流体压缩系统及其控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流体压缩装置及其控制装置。
【背景技术】
[0002]专利文献I中记载有根据罐内压力的每单位时间的增加率或减少率来对多台压缩机的运行台数进行增加或减少的空气压缩装置的控制装置。
[0003]以往技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利公开2007-120497号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的技术课题
[0007]专利文献I的空气压缩装置的控制装置中，即使运行所有的压缩机，空气量仍然不足时，将进一步增加设置的压缩机的运行台数。增加设置的压缩机的运行台数时，若将所有的压缩机通过专利文献I的控制装置进行控制，则在所有的压缩机处在停止状态时依次启动每I台压缩机，或在所有的压缩机处在运行状态时依次停止每I台压缩机。因此，无法与空气的使用量的急剧变化对应地供给空气。
[0008]鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种在增加压缩机的设置台数时，也能够与流体的使用量的急剧变化对应地供给压缩流体的流体压缩系统及其控制装置。
[0009]用于解决技术课题的手段
[0010]为解决上述课题，本发明提供一种流体压缩系统，其特征在于具备:对流体进行压缩的多台压缩装置及控制多台所述压缩装置的运行台数的台数控制装置，多台所述压缩装置中的至少I台由多台压缩机主体构成，并进行如下运行，即根据压缩流体的使用量改变运行台数的容量控制运行或不顾虑压缩流体的使用量且不改变运行时的输出的固定控制运行，所述台数控制装置切换多台所述压缩装置以进行容量控制运行或固定控制运行中的任一运行。
[0011]并且，本发明提供一种流体压缩系统的控制装置，其特征在于，由多台压缩机主体构成，且控制包含至少I台压缩装置的多台压缩装置的运行台数，该压缩装置进行根据压缩流体的使用量改变运行台数的容量控制运行或不顾虑压缩流体的使用量且不改变运行时的输出的固定控制运行，所述压缩装置进行容量控制运行或固定控制运行中的任一运行。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，能够提供一种在增加压缩机的设置台数时，也能够与流体的使用量的急剧变化对应地供给压缩流体的流体压缩系统及其控制装置。
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的实施例1的空气压缩系统的结构的框图。
[0015]图2是表示基于本发明的实施例1的台数控制装置的压缩装置的启动或停止控制的处理的流程图。
[0016]图3是表示基于本发明的实施例1的压缩装置的压缩机主体的启动或停止控制的处理的流程图。
[0017]图4是基于本发明的实施例1的压缩机主体的压缩装置的启动和停止时的判定时序图。
[0018]图5是表示本发明的实施例1的罐压力、压缩机主体的ON/OFF及电力的时间变化的特性线图。
[0019]图6是表示本发明的实施例2的空气压缩系统的结构的框图。
[0020]图7是表示基于本发明的实施例2的台数控制装置的压缩装置的启动或停止控制的处理的流程图。
[0021]图8是表示基于本发明的实施例2的压缩装置的压缩机主体的启动或停止控制的处理的流程图。
[0022]图9是本发明的实施例2的压缩机主体和压缩装置的启动和停止时的判定时序图。
[0023]图10是表示本发明的实施例2的罐压力、压缩机主体的ON/OFF及电力的时间变化的特性线图。
【具体实施方式】
[0024]以下，作为基于本发明的实施方式的流体压缩系统，举出使用对罐分别供给压缩空气的4台空气压缩装置所构成的情况为例，根据附图进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]利用图1至图5对本发明的实施例1的空气压缩系统进行说明。图1中示出本实施例中的空气压缩系统的结构。图1中，台数控制装置I是控制压缩装置2A?2D的运行台数的装置。具备作为测定积存于空气罐12的空气的压力P’ (t)的机构的压力传感器15，将所测定的压力作为电压信号读入控制电路16中，经由控制电路16的模拟/数字转换电路转换成数字信号。并且，具有利用压力测定值P’ (t)的变化率来控制与台数控制装置连接的压缩装置的运行台数的功能。
[0027]对空气进行压缩的压缩装置2A主要通过3个对空气进行压缩的压缩机主体31A?33A、驱动压缩机主体的3个马达21A?23A、控制压缩机主体的运行台数的控制电路4A、积存压缩的空气的罐5A及作为测定罐5A的压力P (t)的机构的压力传感器6A构成。控制电路4A具有记录所测定的压力值的功能、记录各压缩机主体31A?33A的累积运行时间的功能及控制驱动各压缩机主体31A?33A的马达21A?23A的运行、停止的功能。控制电路4A利用所测定的压力值P (t)来控制压缩机主体的运行台数。并且，通过使用者设定的罐5A的下限压力Pmin和上限压力Pmax记录在控制电路4A中。
[0028]其他的压缩装置2B?2D与压缩装置2A相同，分别通过如下构成，即3个压缩机主体 31B ?33B、31C ?33C 及 31D ?33D，3 个马达 21B ?23B、21C ?23C 及 21D ?23D，控制电路4B?4D，积存空气的罐5B?5D，及作为测定空气罐的压力的机构的压力传感器6B ?6D0
[0029]压缩装置2A?2D通过配线7A?7D、8A?8D、9A?9D及17A?17D与台数控制装置I连接。对各配线的功能进行后述。另外，积存各空气的罐5A?经由输送空气的配管1A?1D将压缩的空气送入空气罐12。并且，罐12上安装有具备取出阀13的输出配管14。由此，罐12经由输出配管14与外部的空压机器(未图示)连接，并且通过开闭取出阀13而朝向该空压机器供给压缩空气。另外，空气罐12通过配管25与内置于台数控制装置I中的压力传感器15连接。
[0030]压缩装置2A?2D为分别独立的压缩装置，也可单独运行。通过与台数控制装置I连接的配线7A?7D，能够在单独运行和通过被台数控制装置I控制的运行之间进行切换。并且，信号线8A?8D为从台数控制装置I向各压缩装置的运行信号线，接收该运行信号而压缩装置2A?2D进行启动、停止。台数控制装置I通过信号线9A?9D对压缩装置2A?2D发送以哪个控制方式运行的命令。压缩装置2A?2D接收上述命令而在对压缩装置2A?2D的运行台数进行增减的定时，根据压缩空气的使用量改变运行台数来切换成以下任一种运行方式，即以改变吐出空气量(输出)的容量控制方式运行，或者以不顾虑压缩空气的使用量且不改变运行时的运行台数而吐出空气量(输出)成为恒定的固定控制方式运行。并且，压缩装置2A?2D发生异常时，通过17A?17D向台数控制装置I发送信号，台数控制装置I接收该信号而将该压缩装置从台数控制对象排除，并能够启动替代的压缩
目-O
[0031]并且，空气罐12和空气罐5A?通过配管1A?1D连接，因此空气罐12的压力测定值P’⑴与空气罐5A?的压力测定值P (t)为相同的值。并且，空气罐12的上限压力值Pmax和下限压力值Pmin与空气罐5A?的上限压力值Pmax和下限压力值Pmin也设定成相同的值。
[0032]基于本实施例的空气压缩系统是具有如上述的结构的系统，接着，参考图1?图4，利用台数控制装置I和压缩装置(2A?2D)各自的压力测定值P’(t)与P (t)，对压缩装置(2A?2D)的运行台数和压缩机主体的运行台数的控制处理进行说明。
[0033]首先，参考图2说明台数控制装置I对压缩装置(2A?2D)的运行台数进行增减的控制方法。图2中示出的运行控制处理是对每隔预先确定的采样周期Ts(例如200ms)进行的处理。
[0034]步骤I中，利用来自压力传感器15的压力信号P’⑴，以恒定的采样周期Ts测量当前的空气罐12内的压力P’ (t)。
[0035]接着，步骤2中，判定当前罐压力值P’⑴是否小于预先设定的空气罐12的下限压力值Pmin，若判定为“Yes”，则在下一个步骤3中使压缩装置(2A?2D)全台启动。当判定为“No”时，在下一个步骤4中判定当前压力值P’ (t)是否为预先设定的空气罐12的上限压力值Pmax以上。若判定为“Yes”，则在下一个步骤5中将压缩装置(2A?2D)全台停止。当判定为“No”时，在步骤6中利用当前测定的压力P’⑴和上次测定的压力值P’(t-1)，通过数式I计算罐压力变化率K’。
[0036](数式I)
[0037]K，= (P，(t)-P’ (t-1))/Ts
[0038]步骤7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8。当判定为“No”时，由于压力在上升过程中而移到步骤13。步骤8中，通过利用数式2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。
[0039](数式2)
[0040]Td，= (Pmin-P? (t))/K，
[0041]在下一个步骤9中判定Td’值是否小于预先确定的Td’阈值(例如2秒)。若判定为“No”，则移到步骤19并返回。若判定为“Yes”，则判定为在步骤10中将压缩装置(2A?2D)的运行台数增加I台。在下一个步骤11中优先启动累积运行时间最短且停止中的压缩装置(2A?2D)，将新启动的压缩装置(2A?2D)切换为容量控制。并且，在步骤12中将其他的运行中的压缩装置切换为空气吐出量恒定的固定控制。最后，移到步骤19并返回。
[0042]在步骤7中判定为“No”时，移到步骤13，并判定压力变化率K’是否为正。若判定为“No”，则移到步骤19并返回。若判定为“Yes”，则移