流体压缩系统及其控制装置的制造方法_2

文档序号:9252142阅读:来源:国知局
到步骤14。在步骤14中,通过将上限压力Pmax与当前压力P’ (t)之差除以压力变化率K’,从而计算从当前状态达到上限压力Pmax为止的时间。将所计算的值设为Tu’值。
[0043](数式3)
[0044]Tu,= (Pmax-P? (t))/K,
[0045]下一个步骤15中判定Tu’值是否低于预先确定的Tu’阈值(例如5秒)。若判定为“No”则移到步骤19并返回。当判定为“Yes”时,判定在步骤16中将压缩装置(2A?2D)的运行台数减少I台。下一个步骤17中停止以容量控制运行中的压缩装置(2A?2D)。并且,在步骤18中,将在运行中的压缩装置(2A?2D)中累积运行时间最长的装置优先切换为容量控制,最后,移到步骤19并返回。
[0046]台数控制装置I通过以上的台数控制处理,根据空气使用量能够在达到空气罐的上限压Pmax之前减少压缩装置的运行台数,避免较高的压力区域的运行并节省不必要的消耗电力。并且,在达到罐的下限压力Pmin之前,增加压缩装置(2A?2D)的运行台数,从而不会发生低于下限压力Pmin的情况。并且,通过在运行中一定保持I台以容量控制运行的压缩装置,从而能够进行精确的容量控制且能够防止多台压缩装置同时进行容量控制时发生的干扰现象。
[0047]从这里,参考图3对增减压缩装置(2A?2D)内部的压缩机主体的运行台数的控制方法进行说明。作为例子,假设压缩装置2A正在以容量控制运行。图3中示出的运行控制处理是以每预先确定的采样周期Ts (例如200ms)进行的处理。
[0048]步骤31中,使用来自压力传感器6A的压力信号,以恒定的采样周期Ts测量当前的空气罐5A内的压力P (t)。
[0049]接着,在步骤32中,判定当前罐压力值P (t)是否小于预先设定的空气罐5A的下限压力值Pmin,若判定为“Yes”,则在下一个步骤33中将压缩机主体(31A?33A)全台启动。当判定为“No”时,在下一个步骤34中判定当前压力值P(t)是否为预先设定的空气罐5A的上限压力值Pmax以上。若判定为“Yes”,则在下一个步骤35中将压缩机主体(31A?33A)全台停止。当判定为“No”时,在步骤36中利用当前测定的压力P(t)和上次测定的压力值P (t-Ι),通过数式4计算罐压力变化率K。
[0050](数式4)
[0051]K = (P (t)-P (t-1))/Ts
[0052]在步骤37中判定上述计算的K是否为负值。若判定为“Yes”,则由于压力在下降过程中而移到步骤38。当判定为“No”时,由于压力在上升过程中而移到步骤42。步骤38中,通过利用数式5将下限压力Pmin与当前压力P (t)之差除以压力变化率K,从而计算从当前状态达到下限压力Pmin为止的时间。将所计算的值设为Td值。
[0053](数式5)
[0054]Td= (Pmin-P (t))/K
[0055]下一个步骤39中判定Td值是否小于预先确定的Td阈值。在此,压缩装置Td阈值和台数控制装置侧的Td’阈值必须维持Td阈值> Td’阈值的关系。对于其理由容后再述。在此,假设Td阈值为3秒。
[0056]若在步骤39中判定为“No”,则移到步骤47并返回。若判定为“Yes”,则在步骤40中判定将压缩机主体(31A?33A)的运行台数增加I台。在下一个步骤41中启动累积运行时间最短且停止中的压缩机主体。最后,移到步骤47并返回。
[0057]Td阈值必须设为大于Td’阈值的理由是因为若将Td阈值设定成与Td’阈值相同的值,将引起压缩装置的启动和压缩机主体的启动同时发生的控制的干扰现象。在此,通过将Td阈值设为大于Td’阈值,步骤39的压缩机主体的启动判定必定比步骤9的压缩装置的启动判定更先判定为“Yes”,因此压缩机主体(31A?33A)的运行台数的增加比压缩装置(2A?2D)的增加更先进行。因此,能够防止压缩机主体运行台数的增加和压缩装置的增加同时发生的干扰现象。
[0058]在步骤37中,判定为“No”时移到步骤42,并判定压力变化率K是否为正。若判定为“No”,由于压力没有变化而移到步骤47并返回。若判定为“Yes”,由于压力在上升过程中而移到步骤43。步骤43中,通过将上限压力Pmax与当前压力P⑴之差除以压力变化率K,从而计算从当前状态达到上限压力Pmax为止的时间。将所计算的值设为Tu值。
[0059](数式6)
[0060]Tu = (Pmax-P (t)) /K
[0061]在下一个步骤44中判定Tu值是否低于预先确定的Tu阈值。在此,压缩装置侧的Tu阈值和台数控制装置侧的Tl!’阈值必须维持Tu阈值> Tl!’阈值的关系。对于其理由容后再述。在此,假设Tu阈值为10秒。
[0062]若判定为“No”,则移到步骤47并返回。当判定为“Yes”时,在步骤45中判定为将压缩机主体(31A?33A)的运行台数减少I台,且在下一个步骤46中停止运行中的累积运行时间最长的压缩机主体,最后,移到步骤47并返回。
[0063]Tu阈值必须大于Tu’阈值的理由是因为若将Td阈值设定成与Td’阈值相同的值,将引起压缩装置的停止和压缩机主体的停止同时发生的控制的干扰现象。在此,通过将Td阈值设为大于Td’阈值,步骤44的压缩机主体的判定必定比步骤15的压缩装置的停止判定更先判定为“Yes”,因此压缩机主体(31A?33A)的运行台数的减少比压缩装置(2A?2D)的减少更先进行。因此,能够防止压缩机主体运行台数的减少和压缩装置的减少同时发生的干扰现象。
[0064]从这里,参考图4对空气罐12的压力上升和下降时压缩机主体的运行台数的增减及压缩装置运行台数的增减动作的定时进行说明。作为例子,在台数控制装置在运行中,压缩装置(2A?2D)处于I台都没有运行的状态,并且压缩装置的累积运行时间的关系为2A< 2B < 2C < 2D。以罐12的压力处于下降中的状态为前提来说明空气压缩系统整体的运作。
[0065]首先,台数控制装置每隔200ms利用空气罐12的压力P’⑴来计算Td’值。Td’值成为低于2秒时,台数控制装置启动累积运行时间最短的压缩装置2A,且以容量控制运行。启动的压缩装置2A利用罐5A的压力值P (t)来计算Td值。空气罐5A和空气罐12通过配管被连接,因此各自的压力值P’(t)和P(t)为相同的值。由此,所计算的Td值成为与Td’值相同的值(低于2秒)而小于Td阈值(3秒),因此判定需要增加压缩机主体的运行台数,并启动累积运行时间最短的压缩机主体。并且,罐压力持续下降,Td’值和Td值每隔200ms被更新。压缩机主体的启动判定用Td阈值(3秒)大于压缩装置的启动判定用Td’阈值(2秒),因此增加压缩机主体的运行台数的判定通常比增加压缩装置的运行台数的判定更先进行。由此,在压缩装置的运行台数增加之前,压缩装置2A内部的压缩机主体的运行台数首先增加。
[0066]若压缩装置2A内部的压缩机主体(31A?33A)即使在全台运行的状态下,压力P’ (t)仍持续下降,则不存在能够启动的压缩机主体,因此Td值再次低于Td阈值(3秒)。若持续该状况,则Td’值低于Td’阈值(2秒),台数控制装置判定压缩装置的运行台数的增加,启动累积运行时间最短的压缩装置2B,并以容量控制运行,且使压缩装置2A以吐出空气量成为恒定的固定控制运行。启动的压缩装置2B利用罐5B的压力值P (t)来计算Td值。此时,Td值低于2秒而小于Td阈值(3秒),因此压缩装置2B启动累积运行时间最短的压缩机主体。
[0067]若压力P(t)上升且计算出的Tu小于Tu阈值(10秒)时,压缩装置2B判定减少压缩机主体的运行台数,并停止运行中的压缩机主体。在此,即使停止压缩机主体,压力仍持续上升时,即使再次变得小于Tu阈值(10秒),由于压缩装置2B内部的压缩机主体为全部停止的状态,什么也不用做。之后,Tu’值变得小于Tu’阈值(5秒)时,台数控制装置判定减少压缩装置的运行台数,停止以容量控制运行中的压缩装置2B,并将压缩装置2A从固定控制切换为容量控制。若压缩装置2A切换为容量控制则计算Tu值。Tu值为与Tu’值相同的值(低于5秒),小于Tu阈值(10秒),因此压缩装置2A判定减少压缩机主体的运行台数,并停止累积运行时间的压缩机主体。然后,若压力持续上升,则再次牵涉到Tu阈值(10秒)而再停止I台压缩机主体。然后,根据Tu、Tu’值和Td、Td’值,重复压缩机主体或压缩装置的运行台数的增减。
[0068]从这里,参考图5在相同的空气使用量(整体吐出量的55%)的状态下,对使用现有技术的情况和本实施例的情况的运行模式及消耗电力进行比较。在现有技术中将具有台数控制功能的压缩装置以台数控制装置进一步进行台数控制时,存在相互干扰运行台数的增减的问题,因此,在此利用现有技术时,以只利用台数控制装置的压缩装置的台数控制功能并使压缩装置中的压缩机主体的台数控制无效为前提。
[0069]首先,需在现有技术的情况和本实施例的情况设定各自的上限压力P’ max和Pmaxο驱动压缩机主体的马达(21A?23A)、(21B?23B)、(21C?23C)、(21D?23D)产生停止时的反向感应电压及启动时的浪涌电流,因此若频繁ON/OFF马达的运行,则有可能烧毁马达和相关配线。因此,为了保护马达,停止一启动一停止的时间需成为最低循环限制时间TC以上。通常尽量将上限压力和下限压力的差压设定得较大,以便利用差压的大小成为最低循环控制时间Tc以上。在现有技术的情况下,对每I台压缩装置进行运行/停止,即,对每3台压缩机主体进行运行/停止,因此为了抑制运行ON/OFF频率且达到最低循环控制时间Tc以上,需将差压设定得较大。另一方面,本实施例中,能够对每I台压缩机主体进行运行/停止,因此与现有技术相比,能够在压力变动较小
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