一种基于互联网空压机能效在线检测系统及检测方法与流程

本发明涉及自动化检测技术领域，具体涉及空压机能效在线检测系统及检测方法。

背景技术：

随着我国经济的高速发展，我国空压机行业保持续了多年的高速发展。空压机是气源装置中的主体，是通过原动机将机械能转换成气体压力能的流体机械，已在各行各业中得到了越来越广泛的应用。只有空压机正常稳定的工作，企业生产才可以可靠安全地运行，工人的生命财产才可以得到保障。另外，空压机是企业的耗能大户，空压机长期处于低效率运行状态，会给企业增加额外电费，增加运行成本。所以，在空压机投入使用后进行的定期能效检测及性能合格性检测是非常重要的，性能检测后可根据实际检测结果采取相应的解决措施，来保障空压机的经济运行。

由于目前国内开展空压机能效检测基本是采用人工记录方式进行，再按国标要求进行查表计算等数据处理，最后得到空气压缩机的性能参数。像这种利用人工读数、记录的方法来采集试验数据，需消耗大量的人力和时间，并且有些试验只能持续很短的时间，不允许长时间的检测。在现代的压缩机测试中，常规的检测方法已难以满足要求。但是国内仍很欠缺对空压机能效检测系统的研发，大多研究学者只针对实验室检测平台的研究，对便携式和在线的检测设备则少之又少。而另外国外虽有对这方面的系统有开展相应的研究，但是由于其测试依据标准及方法不同，无法完全满足国内空压机能效检测的需求。

由此可知，有必要开发一套基于互联网空压机能效在线检测系统及检测方法，用于弥补目前国内空压机能效检测及能耗分析的空白，同时对提升企业空压机的运行效率和制定相应的节能措施有着重要的作用。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明目的之一是提供一种基于互联网空压机能效在线检测系统，该在线检测系统可以实现对空压机节能监测测试项目进行检测。该系统基于互联网原理实现对检测数据进行无线传输，实现检测报告自动生成功能。相比传统检测方法具有节约成本和提高检测效率优点，可以为空压机运行能效水平提供评价，以供制定针对性的节能降耗措施提供参考借鉴作用。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于互联网空压机能效在线检测系统，包括现场在线检测系统和云端远程数据采集分析系统；

所述现场在线检测系统包括传感器检测组件、ad转换模块和主控平台，所述传感器检测组件用于检测压缩空气站中的机组信息并形成检测信号，所述ad转换模块将所述传感器检测组件中的检测信号转换为数字信号，所述主控平台用于接收所述数字信号并形成检测数据，并对所述检测数据进行实时存储、显示和分析换算，所述主控平台并将所述检测数据传输至所述云端远程数据采集分析系统；

所述云端远程数据采集分析系统包括存储服务器及数据分析模块，所述存储服务器上安装监测模块和数据存储模块，所述监测模块用于接收所述检测数据，并将所述检测数据按照指定的数据格式分类后传输至所述数据存储模块，所述数据存储模块将分类后的所述检测数据存储在存储服务器的数据库中；所述数据分析模块对所述检测数据进行采集和分析，并形成若干数据分析项目。

优选的，所述压缩空气站中的机组包括空气压缩机组、压缩空气干燥器和压缩空气过滤器。空气压缩机组包括多组空气压缩机，空气压缩机用于生产压缩空气，压缩空气干燥器的作用是分离压缩空气当中气态的水分，将高热的压缩空气通过冷媒压缩机降到露点温度，释放出压缩空气当中99％的水分。压缩空气过滤器将压缩空气当中粉尘和油污最大程度的过滤掉。

优选的，所述传感器检测组件包括气体流量计、温度计、压力计、露点仪、电压钳和电流互感器，传感器检测组件根据现场检测条件，确定传感器布置数量及位置；所述气体流量计、温度计、压力计、露点仪分别用于检测所述压缩空气站中机组的流量、温度、压力、和露点信息形成相应的检测信号，所述电压钳和所述电流互感器用于检测所述压缩空气站中机组的用电信息形成用电检测信号。

优选的，所述数据分析项目包括压缩空气站节能测试项目、空气压缩机组节能监测测试项目、压缩空气干燥器节能监测测试项目和压缩空气过滤器节能监测测试项目。

优选的，所述压缩空气站节能测试项目中的参数包括：压缩空气站用电单耗、压缩空气站压缩空气泄漏率、压缩空气站管网压降和压缩空气站输功效率；

所述空气压缩机组节能监测测试项目中的参数包括：空气压缩机组输入比功率和空气压缩机组排气压力波动值；

所述压缩空气干燥器节能监测测试项目中的参数包括：压缩空气压力露点、压缩空气干燥器耗气量、压缩空气干燥器耗电量和压缩空气干燥器压降；

所述压缩空气过滤器节能监测测试项目中的参数包括：过滤器压降。

优选的，所述主控平台包括主控制芯片、存储模块、显示模块和无线传输模块；

所述主控制芯片用于控制所述现场在线检测系统中各模块的运行，并对所述数字信号进行采集处理和分析换算，将所述数字信号转化为检测数据；具备高性能低功耗优点；

所述存储模块用于将所述主控制芯片采集到的检测数据进行存储；

所述显示模块用于将所述主控制芯片采集到的检测数据进行分析并显示，检测人员通过所述显示模块实时掌握压缩空气站现场中的机组设备能耗运行水平，所述显示模块为触屏显示屏；显示模块提供显示屏具有触摸功能，提高操作人员与系统的交互性；

所述无线传输模块用于将所述主控制芯片和所述存储模块中的的检测数据远程传输至所述监测模块，所述远程传输为：gprs无线模式、rs232串口模式和tcp/ip模式中的一种。在传输过程中确定所述无线传输模块合适的传输方式，实现现场在线检测系统和云端系统之间连接和数据传输，保证检测数据传输的连续性和完整性；

优选的，不同传感器工作原理，选择合适的传输方式进行检测信号、数字信号和检测数据的传输；所述传感器检测组件形成检测信号的电参数采用rs485接口进行通信，主控平台以特定的通信协议(modbus)读取传感器检测组件中电参数模块内部的三相电参数数据并用于控制所述传感器检测组件；所述传感器检测组件中的检测信号：流量、温度、压力、露点和用电信息参数通过ad转换模块进行转换，ad转换模块通过spi总线与主控制芯片连接传输。

优选的，所述云端远程数据采集分析系统安装在pc端或是移动app。

优选的，所述存储服务器还包括展示模块，所述展示模块通过iis服务将存储服务器的数据库中的所述检测数据进行实时展示。

优选的，所述传感器检测组件输出的检测信号以4～20ma传输到所述ad转换模块中。

本发明的目的之二是提供一种基于互联网空压机能效在线检测方法，所述在线检测方法包括如下步骤：

s1、通过空压机能效在线检测系统远程采集压缩空气站中机组的运行参数，所述运行参数包括空气压缩机组的吸气/排气流量、吸气/排气温度、吸气/排气压力、压缩空气露点和压缩空气站中机组的用电信息；

s2、根据步骤(s1)采集到的运行参数，利用上述空压机能效在线检测系统对上述运行参数的数据进行如下数据分析项目：压缩空气站节能测试项目、空气压缩机组节能监测测试项目、压缩空气干燥器节能监测测试项目和压缩空气过滤器节能监测测试项目；

s3、根据步骤(s2)中的数据分析项目，利用上述空压机能效在线检测系统自动生成数据分析报告。

所述空压机能效在线检测系统为上述任一项所述的空压机能效在线检测系统。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

1.本发明能够提高空压机能效检测效率。所述系统可替代以往空压机能效检测采用人工记录模式的方式进行，改变测试方法效率低下的现状，所述系统可实现空压机多参数的同时记录，保证数据采集的同时性和准确性，提高空压机能效测试效率。另外，所述系统还嵌入能耗分析软件，可实时对空压机的运行状态进行能效分析，更好掌握其运行效率和能效水平。

2.本发明可实现空压机能效在线检测和能耗分析功能，可及时查找空压机运行的缺陷。由于目前空压机的能效测试方法均是现场采集数据，再进行离线分析。这样处理所得结果会产生较大的滞后性，当发现测试效率低下时，很难在测试现场就及时查找其存在问题，以便提出合理的解决措施。所述系统平台的研发可以实现在线能耗分析，指出运行存在问题，技术人员便可及时发现问题并在现场查找能源浪费之处。

3.本发明实现空压机能效检测系统小型化，提高便携性。由于目前空压机能效测试大多都是实验室的试验平台，携带至测试现场开展能效测试的可能性较低。另外，国外的测试设备依据的测试标准及方法与国内的不一致，导致其推广适用性较低。本发明正是为了解决以上问题，其测试依据为我国空压机测试标准和测试方法。所述系统进一步缩小检测设备的体积，方便外出携带进行测试，以满足进一步推广应用的需求。

4.本发明可实现空压机能效测试数据的无线传输。所述系统可实现将现场采集的测试结果及能耗分析结果通过联网传输至测试结构办公地点。由于对空压机进行性能比对时所需要的测试周期较长，测试人员无法长期及时刻在测试现场查看其测试状态。通过该功能则实现远程进行空压机进行测试监控，节约测试人力和测试成本。

附图说明

图1为本发明一种基于互联网空压机能效在线检测系统的示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

系统实施例1

如图1所示，一种基于互联网空压机能效在线检测系统，包括现场在线检测系统和云端远程数据采集分析系统；

所述现场在线检测系统包括传感器检测组件、ad转换模块和主控平台，所述传感器检测组件用于检测压缩空气站中的机组信息并形成检测信号，检测信号为电信号，即模拟信号，所述ad转换模块将所述传感器检测组件中的检测信号转换为数字信号，所述主控平台用于接收所述数字信号并形成检测数据，并对所述检测数据进行实时存储、显示和分析换算，所述主控平台并将所述检测数据传输至所述云端远程数据采集分析系统；

所述云端远程数据采集分析系统包括存储服务器及数据分析模块，所述存储服务器上安装监测模块和数据存储模块，所述监测模块用于接收所述检测数据，并将所述检测数据按照指定的数据格式分类后传输至所述数据存储模块，所述数据存储模块将分类后的所述检测数据存储在存储服务器的数据库中；所述数据分析模块对所述检测数据进行采集和分析，并形成若干数据分析项目。所述数据分析项目包括压缩空气站节能测试项目、空气压缩机组节能监测测试项目、压缩空气干燥器节能监测测试项目和压缩空气过滤器节能监测测试项目。

所述压缩空气站节能测试项目中的参数包括：压缩空气站用电单耗、压缩空气站压缩空气泄漏率、压缩空气站管网压降和压缩空气站输功效率；

所述空气压缩机组节能监测测试项目中的参数包括：空气压缩机组输入比功率和空气压缩机组排气压力波动值；

所述压缩空气干燥器节能监测测试项目中的参数包括：压缩空气压力露点、压缩空气干燥器耗气量、压缩空气干燥器耗电量和压缩空气干燥器压降；

所述压缩空气过滤器节能监测测试项目中的参数包括：过滤器压降。

所述主控平台包括主控制芯片、存储模块、显示模块和无线传输模块；

所述主控制芯片用于控制所述现场在线检测系统中各模块的运行，并对所述数字信号进行采集处理和分析换算，将所述数字信号转化为检测数据；具备高性能低功耗优点；

所述存储模块用于将所述主控制芯片采集到的检测数据进行存储；

所述显示模块用于将所述主控制芯片采集到的检测数据进行分析并显示，检测人员通过所述显示模块实时掌握压缩空气站现场中的机组设备能耗运行水平，所述显示模块为触屏显示屏；显示模块提供显示屏具有触摸功能，提高操作人员与系统的交互性；

所述无线传输模块用于将所述主控制芯片和所述存储模块中的的检测数据远程传输至所述监测模块，所述远程传输为：gprs无线模式、rs232串口模式和tcp/ip模式中的一种。在传输过程中确定所述无线传输模块合适的传输方式，实现现场在线检测系统和云端系统之间连接和数据传输，保证检测数据传输的连续性和完整性。

所述压缩空气站中的机组包括空气压缩机组、压缩空气干燥器和压缩空气过滤器。空气压缩机组、压缩空气干燥器和压缩空气过滤器依次通过管网连接，空气压缩机组包括多组空气压缩机，空气压缩机用于生产压缩空气，压缩空气干燥器的作用是分离压缩空气当中气态的水分，将高热的压缩空气通过冷媒压缩机降到露点温度，释放出压缩空气当中99％的水分。压缩空气过滤器将压缩空气当中粉尘和油污最大程度的过滤掉。

所述传感器检测组件包括气体流量计、温度计、压力计、露点仪、电压钳和电流互感器，传感器检测组件根据现场检测条件，确定传感器布置数量及位置；所述气体流量计、温度计、压力计、露点仪分别用于检测所述压缩空气站中机组的流量、温度、压力、和露点信息形成相应的检测信号，所述电压钳和所述电流互感器用于检测所述压缩空气站中机组的用电信息形成用电检测信号。

根据现场网络传输信号质量，选择合适的传输方式进行检测信号、数字信号和检测数据的传输；所述传感器检测组件形成检测信号的电参数采用rs485接口进行通信，主控平台以特定的通信协议(modbus)读取传感器检测组件中电参数模块内部的三相电参数数据并用于控制所述传感器检测组件；所述传感器检测组件中的检测信号：流量、温度、压力、露点和用电信息参数通过ad转换模块进行转换，所述传感器检测组件输出的检测信号以4～20ma传输到所述ad转换模块中。ad转换模块通过spi总线与主控制芯片连接传输。

本实施例中，根据现场测试和后续的数据分析项目，需要在压缩空气站中的空气压缩机组、压缩空气干燥器和压缩空气过滤器上均安装电压钳和电流互感器用于检测上述机组的用电量，将各机组的用电量整合后从而计算整体压缩空气站的用电单耗、整体耗电量和输功效率。在压缩空气站中的管网、空气压缩机组中每组空气压缩机的起始端和末端安装气体流量计和压力计，压力计用于检测吸气压力、排气压力，气体流量计用于检测吸气流量和排气流量；在压缩空气干燥器上安装气体流量计、压力计和露点仪，通过气体流量计检测压缩空气干燥器中的气体流量，通过压力计检测压缩空气干燥器中的压力变化，通过露点仪检测压缩空气干燥器中的压缩空气的露点温度；在压缩空气过滤器上安装气体流量计、压力计，通过压力计检测压缩空气过滤器中的压力变化。

本发明的空压机能效在线检测系统的操作方法如下：

(1).首先确定现场空压机测试条件，包括气体流量计、温度计、压力计、露点仪、电压钳和电流互感器等传感器安装条件确认，从gprs无线模式、rs232串口模式和tcp/ip模式中选择合适的远程传输类型；

(2).确定传感器安装位置，并设置现场在线系统相关参数，主要包括：被测压缩空气管道管径、检测传感器量程等参数；

(3).开启现场在线检测系统，检查系统检测是否正常运行，包括数据的采集、存储和分析等功能；

(4).在线检测系统设置完成后，待空压机机运行维持在合理工况下，即可开启检测工作；

(5).所述传感器检测组件对空压机能效检测性能参数进行采集，采集得到的参数通过ad转换模块将采集的检测信号转换为数字信号，并传输至主控制芯片进行分析处理；

(6).所述传感器如果检测现场不具备安装条件，可用现场其它同类型传感器进行替换，以保证所有检测参数均可采集齐全，其中各传感器的测量范围和精度为：(a)电压测量范围：0～500v，精度±0.5％fs；(b)电流测量范围：0.00ma～1000a，精度±0.5％fs；(c)流量测量范围：0.5～19840m³/h，精度±(3％测量值+0.3％满量程)；(d)压力测量范围：-100kpa～0～100mpa，精度0.25级；(e)温度测量范围：-50～350℃，精度0.5级；(f)露点测量范围：-80～+20℃，精度±2℃；

(7).所述存储模块将主控制芯片处理分析数据按照一定的时间间隔进行存储，并通过显示模块实时显示；

(8).所述无线传输模块负责将系统实时检测及存储模块中的数据远程传输至云端远程数据采集分析系统中，根据现场信号传输的可行性和可靠性，选择采用适宜的传输方式，包括gprs无线模式、rs232串口模式或tcp/ip模式；

(9).所述云端远程数据采集分析系统，将无线传输得到的检测数据保存在存储服务器中，通过数据分析模块对数据进行分析，实现能耗自动计算并生成数据分析项目，根据数据分析项目在线生成检测报告。

系统实施例2

该实施例仅描写与上述实施例不同的技术特征，其余特征与上述实施例相同。作为优选的，所述云端远程数据采集分析系统安装在pc端或是移动app。数据分析项目可在pc端或是移动app进行可视化呈现，便于及时检测压缩空气站的现场情况。

系统实施例3

该实施例仅描写与上述实施例不同的技术特征，其余特征与上述实施例相同。所述存储服务器还包括展示模块，所述展示模块通过iis服务将存储服务器的数据库中的所述检测数据进行实时展示。

方法实施例：

一种基于互联网空压机能效在线检测方法，所述在线检测方法包括如下步骤：

s1、通过空压机能效在线检测系统远程采集压缩空气站中机组的运行参数，所述运行参数包括空气压缩机组的吸气/排气流量、吸气/排气温度、吸气/排气压力、压缩空气露点和压缩空气站中机组的用电信息；

s2、根据步骤(s1)采集到的运行参数，利用上述空压机能效在线检测系统对上述运行参数的数据进行如下数据分析项目：压缩空气站节能测试项目、空气压缩机组节能监测测试项目、压缩空气干燥器节能监测测试项目和压缩空气过滤器节能监测测试项目；

s3、根据步骤(s2)中的数据分析项目，利用上述空压机能效在线检测系统自动生成数据分析报告。

所述空压机能效在线检测系统为上述任一项所述的空压机能效在线检测系统。

本发明能够提高空压机能效检测效率。所述系统可替代以往空压机能效检测采用人工记录模式的方式进行，改变测试方法效率低下的现状。所述系统可实现空压机多参数的同时记录，保证数据采集的同时性和准确性，提高空压机能效测试效率。另外，所述系统还嵌入能耗分析软件，可远程实时对空压机的运行状态进行能效分析，更好掌握其运行效率和能效水平。

本发明可实现空压机能效在线检测和能耗分析功能，可及时查找空压机运行的缺陷。由于目前空压机的能效测试方法均是现场采集数据，再进行离线分析。这样处理所得结果会产生较大的滞后性，当发现测试效率低下时，很难在测试现场就及时查找其存在问题，以便提出合理的解决措施。所述系统平台的研发可以实现在线能耗分析，指出运行存在问题，技术人员便可及时发现问题并在现场查找能源浪费之处。

本发明实现空压机能效检测系统小型化，提高便携性。由于目前空压机能效测试大多都是实验室的试验平台，携带至测试现场开展能效测试的可能性较低。另外，国外的测试设备依据的测试标准及方法与国内的不一致，导致其推广适用性较低。本发明正是为了解决以上问题，其测试依据为我国空压机测试标准和测试方法。所述系统进一步缩小检测设备的体积，方便外出携带进行测试，以满足进一步推广应用的需求。

本发明可实现空压机能效测试数据的无线传输。所述系统可实现将现场采集的测试结果及能耗分析结果通过联网传输至测试结构办公地点。由于对空压机进行性能比对时所需要的测试周期较长，测试人员无法长期及时刻在测试现场查看其测试状态。通过该功能则实现远程进行空压机进行测试监控，节约测试人力和测试成本。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。