适于空气压缩机群组的最佳化系统及其方法技术方案

一种适于操作多个空气压缩机的控制系统及其方法。适于操作多个空气压缩机的控制系统，以使该些空气压缩机共同向制造设备供应压缩空气；控制系统包含需求预测模块、动态调整模块以及最佳化模块；需求预测模块用以估计制造设备在预定未来时间对于压缩空气的需求；动态调整模块用以从制造设备获得当前气压值，并将当前气压值及制造设备对于压缩空气的估计的需求进行结合，以产生最终预测结果；优化模块用以根据最终预测结果及该些空气压缩机的当前操作组合，决定该些空气压缩机在预定未来时间的目标操作组合。本发明专利技术提供的控制系统及其方法，可使压缩空气需求预测结果更加准确，进而可以最佳化功率消耗。进而可以最佳化功率消耗。进而可以最佳化功率消耗。

【技术实现步骤摘要】
适于空气压缩机群组的最佳化系统及其方法


[0001]本专利技术涉及空气压缩机的操作，尤其是涉及适于空气压缩机群组的最佳化系统及其方法。

技术介绍

[0002]压缩空气在制造设备中被广泛使用于各种应用，例如用于将水或是灰尘从制造元件上吹走，以及用于驱动气动工具或是机械臂。空气压缩机通过减少其体积来增加进气(inlet air)的压力。大多数的空气压缩机的核心是离心式叶轮(centrifugal impeller)或是旋转螺旋式(rotary screw)，且是用于将空气进行压缩。
[0003]根据所涉及的物理学及热力学，将空气进行压缩的效率自然较低。驱动空气压缩机的电机所消耗的大部分的电力会加热空气。然而，离开压缩机的空气需要被冷却，因此需要风扇及风冷或水冷的热交换器(air
‑
or
‑
water
‑
cooled heat exchanger)，此会造成更多的能量消耗。
[0004]一旦空气被压缩，则其需以特定的压力来传输至终端使用者。在空气传输过程中，沿途会出现损失并降低效率。当空气被压缩、被冷却、被干制、被传输、被调节、以及最终被使用时，空气压缩机的电力成本可能占据制造处(manufacturing site)的总电力成本的30％。
[0005]在大型的制造处，压缩空气一般是由中央站提供，该中央站具有以群组操作的多个空气压缩机。由于制造处的各个部件的工作量的变化，因此对于压缩空气的需求在一天中可能具有波动。空气压缩机可能需要相应地调整操作模式。在高需求时间中，更多的空气压缩机需要进行运作；及在低需求时间中，一些空气压缩机需要停止运作。新启动的空气压缩机在将压缩空气传输至生产线之前，需要较长的时间来建立气压，因此经常地开启及关闭空气压缩机的效率是非常低的。如此，从业者所期望的是，最佳化空气压缩机群组的操作。
[0006]因此，需要提供一种适于空气压缩机群组的最佳化系统及其方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的实施例提出一种控制系统，适于操作多个机器，以共同地向一接受者系统提供一消耗材料，控制系统包括一需求预测模块，用以估计接受者系统在一预定未来时间对于消耗材料的需求；一动态调整模块，用以从接受者系统获得一当前操作的一第一参数，动态调整模块将第一参数及接受者系统估计的消耗材料的需求进行结合，以产生一最终预测结果；以及一最佳化模块，用以根据最终预测结果及该些机器的一当前操作组合，决定该些机器在预定未来时间的一目标操作组合。
[0008]本专利技术的实施例还提出一种控制系统，适于操作多个空气压缩机，以共同地向一制造设备提供一压缩空气。控制系统包含一需求预测模块，用以估计制造设备在一预定未
来时间对于压缩空气的需求；一动态调整模块，用以从制造设备获得一当前气压值，动态调整模块将当前气压值及制造设备对于压缩空气的估计的需求进行结合，以产生一最终预测结果；以及一最佳化模块，用以根据最终预测结果及该些空气压缩机的一当前操作组合，决定该些空气压缩机在预定未来时间的一目标操作组合。
[0009]本专利技术的实施例还提出一种适于操作多个空气压缩机的方法，以使该些空气压缩机共同地向一制造设备提供一压缩空气。适于操作该些空气压缩机的方法包含通过获得来自制造设备的一未来运作信息、该些空气压缩机所提供的压缩空气的一历史数据以及制造设备对于压缩空气的一平均消耗率，估计制造设备在一预定未来时间对于压缩空气的需求；通过将一当前气压值及一预定阈值之间的一差值转换为压缩空气的一排气量的额外需求值及通过将额外需求值与制造设备对于压缩空气的需求进行结合，动态地预测制造设备对于压缩空气的需求，以产生一最终预测结果；以及根据最终预测结果及该些空气压缩机的一当前操作组合，决定该些空气压缩机在预定未来时间的一目标操作组合。
[0010]本专利技术提供的控制系统及其方法，可使压缩空气需求预测结果更加准确，进而可以最佳化功率消耗。
附图说明
[0011]图1为本专利技术依据一些实施例的空气压缩机群组运作以向制造设备提供压缩空气的示意图。
[0012]图2为本专利技术依据一些实施例的最佳化系统中的各种模块的示意图。
[0013]图3为能量效率评估模块的流程示意图。
[0014]图4为压缩空气需求预测模块的流程示意图。
[0015]图5为空气输出动态调整模块的流程示意图。
[0016]图6为最佳化组合模拟模块的流程示意图。
[0017]图7为本专利技术依据一些实施例的示例性的使用者界面的示意图。
[0018]随附并形成部分的本专利技术说明书的附图被涵盖于本文中，以描述本专利技术的一些特征。通过参考附图中的示例性且非限制性的实施例，对于本专利技术的清楚概念，以及对于随本专利技术提供的系统的元件及操作的清楚概念，能够变得更加地明了。其中，相同的元件符号(例如，若多个附图中出现相同的元件符号)表示为同一元件。通过参考一个或多个此些附图，并结合本文的描述，可以更好地理解本专利技术的内容。
[0019]主要组件符号说明：
[0020]102
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空气压缩机群组
[0021]110
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气压检测器
[0022]120
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空气压缩机中央控制器
[0023]130
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自动化控制模块
[0024]105A～105D
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空气压缩机
[0025]140
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制造设备
[0026]150
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最佳化系统
[0027]210
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能量效率评估模块
[0028]220
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压缩空气需求预测模块
[0029]230
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空气输出动态调整模块
[0030]240
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最佳化组合模拟模块
[0031]250
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数据库
[0032]260
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使用者操作界面
[0033]310～350
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步骤
[0034]410～470
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步骤
[0035]510～550
ꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制系统，该控制系统适于操作多个机器，以共同地向一接受者系统提供一消耗材料，该控制系统包括：一需求预测模块，该需求预测模块用以估计该接受者系统在一预定未来时间对于该消耗材料的需求；一动态调整模块，该动态调整模块用以从该接受者系统获得一当前操作的一第一参数，该动态调整模块将该第一参数及该接受者系统估计的该消耗材料的需求进行结合，以产生一最终预测结果；以及一最佳化模块，该最佳化模块用以根据该最终预测结果及该些机器的一当前操作组合，决定该些机器在该预定未来时间的一目标操作组合。2.如权利要求1所述的控制系统，该控制系统还包括一能量效率评估模块，用以通过获得该些机器的其中之一所提供的该消耗材料的一排气量及通过获得该些机器的该其中之一在一预定时段中所消耗的一功率量，来评估每一该机器在一预定时间间隔的一能量效率比，该能量效率评估模块通过将被提供的该消耗材料的该排气量除以被消耗的该功率量，来决定该些机器的该其中之一的该能量效率比。3.如权利要求1所述的控制系统，其中，该需求预测模块获得来自该接受者系统的一未来运作信息、该些机器所提供的该消耗材料的一历史数据、以及该接受者系统对于该消耗材料的一平均消耗率，以获得该接受者系统在该预定未来时间对于该消耗材料的需求。4.如权利要求1所述的控制系统，其中，该些机器所提供的该消耗材料的一历史数据包括：每一该机器在该历史数据出现的一时段中的一历史运作信息。5.如权利要求1所述的控制系统，其中，该动态调整模块将该第一参数及一预定阈值之间的一差值转换为该接受者系统对于该消耗材料的一额外需求值。6.如权利要求1所述的控制系统，其中，该最佳化模块决定满足于该最终预测结果的该些机器的一最大数量及一最小数量。7.如权利要求6所述的控制系统，其中，该最佳化模块在该些机器的该最大数量及该最小数量之间的范围内，决定该些机器的待开启的一第一组合组。8.如权利要求7所述的控制系统，其中，该最佳化模块选择在该第一组合组中功率消耗量最小的一第一组合，该最佳化模块选择一第二组合组，其中该第二组合组中的每一组合的功率消耗量小于该第一组合的功率消耗量乘以大于1的一预定因子，该最佳化模块选择在该第二组合组中最接近于该当前操作组合的一目标组合。9.如权利要求1所述的控制系统，其中，该些机器为多个空气压缩机，该消耗材料为一压缩空气，且该接受者系统为一制造设备。10.一种控制系统，该控制系统适于操作多个空气压缩机，以共同地向一制造设备提供一压缩空气，该控制系统包括：一需求预测模块，该需求预测模块用以估计该制造设备在一预定未来时间对于该压缩空气的需求；一动态调整模块，该动态调整模块用以从该制造设备获得一当前气压值，该动态调整模块将该当前气压值及该制造设备对于该压缩空气的需求进行结合，以产生一最终预测结果；以及一最佳化模块，该最佳化模块用以根据该最终预测结果及该些空气压缩机的一当前操
作组合，决定该些空气压缩机在该预定未来时间的一目标操作组合。11.如权利要求10所述的控制系统，该控制系统还包括一能量效率评估模块，用以通过获得该些空气压缩机的其中之一所提供的该压缩空气的一排气量及通过获得该...

【专利技术属性】
技术研发人员：温邦淳，王绩，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：