一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统。

背景技术

工业循环水系统广泛应用于各个领域，如制造业、能源行业等，在大多数工业过程中，循环水系统扮演着至关重要的角色，用于冷却设备、冷却物料或作为传输介质。工业循环水系统主要由冷却塔、循环水泵、循环水池以及各类仪表阀门组成，冷却塔风机和循环水泵作为工业循环水系统的用电大户，其用电量占比整个工业循环水系统能耗的95%以上。在当前工业循环水系统中，由于其结构相对简单，许多生产企业倾向于采用人为手动调控的方式来改变循环水系统的运行工况，这种调控方式常常依赖于操作人员的经验和直觉，并且需要周期性地进行手动干预和调整，存在着主观性强、响应速度慢以及对经验要求较高等问题，容易造成能源浪费和效率低下。此外，由于人为调控无法充分考虑各个组件之间的协同作用和复杂运行状态，无法全面优化整个系统，使得潜在的节能降耗空间难以被充分开发利用。

另外，现有技术中能够自动化地降低工业循环水系统能耗的控制方法中，仅是针对循环水泵的能耗进行节省优化调控，而忽视了冷却塔风机的节能调控，未充分发挥出整个循环水系统的节能潜力，与真正的优化控制还存在一定的差距。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统，其解决了现有技术中无法全面优化整个系统，使得潜在的节能降耗空间难以被充分开发利用，仅是针对循环水泵的能耗进行节省优化调控，而忽视了冷却塔风机的节能调控，未充分发挥出整个循环水系统的节能潜力的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例提供一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统，包括：

数据采集模块，用于按照预先设定频率，采集工业循环水系统的运行数据，并将每次所采集的运行数据存储至数据库中；

数据处理模块，用于针对任一次所采集的运行数据，进行预处理，获取与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据；

优化算法模块，用于基于与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据和预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间和循环水最佳供水压力区间，获取对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数；

第一设备包括：工频风机、变频风机、工频水泵、变频水泵中的一种或多种设备；

数据出参模块，用于将对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数，进行数据类型转化处理，得到转化后的运行控制参数；

控制信号下发模块，用于将转化后的运行控制参数转化为相应的控制信号，并将该控制信号下发至工业循环水系统中的相应第一设备。

优选的，

其中，工业循环水系统的运行数据包括：系统运行数据和设备运行数据、设备位号数据；

所述系统运行数据包括：循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量、循环水供水压力、循环水回水压力；

所述设备运行数据包括：用于标识工频风机的远程控制状态的第一状态参数、用于标识工频风机是否损坏的第一报警信号参数、用于标识工频风机是否启动的第一启停信号参数；和/或，用于标识变频风机的远程控制状态的第二状态参数、用于标识变频风机是否损坏的第二报警信号参数、用于标识变频风机是否启动的第二启停信号参数、变频风机的频率值；和/或，用于标识工频水泵的远程控制状态的第三状态参数、用于标识工频水泵是否损坏的第三报警信号参数、用于标识工频水泵是否启动的第三启停信号参数；和/或，用于标识变频水泵的远程控制状态的第四状态参数、用于标识变频水泵是否损坏的第四报警信号参数、用于标识变频水泵是否启动的第四启停信号参数、变频水泵的频率值；

设备位号数据包括：第一设备中每一设备的功率。

优选的，数据处理模块针对任一次所采集的运行数据，进行预处理，获取与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据，具体包括：

数据处理模块，针对任一次所采集的运行数据，进行异常值处理和缺失值处理，得到与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据；

其中，异常值处理包括：数据处理模块判断所采集的运行数据中的AI类数据中任一参数是否超出与该参数所对应的预设范围，若超出，则采用与该参数相应的第一平均数进行替代；

其中，AI类数据中的参数包括：循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量、循环水供水压力、循环水回水压力、变频风机的频率值、变频水泵的频率值；

其中，与该参数相应的第一平均数为：该次所采集的运行数据所对应的采集时间的前15分钟所采集的运行数据中该参数的平均数；

数据处理模块判断所采集的运行数据中的DI类数据中任一参数是否超出与该参数所对应的预设范围，若超出，则采用该次所采集的运行数据所对应的采集时间相邻的前一次采集时间所采集的运行数据中该参数的数值进行替代；

其中，DI类数据中的参数包括：第一状态参数、第一报警信号参数、第一启停信号参数、第二状态参数、第二报警信号参数、第二启停信号参数、第三状态参数、第三报警信号参数、第三启停信号参数、第四状态参数、第四报警信号参数、第四启停信号参数；

其中，缺失值处理包括：数据处理模块判断所采集的运行数据的AI类数据中任一参数是否缺失，若缺失，采用与该参数相应第一平均数进行填补；

数据处理模块判断所采集的运行数据的DI类数据中任一参数是否缺失，若缺失，采用该次所采集的运行数据所对应的采集时间相邻的前一次采集时间所采集的运行数据中该参数的数值进行填补。

优选的，优化算法模块，获取对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数，具体包括：

基于与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据，筛选出第一类型设备；

第一类型设备包括：满足第一筛选条件的工频风机、满足第二筛选条件的变频风机、满足第三筛选条件的工频水泵、满足第四筛选条件的变频水泵；

第一筛选条件为：第一状态参数为标识工频风机的远程控制状态为正常的数值，且，第一报警信号参数为标识工频风机无损坏的数值；第二筛选条件为：第二状态参数为标识变频风机的远程控制状态为正常的数值，且，第二报警信号参数为标识变频风机无损坏的数值；第三筛选条件为：第三状态参数为标识工频水泵的远程控制状态为正常的数值，且，第三报警信号参数为标识工频水泵无损坏的数值；第四筛选条件为：第四状态参数为标识变频水泵的远程控制状态为正常的数值，且，第四报警信号参数为标识变频水泵无损坏的数值；

基于与该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据、第一类型设备以及预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间，获取对工业循环水系统中的风机的运行控制参数；

基于与该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据、第一类型设备以及预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间，获取对工业循环水系统中的水泵的运行控制参数。

优选的，获取对工业循环水系统中的风机的运行控制参数的具体方式，包括：

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水温度均低于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间的最小值，则判断第一类型设备中是否有第一类型风机，得到第一判断结果；第一类型风机为功率大于第一预先设定值的工频风机；若第一判断结果为有，则将第一类型风机中的任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第一判断结果为没有，则将判断第一类型设备中是否有第二类型风机，得到第二判断结果；第二类型风机为功率小于等于第一预先设定值的工频风机；若第二判断结果为有，则将第二类型风机中任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第二判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有变频风机，得到第三判断结果；若第三判断结果为有，则将任一变频风机的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水温度均在与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间内，则判断第一类型设备中是否有变频风机，得到第四判断结果；若第四判断结果为有，则将任一变频风机的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第四判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有第二类型风机，得到第五判断结果；若第五判断结果为有，则将第二类型风机中任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水温度均大于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间的最大值，则判断第一类型设备中是否有变频风机，得到第六判断结果；若第六判断结果为有，则对第一类型设备中的任一变频风机的频率值提高第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第六判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第二类型风机，得到第七判断结果；第二类型设备为：工业循环水系统中除第一类型设备之外的工频风机、变频风机、工频水泵、变频水泵；若第七判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第一开启条件的任一个第二类型风机的第一启停信号参数设置为标识该风机开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第七判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第一类型风机，得到第八判断结果；若第八判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第一开启条件的任一个第一类型风机的第一启停信号参数设置为标识该风机开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数。

优选的，获取对工业循环水系统中的水泵的运行控制参数的具体方式，包括：

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水压力均低于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间的最小值，则判断第一类型设备中是否有第一类型水泵，得到第九判断结果；第一类型水泵为功率大于第一预先设定值的工频水泵；若第九判断结果为有，则将第一类型水泵中的任一工频水泵的第三启停信号参数设置为标识该工频水泵关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第九判断结果为没有，则将判断第一类型设备中是否有第二类型水泵，得到第十判断结果；第二类型水泵为功率小于等于第一预先设定值的工频水泵；若第十判断结果为有，则将第二类型水泵中任一工频水泵的第三启停信号参数设置为标识该工频水泵关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第十判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有变频水泵，得到第十一判断结果；若第十一判断结果为有，则将任一变频水泵的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水压力在与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间内，则判断第一类型设备中是否有变频水泵，得到第十二判断结果；若第十二判断结果为有，则将任一变频水泵的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第十二判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有第二类型水泵，得到第十三判断结果；若第十三判断结果为有，则将第二类型风机中任一工频水泵的第三启停信号参数设置为标识该工频水泵关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水压力均大于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间的最大值，则判断第一类型设备中是否有变频水泵，得到第十四判断结果；若第十四判断结果为有，则对第一类型设备中的任一变频水泵的频率提高第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第十四判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第二类型水泵，得到第十五判断结果；若第十五判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第二开启条件的任一个第二类型水泵的第三启停信号参数设置为标识该水泵开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第十五判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第一类型水泵，得到第十六判断结果；若第十六判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第二开启条件的任一个第一类型水泵的第三启停信号参数设置为标识该水泵开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数。

优选的，

第一开启条件为：在该次采集时刻之前的相邻M次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中风机所对应的启停信号参数的值均为标识风机关闭的数值；

第二开启条件为：在该次采集时刻之前的相邻M次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中水泵所对应的启停信号参数的值均为标识水泵关闭的数值。

优选的，

与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间是预先通过第一方式得到的；

所述第一方式包括：

根据第一历史时间段内任一采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量，采用公式（1）获取该采集时刻所对应的末端换热量；

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第一时间段；

所述第一时间段为3月至6月；

所述公式（1）为：

；

Q

针对第一历史时间段内所有采集时刻分别对应的循环水供水温度和末端换热量，进行相关性回归分析，得到与循环水供水温度和末端换热量对应的第一回归方程；

将第二历史时间段内任一采集时刻所采集的运行数据中的循环水供水温度的具体数值代入到所述第一回归方程中，计算得到第二历史时间段内该次采集时刻相应的末端换热量的具体数值；

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第二时间段；

第二时间段为4天至7天；

将第二历史时间段内所有采集时刻相应的末端换热量的具体数值中的最小值和最大值分别所对应的循环水最佳供水温度具体数值之间的范围作为循环水最佳供水温度区间。

优选的，

其中，与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间是预先通过第二方式得到的；

所述第二方式包括：

根据第一历史时间段内任一采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量，采用公式（1）获取该采集时刻所对应的末端换热量；

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第一时间段；

所述第一时间段为3月至6月；

所述公式（1）为：

；

Q

针对第一历史时间段内所有采集时刻分别对应的循环水供水压力和末端换热量，进行相关性回归分析，得到与循环水供水压力和末端换热量对应的第二回归方程；

将第二历史时间段内任一采集时刻所采集的运行数据中的循环水供水压力的具体数值代入到所述第二回归方程中，计算得到第二历史时间段内该次采集时刻相应的末端换热量的具体数值；

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第二时间段；

所述第二时间段为4天至7天；

将第二历史时间段内所有采集时刻相应的末端换热量的具体数值中的最小值和最大值分别所对应的循环水供水压力之间的范围作为循环水最佳供水压力区间。

优选的，

数据类型转化处理，具体包括：将第二类型的运行控制参数转换为浮点型数据，将第一类型的运行控制参数转换布尔型数据。

本发明的有益效果是：本发明的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统，由于采用优化算法模块，基于与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据和预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间和循环水最佳供水压力区间，获取对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数。本发明的优化算法模块在得到第一设备的运行控制参数的过程中，考虑了多种因素，比如循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量、循环水供水压力、循环水回水压力等，因此得到的工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数能够使得工业循环水系统能够在较为低能耗状态下运行。数据出参模块，将对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数，进行数据类型转化处理，得到转化后的运行控制参数。控制信号下发模块，用于将转化后的运行控制参数转化为相应的控制信号，并将该控制信号下发至工业循环水系统中的相应第一设备。相对于现有技术而言，本发明的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统，可以实现自动化的协同工作，将数据采集模块的数据采集、数据处理模块的处理分析和优化算法模块得到运行控制参数进行有效结合，并通过数据出参模块、控制信号下发模块形成闭环控制，这种自动化控制方法不依赖人为干预，从而实现对工业循环水系统的节能降耗和自动化运行控制，并且能够提高循环水系统的能效性能，减少系统能源消耗，从而降低工厂运营成本。

附图说明

图1为本发明的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统；

图2为本实施例中的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统对某食品生产企业循环水系统进行优化时的结构示意图；

图3为本实施例中某食品生产企业循环水系统的工艺流程图；

图4为本实施例中某食品生产企业循环水系统优化前30天和优化后30天的风机用电量、循环水泵用电量以及系统总用电量对比示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1，本实施例提供一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统，包括：

数据采集模块，用于按照预先设定频率，采集工业循环水系统的运行数据，并将每次所采集的运行数据存储至数据库中。

其中，工业循环水系统的运行数据包括：系统运行数据和设备运行数据、设备位号数据。

所述系统运行数据包括：循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量、循环水供水压力、循环水回水压力。

所述设备运行数据包括：用于标识工频风机的远程控制状态的第一状态参数、用于标识工频风机是否损坏的第一报警信号参数、用于标识工频风机是否启动的第一启停信号参数；和/或，用于标识变频风机的远程控制状态的第二状态参数、用于标识变频风机的是否损坏的第二报警信号参数、用于标识变频风机的是否启动的第二启停信号参数、变频风机的频率值；和/或，用于标识工频水泵的远程控制状态的第三状态参数、用于标识工频水泵是否损坏的第三报警信号参数、用于标识工频水泵的是否启动的第三启停信号参数；和/或，用于标识变频水泵的远程控制状态的第四状态参数、用于标识变频水泵是否损坏的第四报警信号参数、用于标识变频水泵是否启动的第四启停信号参数、变频水泵的频率值。

举例说明，用于标识工频风机的远程控制状态的第一状态参数若等于0时，则标识工频风机的远程控制状态为不正常；第一状态参数若等于1时，则标识工频风机的远程控制状态为正常。

用于标识工频风机是否损坏的第一报警信号参数若等于0时，则标识工频风机损坏；第一报警信号参数若等于1时，则标识工频风机没有损坏。

用于标识工频风机是否启动的第一启停信号参数若等于0时，则标识工频风机关闭；第一启停信号参数若等于1时，则标识工频风机启动。

设备位号数据包括：第一设备中每一设备的功率。具体说明，设备位号数据包括：工频风机的功率、变频风机的功率、工频水泵的功率、变频水泵的功率。

数据处理模块，用于针对任一次所采集的运行数据，进行预处理，获取与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据。

本实施例中，数据处理模块针对任一次所采集的运行数据，进行预处理，获取与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据，具体包括：

数据处理模块，针对任一次所采集的运行数据，进行异常值处理和缺失值处理，得到与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据。

其中，异常值处理包括：数据处理模块判断所采集的运行数据中的AI类数据中任一参数是否超出与该参数所对应的预设范围，若超出，则采用与该参数相应的第一平均数进行替代。

其中，AI类数据中的参数包括：循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量、循环水供水压力、循环水回水压力、变频风机的频率值、变频水泵的频率值。

其中，与该参数相应的第一平均数为：该次所采集的运行数据所对应的采集时间的前15分钟所采集的运行数据中该参数的平均数。

数据处理模块判断所采集的运行数据中的DI类数据中任一参数是否超出与该参数所对应的预设范围，若超出，则采用该次所采集的运行数据所对应的采集时间相邻的前一次采集时间所采集的运行数据中该参数的数值进行替代。

其中，DI类数据中的参数包括：第一状态参数、第一报警信号参数、第一启停信号参数、第二状态参数、第二报警信号参数、第二启停信号参数、第三状态参数、第三报警信号参数、第三启停信号参数、第四状态参数、第四报警信号参数、第四启停信号参数。

其中，缺失值处理包括：数据处理模块判断所采集的运行数据的AI类数据中任一参数是否缺失，若缺失，采用与该参数相应第一平均数进行填补。

数据处理模块判断所采集的运行数据的DI类数据中任一参数是否缺失，若缺失，采用该次所采集的运行数据所对应的采集时间相邻的前一次采集时间所采集的运行数据中该参数的数值进行填补。

优化算法模块，用于基于与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据和预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间和循环水最佳供水压力区间，获取对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数；

第一设备包括：工频风机、变频风机、工频水泵、变频水泵中的一种或多种设备。

本实施例中，优化算法模块，获取对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数，具体包括：

基于与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据，筛选出第一类型设备。

第一类型设备包括：满足第一筛选条件的工频风机、满足第二筛选条件的变频风机、满足第三筛选条件的工频水泵、满足第四筛选条件的变频水泵。

第一筛选条件为：第一状态参数为标识工频风机的远程控制状态为正常的数值，且，第一报警信号参数为标识工频风机无损坏的数值；第二筛选条件为：第二状态参数为标识变频风机的远程控制状态为正常的数值，且，第二报警信号参数为标识变频风机无损坏的数值；第三筛选条件为：第三状态参数为标识工频水泵的远程控制状态为正常的数值，且，第三报警信号参数为标识工频水泵无损坏的数值；第四筛选条件为：第四状态参数为标识变频水泵的远程控制状态为正常的数值，且，第四报警信号参数为标识变频水泵无损坏的数值。

基于与该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据、第一类型设备以及预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间，获取对工业循环水系统中的风机的运行控制参数。

基于与该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据、第一类型设备以及预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间，获取对工业循环水系统中的水泵的运行控制参数。

数据出参模块，用于将对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数，进行数据类型转化处理，得到转化后的运行控制参数。

控制信号下发模块，用于将转化后的运行控制参数转化为相应的控制信号，并将该控制信号下发至工业循环水系统中的相应第一设备。

在本实施例的实际应用中，获取对工业循环水系统中的风机的运行控制参数的具体方式，包括：

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水温度均低于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间的最小值，则判断第一类型设备中是否有第一类型风机，得到第一判断结果；第一类型风机为功率大于第一预先设定值的工频风机；若第一判断结果为有，则将第一类型风机中的任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第一判断结果为没有，则将判断第一类型设备中是否有第二类型风机，得到第二判断结果；第二类型风机为功率小于等于第一预先设定值的工频风机；若第二判断结果为有，则将第二类型风机中任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第二判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有变频风机，得到第三判断结果；若第三判断结果为有，则将任一变频风机的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数。

在本实施例的具体应用中，N等于4，也就是说，若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻4次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水温度均低于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间的最小值，则判断第一类型设备中是否有第一类型风机，得到第一判断结果；第一类型风机为功率大于第一预先设定值的工频风机；若第一判断结果为有，则将第一类型风机中的任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值（也就是说将第一类型风机中的任一工频风机的第一启停信号参数设置为0），并作为第一类型的运行控制参数；若第一判断结果为没有，则将判断第一类型设备中是否有第二类型风机，得到第二判断结果；第二类型风机为功率小于等于第一预先设定值的工频风机；若第二判断结果为有，则将第二类型风机中任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值（也就是说，将二类型风机中任一工频风机的第一启停信号参数设置为0），并作为第一类型的运行控制参数；若第二判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有变频风机，得到第三判断结果；若第三判断结果为有，则将任一变频风机的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；本实施例中的第一预设赫兹为2赫兹。

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水温度均在与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间内，则判断第一类型设备中是否有变频风机，得到第四判断结果；若第四判断结果为有，则将任一变频风机的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第四判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有第二类型风机，得到第五判断结果；若第五判断结果为有，则将第二类型风机中任一工频风机的第一启停信号参数设置为标识该工频风机关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数。

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水温度均大于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间的最大值，则判断第一类型设备中是否有变频风机，得到第六判断结果；若第六判断结果为有，则对第一类型设备中的任一变频风机的频率值提高第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第六判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第二类型风机，得到第七判断结果；第二类型设备为：工业循环水系统中除第一类型设备之外的工频风机、变频风机、工频水泵、变频水泵；若第七判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第一开启条件的任一个第二类型风机的第一启停信号参数设置为标识该风机开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第七判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第一类型风机，得到第八判断结果；若第八判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第一开启条件的任一个第一类型风机的第一启停信号参数设置为标识该风机开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数。

具体而言，第一开启条件为在该次采集时刻之前的相邻M次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中风机所对应的启停信号参数的值均为标识风机关闭的数值；本实施例中，M为30，也就说，第一开启条件为在该次采集时刻之前的相邻30次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中风机所对应的启停信号参数的值均为标识风机关闭的数值。

在本实施例的实际应用中，获取对工业循环水系统中的水泵的运行控制参数的具体方式，包括：

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水压力均低于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间的最小值，则判断第一类型设备中是否有第一类型水泵，得到第九判断结果；第一类型水泵为功率大于第一预先设定值的工频水泵；若第九判断结果为有，则将第一类型水泵中的任一工频水泵的第三启停信号参数设置为标识该工频水泵关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第九判断结果为没有，则将判断第一类型设备中是否有第二类型水泵，得到第十判断结果；第二类型水泵为功率小于等于第一预先设定值的工频水泵；若第十判断结果为有，则将第二类型水泵中任一工频水泵的第三启停信号参数设置为标识该工频水泵关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第十判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有变频水泵，得到第十一判断结果；若第十一判断结果为有，则将任一变频水泵的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数。

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水压力在与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间内，则判断第一类型设备中是否有变频水泵，得到第十二判断结果；若第十二判断结果为有，则将任一变频水泵的频率值降低第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第十二判断结果为没有，则判断第一类型设备中是否有第二类型水泵，得到第十三判断结果；若第十三判断结果为有，则将第二类型风机中任一工频水泵的第三启停信号参数设置为标识该工频水泵关闭的数值，并作为第一类型的运行控制参数。

若该次采集时刻和在该次采集时刻之前的相邻N次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中的循环水供水压力均大于与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间的最大值，则判断第一类型设备中是否有变频水泵，得到第十四判断结果；若第十四判断结果为有，则对第一类型设备中的任一变频水泵的频率提高第一预设赫兹后，作为第二类型的运行控制参数；若第十四判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第二类型水泵，得到第十五判断结果；若第十五判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第二开启条件的任一个第二类型水泵的第三启停信号参数设置为标识该水泵开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数；若第十五判断结果为没有，则判断第二类型设备中是否有第一类型水泵，得到第十六判断结果；若第十六判断结果为有，则将第二类型设备中符合预设第二开启条件的任一个第一类型水泵的第三启停信号参数设置为标识该水泵开启的数值，并作为第一类型的运行控制参数。

具体而言，第二开启条件为：在该次采集时刻之前的相邻M次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中水泵所对应的启停信号参数的值均为标识水泵关闭的数值。本实施例中，M为30，也就说，第一开启条件为在该次采集时刻之前的相邻30次采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中风机所对应的启停信号参数的值均为标识风机关闭的数值。

本实施例中，与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间是预先通过第一方式得到的。

所述第一方式包括：

根据第一历史时间段内任一采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量，采用公式（1）获取该采集时刻所述对应的末端换热量。

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第一时间段。

所述第一时间段为3月至6月。

所述公式（1）为：

；

Q

针对第一历史时间段内所有采集时刻分别对应的循环水供水温度和末端换热量，进行相关性回归分析，得到与循环水供水温度和末端换热量对应的第一回归方程。

将第二历史时间段内任一采集时刻所采集的运行数据中的循环水供水温度的具体数值代入到所述第一回归方程中，计算得到第二历史时间段内该次采集时刻相应的末端换热量的具体数值。

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第二时间段。

第二时间段为4天至7天。

将第二历史时间段内所有采集时刻相应的末端换热量的具体数值中的最小值和最大值分别所对应的循环水最佳供水温度具体数值之间的范围作为循环水最佳供水温度区间。

其中，与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水压力区间是预先通过第二方式得到的。

所述第二方式包括：

根据第一历史时间段内任一采集时刻分别对应的预处理后的运行数据中循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量，采用公式（1）获取该采集时刻所述对应的末端换热量。

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第一时间段。

所述第一时间段为3月至6月。

所述公式（1）为：

；

Q

针对第一历史时间段内所有采集时刻分别对应的循环水供水压力和末端换热量，进行相关性回归分析，得到与循环水供水压力和末端换热量对应的第二回归方程。

将第二历史时间段内任一采集时刻所采集的运行数据中的循环水供水压力的具体数值代入到所述第二回归方程中，计算得到第二历史时间段内该次采集时刻相应的末端换热量的具体数值。

其中，所述第一历史时间段为该采集时刻之前的第二时间段。

所述第二时间段为4天至7天。

将第二历史时间段内所有采集时刻相应的末端换热量的具体数值中的最小值和最大值分别所对应的循环水供水压力之间的范围作为循环水最佳供水压力区间。

本实施例中的数据类型转化处理，具体包括：将第二类型的运行控制参数转换为浮点型数据，将第一类型的运行控制参数转换布尔型数据。

本实施例中的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统，由于采用优化算法模块，基于与该次采集时刻所对应的预处理后的运行数据和预先获取的与该次采集时刻所对应的循环水最佳供水温度区间和循环水最佳供水压力区间，获取对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数。本发明的优化算法模块在得到第一设备的运行控制参数的过程中，考虑了多种因素，比如循环水供水温度、循环水回水温度、循环水流量、循环水供水压力、循环水回水压力等，因此得到的工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数能够使得工业循环水系统能够在较为低能耗状态下运行。数据出参模块，将对工业循环水系统中的第一设备的运行控制参数，进行数据类型转化处理，得到转化后的运行控制参数。控制信号下发模块，用于将转化后的运行控制参数转化为相应的控制信号，并将该控制信号下发至工业循环水系统中的相应第一设备。相对于现有技术而言，本实施例中的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统，可以实现自动化的协同工作，将数据采集模块的数据采集、数据处理模块的处理分析和优化算法模块得到运行控制参数进行有效结合，并通过数据出参模块、控制信号下发模块形成闭环控制，这种自动化控制方法不依赖人为干预，从而实现对工业循环水系统的节能降耗和自动化运行控制，并且能够提高循环水系统的能效性能，减少系统能源消耗，从而降低工厂运营成本。

参见图2，采用本实施例中的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统对某食品生产企业循环水系统进行优化，某食品生产企业循环水系统由两台双速风机循环水塔、两台循环水泵组成，其中，每一台双速风机循环水塔包括一台第一类型风机（大功率风机）和一台第二类型风机（小功率风机），两台循环水泵为一台变频水泵和一台工频水泵，本实施例中该食品生产企业循环水系统的详细工艺如图3所示。采用本发明的一种工业循环水系统的自动化节能降耗运行控制系统对该食品生产企业循环水系统进行优化后，运行能耗得到了明显的下降。

参见图4，某食品生产企业循环水系统优化前30天和优化后30天的风机用电量、循环水泵用电量以及系统总用电量，由图3可知，该食品生产企业循环水系统的冷却塔风机在优化前30天和优化后30天的日平均用电量分别是1304 kW·h和1142 kW·h，日平均用电量节省12%；循环水泵在优化前30天和优化后30天的日平均用电量分别是3071 kW·h和2547kW·h，日平均用电量节省17%；循环水系统总用电量在优化前30天和优化后30天的日平均用电量分别是4375 kW·h和3689 kW·h，日平均用电量节省16%。综合来看，优化成果显著，该食品生产企业循环水系统达到了自动化节能降耗运行控制的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。