一种空压机性能识别与组群偏好联控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种空压机性能识别与组群偏好联控系统及方法，采用多种传感器测试组群中各台空压机的振动信号、电流信号、温度信号、声发射信号，采用多传感信息融合技术对空压机运行过程中的振动信号、电流信号、温度信号、声发射信号进行融合，实现对各台空压机当前性能的有效识别，并根据各台空压机性能的优劣，确定各台空压机启停的偏好次序与运行时长，保证空压机组群中各台空压机性能的均衡调节，避免由于单台空压机长期运行造成的空压机性能严重下降，寿命严重衰减，从而大大提高空压机组群的工作效率和各台空压机的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种空压机性能识别与组群偏好联控系统及方法
本专利技术涉及空气压缩机性能识别与联动控制领域，特别是涉及基于多传感信息融合的空压机性能识别与组群偏好联控系统及方法。
技术介绍
空气压缩机是一种用以压缩气体的设备，广泛应用于工业生产的各个领域，特别是矿山开采领域，空气压缩机是为矿山开采过程中各种气动设备提供气源的重要装置。矿用空气压缩机通常以组群的方式出现，即通过多个空压机组成空压机组群，组群中的各空压机将压缩的气体通过自己的输入管道输送到母管中。由于矿山开采过程中不同时段的用风量差异很大，因此，组群中空压机运行的台数也需要根据用风量的大小进行调整，如果单台空压机经常处于运行状态或启动或与频繁，势必会造成个别空压机寿命的加速衰减，不利于整个空压机组群的高效运行以及压缩气体的优质输出，这就需要建立空压机组群合理的启停顺序、运行时长等联控方法。专利ZL201710653659.0给出了一种多台联动空压机及其联控备用机待机启动方法，可以通过转动杆，实现一个驱动装置带动多个压缩装置，同时，对各台空压机设定不同的压力阈值，当系统压力不足时，实现空压机的依次顺序启动，而当系统压力过高时，实现空压机依次逆序停机，以满足系统压力的稳定。专利ZL201610071479.7给出了一种空压机触摸屏联控系统及方法采用主站触摸屏作为主站，控制各个从站触摸屏的运行，采用从站触摸屏作为从站，不再由变频器直接作为主站或从站，减少了变频器的运行负担，改善了变频器的控制性能。以上两个专利虽然在一定程度上实现了空压机的联动控制，但在控制过程中没有考虑到空压机组群中各台空压机运行时间不同、启动频率不同对各台空压机性能的影响，极易导致部分空压机由于疲劳服役而加速衰老，而另一部分空压机由于启动次数不多，运行时间不长，其性能得不到充分发挥，导致严重的资源浪费，因此，亟需研究一种能够平衡各台空压机性能，实现空压机组群中各台空压机的均衡服役，保证各台空压机性能的最大发挥，有效延长各台空压机的使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷和不足，本专利技术提供一种基于多传感信息融合的空压机性能识别与组群偏好联控系统及方法，采用多种传感器测试组群中各台空压机的振动信号、电流信号、温度信号、声发射信号，采用多传感信息融合技术对空压机运行过程中的振动信号、电流信号、温度信号、声发射信号进行融合，实现对各台空压机当前性能的有效识别，并根据各台空压机性能的优劣，确定各台空压机启停的偏好次序与运行时长，保证空压机组群中各台空压机性能的均衡调节，避免由于单台空压机长期运行造成的空压机性能严重下降，寿命严重衰减，从而大大提高空压机组群的工作效率和各台空压机的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种空压机性能识别与组群偏好联控系统，包括：空压机组群和空压机组群控制系统；空压机组群包括若干台空压机、母管；若干台空压机与所述母管连接；空压机组群控制系统包括信号检测模块，数据采集与控制模块，上位机系统模块；信号检测模块用于检测所述空压机组群数据信号；数据采集与控制模块用于空压机群组所述数据信号的采集与空压机群组的工作控制；上位机模块用于所述数据采集与控制模块采集数据的融合识别，并通过控制模块控制空压机群组；优选地，空压机包括：电机、气缸、冷却器、分离器、输出管道；优选地，电机与气缸连接；优选地，气缸与冷却器、分离器连接；优选地，分离器具有第一端、第二端、第三端；优选地，分离器第一端与气缸连接；优选地，分离器第二端与气缸连接；优选地，分离器第三端与输出管道连接；优选地，若干台空压机的输出管道与所述母管连接；优选地，信号检测模块包括：振动传感器、电流传感器、声发射传感器、温度传感器；优选地，数据采集与控制模块包括数据采集单元和控制单元；优选地，上位机模块包括数据融合单元、数据识别单元、数据控制单元；优选地，振动传感器与电机连接；优选地，电流传感器与电机连接；优选地，声发射传感器与气缸连接；优选地，温度传感器与冷却器连接；优选地，数据采集单元与信号检测模块连接；优选地，数据采集单元与数据融合单元连接；优选地，数据融合单元与数据识别单元连接；优选地，数据识别单元与数据控制单元连接；优选地，数据控制单元与控制单元连接；优选地，控制单元与空压机群组连接；优选地，数据采集与控制单元模块，采集信号检测模块检测的多特征信号样本数据，通过上位机系统模块进行数据存储与识别，通过控制单元控制空压机组群的工作时间、工作数量和运行模式；优选地，运行模式有N级，分为一级单机运作模式、二级双机联动模式、三级三机协同模式、......N级N机全动模式。一种空压机性能识别与组群偏好联控方法，包括以下步骤：S1.建立所述空压机组群；S2.采集所述空压机的特征样本构建样本数据库；S3.构建融合识别模型，获取空压机性能识别结果，并根据所述空压机性能识别结果确定空压机启停偏好次序和运行时间；S4.利用上位机数据融合、识别与控制系统模块反馈所述空压机识别融合结果信息到控制单元，通过所述控制单元实现所述空压机组群的均匀调度；优选地，空压机的特征样本包括：振动信号、电流信号、声发射信号以及温度信号；优选地，振动信号为电机振动信号；优选地，电流信号为电机电流信号；优选地，声发射信号为气缸声发射信号；优选地，温度信号为冷却器温度信号；优选地，利用振动传感器采集的振动信号构建样本数据库1，并结合数据之间相关性求解得到相应的隶属度函数1；优选地，利用电流传感器采集的电流信号构建样本数据库2，并结合数据之间相关性求解得到相应的隶属度函数2；优选地，利用声发射传感器采集的声发射信号构建样本数据库3，并结合数据之间相关性求解得到相应的隶属度函数3；优选地，利用温度传感器采集的温度信号构建样本数据库4，并结合数据之间相关性求解得到相应的隶属度函数4；优选地，根据隶属度函数1、隶属度函数2、隶属度函数3、隶属度函数4，获取空压机的一组所述振动信号、电流信号、声发射信号以及温度信号的多信号特征样本数据，作为原始数据的输入，将多信号特征样本数据带入隶属度函数1、隶属度函数2、隶属度函数3、隶属度函数4，得到振动信号、电流信号、声发射信号以及温度信号的隶属度值。优选地，将振动信号、电流信号、声发射信号以及温度信号的隶属度值作为D-S证据理论基本概率分配函数的基本输入值进行计算；优选地，通过所述计算得到每个空压机的基本概率值，将基本概率值采用基于D-S证据理论的融合模型对振动信号、温度信号、压力信号、声发射信号以及电流信号的多特征样本数据进行融合；优选地，通过多特征样本数据融合获取各空压机性能识别结果的不确定度及信度值，根据融合结果的决策准则确定最终的压机性能识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空压机性能识别与组群偏好联控系统，其特征在于，包括：/n空压机组群和空压机组群控制系统；/n所述空压机组群包括若干台空压机、母管；/n所述空压机与所述母管连接；/n所述空压机组群控制系统包括信号检测模块，数据采集与控制模块，上位机系统模块；/n所述信号检测模块用于检测所述空压机组群数据信号；/n所述数据采集与控制模块用于所述空压机群组的数据信号的采集与所述空压机群组的工作控制；/n所述上位机模块用于所述数据采集与控制模块采集数据的融合识别，并通过所述控制模块控制所述空压机群组。/n

【技术特征摘要】
1.一种空压机性能识别与组群偏好联控系统，其特征在于，包括：
空压机组群和空压机组群控制系统；
所述空压机组群包括若干台空压机、母管；
所述空压机与所述母管连接；
所述空压机组群控制系统包括信号检测模块，数据采集与控制模块，上位机系统模块；
所述信号检测模块用于检测所述空压机组群数据信号；
所述数据采集与控制模块用于所述空压机群组的数据信号的采集与所述空压机群组的工作控制；
所述上位机模块用于所述数据采集与控制模块采集数据的融合识别，并通过所述控制模块控制所述空压机群组。


2.根据权利要求1所述一种空压机性能识别与组群偏好联控系统，其特征在于：
所述空压机包括：电机、气缸、冷却器、分离器、输出管道；
所述电机与所述气缸连接；
所述气缸与所述冷却器、分离器连接；
所述分离器具有第一端、第二端、第三端；
所述分离器第一端与所述气缸连接；
所述分离器第二端与所述气缸连接；
所述分离器第三端与所述输出管道连接；
所述台空压机的输出管道与所述母管连接。


3.根据权利要求1所述一种空压机性能识别与组群偏好联控系统，其特征在于：
所述信号检测模块包括：振动传感器、电流传感器、声发射传感器、温度传感器；
所述数据采集与控制模块包括数据采集单元和控制单元；
所述上位机模块包括数据融合单元、数据识别单元、数据控制单元；
所述振动传感器与所述电机连接；
所述电流传感器与所述电机连接；
所述声发射传感器与所述气缸连接；
所述温度传感器与所述冷却器连接；
所述数据采集单元与所述信号检测模块连接；
所述数据采集单元与所述数据融合单元连接；
所述数据融合单元与所述数据识别单元连接；
所述数据识别单元与所述数据控制单元连接；
所述数据控制单元与所述控制单元连接；
所述控制单元与所述空压机群组连接；
所述数据采集与控制单元模块，采集所述信号检测模块检测的多特征信号样本数据，通过所述上位机系统模块进行数据存储与识别，通过所述控制单元控制所述空压机组群的工作时间、工作数量和运行模式；
所述运行模式有N级，分为一级单机运作模式、二级双机联动模式、三级三机协同模式、......N级N机全动模式。


4.一种空压机性能识别与组群偏好联控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.建立所述空压机组群；
S2.采集所述空压机的特征样本构建样本数据库；
S3.构建融合识别模型，获取空压机性能识别结果，并根据所述空压机性能识别结果确定空压机启停偏好次序和运行时间；
S4.利用上位机数据融合、识别与控制系统模块反馈所述空压机识别融合结果信息到控制单元，通过所述控制单元实现所述空压机组群的均匀调度。


5.根据权利要求4所述一种空压机性能识别与组群偏好联控方法，其特征在于：
所述空压机的特征样本包括：振动信号、电流信号、声发射信号以及温度信号；
所述振动信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海舰，黄梦蝶，田莹，赵雪梅，张强，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45