專利名稱：一種空壓機(jī)控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種空壓機(jī)控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
空壓機(jī)作為一種廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、電力、紡織、石化、造紙、塑膠、煙草等各種 行業(yè)的重要機(jī)械，其工作原理是，利用電動機(jī)將氣體在壓縮腔內(nèi)進(jìn)行壓縮，使氣體的壓強(qiáng)增 大，再經(jīng)冷卻和緩沖以后向外輸送壓力。目前，現(xiàn)有技術(shù)中對于空壓機(jī)的控制，包括有采用PID控制技術(shù)，雖然在采用PID 控制技術(shù)后，在空壓機(jī)壓縮空氣時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速有所下降，降低了空壓機(jī)在壓縮空氣過程中 的功耗，但是卻加長了電機(jī)的加載時間，在用氣量較小時，為了控制輸出氣壓的穩(wěn)定性，PID 控制技術(shù)會控制電機(jī)以較低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，且很少停機(jī)；如果這種低速運(yùn)行的時間過長，則會 因為電機(jī)低速運(yùn)行時存在銅損、鐵損以及運(yùn)動部件的摩擦占用額定功率的比率過高，從而 造成能源的浪費。由于現(xiàn)有技術(shù)中的空壓機(jī)控制裝置的節(jié)能效果較差，所以，目前急需一種可以有 效地節(jié)約能源的空壓機(jī)控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種空壓機(jī)控制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的空壓 機(jī)的控制裝置節(jié)能效果較差的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的一種空壓機(jī)控制裝置，包括信號采集模塊，用于采集包括空壓機(jī)的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號的運(yùn)行狀 態(tài)信息；參數(shù)生成模塊，用于將為模擬信號的運(yùn)行狀態(tài)信息生成數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參 數(shù)；參數(shù)處理模塊，用于根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)按預(yù)設(shè)程序計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速輸出模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)速給定指令控制變頻器的轉(zhuǎn)速；變頻器，用于控制空壓機(jī)電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速。優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例中，所述信號采集模塊為傳感器組。優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例中，所述傳感器組包括電壓傳感器和電流傳感器。優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例中，所述電壓傳感器用于測量空壓機(jī)內(nèi)部加載信號；所述電流傳感器通過測量驅(qū)動空壓機(jī)的變頻器的電流信號來測得功率信號；所述電流傳感器通過測量驅(qū)動空壓機(jī)的變頻器的電流信號來測得空壓機(jī)轉(zhuǎn)速信 號。優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例中，所述參數(shù)生成模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例中，所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括由所述加載信號生成的加載參數(shù)和卸載參數(shù)；由所述功率信號生成的功率參數(shù)；由所述轉(zhuǎn)速信號生成的轉(zhuǎn)速參數(shù)。優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例中，所述參數(shù)處理模塊包括轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)表存儲子模塊用于預(yù)先記錄空壓機(jī)電機(jī)的多個采樣轉(zhuǎn)速值 與每個采樣轉(zhuǎn)速值下的空壓機(jī)電機(jī)耗電功率的轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)關(guān)系表；多個采樣轉(zhuǎn)速 值為從空壓機(jī)電機(jī)的最小轉(zhuǎn)速到空壓機(jī)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速之間采集的多個等差的轉(zhuǎn)速值；所 述采樣轉(zhuǎn)速值可以通過轉(zhuǎn)速參數(shù)得出；所述空壓機(jī)電機(jī)耗電功率通過所述功率參數(shù)得出。平均轉(zhuǎn)速計算子模塊，用于通過功率參數(shù)獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速值ω、通過加載 參數(shù)和卸載參數(shù)獲取當(dāng)前的單次加載時間、和當(dāng)前的單次卸載時間t2;通過公式 ^T = ω λ l{t, + t2 )計算得出平均轉(zhuǎn)速忍；最優(yōu)轉(zhuǎn)速選擇子模塊，用于在不小于所述平均轉(zhuǎn)速且不大于空壓機(jī)電機(jī)的最大轉(zhuǎn) 速中選擇耗電量最低的轉(zhuǎn)速值為最優(yōu)轉(zhuǎn)速。優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例中，還包括變頻器啟停指令模塊，用于根據(jù)所述加載參數(shù) 和卸載參數(shù)向控制變頻器啟動或停止運(yùn)轉(zhuǎn)的啟停指令。本發(fā)明實施例還提供了一種空壓機(jī)控制方法，包括步驟采集包括空壓機(jī)的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號的運(yùn)行狀態(tài)信息；將為模擬信號的運(yùn)行狀態(tài)信息生成數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)按預(yù)設(shè)程序計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速；根據(jù)所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)速給定指令控制變頻器的轉(zhuǎn)速；通過變頻器控制空壓機(jī)電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例中通過信號采集模塊采集空壓機(jī)的運(yùn) 行狀態(tài)信息，從而得知包括空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速、功耗即加載卸載的信息；然后，通過參數(shù)生成模 塊通過采集的運(yùn)行狀態(tài)信息生成運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；這樣，通過參數(shù)處理模塊計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn) 速，然后使空壓機(jī)電機(jī)運(yùn)行在最優(yōu)轉(zhuǎn)速下；由于最優(yōu)轉(zhuǎn)速為在可用的轉(zhuǎn)速中平均功耗最小 的轉(zhuǎn)速，所以，本發(fā)明實施中的空壓機(jī)控制裝置，使空壓機(jī)在可以滿足當(dāng)下工作的供氣量需 要的前提下，最大限度的減少了對能源的消耗，從而有效地起到了節(jié)能的效果。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例中所述空壓機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中所述空壓機(jī)控制裝置中參數(shù)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明又一實施例中所述空壓機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的空壓機(jī)的控制裝置節(jié)能效果較差的問題，本發(fā)明實施例 提供一種空壓機(jī)控制裝置，如圖1所示，包括信號采集模塊1，用于采集包括空壓機(jī)7的加 載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號的運(yùn)行狀態(tài)信息；參數(shù)生成模塊2，用于將為模擬信號的運(yùn)行 狀態(tài)信息生成數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；參數(shù)處理模塊3，用于根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)按預(yù)設(shè) 程序計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速輸出模塊4，用于根據(jù)所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)速給定指令控制 變頻器的轉(zhuǎn)速；變頻器5，用于控制空壓機(jī)電機(jī)6的啟停和轉(zhuǎn)速。在空壓機(jī)7的實際工作中，是通過空壓機(jī)電機(jī)6帶動空壓機(jī)7運(yùn)轉(zhuǎn)工作，從而來 對空氣進(jìn)行壓縮的；并且，在對空氣進(jìn)行壓縮的過程中，當(dāng)壓縮腔中的壓力達(dá)到設(shè)定值的時 候，卸載空壓機(jī)電機(jī)6，從而使空壓機(jī)8失去動力，停止對空氣的進(jìn)一步壓縮。發(fā)明人在實施本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，造成空壓機(jī)能源浪費的原因 至少包括當(dāng)電動機(jī)以過低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行的時間過長時，由于銅損、鐵損以及運(yùn)動部件的摩擦 占用額定功率的比率過高，所以，能源的有效輸出相對較小，只有較少的輸出能量用于對氣 體的壓縮，從而造成能源的浪費；但是，如果電動機(jī)的轉(zhuǎn)速過高，壓縮產(chǎn)生的熱量就越不容 易散出，從而越接近絕熱壓縮；由于絕緣壓縮式氣體溫度升高，氣體的壓力會隨著溫度的升 高而加大，從而使得對壓縮作用力的反作用力增大，進(jìn)而使得對氣體的壓縮更加的耗費能 量，進(jìn)而造成能源的浪費。為了避免由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速過高或是過低而造成能源的浪費，在本發(fā)明實施例 中，通過變頻器5將空壓機(jī)電機(jī)6控制在最優(yōu)轉(zhuǎn)速，以使得空壓機(jī)7的轉(zhuǎn)速在保證空壓機(jī)7 的供氣量的前提下，空壓機(jī)電機(jī)6的能耗盡量的小。從而有效地節(jié)約能源。具體的，在本發(fā)明實施例中的空壓機(jī)控制裝置中，信號采集模塊1用來采集空壓 機(jī)7的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號，從而可以實時的得到空壓機(jī)7的運(yùn)行狀態(tài)信息。在實際應(yīng)用中，采集空壓機(jī)7的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號，具體可以使用傳 感器組來完成，即由多個傳感器來組成信號采集模塊；優(yōu)選的，傳感器組具體可以包括電 壓傳感器和電流傳感器；從而可以通過對空壓機(jī)7的電壓和電流的監(jiān)測，獲取空壓機(jī)7的運(yùn) 行狀態(tài)信息。具體的，可以是，通過電壓傳感器來測得空壓機(jī)7處于加載狀態(tài)的時間段，由于空 壓機(jī)7具有加載和卸載兩種狀態(tài)，所以，當(dāng)測得了空壓機(jī)7處于加載狀態(tài)的時間段后，非加 載狀態(tài)的時間段也就是卸載狀態(tài)時間段。此外，電流傳感器可以通過測量驅(qū)動空壓機(jī)7的變頻器的電流信號來測得功率信 號，或是，間接來自驅(qū)動空壓機(jī)7的電流值，然后經(jīng)過換算成功率信號。電流傳感器還可以通過測量驅(qū)動空壓機(jī)7的變頻器的電流信號來測得空壓機(jī)7的 實際轉(zhuǎn)速信號，或是，間接來自驅(qū)動空壓機(jī)7的電流值，然后經(jīng)過換算成空壓機(jī)的實際轉(zhuǎn)速信。由于一般情況下，采集到的這些運(yùn)行狀態(tài)信息為模擬信號，而模擬信號不利于在后續(xù)的分析處理過程中的應(yīng)用，所以，還要通過參數(shù)生成模塊2將這些運(yùn)行狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換 為數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；比如，可以由加載信號生成的加載參數(shù)和卸載參數(shù)；由功率 信號生成的功率參數(shù)；由轉(zhuǎn)速信號生成的轉(zhuǎn)速參數(shù)。具體的，可以是通過參數(shù)生成模塊2中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)信號到運(yùn)行狀 態(tài)參數(shù)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)?shù)玫娇諌簷C(jī)7的實時運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)后，參數(shù)處理模塊可以根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)來 計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速；具體的在參數(shù)處理模塊3中，可以包括轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)表存儲子模塊31、平均轉(zhuǎn)速 計算子模塊32和最優(yōu)轉(zhuǎn)速選擇子模塊33，轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)表存儲子模塊31用于預(yù)先記錄空壓機(jī)電機(jī)的多個采樣轉(zhuǎn)速 值與每個采樣轉(zhuǎn)速值下的空壓機(jī)電機(jī)6耗電功率的轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)關(guān)系表；多個采樣 轉(zhuǎn)速值為從空壓機(jī)電機(jī)6的最小轉(zhuǎn)速到空壓機(jī)電機(jī)6的最大轉(zhuǎn)速之間采集的多個等差的轉(zhuǎn) 速值；所述采樣轉(zhuǎn)速值可以通過轉(zhuǎn)速參數(shù)得出；空壓機(jī)電機(jī)6耗電功率通過所述功率參數(shù) 得出。由于通過參數(shù)生成模塊2可以獲取空壓機(jī)的實時的轉(zhuǎn)速參數(shù)和功率參數(shù)，所以， 可以以空壓機(jī)電機(jī)6的最小轉(zhuǎn)速值開始，到空壓機(jī)電機(jī)6的最大轉(zhuǎn)速值之間，按照每隔設(shè)定 值的就記錄該轉(zhuǎn)速下的空壓機(jī)電機(jī)6的耗電功率。比如，可以是，從空壓機(jī)電機(jī)6的最小轉(zhuǎn) 速開始，通過此時獲得功率參數(shù)，可以得知在此轉(zhuǎn)速下的耗電功率，記錄空壓機(jī)電機(jī)的耗電 功率；然后，可以每次增加百分之一的額定轉(zhuǎn)速即為設(shè)定采樣轉(zhuǎn)速值，具體方式可以通過獲 得的實時的轉(zhuǎn)速參數(shù)值，確定每次增加的轉(zhuǎn)速值；在每增加完一次轉(zhuǎn)速后，通過實時獲得的 功率參數(shù)，可以得知每個采樣轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)速下的耗電功率，從而可以得到空壓機(jī)電機(jī)6的 多個采樣轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速值與每個采樣轉(zhuǎn)速值下的空壓機(jī)電機(jī)6耗電功率的對應(yīng)關(guān)系表。在得到空壓機(jī)電機(jī)6的多個采樣轉(zhuǎn)速值與每個轉(zhuǎn)速值下的空壓機(jī)電機(jī)6耗電功率 的轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)關(guān)系表后，將該轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)關(guān)系表存儲至轉(zhuǎn)速與耗電功率 對應(yīng)表存儲子模塊31。平均轉(zhuǎn)速計算子模塊32用于通過轉(zhuǎn)數(shù)參數(shù)獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速值ω、通過加載 參數(shù)和卸載參數(shù)獲取當(dāng)前的單次加載時間、和當(dāng)前的單次卸載時間t2;通過公式 Γ= ω tx /(t, + 2)計算得出平均轉(zhuǎn)速而；雖然在轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)表存儲子模塊31中存儲的采樣轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng) 表中可以得出功耗最小的轉(zhuǎn)速，但是，在實際應(yīng)用中，還要考慮空壓機(jī)的供氣量的要求，也 就是，空壓機(jī)7的轉(zhuǎn)速至少要使空壓機(jī)7所壓縮空氣的供氣量滿足當(dāng)下工作的需要。為此，在本發(fā)明實施例中，首先讓空壓機(jī)電機(jī)6按照額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，然后，通過功 率參數(shù)獲取當(dāng)前實際的轉(zhuǎn)速值ω。由于空壓機(jī)7在壓縮空氣的過程中，當(dāng)壓縮腔中的壓力達(dá)到設(shè)定值的時候，會卸 載空壓機(jī)電機(jī)6，而且，在當(dāng)壓縮腔中的壓力低于設(shè)定值的時候，會加載空壓機(jī)電機(jī)6，來使 空壓機(jī)7繼續(xù)壓縮空氣增加壓縮腔中的壓力。這樣，通過加載參數(shù)和卸載參數(shù)，可以獲取 當(dāng)前的單次加載時間、和當(dāng)前的單次卸載時間t2，從而也就可以得到一個加載卸載周期， 、+t2 ；比如，當(dāng)空壓機(jī)7以1200轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，每加載運(yùn)轉(zhuǎn)20秒的時間后，會卸載停運(yùn)40秒；此 時，獲得的單次加載時間、為20秒，單次卸載時間t2為40秒；由此可以得知，在每加載卸載周期內(nèi)，即60秒的時間內(nèi)，以1200轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)20所產(chǎn)生的供氣量即可滿足當(dāng)下工作 的需要，所以，在60秒內(nèi)空壓機(jī)7的平均轉(zhuǎn)速即為滿足當(dāng)下工作的需要的轉(zhuǎn)速。通過公式ω＝ωt1/( t1 + Z2)可以計算得出平均轉(zhuǎn)速忍；還是以當(dāng)空壓機(jī)7以1200轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，每加載運(yùn)轉(zhuǎn)20秒的時間后，會卸載停運(yùn)40 秒為例；帶入上述公式，平均轉(zhuǎn)速為1200*20/(20+40) = 400 ；即，平均轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)。也就 是說，當(dāng)空壓機(jī)以400轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時是可以滿足供氣量的需求的；但是，此時的轉(zhuǎn)速雖然 低，但不一定為最優(yōu)的轉(zhuǎn)速。這是因為，此時雖然不會產(chǎn)生過高的轉(zhuǎn)速，從而使得被壓縮的 空氣對壓縮作用力產(chǎn)生較大的反作用力，進(jìn)而使得對氣體的壓縮更加的耗費能量，但是，由 于得到的平均轉(zhuǎn)速有可能過低，這樣，則會因為電機(jī)低速運(yùn)行時存在銅損、鐵損以及運(yùn)動部 件的摩擦占用額定功率的比率過高，所以進(jìn)而造成能源的浪費由于從而造成能源的浪費。最優(yōu)轉(zhuǎn)速選擇子模塊33，用于在不小于平均轉(zhuǎn)速且不大于空壓機(jī)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速 中選擇耗電量最低的轉(zhuǎn)速值為最優(yōu)轉(zhuǎn)速。由于高于平均轉(zhuǎn)速的空壓機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速均是可以產(chǎn)生滿足當(dāng)下工作的需要的供氣 量的轉(zhuǎn)速，所以，不小于平均轉(zhuǎn)速且不大于空壓機(jī)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速均為可用轉(zhuǎn) 速；由于在可用轉(zhuǎn)速中，從每個轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的耗電功率轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)表存儲子模塊 中存儲的轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)表中可以得到每種轉(zhuǎn)速所消耗的功率，所以可以計算出每種 轉(zhuǎn)速單位時間內(nèi)的耗電量，其中，單位時間內(nèi)的耗電量最少的轉(zhuǎn)速即為最優(yōu)轉(zhuǎn)速；具體的，最優(yōu)轉(zhuǎn)速可以按照以下的方式計算得出在每個加載卸載周期內(nèi)，在每個轉(zhuǎn)速時的耗電量W為在該轉(zhuǎn)速時的耗電功率P乘 以加載時間、，即W = P、。通過上述的計算，可以得出在每個采樣轉(zhuǎn)速值時的一個加載卸載周期的耗電 量W，由于耗電量W為在一個加載卸載周期內(nèi)的耗電量，所以在一個加載卸載周期內(nèi)的平 均耗電功率聲等于一個加載卸載周期的耗電量W除以一個加載卸載周期的所用時間，即，在得到每個采樣轉(zhuǎn)速值的平均功率后，即可知道在可用轉(zhuǎn)速中耗電功率最小的轉(zhuǎn) 速，此轉(zhuǎn)速即為最優(yōu)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速輸出模塊4，用于根據(jù)最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成控制變頻器5的轉(zhuǎn)速給定指令；在本發(fā)明實施例中，包括有用于控制空壓機(jī)電機(jī)6的啟停和轉(zhuǎn)速的變頻器5，從而 可以控制空壓機(jī)電機(jī)6的轉(zhuǎn)速，而變頻器5接收來自轉(zhuǎn)速輸出模塊4的轉(zhuǎn)速給定指令，從而 控制空壓機(jī)電機(jī)6的轉(zhuǎn)速，使其運(yùn)轉(zhuǎn)在設(shè)定的轉(zhuǎn)速下，在本發(fā)明實施例中，是使空壓機(jī)電機(jī) 6的轉(zhuǎn)速保持為最優(yōu)轉(zhuǎn)速。從而達(dá)到節(jié)能的效果。綜上所述，本發(fā)明實施例中通過信號采集模塊采集空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息，從而 得知包括空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速、功耗即加載卸載的信息；然后，通過參數(shù)生成模塊通過采集的運(yùn)行 狀態(tài)信息生成運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；這樣，通過參數(shù)處理模塊計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速，然后使空壓機(jī)電 機(jī)運(yùn)行在最優(yōu)轉(zhuǎn)速下；由于最優(yōu)轉(zhuǎn)速為在可用的轉(zhuǎn)速中平均功耗最小的轉(zhuǎn)速，所以，本發(fā)明 實施中的空壓機(jī)控制裝置，使空壓機(jī)在可以滿足當(dāng)下工作的供氣量需要的前提下，最大限 度的減少了對能源的消耗，從而有效地起到了節(jié)能的效果。在上述實施例中，還可以包括變頻器啟停指令模塊，用于根據(jù)所述加載參數(shù)和卸 載參數(shù)向控制變頻器啟動或停止運(yùn)轉(zhuǎn)的啟停指令。
在現(xiàn)有技術(shù)中，空壓機(jī)的壓力到達(dá)設(shè)定值時，會自動卸載空壓機(jī)電機(jī)，但這種方式 中，在空壓機(jī)卸載電機(jī)后，空壓機(jī)電機(jī)一般還要保持空轉(zhuǎn)；之所以在空壓機(jī)卸載電機(jī)后，空 壓機(jī)電機(jī)還要空轉(zhuǎn)，是因為，在用氣量較小的時候，由于很容易達(dá)到設(shè)定值，所以空壓機(jī)電 機(jī)會頻繁的卸載，但是，由于空壓機(jī)電機(jī)的每次啟動都會產(chǎn)生較大的沖擊電流，所以如果空 壓機(jī)電機(jī)頻繁的啟動會造成設(shè)備的損壞，因此，在這種情況下，為了避免頻繁的啟動空壓機(jī) 電機(jī)產(chǎn)生的沖擊電流對設(shè)備產(chǎn)生破壞，一般情況下，要保持空壓機(jī)電機(jī)的空轉(zhuǎn)以使得在每 次在空壓機(jī)加載電機(jī)的時候避免沖擊電流。由于現(xiàn)有技術(shù)中，空壓機(jī)電機(jī)會不得不經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以會造成能源的嚴(yán)
重浪費。由于在本發(fā)明實施例中，采用了變頻器來控制空壓機(jī)電機(jī)的運(yùn)行，由于變頻器可 以空壓機(jī)電機(jī)的柔性啟動，所以在每次的啟動過程中不會產(chǎn)生較大的沖擊電流，從而也就 不會對設(shè)備產(chǎn)生破壞。所以，本發(fā)明實施例中，還設(shè)有了變頻器啟停指令模塊，這樣，當(dāng)空壓機(jī)的壓力到 達(dá)設(shè)定值時，自動卸載空壓機(jī)電機(jī)后，由于空壓機(jī)電機(jī)的加載信號可以通過信號采集模塊 的電壓傳感器測得，并生成加載和卸載參數(shù)，所以根據(jù)卸載參數(shù)即可判斷空壓機(jī)電機(jī)是否 卸載，當(dāng)空壓機(jī)電機(jī)卸載后，變頻器啟停指令模塊向變頻器發(fā)送停止運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器停止指 令，從而使得空壓機(jī)電機(jī)及時的停止運(yùn)轉(zhuǎn)，避免像現(xiàn)有技術(shù)中由于要保持空轉(zhuǎn)而造成能源 的浪費。在需要加載空壓機(jī)電機(jī)的時候，變頻器啟停指令模塊向變頻器發(fā)送啟動運(yùn)轉(zhuǎn)的變 頻器啟動指令，從而使得空壓機(jī)電機(jī)可以柔性啟動。在本發(fā)明的另一實施例中，還提供了一種空壓機(jī)控制方法，包括步驟采集包括空壓機(jī)的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號的運(yùn)行狀態(tài)信息；將為模擬信號的運(yùn)行狀態(tài)信息生成數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)按預(yù)設(shè)程序計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速；根據(jù)所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)速給定指令控制變頻器的轉(zhuǎn)速；通過變頻器控制空壓機(jī)電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速。在本發(fā)明實施例中，所述空壓機(jī)控制方法的具體原理和有益效果與圖1所示出的 實施例中的空壓機(jī)控制裝置類似，在此就不再贅述。本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置 而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說 明即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種空壓機(jī)控制裝置，其特征在于，包括信號采集模塊，用于采集包括空壓機(jī)的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號的運(yùn)行狀態(tài)信息；參數(shù)生成模塊，用于將為模擬信號的運(yùn)行狀態(tài)信息生成數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)； 參數(shù)處理模塊，用于根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)按預(yù)設(shè)程序計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速； 轉(zhuǎn)速輸出模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)速給定指令控制變頻器的轉(zhuǎn)速； 變頻器，用于控制空壓機(jī)電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述控制裝置，其特征在于，所述信號采集模塊為傳感器組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述控制裝置，其特征在于，所述傳感器組包括電壓傳感器和電流 傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述控制裝置，其特征在于，所述電壓傳感器用于測量空壓機(jī)內(nèi)部 加載信號；所述電流傳感器通過測量驅(qū)動空壓機(jī)的變頻器的電流信號來測得功率信號； 所述電流傳感器通過測量驅(qū)動空壓機(jī)的變頻器的電流信號來測得空壓機(jī)轉(zhuǎn)速信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述控制裝置，其特征在于，所述參數(shù)生成模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述控制裝置，其特征在于，所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括 由所述加載信號生成的加載參數(shù)和卸載參數(shù)；由所述功率信號生成的功率參數(shù)； 由所述轉(zhuǎn)速信號生成的轉(zhuǎn)速參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述控制裝置，其特征在于，所述參數(shù)處理模塊包括轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)表存儲子模塊用于預(yù)先記錄空壓機(jī)電機(jī)的多個采樣轉(zhuǎn)速值與每 個采樣轉(zhuǎn)速值下的空壓機(jī)電機(jī)耗電功率的轉(zhuǎn)速與耗電功率對應(yīng)關(guān)系表；多個采樣轉(zhuǎn)速值為 從空壓機(jī)電機(jī)的最小轉(zhuǎn)速到空壓機(jī)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速之間采集的多個等差的轉(zhuǎn)速值；所述采 樣轉(zhuǎn)速值可以通過轉(zhuǎn)速參數(shù)得出；所述空壓機(jī)電機(jī)耗電功率通過所述功率參數(shù)得出。平均轉(zhuǎn)速計算子模塊，用于通過功率參數(shù)獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速值ω、通過加載參數(shù)和卸載參 數(shù)獲取當(dāng)前的單次加載時間、和當(dāng)前的單次卸載時間t2;通過公式『=ωΙλ Htl + r2) 計算得出平均轉(zhuǎn)速歷；最優(yōu)轉(zhuǎn)速選擇子模塊，用于在不小于所述平均轉(zhuǎn)速且不大于空壓機(jī)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速中 選擇耗電量最低的轉(zhuǎn)速值為最優(yōu)轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述控制裝置，其特征在于，還包括變頻器啟停指令模塊，用于根據(jù) 所述加載參數(shù)和卸載參數(shù)向控制變頻器啟動或停止運(yùn)轉(zhuǎn)的啟停指令。
9.一種空壓機(jī)控制方法，其特征在于，包括步驟采集包括空壓機(jī)的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號的運(yùn)行狀態(tài)信息； 將為模擬信號的運(yùn)行狀態(tài)信息生成數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)； 根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)按預(yù)設(shè)程序計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速； 根據(jù)所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)速給定指令控制變頻器的轉(zhuǎn)速； 通過變頻器控制空壓機(jī)電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本實施例公開了一種空壓機(jī)控制裝置及方法，其中裝置包括信號采集模塊，用于采集包括空壓機(jī)的加載信號、功率信號和轉(zhuǎn)速信號的運(yùn)行狀態(tài)信息；參數(shù)生成模塊，用于將為模擬信號的運(yùn)行狀態(tài)信息生成數(shù)字格式的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；參數(shù)處理模塊，用于根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)按預(yù)設(shè)程序計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速輸出模塊，用于根據(jù)最優(yōu)轉(zhuǎn)速生成速度給定指令控制變頻器的轉(zhuǎn)速；變頻器，用于控制空壓機(jī)電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速。本實施例通過參數(shù)處理模塊計算生成最優(yōu)轉(zhuǎn)速，然后使空壓機(jī)電機(jī)運(yùn)行在最優(yōu)轉(zhuǎn)速下；由于最優(yōu)轉(zhuǎn)速為在可用的轉(zhuǎn)速中平均功耗最小的轉(zhuǎn)速，所以，本實施最大限度的減少了對能源的消耗，從而有效地起到了節(jié)能的效果。
文檔編號F04B49/06GK102003377SQ20101056010
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者周見豪, 張洪林, 曾洪駿, 閆永勤 申請人:北京時代科儀新能源科技有限公司