【壓縮機網(wǎng)】一、引言
當前工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)應用中壓縮空氣系統存在較大的能耗浪費，以及粗獷的管理使用方式。該問(wèn)題已成為所有設備管理人員、設備制造人員步入節能管理、智能制造以及精益化生產(chǎn)過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題，也是必然要去改進(jìn)的問(wèn)題。
目前使用狀態(tài)下，壓縮空氣系統普遍存在以下問(wèn)題：首先是空壓站數據缺乏監測和深入挖掘；其二是啟?？咳斯た刂?；其三是空壓機系統使用過(guò)程中產(chǎn)生的較大能耗浪費。那么究竟得通過(guò)何種方式發(fā)現這些問(wèn)題點(diǎn)？又如何對這些問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行合理的分析，最終提出有效的解決方案？如何達成真正的節能降耗的空壓機系統智慧能源管理？
本文將依據此邏輯展開(kāi)，以江蘇某應用企業(yè)（后文稱(chēng)“甲公司”）為實(shí)際案例，第一部分將簡(jiǎn)單介紹沃爾伯格數字化能源管理系統；第二部分將以甲公司為例，介紹壓縮空氣系統使用過(guò)程中產(chǎn)生的具體問(wèn)題，根據上述具體問(wèn)題，介紹沃爾伯格提出并實(shí)施的解決方案；第三部分將分享并展現節能服務(wù)應用后的壓縮空氣系統現狀。
二、沃爾伯格空壓機系統數字化能源管理系統
2.1 壓縮空氣云能源管理系統簡(jiǎn)介
沃爾伯格數字化能源管理系統是自主研發(fā)的邊緣數據采集器等設備，集中采集工廠(chǎng)設備的實(shí)時(shí)數據，專(zhuān)注于數據可視化呈現，對設備進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，精準分析產(chǎn)氣、用氣情況，快速查找存在浪費的原因。然后通過(guò)AI智能聯(lián)控技術(shù)，做到產(chǎn)氣壓力恒定、用氣適量供應、無(wú)人化管控等方式，大幅降低單位能耗、人工管理及設備保養成本。
2.2 壓縮空氣云能源管理系統的基本架構
系統基本架構分為4個(gè)層次，分別是終端層、設備層、業(yè)務(wù)層和拓展層（見(jiàn)圖1）。
2.3 壓縮空氣云能源管理系統控制的實(shí)現方式
沃爾伯格通過(guò)自主研發(fā)的邊緣數據采集器，采集和控制空壓機等設備數據。依托于自主研發(fā)的壓縮空氣云能源管理系統，來(lái)呈現各類(lèi)數據及應用（見(jiàn)圖2）。
2.4 壓縮空氣云能源管理系統聯(lián)控功能
系統在檢查設備狀態(tài)后，按照特殊的策略，判斷設備需要啟停、輪休、加卸載等要求，及時(shí)下發(fā)指令，進(jìn)行遠程聯(lián)動(dòng)。實(shí)現聯(lián)控主要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：
?。?）錄入設備基本參數
收集所有空壓機的基礎運行參數，參數分為2種，一種是空壓機的電氣化參數，包括額定電壓、額定電流、額定功率等；另一種是功能化參數，包括“標準產(chǎn)氣量”、“實(shí)際產(chǎn)氣量”、“終端用氣量”等。在此基礎上，錄入車(chē)間的其他輔助設備參數，如“車(chē)間壓力”、“流量”、“有功功率”等（見(jiàn)圖3）。
?。?）測試壓縮空氣到用氣終端的輸送時(shí)間：
調整空壓機的產(chǎn)氣壓力，測試壓縮空氣經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的管路輸送，到達各個(gè)分支終端所需的時(shí)間，方便后期的能動(dòng)預判。
?。?）測試空壓機產(chǎn)氣端、管路輸送端、終端用氣的壓損：
對空壓機進(jìn)行產(chǎn)氣前、產(chǎn)氣后的壓損測試，對管路進(jìn)行傳輸前、傳輸后的壓損測試，對終端用氣進(jìn)行理論需要壓力、實(shí)際需要壓力進(jìn)行測試。
?。?）試運行測試：
確認所有固定參數后，運用AI算法及智能控制技術(shù)，結合實(shí)際產(chǎn)氣、用氣的動(dòng)態(tài)變化，生成一系列合理的能動(dòng)指令，下發(fā)給空壓機進(jìn)行開(kāi)機、關(guān)機等操作。
?。?）正式運行：
反復的磨合、測試后，使產(chǎn)氣壓力在極小的區間波動(dòng)，保持空壓機的0卸載、高加載率，實(shí)現節能聯(lián)控的要求（見(jiàn)圖4）。
2.5 壓縮空氣云能源管理系統實(shí)現的效果
?。?）減少用氣浪費，精確采集終端實(shí)時(shí)用氣量，用多少氣就產(chǎn)多少氣。
?。?）減少壓損浪費，檢查產(chǎn)氣端輸氣到用氣端，改造不合理的輸氣管路。
?。?）減少壓力浪費，避免用氣量的驟增、驟減，導致空壓機頻繁啟停。
?。?）減少故障浪費，實(shí)現智能啟停、智能輪休，避免設備超負荷、帶病運行。
?。?）減少人工浪費，通過(guò)PC端、手機App，實(shí)時(shí)掌控空壓站運行效率。
?。?）減少保養浪費，提前發(fā)布預警、報警，避免設備意外停機影響生產(chǎn)。
?。?）減少空載浪費，用氣量減少時(shí)，及時(shí)聯(lián)控空壓機進(jìn)行停機。
?。?）減少后處理浪費，與空壓機進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，跟隨啟停。
?。?）減少操作不當的浪費，用數據分析，對每個(gè)工人同時(shí)段用氣量、產(chǎn)量進(jìn)行比對，發(fā)現浪費源頭（見(jiàn)圖5）。
甲公司于2020年6月8日與沃爾伯格建立起空壓機站節能診斷合作關(guān)系，并于當日成功通過(guò)匠心智聯(lián)邊緣數據采集器、壓力傳感器等數據采集設備建立起空壓機站能耗分析系統。于8月進(jìn)行了精度控制前后的數據對比論證。下面將通過(guò)目前已采集數據，進(jìn)行案例分析。
三、用戶(hù)數據分析
1、甲公司空壓機站概況
通過(guò)沃爾伯格調查發(fā)現，該空壓站系統有1路輸氣管路，涉及3臺永磁變頻式空壓機及相關(guān)配套設備。平均每日開(kāi)機時(shí)長(cháng)為12小時(shí)。目前空壓站的主要節能技術(shù)就是變頻空壓機的使用（見(jiàn)圖6）。
2.甲公司空壓機站未使用沃爾伯格系統狀態(tài)分析
原有的空壓機管理方式經(jīng)過(guò)沃爾伯格檢測論證后，主要分為空壓站數據缺乏監測和深入挖掘、啟?？咳斯た刂?、能耗浪費三個(gè)維度的問(wèn)題，具體分析如下：
2.1 目前空壓站數據缺乏監測和深入挖掘，故而存在以下問(wèn)題：
1）所有設備都未并入互聯(lián)網(wǎng)，只能在站房現場(chǎng)、設備的控制面板上查看實(shí)時(shí)參數。
2）設備預警、報警出現時(shí)，無(wú)法告知負責人處理，導致產(chǎn)氣壓力大幅波動(dòng)，影響生產(chǎn)。
3）缺少24小時(shí)全天候的設備監控，缺少系統性的運行數據，無(wú)法做實(shí)時(shí)分析和事后追溯。
4）缺乏整站的輸出氣體質(zhì)量和能耗監測，存在盲目產(chǎn)氣、用氣浪費、含水含油量等雜質(zhì)超標等情況。
5）現場(chǎng)改善難。重要參數沒(méi)有存儲歷史數據，只能憑人工經(jīng)驗進(jìn)行判斷。
2.2 目前空壓站啟停仍靠人工控制,故而也存在以下關(guān)鍵問(wèn)題：
1）班次交接或生產(chǎn)換線(xiàn)時(shí)，需要安排專(zhuān)門(mén)的人員在空壓站現場(chǎng)手動(dòng)啟停設備。
2）設備啟停、加卸載缺乏合理地控制策略配合。
3）從產(chǎn)氣到輸送到用氣終端存在一定的延遲，導致人工控制效果不佳。
4）缺乏全面的整站監控，人工控制的合理性、經(jīng)濟性、有效性缺乏數據論證。
2.3 通過(guò)數據采集匠心智聯(lián)分析發(fā)現存在的能耗浪費問(wèn)題：
1）管網(wǎng)用氣的變化頻繁，導致設備同時(shí)頻繁加卸載或者空載，控制效果差。
2）變頻設備未能及時(shí)升頻、降頻，使用效果差。
3）設備的設計能效與產(chǎn)氣、用氣要求不匹配，產(chǎn)生浪費。
4）設備在用氣需求減少時(shí)，未能及時(shí)停機導致出現空載，產(chǎn)生浪費。
5）設備在產(chǎn)氣端壓力波動(dòng)頻次過(guò)高、波動(dòng)幅度過(guò)大，產(chǎn)生浪費。
6）用氣終端壓力波動(dòng)頻次過(guò)高、波動(dòng)幅度過(guò)大，產(chǎn)生浪費。
3.沃爾伯格依據甲公司空壓站問(wèn)題提出的解決方案
依據上述的種種問(wèn)題，沃爾伯格技術(shù)工程師與甲公司進(jìn)行了深入的技術(shù)交流，于2020年6月18日，正式開(kāi)啟節能檢測服務(wù)，同時(shí)于8月3日開(kāi)啟聯(lián)動(dòng)控制節能方案。以下是相關(guān)的解決方案分享：
3.1 升級為智能數字化空壓站
?。?）實(shí)現全流程監測。加裝傳感設備，監測從產(chǎn)氣到用氣的全程數據，包含站房溫濕度、官網(wǎng)壓力、流量、末端用氣壓力、后處理設備壓降、峰谷尖電、電氣比等。
?。?）實(shí)現數據可視化。各類(lèi)數據經(jīng)過(guò)處理、匯總，形成看板、組態(tài)、報表等內容，供用戶(hù)查看。
?。?）豐富的應用終端。支持臺式電腦（Windows系統、Linux系統等）、平板電腦、手機（App端，包括安卓Android和蘋(píng)果iOS系統），可隨時(shí)查看。
?。?）便捷的web瀏覽操作。無(wú)須安裝，只需使用瀏覽器即可聯(lián)網(wǎng)查看。
?。?）軟件、硬件聯(lián)動(dòng)。發(fā)生預報警時(shí)，支持手機短信提醒、頁(yè)面游字提醒，以及現場(chǎng)的報警燈的提醒。
?。?）實(shí)現虛擬2D空壓站展示。將現場(chǎng)設備及管道結構，模擬到組態(tài)圖中，可以在辦公室隨時(shí)觀(guān)測到站房實(shí)況。
?。?）支持查看歷史數據，提供流量、壓力、電量、電氣比等多種數據報表。
?。?)支持聯(lián)控分析、能耗分析等多種異常結果溯源分析，從多個(gè)頁(yè)面中將各種相關(guān)參數的曲線(xiàn)進(jìn)行疊加，多緯度剖析異常的原因（見(jiàn)圖7）。
3.2 智能數字化控制
3.2.1 全方位監控實(shí)時(shí)狀態(tài)
所有與空壓機正常運行有關(guān)的參數，包括空壓機的震動(dòng)、內壓，空濾的負壓，接觸器的溫度保護，電機軸、冷卻水的溫度，冷卻水的壓力、流量、電動(dòng)閥門(mén)等，均可以通過(guò)硬件、軟件相結合的方式實(shí)現數據的采集、保存和處理，實(shí)時(shí)監控空壓機的運行狀態(tài)。
3.2.2 精準自動(dòng)控制
通過(guò)安裝邊緣數據采集器，與空壓機的控制板相連，將空壓機的實(shí)時(shí)信息上傳至管控系統。系統經(jīng)過(guò)參數分析、工況分析、用氣需求分析等多種工具，自動(dòng)發(fā)送指令給空壓機，按要求實(shí)現遠程啟停、輪休、切換用氣管路等精準控制功能。
3.2.3 能耗自動(dòng)分析
實(shí)時(shí)顯示空壓站總管路、分支管路的流量、壓力、露點(diǎn)、電量等能耗情況，可以從多個(gè)統計時(shí)間維度，如10分鐘、1小時(shí)、1天、1個(gè)月、1年，分析對應的用電量、用氣量等原始數據，并通過(guò)大數據算法，自動(dòng)計算電氣比，生成壓力曲線(xiàn)。提供能耗對比，自主選擇已經(jīng)過(guò)去的2個(gè)時(shí)間段，系統即可自動(dòng)篩選出相應數據，進(jìn)行并行比較，找出用電、用氣異常點(diǎn)。
3.2.3 主動(dòng)報警信息
3.2.4 自動(dòng)發(fā)送報警信息
通過(guò)手機App、電子郵件、短信息等方式，通知到相應維修人員，具體方式可由客戶(hù)自主確定。
3.2.5 制定保養計劃
提前制定并實(shí)施天、月、季度、年的保養計劃，提醒負責人按時(shí)保養。
3.2.6 生命周期監控
監控空壓機及各類(lèi)配件的使用壽命，當壽命即將耗盡時(shí)發(fā)布預警，提示更換配件。同時(shí)，在配件的使用過(guò)程中，會(huì )生成配件使用報告，記錄配件的使用情況。
3.2.7 壓力恒定
通過(guò)AI算法，設置上下限壓力區間，使主管網(wǎng)壓力波動(dòng)小于等于0.015MPa，壓降小于等于0.03MPa（見(jiàn)圖8）。
3.2.8 報表管理
大部分的數據可以形成報表，供用戶(hù)導出查看，如電氣比、流量壓力數據，故障報表、能耗報表等。
3.2.9 故障管理
設備的預警、故障信息可以實(shí)時(shí)查看，并匯集成表。最新的預警或者故障信息會(huì )顯示在首頁(yè)滾動(dòng)播出。
3.2.10 設備組態(tài)圖
根據項目現狀的進(jìn)行設計，自定義組合、擺放設備的位置，系統提供多樣的模塊供用戶(hù)選擇，如更改圖標的類(lèi)型、管道的顏色等（見(jiàn)圖9）。
3.3 故障處理能力
3.3.1 處理流程
保全記錄：系統出現預警、報警等故障后，所有的具體信息都會(huì )在設備保全里面進(jìn)行列表展示，并顯示故障的持續時(shí)間、當前的處理狀態(tài)。
預警、報警配置：對需要實(shí)時(shí)監測的重要參數，對其設置預警、報警閾值。一旦超過(guò)限制，系統將預報警內容以短信的形式，發(fā)送并提醒對應的負責人進(jìn)行處理。
保養處理能力
配置計劃保全：生成保全計劃，明確各類(lèi)設備的保養項目、保養周期。
3.3.2.保全提醒
系統在保全記錄里，各自周期的保全記錄都會(huì )有到期提醒，比如周保全是1星期觸發(fā)1次，月保全1個(gè)月觸發(fā)1次。
3.3.3 保全日歷
每臺設備每個(gè)月的保養計劃，都可以統一展示，方便維修人員提前查看保養要求，做好配件準備。
3.3.4 點(diǎn)檢能力
使用系統自帶的App版本，掃描設備的二維碼，即可查看當前設備需要操作的任務(wù)，并按要求進(jìn)行拍照或文字編輯。當對應的流程操作結束后，PC端就可以查看到具體的處理結果。
自此，甲公司已經(jīng)通過(guò)匠心智聯(lián)的產(chǎn)品形成了自己數字化設備運維體系
3.4 用氣趨勢分析
3.4.1 總體的用電情況
從峰期、谷期、尖期三個(gè)方面，采集并匯總實(shí)施的電度數，并折算成電費數，用電情況一目了然。甲公司項目現場(chǎng)同等產(chǎn)量條件下平均每日電耗為1772度。
3.4.2 浪費分析
包含兩個(gè)方面，一個(gè)是效率浪費，另一個(gè)是系統浪費。
?。?）效率浪費：監測設備的用電量、用氣量，并計算電氣比；分析的維度包含年、月、日、小時(shí)和分鐘。
?。?）空載浪費：設備空載時(shí)不產(chǎn)氣，導致存在電力浪費。
?。?）空壓機壓力浪費：空壓機在產(chǎn)氣端壓力波動(dòng)過(guò)大導致浪費，系統將超出正常壓力的部分進(jìn)行統計匯總，計算出了浪費值。
?。?）假性需求壓力浪費：用氣終端壓力波動(dòng)過(guò)大導致浪費，系統將超出正常壓力的部分進(jìn)行統計匯總，計算出了浪費值。
四、節能收益
以2020年的數據分析，6月8日起開(kāi)始應用管理系統；8月用電數據截止至撰文日期30日，用電趨勢詳見(jiàn)圖10、11、12。
因此，上述兩個(gè)月由于產(chǎn)能受限，不能充分體現壓縮空氣云能源管理系統帶來(lái)的節能收益。我們以8月份為例，來(lái)分析具體的能耗情況。從8月3日開(kāi)始，正式開(kāi)啟系統聯(lián)控，具體見(jiàn)圖13。
接下來(lái)，我們取8月24日至29日、7月6日至11日、6月8日至13日共3個(gè)區間進(jìn)行對比，每個(gè)區間均為周一至周日，具體數據見(jiàn)表1。
從數據報告及數據柱狀圖可以很清晰地看到開(kāi)聯(lián)控前后數據的對比，從而得出以下試用結論（見(jiàn)表2）。
從表中計算得知，2020年全年合計用電（按300天計算）約為543,600kW·h。如應用壓縮空氣云能源管理系統，按目前已經(jīng)實(shí)現的節能比例，則可節省用電92,100kW·h；節能比例約為16.94%；其中依據項目現狀還存在一定的節能空間，預計節能率達到21.4%左右。按平均電價(jià)0.7元/kW·h計算，年可節省電費64,470元，節能效果顯著(zhù)。
來(lái)源：本站原創(chuàng )
【壓縮機網(wǎng)】一、引言
當前工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)應用中壓縮空氣系統存在較大的能耗浪費，以及粗獷的管理使用方式。該問(wèn)題已成為所有設備管理人員、設備制造人員步入節能管理、智能制造以及精益化生產(chǎn)過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題，也是必然要去改進(jìn)的問(wèn)題。
目前使用狀態(tài)下，壓縮空氣系統普遍存在以下問(wèn)題：首先是空壓站數據缺乏監測和深入挖掘；其二是啟?？咳斯た刂?；其三是空壓機系統使用過(guò)程中產(chǎn)生的較大能耗浪費。那么究竟得通過(guò)何種方式發(fā)現這些問(wèn)題點(diǎn)？又如何對這些問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行合理的分析，最終提出有效的解決方案？如何達成真正的節能降耗的空壓機系統智慧能源管理？
本文將依據此邏輯展開(kāi)，以江蘇某應用企業(yè)（后文稱(chēng)“甲公司”）為實(shí)際案例，第一部分將簡(jiǎn)單介紹沃爾伯格數字化能源管理系統；第二部分將以甲公司為例，介紹壓縮空氣系統使用過(guò)程中產(chǎn)生的具體問(wèn)題，根據上述具體問(wèn)題，介紹沃爾伯格提出并實(shí)施的解決方案；第三部分將分享并展現節能服務(wù)應用后的壓縮空氣系統現狀。
二、沃爾伯格空壓機系統數字化能源管理系統
2.1 壓縮空氣云能源管理系統簡(jiǎn)介
沃爾伯格數字化能源管理系統是自主研發(fā)的邊緣數據采集器等設備，集中采集工廠(chǎng)設備的實(shí)時(shí)數據，專(zhuān)注于數據可視化呈現，對設備進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，精準分析產(chǎn)氣、用氣情況，快速查找存在浪費的原因。然后通過(guò)AI智能聯(lián)控技術(shù)，做到產(chǎn)氣壓力恒定、用氣適量供應、無(wú)人化管控等方式，大幅降低單位能耗、人工管理及設備保養成本。
2.2 壓縮空氣云能源管理系統的基本架構
系統基本架構分為4個(gè)層次，分別是終端層、設備層、業(yè)務(wù)層和拓展層（見(jiàn)圖1）。
2.3 壓縮空氣云能源管理系統控制的實(shí)現方式
沃爾伯格通過(guò)自主研發(fā)的邊緣數據采集器，采集和控制空壓機等設備數據。依托于自主研發(fā)的壓縮空氣云能源管理系統，來(lái)呈現各類(lèi)數據及應用（見(jiàn)圖2）。
2.4 壓縮空氣云能源管理系統聯(lián)控功能
系統在檢查設備狀態(tài)后，按照特殊的策略，判斷設備需要啟停、輪休、加卸載等要求，及時(shí)下發(fā)指令，進(jìn)行遠程聯(lián)動(dòng)。實(shí)現聯(lián)控主要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：
?。?）錄入設備基本參數
收集所有空壓機的基礎運行參數，參數分為2種，一種是空壓機的電氣化參數，包括額定電壓、額定電流、額定功率等；另一種是功能化參數，包括“標準產(chǎn)氣量”、“實(shí)際產(chǎn)氣量”、“終端用氣量”等。在此基礎上，錄入車(chē)間的其他輔助設備參數，如“車(chē)間壓力”、“流量”、“有功功率”等（見(jiàn)圖3）。
?。?）測試壓縮空氣到用氣終端的輸送時(shí)間：
調整空壓機的產(chǎn)氣壓力，測試壓縮空氣經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的管路輸送，到達各個(gè)分支終端所需的時(shí)間，方便后期的能動(dòng)預判。
?。?）測試空壓機產(chǎn)氣端、管路輸送端、終端用氣的壓損：
對空壓機進(jìn)行產(chǎn)氣前、產(chǎn)氣后的壓損測試，對管路進(jìn)行傳輸前、傳輸后的壓損測試，對終端用氣進(jìn)行理論需要壓力、實(shí)際需要壓力進(jìn)行測試。
?。?）試運行測試：
確認所有固定參數后，運用AI算法及智能控制技術(shù)，結合實(shí)際產(chǎn)氣、用氣的動(dòng)態(tài)變化，生成一系列合理的能動(dòng)指令，下發(fā)給空壓機進(jìn)行開(kāi)機、關(guān)機等操作。
?。?）正式運行：
反復的磨合、測試后，使產(chǎn)氣壓力在極小的區間波動(dòng)，保持空壓機的0卸載、高加載率，實(shí)現節能聯(lián)控的要求（見(jiàn)圖4）。
2.5 壓縮空氣云能源管理系統實(shí)現的效果
?。?）減少用氣浪費，精確采集終端實(shí)時(shí)用氣量，用多少氣就產(chǎn)多少氣。
?。?）減少壓損浪費，檢查產(chǎn)氣端輸氣到用氣端，改造不合理的輸氣管路。
?。?）減少壓力浪費，避免用氣量的驟增、驟減，導致空壓機頻繁啟停。
?。?）減少故障浪費，實(shí)現智能啟停、智能輪休，避免設備超負荷、帶病運行。
?。?）減少人工浪費，通過(guò)PC端、手機App，實(shí)時(shí)掌控空壓站運行效率。
?。?）減少保養浪費，提前發(fā)布預警、報警，避免設備意外停機影響生產(chǎn)。
?。?）減少空載浪費，用氣量減少時(shí)，及時(shí)聯(lián)控空壓機進(jìn)行停機。
?。?）減少后處理浪費，與空壓機進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，跟隨啟停。
?。?）減少操作不當的浪費，用數據分析，對每個(gè)工人同時(shí)段用氣量、產(chǎn)量進(jìn)行比對，發(fā)現浪費源頭（見(jiàn)圖5）。
甲公司于2020年6月8日與沃爾伯格建立起空壓機站節能診斷合作關(guān)系，并于當日成功通過(guò)匠心智聯(lián)邊緣數據采集器、壓力傳感器等數據采集設備建立起空壓機站能耗分析系統。于8月進(jìn)行了精度控制前后的數據對比論證。下面將通過(guò)目前已采集數據，進(jìn)行案例分析。
三、用戶(hù)數據分析
1、甲公司空壓機站概況
通過(guò)沃爾伯格調查發(fā)現，該空壓站系統有1路輸氣管路，涉及3臺永磁變頻式空壓機及相關(guān)配套設備。平均每日開(kāi)機時(shí)長(cháng)為12小時(shí)。目前空壓站的主要節能技術(shù)就是變頻空壓機的使用（見(jiàn)圖6）。
2.甲公司空壓機站未使用沃爾伯格系統狀態(tài)分析
原有的空壓機管理方式經(jīng)過(guò)沃爾伯格檢測論證后，主要分為空壓站數據缺乏監測和深入挖掘、啟?？咳斯た刂?、能耗浪費三個(gè)維度的問(wèn)題，具體分析如下：
2.1 目前空壓站數據缺乏監測和深入挖掘，故而存在以下問(wèn)題：
1）所有設備都未并入互聯(lián)網(wǎng)，只能在站房現場(chǎng)、設備的控制面板上查看實(shí)時(shí)參數。
2）設備預警、報警出現時(shí)，無(wú)法告知負責人處理，導致產(chǎn)氣壓力大幅波動(dòng)，影響生產(chǎn)。
3）缺少24小時(shí)全天候的設備監控，缺少系統性的運行數據，無(wú)法做實(shí)時(shí)分析和事后追溯。
4）缺乏整站的輸出氣體質(zhì)量和能耗監測，存在盲目產(chǎn)氣、用氣浪費、含水含油量等雜質(zhì)超標等情況。
5）現場(chǎng)改善難。重要參數沒(méi)有存儲歷史數據，只能憑人工經(jīng)驗進(jìn)行判斷。
2.2 目前空壓站啟停仍靠人工控制,故而也存在以下關(guān)鍵問(wèn)題：
1）班次交接或生產(chǎn)換線(xiàn)時(shí)，需要安排專(zhuān)門(mén)的人員在空壓站現場(chǎng)手動(dòng)啟停設備。
2）設備啟停、加卸載缺乏合理地控制策略配合。
3）從產(chǎn)氣到輸送到用氣終端存在一定的延遲，導致人工控制效果不佳。
4）缺乏全面的整站監控，人工控制的合理性、經(jīng)濟性、有效性缺乏數據論證。
2.3 通過(guò)數據采集匠心智聯(lián)分析發(fā)現存在的能耗浪費問(wèn)題：
1）管網(wǎng)用氣的變化頻繁，導致設備同時(shí)頻繁加卸載或者空載，控制效果差。
2）變頻設備未能及時(shí)升頻、降頻，使用效果差。
3）設備的設計能效與產(chǎn)氣、用氣要求不匹配，產(chǎn)生浪費。
4）設備在用氣需求減少時(shí)，未能及時(shí)停機導致出現空載，產(chǎn)生浪費。
5）設備在產(chǎn)氣端壓力波動(dòng)頻次過(guò)高、波動(dòng)幅度過(guò)大，產(chǎn)生浪費。
6）用氣終端壓力波動(dòng)頻次過(guò)高、波動(dòng)幅度過(guò)大，產(chǎn)生浪費。
3.沃爾伯格依據甲公司空壓站問(wèn)題提出的解決方案
依據上述的種種問(wèn)題，沃爾伯格技術(shù)工程師與甲公司進(jìn)行了深入的技術(shù)交流，于2020年6月18日，正式開(kāi)啟節能檢測服務(wù)，同時(shí)于8月3日開(kāi)啟聯(lián)動(dòng)控制節能方案。以下是相關(guān)的解決方案分享：
3.1 升級為智能數字化空壓站
?。?）實(shí)現全流程監測。加裝傳感設備，監測從產(chǎn)氣到用氣的全程數據，包含站房溫濕度、官網(wǎng)壓力、流量、末端用氣壓力、后處理設備壓降、峰谷尖電、電氣比等。
?。?）實(shí)現數據可視化。各類(lèi)數據經(jīng)過(guò)處理、匯總，形成看板、組態(tài)、報表等內容，供用戶(hù)查看。
?。?）豐富的應用終端。支持臺式電腦（Windows系統、Linux系統等）、平板電腦、手機（App端，包括安卓Android和蘋(píng)果iOS系統），可隨時(shí)查看。
?。?）便捷的web瀏覽操作。無(wú)須安裝，只需使用瀏覽器即可聯(lián)網(wǎng)查看。
?。?）軟件、硬件聯(lián)動(dòng)。發(fā)生預報警時(shí)，支持手機短信提醒、頁(yè)面游字提醒，以及現場(chǎng)的報警燈的提醒。
?。?）實(shí)現虛擬2D空壓站展示。將現場(chǎng)設備及管道結構，模擬到組態(tài)圖中，可以在辦公室隨時(shí)觀(guān)測到站房實(shí)況。
?。?）支持查看歷史數據，提供流量、壓力、電量、電氣比等多種數據報表。
?。?)支持聯(lián)控分析、能耗分析等多種異常結果溯源分析，從多個(gè)頁(yè)面中將各種相關(guān)參數的曲線(xiàn)進(jìn)行疊加，多緯度剖析異常的原因（見(jiàn)圖7）。
3.2 智能數字化控制
3.2.1 全方位監控實(shí)時(shí)狀態(tài)
所有與空壓機正常運行有關(guān)的參數，包括空壓機的震動(dòng)、內壓，空濾的負壓，接觸器的溫度保護，電機軸、冷卻水的溫度，冷卻水的壓力、流量、電動(dòng)閥門(mén)等，均可以通過(guò)硬件、軟件相結合的方式實(shí)現數據的采集、保存和處理，實(shí)時(shí)監控空壓機的運行狀態(tài)。
3.2.2 精準自動(dòng)控制
通過(guò)安裝邊緣數據采集器，與空壓機的控制板相連，將空壓機的實(shí)時(shí)信息上傳至管控系統。系統經(jīng)過(guò)參數分析、工況分析、用氣需求分析等多種工具，自動(dòng)發(fā)送指令給空壓機，按要求實(shí)現遠程啟停、輪休、切換用氣管路等精準控制功能。
3.2.3 能耗自動(dòng)分析
實(shí)時(shí)顯示空壓站總管路、分支管路的流量、壓力、露點(diǎn)、電量等能耗情況，可以從多個(gè)統計時(shí)間維度，如10分鐘、1小時(shí)、1天、1個(gè)月、1年，分析對應的用電量、用氣量等原始數據，并通過(guò)大數據算法，自動(dòng)計算電氣比，生成壓力曲線(xiàn)。提供能耗對比，自主選擇已經(jīng)過(guò)去的2個(gè)時(shí)間段，系統即可自動(dòng)篩選出相應數據，進(jìn)行并行比較，找出用電、用氣異常點(diǎn)。
3.2.3 主動(dòng)報警信息
3.2.4 自動(dòng)發(fā)送報警信息
通過(guò)手機App、電子郵件、短信息等方式，通知到相應維修人員，具體方式可由客戶(hù)自主確定。
3.2.5 制定保養計劃
提前制定并實(shí)施天、月、季度、年的保養計劃，提醒負責人按時(shí)保養。
3.2.6 生命周期監控
監控空壓機及各類(lèi)配件的使用壽命，當壽命即將耗盡時(shí)發(fā)布預警，提示更換配件。同時(shí)，在配件的使用過(guò)程中，會(huì )生成配件使用報告，記錄配件的使用情況。
3.2.7 壓力恒定
通過(guò)AI算法，設置上下限壓力區間，使主管網(wǎng)壓力波動(dòng)小于等于0.015MPa，壓降小于等于0.03MPa（見(jiàn)圖8）。
3.2.8 報表管理
大部分的數據可以形成報表，供用戶(hù)導出查看，如電氣比、流量壓力數據，故障報表、能耗報表等。
3.2.9 故障管理
設備的預警、故障信息可以實(shí)時(shí)查看，并匯集成表。最新的預警或者故障信息會(huì )顯示在首頁(yè)滾動(dòng)播出。
3.2.10 設備組態(tài)圖
根據項目現狀的進(jìn)行設計，自定義組合、擺放設備的位置，系統提供多樣的模塊供用戶(hù)選擇，如更改圖標的類(lèi)型、管道的顏色等（見(jiàn)圖9）。
3.3 故障處理能力
3.3.1 處理流程
保全記錄：系統出現預警、報警等故障后，所有的具體信息都會(huì )在設備保全里面進(jìn)行列表展示，并顯示故障的持續時(shí)間、當前的處理狀態(tài)。
預警、報警配置：對需要實(shí)時(shí)監測的重要參數，對其設置預警、報警閾值。一旦超過(guò)限制，系統將預報警內容以短信的形式，發(fā)送并提醒對應的負責人進(jìn)行處理。
保養處理能力
配置計劃保全：生成保全計劃，明確各類(lèi)設備的保養項目、保養周期。
3.3.2.保全提醒
系統在保全記錄里，各自周期的保全記錄都會(huì )有到期提醒，比如周保全是1星期觸發(fā)1次，月保全1個(gè)月觸發(fā)1次。
3.3.3 保全日歷
每臺設備每個(gè)月的保養計劃，都可以統一展示，方便維修人員提前查看保養要求，做好配件準備。
3.3.4 點(diǎn)檢能力
使用系統自帶的App版本，掃描設備的二維碼，即可查看當前設備需要操作的任務(wù)，并按要求進(jìn)行拍照或文字編輯。當對應的流程操作結束后，PC端就可以查看到具體的處理結果。
自此，甲公司已經(jīng)通過(guò)匠心智聯(lián)的產(chǎn)品形成了自己數字化設備運維體系
3.4 用氣趨勢分析
3.4.1 總體的用電情況
從峰期、谷期、尖期三個(gè)方面，采集并匯總實(shí)施的電度數，并折算成電費數，用電情況一目了然。甲公司項目現場(chǎng)同等產(chǎn)量條件下平均每日電耗為1772度。
3.4.2 浪費分析
包含兩個(gè)方面，一個(gè)是效率浪費，另一個(gè)是系統浪費。
?。?）效率浪費：監測設備的用電量、用氣量，并計算電氣比；分析的維度包含年、月、日、小時(shí)和分鐘。
?。?）空載浪費：設備空載時(shí)不產(chǎn)氣，導致存在電力浪費。
?。?）空壓機壓力浪費：空壓機在產(chǎn)氣端壓力波動(dòng)過(guò)大導致浪費，系統將超出正常壓力的部分進(jìn)行統計匯總，計算出了浪費值。
?。?）假性需求壓力浪費：用氣終端壓力波動(dòng)過(guò)大導致浪費，系統將超出正常壓力的部分進(jìn)行統計匯總，計算出了浪費值。
四、節能收益
以2020年的數據分析，6月8日起開(kāi)始應用管理系統；8月用電數據截止至撰文日期30日，用電趨勢詳見(jiàn)圖10、11、12。
因此，上述兩個(gè)月由于產(chǎn)能受限，不能充分體現壓縮空氣云能源管理系統帶來(lái)的節能收益。我們以8月份為例，來(lái)分析具體的能耗情況。從8月3日開(kāi)始，正式開(kāi)啟系統聯(lián)控，具體見(jiàn)圖13。
接下來(lái)，我們取8月24日至29日、7月6日至11日、6月8日至13日共3個(gè)區間進(jìn)行對比，每個(gè)區間均為周一至周日，具體數據見(jiàn)表1。
從數據報告及數據柱狀圖可以很清晰地看到開(kāi)聯(lián)控前后數據的對比，從而得出以下試用結論（見(jiàn)表2）。
從表中計算得知，2020年全年合計用電（按300天計算）約為543,600kW·h。如應用壓縮空氣云能源管理系統，按目前已經(jīng)實(shí)現的節能比例，則可節省用電92,100kW·h；節能比例約為16.94%；其中依據項目現狀還存在一定的節能空間，預計節能率達到21.4%左右。按平均電價(jià)0.7元/kW·h計算，年可節省電費64,470元，節能效果顯著(zhù)。
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