[发明专利]基于工业物联网的工业空压机能源管理系统

权利要求书

1.一种基于工业物联网的工业空压机能源管理系统，其特征在于，该系统包括：

设备分类单元，用于基于采样频率采集压缩机的吸入口和排气口的空气压力、压缩空气体积、瞬时功率以及温度，得到设定时间段内的吸入空气压力序列、排出空气压力序列、压缩体积序列、功率序列和温度序列，以构成压缩机的一个特征向量；计算特征向量之间的相似程度以将多个压缩机分为多个类别；

权重分配单元，用于利用每个压缩机的特征向量分别计算对应压缩机的工作稳定指标、压缩效率、能耗比和效能比，以用于为每个类别中的每个压缩机相对应的分配稳定性权重、压缩效率权重、能耗比权重和效能比权重；

设备管理单元，用于对每个车间每天在不同时刻所消耗的历史气体体积进行相加求和，得到工厂在一天之中每个时刻所规律消耗的综合空气量总和，进而获取当前时刻工厂所需的空气量总和；计算每个类别对应压缩机的平均压缩空气体积，利用所述空气量总和与所述平均压缩空气体积获取所需压缩机数量和压缩机对应类别；基于分配稳定性权重、压缩效率权重、能耗比权重和效能比权重，利用AHP层次分析法确认所述压缩机对应类别中的目标压缩机。

2.如权利要求1所述的一种基于工业物联网的工业空压机能源管理系统，其特征在于，所述设备分类单元中计算特征向量之间的相似程度以将多个压缩机分为多个类别的方法，包括：

将特征向量中的吸入空气压力序列和排出空气压力序列整合成一个第一子向量、温度序列和功率序列整合成一个第二子向量；结合第一子向量、第二子向量和压缩体积序列计算任意两个压缩机之间的相似程度，则相似程度的计算公式为：

其中，W(A,B)为压缩机A和压缩机B之间的相似程度；SIM(K^A,K^B)为压缩机A和压缩机B对应第一子向量的相似距离；|K^A|-|K^B|为压缩机A和压缩机B对应第一子向量的向量模差值；SIM(L^A,L^B)为压缩机A和压缩机B对应第二子向量的相似距离；|L^A|-|L^B|为压缩机A和压缩机B对应第二子向量的向量模差值；dtw(V_1A,V_1B)为压缩机A和压缩机B对应压缩体积序列之间的相似值。

3.如权利要求1所述的一种基于工业物联网的工业空压机能源管理系统，其特征在于，所述权重分配单元中利用每个压缩机的特征向量分别计算对应压缩机的工作稳定指标、压缩效率、能耗比和效能比的方法，包括：

基于特征向量中的吸入空气压力序列和排出空气压力序列，将每个序列中对应时刻的吸入口的空气压力和排气口的空气压力进行比值的计算，得到该时刻的压缩比，分别计算每个压缩比与额定压缩比之间的比值，得到一个第一比值序列，对第一比值序列进行中值滤波得到新第一比值序列，计算新第一比值序列的第一比值均值，将该第一比值均值作为对应压缩机的压缩效率；

分别计算特征向量中的功率序列的每一个瞬时功率与额定功率之间的比值，得到一个第二比值序列，对第二比值序列进行中值滤波得到新第二比值序列，计算新第二比值序列的第二比值均值，将该第二比值均值作为对应压缩机的能耗比；

计算能耗比和压缩效率之间的比值，将该比值作为对应压缩机的效能比；

结合第一比值序列、第二比值序列和特征向量中的温度序列计算对应压缩机的工作稳定指标，则工作稳定指标的计算公式为：Q＝(10⁵)^{-Var(a)*Var(b)*Var(T)}，其中，Q为工作稳定指标，a为第一比值序列，b为第二比值序列，T为温度序列。

4.如权利要求1所述的一种基于工业物联网的工业空压机能源管理系统，其特征在于，所述权重分配单元中稳定性权重、压缩效率权重、能耗比权重和效能比权重的分配规则为：工作稳定指标越大，其稳定性权重；压缩效率越大，其压缩效率权重越大；能耗比越大，其能耗比权重越大；效能比越大，效能比权重越大。