确定空压站的流量状态的方法、计算设备和计算机介质技术

本发明专利技术提供了一种确定空压站的流量状态的方法、计算设备和计算机介质。空压站包括多个空压机和连接多个空压机的母管。所述方法包括：获取在一组检测时刻时多个空压机中的每个空压机的实时功率、母管的实时压力和实时流量；利用每个空压机的单机压力模型，基于空压机的启停操作前后的功率差和母管的实时压力估计空压机的启停压力曲线夹角；利用每个空压机的单机排气量模型，基于空压机的实时功率和母管的实时流量估计空压机的实际排气量；以及利用母管的母管异常诊断模型，基于母管在该组检测时刻的实时压力和实时流量以及每个空压机在该组检测时刻的启停压力曲线夹角和实际排气量，确定空压站的流量状态。确定空压站的流量状态。确定空压站的流量状态。

【技术实现步骤摘要】
确定空压站的流量状态的方法、计算设备和计算机介质


[0001]本专利技术概括而言涉及工业控制领域，更具体地，涉及一种用于确定空压站的流量状态的方法、计算设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]空压机全称空气压缩机，是一种用于对气体进行压缩的设备，当前已广泛应用于建筑、钢铁、采矿和化学工厂中。在气体需求较大的情况下，通常采用包括多个空压机的空压站来向用气端提供压缩气体。用气端例如可以是工厂或者车间等。在一个空压站中，多个空压机与同一条母管相连以将压缩气体传送到用气端。
[0003]在空压站的数字化运维中，流量计是一个很重要的传感器，很多重要的运行状态参数需要基于流量进行推断，例如管道压力损耗、每台空压机的实际排气量和能效水平。受限于现场站房和管道结构、施工成本等因素，通常只在母管上安装流量计，因此母管流量计的测量准确度和故障状态对空压机控制精准度的影响很大。
[0004]然而，相对于电表和压力计，流量计的测量精准度和稳定性不足，因此需要对母管流量计的测量准确度进行评估，并利用预测性维护进行智能故障诊断。例如，母管的流量计读数异常可能是由于管道性能变差、空压机性能变差或者流量计故障等原因造成的，因此，只有准确确定流量计读数异常的原因才能够准确地解决异常。
[0005]一种解决方法是在母管上加装一个或多个冗余流量计，以进行双重或多重校验。然而，这种解决方法将显著增加硬件成本并且施工难度加大、运维难度加大，并且，新增的流量计也带来了数据采集、传输、存储和计算成本的增加，在原流量计和冗余流量计同时出现故障的情况下，这种方法也不适用。
[0006]另一种解决方法是对流量计的内部结构进行优化，以使其能够进行故障诊断和测量偏差补偿。然而，这种解决方法只是改造流量计的内部结构，仍然需要进一步解决数据到外部控制系统的传输问题，并且，这种方法无法实现实时状态监测，如果在使用过程中发生故障，则无法及时发现并同步。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提供了一种利用母管和空压机上的已有设备，如母管流量计和空压机的电表和压力计，通过多个AI模型来对母管流量计的测量准确性进行评估并在母管流量计异常时对故障类型进行智能诊断的方法。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供了一种确定空压站的流量状态的方法。所述空压站包括多个空压机和连接所述多个空压机的所述母管。所述方法包括：获取在一组检测时刻时所述多个空压机中的每个空压机的实时功率、所述母管的实时压力和实时流量；利用每个空压机的单机压力模型，基于所述空压机的启停操作前后的功率差和所述母管的实时压力估计所述空压机的启停压力曲线夹角；利用每个空压机的单机排气量模型，基于所述空压机的实时功率和所述母管的实时流量估计所述空压机的实际排气量；以及利用所述母管
的母管异常诊断模型，基于所述母管在该组检测时刻的实时压力和实时流量以及每个空压机在该组检测时刻的启停压力曲线夹角和实际排气量，确定所述空压站的流量状态。
[0009]在一些实施例中，基于所述空压机的启停操作前后的功率差和所述母管的实时压力估计所述空压机的启停压力曲线夹角包括：确定所述空压机在该组检测时刻中的一个检测时刻是否发生启停操作；如果确定所述空压机在所述检测时刻发生启停操作，获取所述空压机的启停操作前后的两个实时功率值；基于所述两个实时功率值确定所述空压机的启停操作前后的功率差；以及基于所述空压机的单机压力模型和所述功率差估计所述空压机的启停压力曲线夹角。
[0010]在一些实施例中，基于所述空压机的实时功率和所述母管的实时流量估计所述空压机的实际排气量包括：确定在该组检测时刻中的一个检测时刻除了所述空压机之外的其他空压机是否处于运行状态；以及如果确定在所述检测时刻除了所述空压机之外的其他空压机都不处于运行状态，基于所述空压机的单机排气量模型和所述母管的实时流量估计所述空压机的实际排气量。
[0011]在一些实施例中，确定所述空压站的流量状态包括：基于每个空压机的启停压力曲线夹角和实际排气量确定所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据；以及利用所述母管的母管异常诊断模型，基于所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据确定所述空压站的流量状态。
[0012]在一些实施例中，基于每个空压机的启停压力曲线夹角和实际排气量确定所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据包括：组合所述多个空压机的单机压力模型输出的启停压力曲线夹角以获取所述空压站的压力数据；组合所述多个空压机的单机排气量模型输出的实际排气量以获取所述空压站的排气量数据；以及组合每个空压机的单机压力模型输出的启停压力曲线夹角和单机排气量模型输出的实际排气量以获取所述空压机的设备数据。
[0013]在一些实施例中，所述母管异常诊断模型包括压力异常检测模型、排气量异常检测模型和设备异常检测模型以及故障诊断模型，并且其中利用所述母管的母管异常诊断模型，基于所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据确定所述空压站的流量状态包括：利用基于新奇检测算法的压力异常检测模型确定所述空压站的压力数据是否是异常压力数据；利用基于新奇检测算法的排气量异常检测模型确定所述空压站的排气量数据是否是异常排气量数据；利用基于新奇检测算法的设备异常检测模型确定所述空压机的设备数据是否是异常设备数据；以及基于所述压力异常检测模型、所述排气量异常检测模型和所述设备异常检测模型的结果，利用所述故障诊断模型确定所述空压站的流量状态。
[0014]在一些实施例中，利用所述故障诊断模型确定所述空压站的流量状态包括：如果确定不存在异常压力数据、异常排气量数据和异常设备数据，则确定所述空压站的流量状态正常；以及如果确定存在异常压力数据、异常排气量数据和异常设备数据中的至少一种，则确定所述空压站的流量状态异常。
[0015]在一些实施例中，所述方法还包括：如果确定所述多个空压机中的至少一个空压机的设备数据是异常设备数据并且其他空压机的设备数据都不是异常设备数据，则确定所述空压站的流量状态异常的原因是所述至少一个空压机的性能异常；如果确定所述空压站
的排气量数据都是异常排气量数据并且压力数据都是异常压力数据，则确定所述空压站的流量状态异常的原因是所述母管的管道性能异常；以及如果确定所述空压站的排气量数据都是异常排气量数据但是压力数据都不是异常压力数据，则确定所述空压站的流量状态异常的原因是所述母管的流量计故障。
[0016]在一些实施例中，基于所述空压机的启停操作前后的功率差和所述母管的实时压力估计所述空压机的启停压力曲线夹角之前还包括：获取每个空压机的功率样本集合、所述母管的压力样本集合和流量样本集合；基于所述功率样本集合中的变化数据和所述母管的压力样本集合对所述单机压力模型进行训练；以及基于所述功率样本集合中的稳定数据和所述母管的流量样本集合对所述单机排气量模型进行训练。
[0017]在一些实施例中，确定所述空压站的流量状态之前还包括：基于所述单机压力模型输出的启停压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定空压站的流量状态的方法，其中所述空压站包括多个空压机和连接所述多个空压机的母管，所述方法包括：获取在一组检测时刻时所述多个空压机中的每个空压机的实时功率、所述母管的实时压力和实时流量；利用每个空压机的单机压力模型，基于所述空压机的启停操作前后的功率差和所述母管的实时压力估计所述空压机的启停压力曲线夹角；利用每个空压机的单机排气量模型，基于所述空压机的实时功率和所述母管的实时流量估计所述空压机的实际排气量；以及利用所述母管的母管异常诊断模型，基于所述母管在该组检测时刻的实时压力和实时流量以及每个空压机在该组检测时刻的启停压力曲线夹角和实际排气量，确定所述空压站的流量状态。2.如权利要求1所述的方法，其中基于所述空压机的启停操作前后的功率差和所述母管的实时压力估计所述空压机的启停压力曲线夹角包括：确定所述空压机在该组检测时刻中的一个检测时刻是否发生启停操作；如果确定所述空压机在所述检测时刻发生启停操作，获取所述空压机的启停操作前后的两个实时功率值；基于所述两个实时功率值确定所述空压机的启停操作前后的功率差；以及基于所述空压机的单机压力模型和所述功率差估计所述空压机的启停压力曲线夹角。3.如权利要求1所述的方法，其中基于所述空压机的实时功率和所述母管的实时流量估计所述空压机的实际排气量包括：确定在该组检测时刻中的一个检测时刻除了所述空压机之外的其他空压机是否处于运行状态；以及如果确定在所述检测时刻除了所述空压机之外的其他空压机都不处于运行状态，基于所述空压机的单机排气量模型和所述母管的实时流量估计所述空压机的实际排气量。4.如权利要求1所述的方法，其中确定所述空压站的流量状态包括：基于每个空压机的启停压力曲线夹角和实际排气量确定所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据；以及利用所述母管的母管异常诊断模型，基于所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据确定所述空压站的流量状态。5.如权利要求4所述的方法，其中基于每个空压机的启停压力曲线夹角和实际排气量确定所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据包括：组合所述多个空压机的单机压力模型输出的启停压力曲线夹角以获取所述空压站的压力数据；组合所述多个空压机的单机排气量模型输出的实际排气量以获取所述空压站的排气量数据；以及组合每个空压机的单机压力模型输出的启停压力曲线夹角和单机排气量模型输出的实际排气量以获取所述空压机的设备数据。6.如权利要求4所述的方法，其中所述母管异常诊断模型包括压力异常检测模型、排气量异常检测模型和设备异常检测模型以及故障诊断模型，并且其中利用所述母管的母管异
常诊断模型，基于所述空压站的压力数据、排气量数据和每个空压机的设备数据确定所述空压站的流量状态包括：利用基于新奇检测算法的压力异常检测模型确定所述空压站的压力数据是否是异常压力数据；利用基于新奇检测算法的排气量异常检测模型确定所述空压站的排气量数据是否是异常排气量数据；利用基于新奇检测算法的设备异常检测模型确定所述空压机的设备数据是否是异常设备数据；以及基于所述压力异常检测模型、所述排气量异常检测模型和所述设备异常检测模型的结果，利用所述故障诊断模型确定所述空压站的流量状态。7.如权利要求6所述的方法，其中利用所述故障诊断模型确定所述空压站的流量状态包括：如果确定不存在异常压力数据、异常排气量数据和异常设备数据，则确定所述空压站的流量状态正常；以及如果确定存在异常压力数据、异常排气量数据和异常设备数据中的至少一种，则确定所述空压站的流量状态异常。8.如权利要求7所述的方法，还包括：如果确定所述多个空压机中的至少一个空压机的设备数据是异常设备数据并且其他空压机的设备数据都不是异常设备数据，则确定所述空压站的流量状态异常的原因是所述至少一个空压机的性能异常；如果确定所述空压站的排气量数据都是异常排气量数据并且压力数据都是异常压力数据，则确定所述空压站的流量状态异常的原因是所述母管的管道性能异常；以及如果确定所述空压站的排气量数据都是异常排气量数据但是压力数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子叶，沈国辉，陈欢，
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：