，Fmin-n默认取最优频率-5%，即Fmin-n=Fn-5%，Fmax-n默认取最优频率+5%，即Fmax-n=Fn+5%。较佳地，所述步骤4中Pmin=P1-Fmin+P2-Fmin+P3-Fmin，Pmax=P1-Fmax+P2-Fmax+P3-Fmax。较佳地，所述步骤6中Pmin≤Qmin，且Pmax≥Qmax，则产气量范围大于用气量变化，可以满足用户需求。较佳地，所述步骤6中若Pmin>Qmin或Pmax<Qmax，则产气量范围无法覆盖用气量，需要扩大频率范围，则优先将最优设备中单位能耗最大的第一设备扩大频率范围，一直到Pmin≤Qmin，且Pmax≥Qmax。较佳地，所述最优设备中单位能耗最大的第一设备扩大到极限频率时，还无法满足，则继续放大最优设备中单位能耗第二大的设备；所述极限频率包括Fmin-n≥30%，Fmax-n≤100%。较佳地，所述步骤1中的设备设有多台且选自变频螺杆空压机。采用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：本专利技术适用于多台变频空压机组成的压缩空气站，在用气量变化时，通过边缘计算控制的方式，使多台变频空压机协同工作，运行在能耗最优的频率段；从而解决变频空压机在其他频率段运行产生的高能耗问题，达到节能的效果。附图说明图1为本专利技术设备网络连接示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进一步说明。实施例1：参照图1，一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，包括如下步骤：步骤1、在3台变频螺杆空压机10处，计为1#，2#，3#，安装电表和第一流量计，并接入物联网关，将变频螺杆空压机10频率F、有功功率W和瞬时产气量P通过网关中IOT套件实时上传至云端服务器30，在云端服务器30可以得到每台变频螺杆空压机10每个时间点的频率，有功功率，瞬时产气量，单位能耗Y（即瞬时产气量除以有功功率与产气量的比值），并输出不同频率下，各变频螺杆空压机的单位能耗，产气量同步至边缘服务器20；步骤2、在空压站厂房的母管上安装第二流量计，并接入物联网关，将用气需求量Q通过Lora等物联技术，实时上传到边缘服务器20；步骤3、边缘服务器20取每台变频螺杆空压机10单位能耗Y最小值进行对比，1#为6.21kW/（m3/min），2#为6.11kW/（m3/min），3#为6.31kW/（m3/min），按照从小到大逐渐排序，即：2#，1#，3#，对应的额定产气量为20m3/min，30m3/min，10m3/min，对应的频率为80%，75%，70%；监测周期内的平均用气量为40m3/min，为了满足用气量，且能耗最小：将变频螺杆空压机10产气量按排序依次相加，即：20m3/min+30m3/min，直到第一次超出40m3/min，则2#和1#为最优的变频螺杆空压机10；步骤4、由于用气需求Q是实时波动，为了满足调节需求，变频螺杆空压机10无法固定最优的频率运行，因此，各变频螺杆空压机需要设定一个频率范围，其中最小频率都是30%，最大频率都是100%，2#最优频率为75%-85%，对应产气量为15-17m3/min，1#最优频率为70%-80%，对应产气量为21-24m3/min；则2#和1#对应最优频率的产气量为36-41m3/min；步骤5、根据第二流量计监测的实时用气需求量40m3/min，计算该周期内用气量最大最小值，计为35m3/min、45m3/min；步骤6、因为36>35，41<45，产气量范围无法覆盖用气量，需要扩大频率范围，则优先将最优变频螺杆空压机中单位能耗最大的1#扩大频率范围，1#频率扩大至55%-95%，对应的产气量为16-28m3/min，2#和1#对应的产气量为31-45m3/min，可以满足需求，则最优的参数配置为1#频率范围为55%-95%，2#频率范围为75%-85%。通过上述实施例1可知：本专利技术适用于由多台变频空压机组成的压缩空气站，在用气量变化时，通过边缘计算控制的方式，使多台变频空压机协同工作，运行在能耗最优的频率段；从而解决变频空压机在其他频率段运行产生的高能耗问题，达到节能的效果。以上所述仅为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、在每台设备处安装电表和第一流量计，并接入物联网关，将设备频率F、有功功率W和瞬时产气量P实时上传至云端服务器，通过云端服务器得到每台设备每个时间点的有功功率、瞬时产气量、单位能耗Y，并将得到的单位能耗、瞬时产气量同步至边缘服务器；/n步骤2、在空压站厂房的母管上安装第二流量计，并接入物联网关，将用气需求量Q实时上传到边缘服务器；/n步骤3、边缘服务器取每台设备单位能耗Y最小值进行对比，按照从小到大逐渐排序；监测周期内的平均用气量为Q

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在每台设备处安装电表和第一流量计，并接入物联网关，将设备频率F、有功功率W和瞬时产气量P实时上传至云端服务器，通过云端服务器得到每台设备每个时间点的有功功率、瞬时产气量、单位能耗Y，并将得到的单位能耗、瞬时产气量同步至边缘服务器；
步骤2、在空压站厂房的母管上安装第二流量计，并接入物联网关，将用气需求量Q实时上传到边缘服务器；
步骤3、边缘服务器取每台设备单位能耗Y最小值进行对比，按照从小到大逐渐排序；监测周期内的平均用气量为Qa，为了满足Q，且能耗最小：将每台设备单位能耗Y最小值对应的产气量依次相加，直到产气量第一次超出Qa，则对应的设备为最优的设备；
步骤4、设定每台设备的频率，将最优设备的最小频率对应的产气量相加获取最小气量Pmin，将最优设备的最大频率对应的产气量相加获取最大产气量Pmax；
步骤5、根据第二流量计监测的实时用气需求量Q，计算该周期内用气量最大Qmax、最小值Qmin；
步骤6、根据Pmin与Qmin、Pmax与Qmax的大小判断产气量是否满足用户需求，若不满足用户需求，则将最优设备中单位能耗最大的第一设备的产气量进行调整。


2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，其特征在于，所述步骤1中的设备频率F、有功功率W和瞬时产气量P通过物联网关中IOT套件实时上传至云端服务器。


3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，其特征在于，所述步骤2中的用气需求量Q通过Lora物联技术，实时上传到边缘服务器。


4.根据权利要求1所述的基于边缘计算的变频空压机组节能的方法，其特征在于，所述步骤3中每台设备单位能耗Y最小值从小到大逐渐排序包括Y1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国辉，李精华，李铭文，
申请(专利权)人：蘑菇物联技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44