專利名稱：高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓釜供氣節(jié)能裝置及其方法。
背景技術(shù)：
高壓釜主要是針對膠片干法生產(chǎn)夾層玻璃進行熱壓處理，預(yù)合膠片夾層玻璃置于高壓釜中在一定溫度和壓力下，使夾層玻璃中的膠片溶化，冷卻后使夾層玻璃與膠片緊密結(jié)合生產(chǎn)夾層玻璃?，F(xiàn)有的供氣系統(tǒng)為滿足高壓釜的用氣需求，按高壓釜最高用氣壓力供氣，由于無智能控制系統(tǒng)，供氣系統(tǒng)處于一直供氣狀態(tài)。而高壓釜根據(jù)工藝要求，不同階段所需壓力不同。高壓釜原系統(tǒng)是典型的粗放型供氣模型，在該供氣模式下，高壓釜運行期間空壓機持續(xù)處在加卸載狀態(tài)，為了配合高壓釜的用氣模型，空壓機長期處在比較高的產(chǎn)氣壓力下。而高壓釜本身的用氣模型并不是連續(xù)性的，而是斷續(xù)的用氣模式，高壓釜本身只在階段初始時需要預(yù)期的壓力，一般持續(xù)時間在5分鐘左右，當(dāng)達(dá)到需求壓力后基本上不需要供氣，只需要偶爾的供氣補充，不需要與之配合的空壓機一直處于高壓力輸出模式。因此在供氣模式下，對于供氣系統(tǒng)來說60%以上的能源是在管道漏氣和自然壓力損失中浪費的，在比較惡劣的工作環(huán)境下還會損耗空壓機本身。因此急需一種能按需要來供氣的高壓釜智能供氣裝置和供氣方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種能按需要來供氣的高壓釜智能供氣裝置和供氣方法。本發(fā)明的目的之一是提出一種高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置；本發(fā)明的目的之二是提出一種高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制方法。本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
本發(fā)明提供的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，包括高壓釜、儲氣罐、節(jié)能控制裝置、壓縮機、電機，所述高壓釜的進氣閥與儲氣罐連接，所述儲氣罐與壓縮機連接，所述節(jié)能控制裝置與壓縮機連接，所述壓縮機與電機連接。進一步，所述節(jié)能控制裝置包括用于采集單個高壓釜工作狀況信號的單機模型控制器和用于處理單機模型控制器所采集信號的整體節(jié)能控制器，所述每個單機模型控制器一端與對應(yīng)的高壓釜進氣閥連接，所述單機模型控制器的另一端與儲氣罐連接，所述單機模型控制器將采集的信號輸入到整體節(jié)能控制器的輸入端，所述整體節(jié)能控制器的輸出端與壓縮機連接。進一步，所述單機模型控制器為PLC/單片機，所述單機模型控制器還設(shè)置有用于控制對應(yīng)的高壓釜的進氣閥的通斷的模塊。進一步，所述整體節(jié)能控制器為PLC/單片機，所述整體節(jié)能控制器還設(shè)置有用于
3控制壓縮機工作模塊。進一步，所述高壓釜還設(shè)置有排氣閥、安全閥和壓力表。本發(fā)明的目的之二是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 本發(fā)明提供的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制方法，包括以下步驟
51參數(shù)初始化；
52建立每一個高壓釜原始用氣狀態(tài)信號；
53檢查各高壓釜工作進程中的實際用氣狀態(tài)信號；
54分析處理各高壓釜的原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號是否匹配，如果匹配， 則關(guān)閉正在運行空壓機；并檢查下一個高壓釜的實際用氣狀態(tài)信號；
55如果不匹配，則壓縮機運行為高壓釜加氣。進一步，所述步驟S2中建立高壓釜原始用氣狀態(tài)模型具體包括以下步驟
521確定加熱高壓釜內(nèi)空氣的各加熱溫度點；
522確定高壓釜內(nèi)各加熱溫度點的壓力點；
523確定高壓釜內(nèi)要保持恒溫恒壓的時間段；
524確定高壓釜用氣狀態(tài)模型的工作循環(huán)曲線。進一步，所述步驟S5中還包括以下具體步驟
551如果原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號不匹配，則檢測管網(wǎng)壓力是否滿足需求，如果網(wǎng)壓力滿足需求，則壓縮機保持運行；
552如果網(wǎng)壓力不滿足需求，則開啟壓縮機為高壓釜加氣。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明采用將高壓釜原始用氣狀態(tài)與高壓釜的實際用氣狀態(tài)進行匹配處理，然后根據(jù)處理的結(jié)果來調(diào)節(jié)高壓釜供氣方式，從而實現(xiàn)高壓釜智能化的供氣模式，在這種模式下，整體節(jié)能控制器針對高壓釜用氣壓力與時間的變化曲線精確控制該高壓釜的供氣壓力與需求壓力保持平衡，這樣可使壓縮機長期處于關(guān)機狀態(tài)而不必因為壓縮機處于不必要的加卸載狀態(tài)，從而造成電能浪費；通過單機模型控制器和整體節(jié)能控制器對壓縮機的供氣方式進行控制，能有效快捷的處理單個高壓釜工作的狀況，使供氣模型更加匹配用氣模型，達(dá)到理想化的工作狀態(tài)，同時也節(jié)約了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其它優(yōu)點可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述，其中
圖1為高壓釜用氣模型；
圖2為高壓釜空壓機聯(lián)機供氣系統(tǒng)壓力變化曲線圖； 圖3為理想用氣模型與供氣模型的匹配圖； 圖4為單機控制模型； 圖5為單機控制模式下的流程圖；圖6為聯(lián)機控制模式下的流程圖； 圖7為聯(lián)機控制模型； 圖8為節(jié)能控制系統(tǒng)控制流程圖。圖中，1為高壓釜、2為儲氣罐、3為壓縮機、4為電機、5為節(jié)能控制裝置、6為進氣閥、7為安全閥、8為壓力表、9為排氣閥。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。下面詳細(xì)描述高壓釜的供氣過程
圖1為高壓釜用氣模型，如圖所示，首先開啟高壓釜入口，送入需要加工的玻璃至高壓釜內(nèi)，關(guān)閉釜門，然后加熱高壓釜內(nèi)空氣之溫度到Tl，打開進氣閥，等待壓力到達(dá)P 1，關(guān)閉進氣閥，時間S 1加溫到T 2。恒溫恒壓一段時間S 2后進入下一工作階段。再次打開進氣閥，等待壓力到達(dá)P2后關(guān)閉進氣閥門，再次升溫到T3，恒溫恒壓時間S3，等待時間結(jié)束進入下一階段。打開進氣閥，將壓力提升到P3，關(guān)閉進氣閥。繼續(xù)升溫到T4，恒壓恒溫一段時間T4 ；進入最后階段，降溫，排氣打開高壓釜排氣閥，進入下一個工作循環(huán)。下面是132kw壓縮機和90kw壓縮機的原始供氣狀態(tài)模型
132kw壓縮機為1臺高壓釜單獨供氣主要情況每天3、高壓釜，每個高壓釜有5小時的工作時間，壓縮機在整個過程中處于開機狀態(tài)，根據(jù)壓縮機出口壓力情況自行加、卸載控制運行，具體工藝流程為
開啟壓縮機，然后運送玻璃至高壓釜內(nèi)，關(guān)閉高壓釜的釜門，當(dāng)高壓釜釜內(nèi)溫度達(dá)到42 度時，打開輸入壓縮空氣的進氣閥，當(dāng)壓力達(dá)到^ar后，關(guān)閉壓縮空氣的進氣閥，當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到90度，穩(wěn)壓10分鐘后，打開壓縮空氣進氣閥，當(dāng)壓力達(dá)到6bar后，關(guān)閉壓縮空氣進氣閥，當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到142度，穩(wěn)壓15分鐘后一打開壓縮空氣進氣閥，當(dāng)壓力達(dá)到IUbar 后，關(guān)閉壓縮空氣進氣閥，當(dāng)高壓釜釜內(nèi)溫度達(dá)到148度，穩(wěn)壓45分鐘后一釜內(nèi)溫度降至42 度，打開高壓釜排氣閥一往大氣中排氣，關(guān)閉壓縮機。90kw壓縮機為1臺高壓釜單獨供氣主要情況每天廣2釜，每釜4小時工作時間， 壓縮機在整個過程中處于開機狀態(tài)，根據(jù)壓縮機出口壓力情況自行加、卸載控制運行；具體工藝流程
開啟壓縮機，然后運送玻璃至高壓釜內(nèi)，關(guān)閉高壓釜的釜門，當(dāng)高壓釜釜內(nèi)溫度達(dá)到 40度，打開壓縮空氣進氣閥；當(dāng)壓力達(dá)到5. 7bar后，關(guān)閉壓縮空氣進氣閥；當(dāng)穩(wěn)壓10分鐘后一打開壓縮空氣進氣閥；當(dāng)壓力達(dá)到11. 2bar后，關(guān)閉壓縮空氣進氣閥，當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到 144度，穩(wěn)壓60分鐘后一釜內(nèi)溫度降至40度，打開高壓釜排氣閥，往大氣中排氣，關(guān)閉壓縮機。高壓釜體在整個保壓過程中，如壓力下降，則自動開啟壓縮空氣進氣閥，進行補氣，壓力達(dá)到要求，則自動關(guān)閉進氣閥。壓縮機供氣模式絕大多數(shù)壓縮機都采用加卸載的控制模式，即當(dāng)排氣壓力低于加載壓力時壓縮機開啟，當(dāng)排氣壓力到達(dá)卸載壓力時進氣閥門關(guān)閉，壓縮機電機處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)卸載時間過長超過壓縮機卸載停機設(shè)定時間時則壓縮機停機。
在多臺壓縮機聯(lián)合運行的模式下，供氣系統(tǒng)供氣模型如下圖2所示，圖2為高壓釜壓縮機聯(lián)機供氣系統(tǒng)壓力變化曲線圖，如圖所示，在不進氣的情況下壓力的波動模型為管網(wǎng)正常壓力損失與管網(wǎng)漏氣情況，以及壓縮機加卸載波動三種壓力波形模型的混合體，從圖中可以看出，高壓釜供氣波動基本上只有兩種1.進氣，2.不進氣穩(wěn)定運行。明顯得出高壓釜用氣是階段性的，而大多數(shù)情況下高壓釜本身是不需要供氣的。針對高壓釜原用氣模型和工廠供氣模型的分析我們可以清楚的了解到，能源的浪費實質(zhì)上是在于沒有一個合理的針對高壓釜的用氣模型控制系統(tǒng)；如果有一套針對該用氣模型的供氣控制系統(tǒng)，將大大節(jié)約這部分的用點損耗。在這種用氣模型與供氣模型完全不匹配的情況下，如果能將供氣模型與用氣模型相匹配，則能提高壓縮機的工作效率。如下圖 3所示為理想用氣與供氣系統(tǒng)的匹配模型，曲線a表示理想供氣壓力曲線，即高壓釜用氣模型的壓力需求變化曲線圖，曲線b表示高壓釜用氣壓力曲線，即經(jīng)過控制后達(dá)到的理想供氣壓力曲線圖。圖4為單機控制模型，如圖所示，所謂單機控制模型是指一套節(jié)能設(shè)備單獨給一臺高壓釜供氣。在這種模式下，控制系統(tǒng)完全可以針對該高壓釜用氣壓力與時間的變化曲線精確控制該高壓釜，使得供氣壓力基本與其需求壓力保持平衡。這樣可使壓縮機長期處于關(guān)機狀態(tài)，而不必因為壓縮機控制系統(tǒng)本身而處于不必要的加卸載狀態(tài)，從而造成電能浪費。同時針對高壓釜的用氣模型，壓縮機本身不具備變頻調(diào)速的條件，因此我們在控制硬件上只做智能的邏輯控制即可，可大大節(jié)約生產(chǎn)成本。同時也不影響壓縮機本身。圖5為單機控制模式下的流程圖，如圖所示，具體分析單機控制的處理辦法當(dāng)單機模型控制器單獨給一臺高壓釜供氣時，開始階段設(shè)置整個過程要使用的參數(shù)，然后檢查高壓釜工作進程，獲取高壓釜內(nèi)氣體壓力，并進行分析處理，比較高壓釜的原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號是否匹配，如果匹配則關(guān)閉壓縮機，若干不匹配則開啟壓縮機對高壓釜補充氣體，使得高壓釜的原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號匹配。圖6為聯(lián)機控制模式下的流程圖，所謂聯(lián)機控制模型，是指一臺或多臺空壓機對多臺高壓釜的的用氣模型，如圖所示，具體分析單機控制的處理辦法在該用氣模型下，由于多臺高壓釜同時工作，可能處于不同的壓力需求，獲取高壓釜實時用氣壓力的狀態(tài)信號， 通過整體節(jié)能控制器分析處理需要補充的氣體量，如果有需要補充氣體的情況，則分別通過單機模型控制器去控制單個高壓釜的進氣和斷氣，如果有不需要補充氣體，則關(guān)閉壓縮機。圖7為聯(lián)機控制模型，如圖所示本發(fā)明提供的高壓釜供氣系統(tǒng)控制裝置，包括高壓釜1、儲氣罐2、節(jié)能控制裝置5、壓縮機3、電機4，高壓釜的進氣閥6與儲氣罐2連接，儲氣罐2與壓縮機3連接，節(jié)能控制裝置與壓縮機連接，壓縮機與電機連接。節(jié)能控制裝置包括用于采集單個高壓釜工作狀況信號的單機模型控制器和用于處理單機模型控制器所采集信號的整體節(jié)能控制器，每個單機模型控制器一端與對應(yīng)的高壓釜進氣閥連接，所述單機模型控制器的另一端與儲氣罐連接，單機模型控制器將采集的信號輸入到整體節(jié)能控制器的輸入端，整體節(jié)能控制器的輸出端與壓縮機連接。所述單機模型控制器為PLC/單片機，所述單機模型控制器還設(shè)置有用于控制對應(yīng)的高壓釜的進氣閥的通斷的模塊。所述整體節(jié)能控制器為PLC/單片機，所述整體節(jié)能控制器還設(shè)置有用于控制壓縮機工作模塊。所述高壓釜還設(shè)置有排氣閥9、安全閥7和壓力表8。圖8為節(jié)能控制系統(tǒng)控制流程圖，如圖所示，首先設(shè)置節(jié)能控制器的運行參數(shù)，然后檢查各高壓釜的工作狀況，判斷高壓釜的工作進程是否需要供氣，如果不需要供氣，則關(guān)閉正在運行空壓機管網(wǎng)壓力，如果不需要供氣，則開啟一臺壓縮機并保持運行；具體說明， 本發(fā)明提供的高壓釜供氣系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟
51參數(shù)初始化；
52建立每一個高壓釜原始用氣狀態(tài)信號，具體包括以下步驟
521確定加熱高壓釜內(nèi)空氣的各加熱溫度點；
522確定高壓釜內(nèi)各加熱溫度點的壓力點；
523確定高壓釜內(nèi)要保持恒溫恒壓的時間段；
524確定高壓釜用氣狀態(tài)模型的工作循環(huán)曲線。S3 檢查各高壓釜工作進程中的實際用氣狀態(tài)信號；
54分析處理各高壓釜的原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號是否匹配，如果匹配， 則關(guān)閉正在運行空壓機；并檢查下一個高壓釜的實際用氣狀態(tài)信號；
55如果不匹配，則壓縮機運行為高壓釜加氣，包括以下具體步驟
551如果原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號不匹配，則檢測管網(wǎng)壓力是否滿足需求，如果網(wǎng)壓力滿足需求，則壓縮機保持運行；
552如果網(wǎng)壓力不滿足需求，則開啟壓縮機為高壓釜加氣。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于包括高壓釜、儲氣罐、節(jié)能控制裝置、 壓縮機、電機，所述高壓釜的進氣閥與儲氣罐連接，所述儲氣罐與壓縮機連接，所述節(jié)能控制裝置與壓縮機連接，所述壓縮機與電機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于所述節(jié)能控制裝置包括用于采集單個高壓釜工作狀況信號的單機模型控制器和用于處理單機模型控制器所采集信號的整體節(jié)能控制器，所述每個單機模型控制器一端與對應(yīng)的高壓釜進氣閥連接，所述單機模型控制器的另一端與儲氣罐連接，所述單機模型控制器將采集的信號輸入到整體節(jié)能控制器的輸入端，所述整體節(jié)能控制器的輸出端與壓縮機連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于所述單機模型控制器為PLC/單片機，所述單機模型控制器還設(shè)置有用于控制對應(yīng)的高壓釜的進氣閥的通斷的模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于所述整體節(jié)能控制器為PLC/單片機，所述整體節(jié)能控制器還設(shè)置有用于控制壓縮機工作模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于所述高壓釜還設(shè)置有排氣閥、安全閥和壓力表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置來進行的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制方法，其特征在于包括以下步驟51參數(shù)初始化；52建立每一個高壓釜原始用氣狀態(tài)信號；53檢查各高壓釜工作進程中的實際用氣狀態(tài)信號；54分析處理各高壓釜的原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號是否匹配，如果匹配， 則關(guān)閉正在運行空壓機；并檢查下一個高壓釜的實際用氣狀態(tài)信號；55如果不匹配，則壓縮機運行為高壓釜加氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制方法，其特征在于所述步驟S2 中建立高壓釜原始用氣狀態(tài)模型具體包括以下步驟521確定加熱高壓釜內(nèi)空氣的各加熱溫度點；522確定高壓釜內(nèi)各加熱溫度點的壓力點；523確定高壓釜內(nèi)要保持恒溫恒壓的時間段；524確定高壓釜用氣狀態(tài)模型的工作循環(huán)曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制方法，其特征在于所述步驟S5 中還包括以下具體步驟551如果原始用氣狀態(tài)信號與實際用氣狀態(tài)信號不匹配，則檢測管網(wǎng)壓力是否滿足需求，如果網(wǎng)壓力滿足需求，則壓縮機保持運行；552如果網(wǎng)壓力不滿足需求，則開啟壓縮機為高壓釜加氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓釜供氣系統(tǒng)節(jié)能控制裝置和供氣方法，包括高壓釜、儲氣罐、節(jié)能控制裝置、壓縮機和電機，高壓釜的進氣閥與儲氣罐連接，儲氣罐與壓縮機連接，節(jié)能控制裝置與壓縮機連接，壓縮機與電機連接，節(jié)能控制裝置包括用于采集單個高壓釜工作狀況信號的單機模型控制器和用于處理單機模型控制器所采集信號的整體節(jié)能控制器，本發(fā)明采用將高壓釜原始用氣狀態(tài)與高壓釜的實際用氣狀態(tài)進行匹配處理，然后根據(jù)匹配處理的結(jié)果來調(diào)節(jié)高壓釜供氣方式，從而實現(xiàn)高壓釜智能化的供氣模式，精確控制高壓釜的供氣壓力與需求壓力保持平衡，使壓縮機長期處于關(guān)機狀態(tài)，從而節(jié)約了不必要的電能浪費，達(dá)到理想化的工作狀態(tài)，同時也節(jié)約了生產(chǎn)成本。
文檔編號B01J3/02GK102500280SQ20111029736
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者楊帆, 毛成自, 王磊 申請人:重慶埃泰克能源科技有限公司