流體壓縮系統(tǒng)及其控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體壓縮裝置及其控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載有根據(jù)罐內(nèi)壓力的每單位時(shí)間的增加率或減少率來(lái)對(duì)多臺(tái)壓縮機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)進(jìn)行增加或減少的空氣壓縮裝置的控制裝置。
[0003]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利公開(kāi)2007-120497號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)I的空氣壓縮裝置的控制裝置中，即使運(yùn)行所有的壓縮機(jī)，空氣量仍然不足時(shí)，將進(jìn)一步增加設(shè)置的壓縮機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。增加設(shè)置的壓縮機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)時(shí)，若將所有的壓縮機(jī)通過(guò)專(zhuān)利文獻(xiàn)I的控制裝置進(jìn)行控制，則在所有的壓縮機(jī)處在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)依次啟動(dòng)每I臺(tái)壓縮機(jī)，或在所有的壓縮機(jī)處在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)依次停止每I臺(tái)壓縮機(jī)。因此，無(wú)法與空氣的使用量的急劇變化對(duì)應(yīng)地供給空氣。
[0008]鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種在增加壓縮機(jī)的設(shè)置臺(tái)數(shù)時(shí)，也能夠與流體的使用量的急劇變化對(duì)應(yīng)地供給壓縮流體的流體壓縮系統(tǒng)及其控制裝置。
[0009]用于解決技術(shù)課題的手段
[0010]為解決上述課題，本發(fā)明提供一種流體壓縮系統(tǒng)，其特征在于具備:對(duì)流體進(jìn)行壓縮的多臺(tái)壓縮裝置及控制多臺(tái)所述壓縮裝置的運(yùn)行臺(tái)數(shù)的臺(tái)數(shù)控制裝置，多臺(tái)所述壓縮裝置中的至少I(mǎi)臺(tái)由多臺(tái)壓縮機(jī)主體構(gòu)成，并進(jìn)行如下運(yùn)行，即根據(jù)壓縮流體的使用量改變運(yùn)行臺(tái)數(shù)的容量控制運(yùn)行或不顧慮壓縮流體的使用量且不改變運(yùn)行時(shí)的輸出的固定控制運(yùn)行，所述臺(tái)數(shù)控制裝置切換多臺(tái)所述壓縮裝置以進(jìn)行容量控制運(yùn)行或固定控制運(yùn)行中的任一運(yùn)行。
[0011]并且，本發(fā)明提供一種流體壓縮系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，由多臺(tái)壓縮機(jī)主體構(gòu)成，且控制包含至少I(mǎi)臺(tái)壓縮裝置的多臺(tái)壓縮裝置的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，該壓縮裝置進(jìn)行根據(jù)壓縮流體的使用量改變運(yùn)行臺(tái)數(shù)的容量控制運(yùn)行或不顧慮壓縮流體的使用量且不改變運(yùn)行時(shí)的輸出的固定控制運(yùn)行，所述壓縮裝置進(jìn)行容量控制運(yùn)行或固定控制運(yùn)行中的任一運(yùn)行。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在增加壓縮機(jī)的設(shè)置臺(tái)數(shù)時(shí)，也能夠與流體的使用量的急劇變化對(duì)應(yīng)地供給壓縮流體的流體壓縮系統(tǒng)及其控制裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的空氣壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0015]圖2是表示基于本發(fā)明的實(shí)施例1的臺(tái)數(shù)控制裝置的壓縮裝置的啟動(dòng)或停止控制的處理的流程圖。
[0016]圖3是表示基于本發(fā)明的實(shí)施例1的壓縮裝置的壓縮機(jī)主體的啟動(dòng)或停止控制的處理的流程圖。
[0017]圖4是基于本發(fā)明的實(shí)施例1的壓縮機(jī)主體的壓縮裝置的啟動(dòng)和停止時(shí)的判定時(shí)序圖。
[0018]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的罐壓力、壓縮機(jī)主體的ON/OFF及電力的時(shí)間變化的特性線圖。
[0019]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的空氣壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖7是表示基于本發(fā)明的實(shí)施例2的臺(tái)數(shù)控制裝置的壓縮裝置的啟動(dòng)或停止控制的處理的流程圖。
[0021]圖8是表示基于本發(fā)明的實(shí)施例2的壓縮裝置的壓縮機(jī)主體的啟動(dòng)或停止控制的處理的流程圖。
[0022]圖9是本發(fā)明的實(shí)施例2的壓縮機(jī)主體和壓縮裝置的啟動(dòng)和停止時(shí)的判定時(shí)序圖。
[0023]圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的罐壓力、壓縮機(jī)主體的ON/OFF及電力的時(shí)間變化的特性線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，作為基于本發(fā)明的實(shí)施方式的流體壓縮系統(tǒng)，舉出使用對(duì)罐分別供給壓縮空氣的4臺(tái)空氣壓縮裝置所構(gòu)成的情況為例，根據(jù)附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]利用圖1至圖5對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1的空氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖1中示出本實(shí)施例中的空氣壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖1中，臺(tái)數(shù)控制裝置I是控制壓縮裝置2A?2D的運(yùn)行臺(tái)數(shù)的裝置。具備作為測(cè)定積存于空氣罐12的空氣的壓力P’ (t)的機(jī)構(gòu)的壓力傳感器15，將所測(cè)定的壓力作為電壓信號(hào)讀入控制電路16中，經(jīng)由控制電路16的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。并且，具有利用壓力測(cè)定值P’ (t)的變化率來(lái)控制與臺(tái)數(shù)控制裝置連接的壓縮裝置的運(yùn)行臺(tái)數(shù)的功能。
[0027]對(duì)空氣進(jìn)行壓縮的壓縮裝置2A主要通過(guò)3個(gè)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)主體31A?33A、驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)主體的3個(gè)馬達(dá)21A?23A、控制壓縮機(jī)主體的運(yùn)行臺(tái)數(shù)的控制電路4A、積存壓縮的空氣的罐5A及作為測(cè)定罐5A的壓力P (t)的機(jī)構(gòu)的壓力傳感器6A構(gòu)成?？刂齐娐?A具有記錄所測(cè)定的壓力值的功能、記錄各壓縮機(jī)主體31A?33A的累積運(yùn)行時(shí)間的功能及控制驅(qū)動(dòng)各壓縮機(jī)主體31A?33A的馬達(dá)21A?23A的運(yùn)行、停止的功能。控制電路4A利用所測(cè)定的壓力值P (t)來(lái)控制壓縮機(jī)主體的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。并且，通過(guò)使用者設(shè)定的罐5A的下限壓力Pmin和上限壓力Pmax記錄在控制電路4A中。
[0028]其他的壓縮裝置2B?2D與壓縮裝置2A相同，分別通過(guò)如下構(gòu)成，即3個(gè)壓縮機(jī)主體 31B ?33B、31C ?33C 及 31D ?33D，3 個(gè)馬達(dá) 21B ?23B、21C ?23C 及 21D ?23D，控制電路4B?4D，積存空氣的罐5B?5D，及作為測(cè)定空氣罐的壓力的機(jī)構(gòu)的壓力傳感器6B ?6D0
[0029]壓縮裝置2A?2D通過(guò)配線7A?7D、8A?8D、9A?9D及17A?17D與臺(tái)數(shù)控制裝置I連接。對(duì)各配線的功能進(jìn)行后述。另外，積存各空氣的罐5A?經(jīng)由輸送空氣的配管1A?1D將壓縮的空氣送入空氣罐12。并且，罐12上安裝有具備取出閥13的輸出配管14。由此，罐12經(jīng)由輸出配管14與外部的空壓機(jī)器(未圖示)連接，并且通過(guò)開(kāi)閉取出閥13而朝向該空壓機(jī)器供給壓縮空氣。另外，空氣罐12通過(guò)配管25與內(nèi)置于臺(tái)數(shù)控制裝置I中的壓力傳感器15連接。
[0030]壓縮裝置2A?2D為分別獨(dú)立的壓縮裝置，也可單獨(dú)運(yùn)行。通過(guò)與臺(tái)數(shù)控制裝置I連接的配線7A?7D，能夠在單獨(dú)運(yùn)行和通過(guò)被臺(tái)數(shù)控制裝置I控制的運(yùn)行之間進(jìn)行切換。并且，信號(hào)線8A?8D為從臺(tái)數(shù)控制裝置I向各壓縮裝置的運(yùn)行信號(hào)線，接收該運(yùn)行信號(hào)而壓縮裝置2A?2D進(jìn)行啟動(dòng)、停止。臺(tái)數(shù)控制裝置I通過(guò)信號(hào)線9A?9D對(duì)壓縮裝置2A?2D發(fā)送以哪個(gè)控制方式運(yùn)行的命令。壓縮裝置2A?2D接收上述命令而在對(duì)壓縮裝置2A?2D的運(yùn)行臺(tái)數(shù)進(jìn)行增減的定時(shí)，根據(jù)壓縮空氣的使用量改變運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)切換成以下任一種運(yùn)行方式，即以改變吐出空氣量(輸出)的容量控制方式運(yùn)行，或者以不顧慮壓縮空氣的使用量且不改變運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)而吐出空氣量(輸出)成為恒定的固定控制方式運(yùn)行。并且，壓縮裝置2A?2D發(fā)生異常時(shí)，通過(guò)17A?17D向臺(tái)數(shù)控制裝置I發(fā)送信號(hào)，臺(tái)數(shù)控制裝置I接收該信號(hào)而將該壓縮裝置從臺(tái)數(shù)控制對(duì)象排除，并能夠啟動(dòng)替代的壓縮
目-O
[0031]并且，空氣罐12和空氣罐5A?通過(guò)配管1A?1D連接，因此空氣罐12的壓力測(cè)定值P’⑴與空氣罐5A?的壓力測(cè)定值P (t)為相同的值。并且，空氣罐12的上限壓力值Pmax和下限壓力值Pmin與空氣罐5A?的上限壓力值Pmax和下限壓力值Pmin也設(shè)定成相同的值。
[0032]基于本實(shí)施例的空氣壓縮系統(tǒng)是具有如上述的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，接著，參考圖1?圖4，利用臺(tái)數(shù)控制裝置I和壓縮裝置(2A?2D)各自的壓力測(cè)定值P’(t)與P (t)，對(duì)壓縮裝置(2A?2D)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)和壓縮機(jī)主體的運(yùn)行臺(tái)數(shù)的控制處理進(jìn)行說(shuō)明。
[0033]首先，參考圖2說(shuō)明臺(tái)數(shù)控制裝置I對(duì)壓縮裝置(2A?2D)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)進(jìn)行增減的控制方法。圖2中示出的運(yùn)行控制處理是對(duì)每隔預(yù)先確定的采樣周期Ts(例如200ms)進(jìn)行的處理。
[0034]步驟I中，利用來(lái)自壓力傳感器15的壓力信號(hào)P’⑴，以恒定的采樣周期Ts測(cè)量當(dāng)前的空氣罐12內(nèi)的壓力P’ (t)。
[0035]接著，步驟2中，判定當(dāng)前罐壓力值P’⑴是否小于預(yù)先設(shè)定的空氣罐12的下限壓力值Pmin，若判定為“Yes”，則在下一個(gè)步驟3中使壓縮裝置(2A?2D)全臺(tái)啟動(dòng)。當(dāng)判定為“No”時(shí)，在下一個(gè)步驟4中判定當(dāng)前壓力值P’ (t)是否為預(yù)先設(shè)定的空氣罐12的上限壓力值Pmax以上。若判定為“Yes”，則在下一個(gè)步驟5中將壓縮裝置(2A?2D)全臺(tái)停止。當(dāng)判定為“No”時(shí)，在步驟6中利用當(dāng)前測(cè)定的壓力P’⑴和上次測(cè)定的壓力值P’(t-1)，通過(guò)數(shù)式I計(jì)算罐壓力變化率K’。
[0036](數(shù)式I)
[0037]K，= (P，(t)-P’ (t-1))/Ts
[0038]步驟7中判定上述計(jì)算的K’是否為負(fù)值。若判定為“Yes”，則由于壓力在下降過(guò)程中而移到步驟8。當(dāng)判定為“No”時(shí)，由于壓力在上升過(guò)程中而移到步驟13。步驟8中，通過(guò)利用數(shù)式2將下限壓力Pmin與當(dāng)前壓力P’ (t)之差除以壓力變化率K’，從而計(jì)算從當(dāng)前狀態(tài)達(dá)到下限壓力Pmin為止的時(shí)間。將所計(jì)算的值設(shè)為T(mén)d’值。
[0039](數(shù)式2)
[0040]Td，= (Pmin-P? (t))/K，
[0041]在下一個(gè)步驟9中判定Td’值是否小于預(yù)先確定的Td’閾值(例如2秒)。若判定為“No”，則移到步驟19并返回。若判定為“Yes”，則判定為在步驟10中將壓縮裝置(2A?2D)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)增加I臺(tái)。在下一個(gè)步驟11中優(yōu)先啟動(dòng)累積運(yùn)行時(shí)間最短且停止中的壓縮裝置(2A?2D)，將新啟動(dòng)的壓縮裝置(2A?2D)切換為容量控制。并且，在步驟12中將其他的運(yùn)行中的壓縮裝置切換為空氣吐出量恒定的固定控制。最后，移到步驟19并返回。
[0042]在步驟7中判定為“No”時(shí)，移到步驟13，并判定壓力變化率K’是否為正。若判定為“No”，則移到步驟19并返回。若判定為“Yes”，則移