冷热源工艺水节能恒温智能控制系统技术研究及应用
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完成单位:中国第一汽车股份有限公司研发总院
登记编号:ZSXC-2023-JT-1-038
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
林长宏、郑吉彪、李洪东、李 傲、吉宏宇、余 权、何 巍、林明晶、马国忠、张 童、王学双、左桐瑀
冷热源系统是集中为工业园区提供冷源及热源的设施,其稳定、高效、节能运转是运维的目标,汽车试验基地的冷热源系统不仅为建筑办公区域提供冷源及热源,还要为试验设备提供常温循环水、工艺冷冻水。针对冷热源工艺水系统的大功率制冷机组状态信号无法在控制系统中显示,无法实现闭环控制,导致故障率升高,冬季大功率制冷机组24小时运行,浪费大量电能等问题,急需开发一种新型冷热源工艺水节能智能恒温控制系统,重新编写工艺水系统节能恒温控制程序,力争实现冬季不使用制冷机组,利用室外冷空气对冷热源工艺水的温度精确控制,进而节约大量的电能。
发明了一种新型冷热源工艺水节能恒温控制系统,在东北冬季室外温度达到-5℃以下时,利用室外冷空气完全可以替代制冷机组运行,从而满足工业水需求冷量,使得制冷系统的生命周期可以大大延长,节约大量电能;通过釆用先进的技术创新方案及控制技术最大程度降低投资成本并提高能源利用效率。基于数据深度仿真和预测模型开发技术,发明了台架试验状态智能显示系统,实现装备关键故障诊断和剩余寿命预测,提升智能装备感知、分析、控制、决策能力和水平;基于温控系统诊断监测技术,发明了智能电加热器故障在线监测系统,实现了故障预判及保护,故障率降低3%;基于功率因数补偿和电能质量治理技术,发明了工艺水节能恒温控制系统,解决了东北冬季大功率制冷机24小时运行电能浪费问题,并通过无人值守预测性维护节约人员成本。
冷热源工艺水系统具有数字化物联功能,应用当前最高端的智能化、网联化方法,利用PROFINET转WEB 网关,读取冷热源工艺水系统的核心数据,同时开发脚本程序,创建监控设备运行画面,并将数据通过以太网、5G 等方式上传至云平台,在云平台上实现数据的记录与存储,出现故障时,可通过钉钉发送至维修人员的手机,并实现手机及PC 网页端实时监控冷热源工艺水系统的运行状态,实现冷热源工艺水系统的无人值守;发明的冷热源系统台架试验状态智能显示系统,通过光电传感器检测到工人进入试验室,中央控制器接收到光电传感器发回的数据,将电机转动数据发送电机检测模块,使电机停止转动,能有效保证人员人身安全,防止意外发生,解决了动力总成台架及新能源电机台架手动模式下运行不显示及自动模式下发动机及电机间歇运转情况的问题,实现了冷热源工艺水系统数字化物联技术创新。本项目已授权国家专利6项,其中发明专利1项,注册软件著作权1项,发表国家核心期刊论文4篇,获得一汽集团公司优秀节能案例二等奖,一汽集团公司劳模(工匠、专家)创新工作室优秀成果金奖。
自主开发设计的冷热源工艺水节能恒温智能控制系统技术已成功应用在中国第一汽车股份有限公司研发总院动力总成试验室3年多,为集团降本增效提供有效保障,项目技术成果应用范围广,适用于室外环境温度低于-5℃的所有地区,可横向推广至集团公司及各行业冷热源系统中。
项目的智能方法适用于各智能制造行业,项目的成功应用对国内外制冷行业起到强有力的支撑作用,一旦投放市场为制冷行业自主装备开发带来的效益不可估量,且具有深远的意义。