一种精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机的制作方法

本发明涉及制氮，特别涉及一种精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机。

背景技术：

1、目前，随着工业的发展，对氮气纯度和产量的需求不断增加。同时，能源成本和环境保护意识的提高也要求制氮过程必须更加高效、节能。因此，开发一种能够实时优化制氮过程参数，提高氮气产出效率和纯度的技术显得尤为重要。

2、但是，现有的精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机只是提供了更广范围的氮气纯度值的混合气体，而且混合气体的含氮纯度值更精确，并未考虑如何有效地提升氮气产出的整体效率，也未考虑到如何最大程度地减少能源消耗。例如公开号为“cn116520900a”、专利名称为“一种精确控制氮气输出的制氮方法及制氮机”，其方法包括以下步骤：用户根据需要设定需要的混合气的参数值，所述参数值包括混合气的流量及其含氮纯度；plc控制系统根据设定的氮气的参数值计算所需氮气和空气的流量；plc控制系统通过流量控制元件定量输出所需氮气和空气，并混合为混合气；plc控制系统实时获取混合气的含氮纯度和氮气的纯度，实时重新计算并调整所需氮气和空气的流量，使制得的混合气符合用户设定的混合气含氮纯度。上述专利可以提供更广范围的氮气纯度值的混合气体；而且混合气体的含氮纯度值更精确。但是该专利只是提供了更广范围的氮气纯度值的混合气体，而且混合气体的含氮纯度值更精确，并未考虑如何有效地提升氮气产出的整体效率，也未考虑到如何最大程度地减少能源消耗。

3、因此，本发明提出了一种精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机。

技术实现思路

1、本发明提供一种精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，用以对当前时刻前预设时间段内每个时刻的每类吸附处理参数对氮气产出过程的直接促进效果进行量化，进而获得每类吸附处理参数的产出促进度波形图，便于当前时刻的最佳设置温度参数和最佳设置压力参数的获取，根据所有类吸附处理参数的产出促进度波形图，获得当前时刻的最佳设置温度参数和最佳设置压力参数，进而精确地获得当前时刻的最低空气进气量参数，最终根据当前时刻的最低空气进气量参数，获得当前时刻的最佳制氮结果，有效地提升了氮气产出的整体效率，最大程度地减少了能源消耗。

2、本发明提供一种精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，包括：

3、获取模块，用于基于当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体参数和所有类吸附参数，获得当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体处理参数和所有类吸附处理参数；

4、第一计算模块，用于基于当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体处理参数和所有类吸附处理参数，获得当前时刻前预设时间段内每个时刻的每类吸附处理参数的产出促进度；

5、分析模块，用于基于当前时刻前预设时间段内所有时刻的每类吸附处理参数的产出促进度，获得每类吸附处理参数的产出促进度波形图，并基于所有类吸附处理参数的产出促进度波形图，获得当前时刻的最佳设置温度参数和最佳设置压力参数；

6、第二计算模块，用于基于当前时刻的最佳设置温度参数和最佳设置压力参数，获得当前时刻的最低空气进气量参数；

7、输出模块，用于基于当前时刻的最低空气进气量参数，获得当前时刻的最佳制氮结果。

8、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，获取模块，包括：

9、第一获取子模块，用于获取当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体参数，其中所有类气体参数包括空气进气量参数、空气含氮纯度参数、氮气产出纯度参数、氮气产出量参数；

10、第二获取子模块，用于获取当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类吸附参数，其中所有类吸附参数包括吸附温度参数、吸附压力参数；

11、处理子模块，用于对当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体参数和所有类吸附参数进行数据处理，获得当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体处理参数和所有类吸附处理参数。

12、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，处理子模块，包括：

13、第一处理单元，用于将空气进气量参数、空气含氮纯度参数、吸附温度参数及吸附压力参数，作为操作参数，获得所有类操作参数，并将氮气产出纯度参数、氮气产出量参数，作为输出参数，获得所有类输出参数，判断当前时刻前预设时间段内每个时刻的每类输出参数，与对应时刻的所有相邻时刻的对应类输出参数之间的差值，是否均大于对应类输出参数的差值阈值，若是，则将对应时刻作为对应类输出参数的判断时刻，否则，将对应时刻的对应类输出参数，当作对应时刻的对应类输出参数的处理参数；

14、第二处理单元，用于判断在每类输出参数的每个判断时刻，是否存在至少一类操作参数的相邻差值大于对应类操作参数的相邻差值阈值，若是，则将对应判断时刻的对应类输出参数，当作对应判断时刻的对应类输出参数的处理参数，否则，将对应判断时刻的所有相邻时刻的对应类输出参数的均值，当作对应判断时刻的对应类输出参数的处理参数；

15、第三处理单元，用于判断当前时刻前预设时间段内每个时刻的每类操作参数，与对应时刻的所有相邻时刻的对应类操作参数之间的差值，是否均大于对应操作参数的差值阈值，若是，则将对应时刻的所有相邻时刻的对应类操作参数的均值，当作对应时刻的对应类操作参数的处理参数，否则，将对应时刻的对应类操作参数，当作对应时刻的对应类操作参数的处理参数，基于当前时刻前预设时间段内每个时刻的操作参数的处理参数和输出参数的处理参数，获得当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体处理参数和所有类吸附处理参数。

16、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，第一计算模块，包括：

17、预处理子模块，用于将当前时刻前预设时间段内每个时刻的吸附塔环境温度，作为对应时刻的参考环境温度，并将当前时刻前预设时间段内每个时刻的吸附塔环境压力，作为对应时刻的参考环境压力；

18、第一计算子模块，用于基于当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体处理参数、吸附温度处理参数及参考环境温度，获得当前时刻前预设时间段内每个时刻的吸附温度处理参数的产出促进度，即为：

19、

20、其中，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的吸附温度处理参数的产出促进度，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的吸附温度处理参数的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的参考环境温度的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的空气进气量处理参数的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的空气含氮纯度处理参数，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的氮气产出量处理参数的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的氮气产出纯度处理参数，为自然对数，且自然常数e的取值为2.718；

21、第二计算子模块，用于基于当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体处理参数、吸附压力处理参数及参考环境压力，获得当前时刻前预设时间段内每个时刻的吸附压力处理参数的产出促进度。

22、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，第二计算子模块基于当前时刻前预设时间段内每个时刻的所有类气体处理参数、吸附压力处理参数及参考环境压力，获得当前时刻前预设时间段内每个时刻的吸附压力处理参数的产出促进度的方法，包括：

23、

24、其中，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的吸附压力处理参数的产出促进度，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的吸附压力处理参数的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的参考环境压力的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的空气进气量处理参数的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的空气含氮纯度处理参数，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的氮气产出量处理参数的数值，为当前时刻前预设时间段内当前计算时刻的氮气产出纯度处理参数，为自然对数，且自然常数e的取值为2.718。

25、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，分析模块，包括：

26、波形绘制子模块，用于将当前时刻前预设时间段内所有时刻，作为横坐标值，对应时刻的每类吸附处理参数的产出促进度，作为纵坐标值，获得每类吸附处理参数的所有产出促进度点，并将每类吸附处理参数的所有产出促进度点进行依次相连，获得每类吸附处理参数的产出促进度波形图；

27、分析子模块，用于基于所有类吸附处理参数的产出促进度波形图，获得当前时刻的最佳设置温度参数和最佳设置压力参数。

28、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，分析子模块，包括：

29、第一分析单元，用于将吸附温度处理参数的产出促进度波形图和吸附压力处理参数的产出促进度波形图的波形交点，作为当前时刻的汇聚点；

30、第二分析单元，用于将当前时刻的所有汇聚点内，纵坐标值最大的汇聚点，当作当前时刻的设置汇聚点，并将当前时刻的设置汇聚点的横坐标对应的吸附温度处理参数，当作当前时刻的最佳设置温度参数，将当前时刻的设置汇聚点的横坐标对应的吸附压力处理参数，当作当前时刻的最佳设置压力参数。

31、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，第二计算模块，包括：

32、第三获取子模块，用于获取当前时刻的控制氮气输出纯度参数，将当前时刻前预设时间段内所有时刻中，吸附温度处理参数与当前时刻的最佳设置温度参数相同的所有时刻，作为设置温度的参考时刻，并将当前时刻前预设时间段内所有时刻中，吸附压力处理参数与当前时刻的最佳设置压力参数相同的所有时刻，作为设置压力的参考时刻；

33、第三计算子模块，用于基于当前时刻的控制氮气输出纯度参数、当前时刻的最佳设置温度参数、当前时刻的最佳设置压力参数、设置温度的所有参考时刻及设置压力的所有参考时刻，获得当前时刻的最低空气进气量参数。

34、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，第三计算子模块基于当前时刻的控制氮气输出纯度参数、当前时刻的最佳设置温度参数、当前时刻的最佳设置压力参数、设置温度的所有参考时刻及设置压力的所有参考时刻，获得当前时刻的最低空气进气量参数的方法，包括：

35、

36、其中，为当前时刻的最低空气进气量参数的数值，为设置温度的所有参考时刻的空气进气量处理参数中的数值最小值，为设置温度的所有参考时刻的空气进气量处理参数中的数值最大值，为设置压力的所有参考时刻的空气进气量处理参数中的数值最小值，为设置压力的所有参考时刻的空气进气量处理参数中的数值最大值，为当前时刻的控制氮气输出纯度参数，为设置温度的所有参考时刻的空气含氮纯度处理参数中的最大值，为设置压力的所有参考时刻的空气含氮纯度处理参数中的最大值，为设置温度的所有参考时刻的吸附温度处理参数中的数值最小值，为设置压力的所有参考时刻的吸附压力处理参数中的数值最小值，为当前时刻的最佳设置温度参数的数值，为当前时刻的最佳设置压力参数的数值；

37、基于当前时刻的最低空气进气量参数的数值，获得当前时刻的最低空气进气量参数。

38、优选的，精确控制氮气输出纯度和流量的制氮机，输出模块，包括：

39、第四获取子模块，用于获取当前时刻的控制氮气输出量参数；

40、接入数分析子模块，用于将当前时刻的控制氮气输出量参数的数值和当前时刻的最低空气进气量参数的数值之间的商值，作为参考商值，将设置温度的所有参考时刻的空气含氮纯度处理参数中的最小值与设置压力的所有参考时刻的空气含氮纯度处理参数中的最小值的均值，作为参考均值，并将参考商值与参考均值的和值向上取整，当作当前时刻的吸附塔接入数；

41、输出子模块，用于基于当前时刻的最佳设置温度参数、最佳设置压力参数、最低空气进气量参数及吸附塔接入数，获得当前时刻的最佳制氮结果。

42、本发明相对于现有技术产生的有益效果为：本发明实现了对当前时刻前预设时间段内每个时刻的每类吸附处理参数对氮气产出过程的直接促进效果进行量化，进而获得每类吸附处理参数的产出促进度波形图，便于当前时刻的最佳设置温度参数和最佳设置压力参数的获取，根据所有类吸附处理参数的产出促进度波形图，获得当前时刻的最佳设置温度参数和最佳设置压力参数，进而精确地获得当前时刻的最低空气进气量参数，最终根据当前时刻的最低空气进气量参数，获得当前时刻的最佳制氮结果，有效地提升了氮气产出的整体效率，最大程度地减少了能源消耗。

43、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

44、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。