一种螺杆空压机变频控制系统的制作方法

本发明涉及一种变频控制系统，尤其是一种螺杆空压机变频控制系统。

背景技术：

螺杆空压机在企业的应用十分普遍, 主要为企业提供生产用气。由于企业的生产是连续不间断的, 因此要求螺杆空压机常年连续运行。如果停止运行，轻则影响生产, 重则造成设备损坏甚至人员伤亡。在设计之初选择螺杆空压机的电动机容量时, 通常是按照设备满负荷长时间运行来选择的, 故设计容量一般都偏大。在实际运行中电机的负载率偏低, 且轻载运行的时间所占的比例很大。螺杆空压机一般通过调整出口门开度来调整出口压力。当出口门开度减小时, 电机的运行功率减少并不多, 螺杆空压机运行在低效状态, 造成大量电能浪费。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种螺杆空压机变频控制系统，可大大提高螺杆空压机电机的运行效率，起到节能的效果，并减小机械的磨损，延长设备的寿命。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种螺杆空压机变频控制系统，包括螺杆空压机、储气罐、压力变送器和变频器，还包括PID调节器。螺杆空压机通过管道连接储气罐，储气罐罐口处安装压力变送器，压力变送器检测储气罐压力并将压力值传送至PID调节器，PID调节器根据预设的压力值和检测到的压力值输出控制量，变频器根据PID调节器输出的控制量输出相应频率的电流来控制螺杆空压机电机的转速，从而控制螺杆空压机的输出压力。

优选的，储气罐罐口安装自动放气阀, 气压过高时自动放气阀开启以保证螺杆空压机的安全。

优选的，所述的压力变送器为电流型传感器，输出4-20mA标准工业信号，抗干扰能力强，以保证供气系统的可靠性。

优选的，变频器配备自动旁路柜，当变频器故障时，螺杆空压机可以自动切换到工频旁路运行。

优选的，所述的预设压力值可根据实际生产情况由用户在PID调节器面板上设定，操作简便。

此外，通常变频器均具备正反转功能，在螺杆空压机的调试中应严格注意电机的转向, 应当事先验证变频器启动时的电机转向，严禁电机反向运转, 避免造成主机设备的重大损失。

本发明结合PID调节器和变频器，根据储气罐的压力自动调节螺杆空压机电机的转速来控制螺杆空压机输出压力，管网气压波动在0.01Mpa以内；PID调节功能还能够确保管网不受压力突变的冲击, 延长了管网的使用寿命, 降低了维修成本；变频器配备自动旁路柜，当变频器故障时，螺杆空压机可以自动切换到工频旁路运行，保证供气系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例1组成示意图。

图2为本发明实施例2组成示意图。

图3为本发明实施例3组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

一种螺杆空压机变频控制系统，如图1所示，包括螺杆空压机、储气罐、压力变送器和变频器，还包括PID调节器。螺杆空压机通过管道连接储气罐，储气罐罐口处安装压力变送器，压力变送器检测储气罐压力并将压力值传送至PID调节器，PID调节器根据预设的压力值和检测到的压力值输出控制量，变频器根据PID调节器输出的控制量输出相应频率的电流来控制螺杆空压机电机的转速，从而控制螺杆空压机的输出压力。

优选的，储气罐罐口安装自动放气阀, 气压过高时自动放气阀开启以保证螺杆空压机的安全。

优选的，所述的压力变送器为电流型传感器，输出4-20mA标准工业信号，抗干扰能力强，以保证供气系统的可靠性。

优选的，变频器配备自动旁路柜，当变频器故障时，螺杆空压机可以自动切换到工频旁路运行。

优选的，所述的预设压力值可根据实际生产情况由用户在PID调节器面板上设定，操作简便。

PID调节器是通过调节比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td，使得输入量c(t)无限趋近于预设量c(∞)，同时限制超调量、减少振荡次数和毛刺。在设定PID调节器参数时，应当以PID调节器的参数与系统动态性能和稳态性能之间的定性关系为依据，通过多次试验来确定合适的参数。

实施例2：

目前市面上很多变频器都内置PID调节功能，因此也可以选用内置PID调节功能的变频器。

一种螺杆空压机变频控制系统，如图2所示，包括螺杆空压机、储气罐、压力变送器和变频器，其中变频器具有PID调节功能。螺杆空压机通过管道连接储气罐，储气罐罐口处安装压力变送器，压力变送器检测储气罐压力并将压力值传送至变频器，变频器的PID调节模块根据预设的压力值和检测到的压力值输出相应频率的电流来控制螺杆空压机电机的转速，从而控制螺杆空压机的输出压力。

所述的预设压力值可根据实际生产情况由用户在变频器操作平台上设定，操作简便。

实施例3：

本发明对于螺杆空压机组同样适用，下面以三台螺杆空压机组为例。

一种螺杆空压机变频控制系统，如图3所示，包括三台螺杆空压机（分别编号为1号、2号、3号）、储气罐、压力变送器和变频器，其中变频器具有PID调节功能。1号、2号螺杆空压机由50Hz交流电源供电，3号螺杆空压机通过变频器输出电源供电。三台螺杆空压机均通过管道连接储气罐，储气罐罐口处安装压力变送器，压力变送器检测储气罐压力并将压力值传送至变频器，变频器的PID调节模块根据预设的压力值和检测到的压力值输出相应频率的电流来控制其中3号螺杆空压机电机的转速，从而控制其输出压力。

假设一台螺杆空压机额定输出压力为1Mpa，那么三台并网运行的螺杆空压机的总额定输出压力为3Mpa。若需要系统输出压力为2.5Mpa，则保证1号、2号满负荷运行，通过设定预设压力值使得3号螺杆空压机输出压力稳定在0.5Mpa；若需要系统输出压力为1.5Mpa，则可以手动断开或者通过变频器IO输出控制断开1号或者2号螺杆空压机的供电电源，再通过设定预设压力值使得3号螺杆空压机输出压力稳定在0.5Mpa；若需要系统输出压力为0.5Mpa，则可以手动断开或者通过变频器IO输出控制断开1号和2号螺杆空压机的供电电源，再通过设定预设压力值使得3号螺杆空压机输出压力稳定在0.5Mpa。上述数值均为理想情况，实际情况应以现场实践为准。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。