本實用新型屬于空氣壓縮機運行過程中自動調節(jié)空壓機運行狀態(tài)控制技術領域，尤其是涉及一種空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)。

背景技術：

空氣壓縮機作為一種廣泛應用于礦山、冶金、電力、紡織、石化、造紙、塑膠和煙草等各種行業(yè)的重要機械，其工作原理是對氣體進行壓縮，使氣體的壓強增大，再經(jīng)冷卻和緩沖以后向外輸送的裝置。其中，電動空氣壓縮機的耗電量約占整個工業(yè)耗電量的15％左右，是名符其實的耗電大戶。

目前，空氣壓縮機供風量一般大于實際用風量，為保證儲氣壓力不變，就必須對空氣壓縮機內(nèi)的氣壓進行調節(jié)。目前空氣壓縮機的能量調節(jié)方式有：壓縮機加卸載控制運行、吸氣調節(jié)運行和穩(wěn)壓PID變速調節(jié)運行，前兩者是通過減低空氣壓縮機效率的方式來保障氣壓穩(wěn)定，存在很大的能源浪費，后者采用PID變頻控制技術，雖然該技術能使電動機的運行頻率有所下降，降低了壓縮時的功耗，但是卻加長了電動機的加載時間。如果這種低速運行的時間過長，則會因為電動機低速運行時存在銅損、鐵損以及運動部件的摩擦占總功耗的比率過高，從而造成能源的損耗，增加了耗電量，不利于環(huán)保的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)。

本實用新型根據(jù)空氣壓縮機運行氣壓、功率、運行頻率、溫度等參數(shù)，來監(jiān)測和調節(jié)空氣壓縮機的運行狀態(tài)。通過空氣壓縮機的根本能耗分析，采用空氣壓縮機動態(tài)閉環(huán)控制系統(tǒng)，設計了能實時采集空氣壓縮機運行氣壓、功率和運行頻率等參數(shù)的控制模塊。通過控制模塊實時記錄采集的數(shù)據(jù)控制驅動模塊，驅動模塊內(nèi)置變頻器，可動態(tài)控制空氣壓縮機上電動機的運行頻率，讓空氣壓縮機在最優(yōu)工作狀態(tài)下運行，同時空氣壓縮機上電動機運行參數(shù)采集模塊實時采集空氣壓縮機上電動機的運行狀態(tài)，當電動機運行功率下降到一定值時，便不再降低頻率，使電動機在一定的頻率范圍內(nèi)運行。

本實用新型所述空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)包括驅動器、空氣壓縮機、空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊、電動機運行參數(shù)采集模塊、控制模塊、旁路模塊和人機界面所構成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中驅動模塊設置有變頻器，用于動態(tài)控制電動機的運行頻率；空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊由溫度子模塊和壓力子模塊組成，其中溫度子模塊采集空氣壓縮機運行溫度參數(shù)，壓力子模塊設有壓力變送器，壓力變送器對壓縮氣體在空氣壓縮機出口壓力參數(shù)進行采樣，空氣壓縮機中電動機運行參數(shù)采集模塊對電動機運行的功率、運行頻率參數(shù)進行采集，并將采集信號轉換成一類比信號(一般為4-20MA、0-10V等)傳遞給控制模塊，控制模塊記錄空氣壓縮機運行時的氣壓、功率、運行頻率參數(shù)，控制驅動模塊變頻調節(jié)空氣壓縮機上電動機的輸出功率；空氣壓縮機上電動機運行參數(shù)采集模塊采集電動機運行功率參數(shù)和頻率參數(shù)；控制模塊為PLC，將空氣壓縮機的運行參數(shù)和電動機的運行參數(shù)通過PLC接收信號分析，控制調節(jié)驅動模塊中變頻器對空氣壓縮機上電動機的輸出功率。

上述空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊和空氣壓縮機上電動機運行參數(shù)采集模塊布置于控制模塊與空氣壓縮機之間的二次回路上；驅動模塊串聯(lián)在電網(wǎng)與空氣壓縮機之間的主線路上；旁路模塊并聯(lián)在驅動模塊信號輸出端，其中旁路模塊為多個保護開關；人機界面和溫度子模塊均設置于控制模塊信號輸出端，其中溫度子模塊采集到的空氣壓縮機運行溫度參數(shù)信號經(jīng)控制模塊接收分析，控制報警器運行。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型所述空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)，相比于現(xiàn)有技術中空氣壓縮機控制系統(tǒng)，其節(jié)電率更高，平均節(jié)電率在30％左右，降低了能源損耗，在實際生產(chǎn)使用中，能夠快速收回改造成本。

2、本實用新型所述空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)，由于空氣壓縮機的電動機功率較大，工頻起/停時，對電網(wǎng)的沖擊也較大，將影響其他設備的運行，采用變頻控制后，電動機實現(xiàn)軟起動、軟停止，其電流均小于額定電流，對電網(wǎng)不再產(chǎn)生沖擊，減輕了該系統(tǒng)中空氣壓縮機機開/停機對電網(wǎng)的沖擊，因而能夠在一定程度上降低設備的故障率，減少設備的維修和維護成本。

3、本實用新型所述空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)還設置了旁路模塊，一旦空氣壓縮機在運行過程中出現(xiàn)問題，能夠自動旁路，進入最初的狀態(tài)運行，提高了使用安全性。

4、本實用新型所述空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)PID變頻恒壓控制系統(tǒng)的不同之處在于，本控制方法不設定空氣壓縮機的加卸載壓力，而是在一定壓力范圍內(nèi)遵守空氣壓縮機自身的運行規(guī)律，控制調節(jié)空氣壓縮機的使用，在本技術領域中屬于一種開創(chuàng)性的控制調節(jié)系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理框圖。

圖2是本實用新型電路原理圖。

其中：1—驅動模塊、2—空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊、3—控制模塊、4—旁路模塊。

具體實施方式

下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

上述空氣壓縮機節(jié)能控制系統(tǒng)包括驅動模塊1、空氣壓縮機、空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊2、電動機運行參數(shù)采集模塊、控制模塊3、旁路模塊4和人機界面所構成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

其中驅動模塊1設置有變頻器，用于動態(tài)控制電動機的運行頻率；空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊2由溫度子模塊和壓力子模塊組成，其中溫度子模塊采集空氣壓縮機運行溫度參數(shù)，壓力子模塊設有壓力變送器，采集壓縮氣體在空氣壓縮機出口端的壓力參數(shù)；空氣壓縮機中電動機運行參數(shù)采集模塊對電動機運行的功率、運行頻率參數(shù)進行采集，并將采集信號轉換成4MA、10V信號傳遞給控制模塊，控制模塊記錄空氣壓縮機運行時的氣壓、功率和運行頻率值，控制驅動模塊1變頻調節(jié)空氣壓縮機上電動機的輸出功率；控制模塊3為PLC，將空氣壓縮機的運行參數(shù)和電動機的運行參數(shù)通過PLC接收信號分析，控制調節(jié)驅動模塊1中變頻器對空氣壓縮機上電動機的輸出功率，并且手動/自動改變空氣壓縮機運行頻率或者手動改變空氣壓縮機運行頻率的上升、下降都均由控制模塊3控制調節(jié)，然后把空氣壓縮機運行參數(shù)以及空氣壓縮機中電動機運行參數(shù)的數(shù)據(jù)信號傳遞到上位機人機界面達到實時監(jiān)視控制。

上述空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊2和空氣壓縮機上電動機運行參數(shù)采集模塊布置于控制模塊3與空氣壓縮機之間的二次回路上，其一端與控制模塊3信號輸出端連接，另一端與控制模塊3控制端連接；驅動模塊1串聯(lián)在電網(wǎng)與空氣壓縮機之間的主線路上；旁路模塊4設置于控制模塊3信號輸出端；人機界面設置于控制模塊3信號輸出端，用于實時顯示空氣壓縮機以及空氣壓縮機中電動機的運行情況；溫度子模塊采集的空氣壓縮機運行溫度參數(shù)信號經(jīng)控制模塊接收分析，控制報警器運行。

本實施例在使用運行中，控制模塊3中的PLC通過接收分析空氣壓縮機運行參數(shù)采集模塊2的數(shù)據(jù)和電動機運行參數(shù)采集模塊的數(shù)據(jù)，控制調節(jié)驅動模塊3中變頻器對空氣壓縮機上電動機的輸出功率和報警器的運行；當系統(tǒng)發(fā)生故障時旁路模塊4切斷驅動模塊1與空氣壓縮機的連接，改為電網(wǎng)直接供電。

尤其需要說明的是，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(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)明保護的范圍。