CN101526080B - 空气压缩机组节能控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气压缩机组节能控制系统，其包括监控模块、中控系统模块以及空气压缩机组，其中，监控模块包括主压力变送器、备用压力变送器、监控检测程序和存储单元；中央系统模块为分别与监控模块和空气压缩机组相连，且其中包括安全控制单元和调速驱动控制单元；空气压缩机组由电机和空气压缩机组成，其中电机分别连接于调速驱动控制单元和空气压缩机，空气压缩机与安全控制单元和与管路连接。所述监控模块对管路中的压力进行检测及对检测到的数据进行处理，以使中控系统模块根据压力趋势分析而对空气压缩机组进行调整和控制。本发明优点在于具有压力变化趋势的诊断功能，对于可能的压力缺失有快速适时的反应，从而起到节省能源的作用。

Description

空气压缩机组节能控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种变频系统，特别是涉及一种针对空气压缩机进行节能的变频系统。

背景技术

随着变频器的推广，各种节能产品也相继涌现出来，目前，最常见的做法是利用PID二次表的自整定功能对变频器的输出频率进行控制来实现调速的效果，从而达到节能的目的，但这种控制方式对于稳定工况的情况下较为有效，但大多的压缩空气使用并不是一个稳定的状态，这样就会引起系统不稳定，出气压力不够的状况，如果用户想摆脱上述这种状况就只能提高设定的目标压力，但是，在这种情况下，节能的效果就失去了。

另外，采用压力变送器和微电脑控制器，进而驱动变频器达到一个输出恒压压缩空气的技术，或者采用一台变频器顺序启动空气压缩器机组，然后在一台上进行变频运行。

然而，上述方式在实际应用中仍然存在很多问题，譬如：对于正常的电机变频驱动来讲，最低的频率只能够达到28Hz左右，冬季最低也就只是达到20Hz左右，而对于空气压缩机用气来讲，很多情况下波动的范围远远超出该值的范围。那么对于低于1/4的压缩空气需求值，调整的最低转速是无法保证恒压的效果，要保证压力不升高，只能停机。但是，如果停机，再启动设备则需要一定的卸载时间，在这一时间中，压力又难免会下降较快，要有尽可能低的压力。而对于一个工厂用气来讲，多位多台空压机机组组成，对于一个复杂的用气系统，每个时间段的用气状态都十分复杂，单靠PID的调整只能对于一种工况达到最优化的情况，对于其他的工况并不最佳，而对于多机组运行状态就更是无法保证压力波动带来的影响。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种对空气压缩机组进行变频节能目的，即使在一个复杂的用气环境下仍然可以保证节能的空气压缩机组节能控制系统。

为了达到上述目的，本发明采用了下述技术方案：

所述空气压缩机组节能控制系统包括一监控模块、一中控系统模块、一报警模块以及多个空气压缩机组，其中，所述监控模块包括对压力进行检测的主压力变送器和备用压力变送器，且在该监控模块中亦包含一监控检测程序和一存储单元；所述中央系统模块分别与上述监控模块和空气压缩机组相连，且其包括一安全控制单元和一调速驱动控制单元；所述空气压缩机组为由一电机和一空气压缩机组成，且其中所述电机为分别连接于上述调速驱动控制单元和空气压缩机，另，空气压缩机亦与上述安全控制单元连接，所述空气压缩机组亦还与用以传输压力的管路连接；所述报警模块用于在设备检测以及系统运行时监测发生异常作出警示，且其与所述监控模块相连接。

其中，所述监控模块为用以对空气压缩机组输出至管路中的压力进行监控检测，以及将该监控检测到的数据进行处理并传输至中控系统模块中，进而所述中控系统模块根据压力趋势分析对空气压缩机组进行调整和控制，即而达到节能的目的。

此外，本发明的另一目的在于提供一种空气压缩机组节能变频方法，该方法包括下列步骤：A、输入空气压缩机组节能控制系统的运行参数，并启动空气压缩机组，系统进入调试状态；B、生成空气压缩机组的特征参数以及每台空气压缩机组启动引起的压力波动数值；C、存储特征参数、对应每台空气压缩机组启动引起的压力波动数值以及调试完成状态设置为1并存储；D、压力变送器监测与空气压缩机组连接管路中的压力值；E、检测系统调试完成状态值，如若状态值为1，则结合监测的压力趋势分析而进而控制空气压缩机组的输出。

其中，在A步骤中还包括，系统根据输入的运行参数进行设备自检以及对主压力变送器和备用压力变送器分别在不同时刻检测的压力差值进行比较，丢弃差值较大的压力变送器，启用差值较小的压力变送器对管路中的压力进行检测。

通过本发明所述空气压缩机组节能控制系统及方法，可实现多台空气压缩机组达到恒定输出压力，最小运行功率的工作状态以及有效防止失压危险，进而实现能源的节省，从而达到节能目的。

附图说明

图1为本发明所述空气压缩机组节能控制系统的功能模块图；

图2为本发明所述空气压缩机组节能控制系统一实施例的功能模块图；

图3为本发明所述空气压缩机组节能变频方法的调试模式流程示意图；

图4为本发明所述空气压缩机组节能变频方法的运行模式流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来对本发明所述空气压缩机组节能控制系统作进一步的详细说明。

参照图1和图2中所示，所述空气压缩机组节能控制系统包括一监控模块10、一中控系统模块20、一报警模块50以及多个空气压缩机组30，其中，所述监控模块10中包括对压力进行检测的主压力变送器102和备用压力变送器103，一监控检测程序101以及一存储单元104；所述中控系统模块20包括一安全控制单元202和一调速驱动控制单元201，且其为分别连接于所述监控模块10和空气压缩机组30；所述空气压缩机组30为由一电机301和一空气压缩机302组成，且其中所述电机301为分别连接于上述调速驱动控制单元201和空气压缩机302，并且空气压缩机302亦与上述安全控制单元202相连，所述空气压缩机组30亦还与用以传输压力的管路40连接；所述报警模块50用于在系统中设备的检测以及系统运行时监测发生异常时作出警示，且该报警模块50与所述监控模块10相连接。

其中，上述监控模块10中的主压力变送器102或备用压力变送器103会对空气压缩机组30输出至管路40中的压力进行监控及检测，然后通过该监控模块10中监控检测程101序对该检测到压力进行计算和比较，从而决定系统中空气压缩机组30的运行台数以及对空气压缩机组30中电机301变频驱动的频率，进而在实际运行中，本发明所述空气压缩机组30节能变频系统可根据实际管路40中压力变化差进行微调，直到空气压缩机组30恒定输出压力，稳定运行，即而达到节能的目的。

结合图3和图4中所示来对本发明所述空气压缩机组节能变频方法进行叙述。

所述空气压缩机组节能变频方法，其首先会对系统进行一次调试，即，首先，手动输入空气压缩机组节能控制系统的相关运行参数，譬如：电机功率、排气量、额定电流以及压力调整范围，系统进入调试状态(步骤301)，系统根据输入的运行参数开始设备自检(步骤302)；如若系统自检正常，则依序启动空气压缩机组30并生成空气压缩机组30的特征参数以及每台空气压缩机组30启动时而引起的压力波动数值，且将上述特征参数、对应每台空气压缩机组30启动引起的压力波动数值以及调试完成状态值1存储起来(步骤303、步骤307和步骤308)。

其中，且参照图2中所示，在调试模式中，系统会首先对所述主压力变送器102和备用压力变送器103进行一次选择，即通过该所述主压力变送器102和备用变送器103分别在不同时刻自管路40中检测的压力差值进行比较，丢弃差值较大，即误差率大的压力变送器(102或103)，启用差值较小的压力变送器(102或103)对后续管路40中的压力进行检测(步骤304、步骤305和步骤306)。

本发明中所述的调试模式对空气压缩机组30卸载及启动时间过程中管路40中的压力波动变化也亦进行了考虑，通过实际运行中主压力变送器102或备用压力变送器103自管路40中的检测的压力变化与调试模式中存储于监控模块10中的变化值进行对比和计算，可提前在管路40中压力变化趋势过大时，提前卸载关闭或者启动其他空气压缩机组30，进而避免在压力变化趋势过大已经成为现实时再去卸载关闭或者启动其他空气压缩机组30，从而在一定程度上去保证系统压力的恒定输出，也亦满足系统具有压力变化趋势的诊断功能，对于可能的压力缺失有着快速适时的反应，及时的在压力低于或者高于许可的下限或者上限之前作出反应。

当调试完毕后，本发明所述空气压缩机组节能控制系统开始进入正常运行模式，且参阅图4中所示。

首先，系统会对储存于存储单元中的调试状态值进行检测，如若该状态值为1则表明调试模式已经完成，反之，则不然，系统会进行报警(步骤401和步骤402)；主压力变送器102或备用压力变送器103自与空气压缩机组30连接管路40中检测的压力值(步骤404)；对监测所得的压力趋势以及系统需要的气量变化趋势进行分析，进而控制空气压缩机组30的输出以及调整变化空气压缩机组30的台数(步骤403)，即，系统会根据主压力变送器102或备用压力变送器103检测的压力以及不同时刻的压力变化与事先处于调试模式时储存于存储单元104中的压力波动数值比较或者根据该压力波动数值分析，从而决定是否启动其他空气压缩机组，是否需要调整电机301的驱动频率等等。

譬如：如果压力上升趋势过快，则系统会根据该变化趋势关闭没有必要运行的空气压缩机302，防止过压引起压力过高；反之，如果压力下降趋势过快，则系统会根据该变化趋势启动其他空气压缩机302。

此外，在启动其他空气压缩机组30的同时，系统亦会对该启动的空气压缩机组30的相应气量变化值进行检测及监控，并将该检测及监控到的数据进行运算，进而对电机301进行速度调速。

又，系统亦对是否停止压力监测进行检测，如果为否，则系统亦反复的不断去监控检测信号、运算和比较，进而对系统中的空气压缩机组30进行一定程度的调整和控制，以此节约能源从而达到节能的目的(步骤405)。

Claims (4)

1.一种空气压缩机组节能变频方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

A、输入空气压缩机组节能变频系统的运行参数，并启动空气压缩机组，系统进入调试状态；

B、生成空气压缩机组的特征参数以及每台空气压缩机组启动引起的压力波动数值；

C、存储特征参数、对应每台空气压缩机组启动引起的压力波动数值以及设置完成状态值为1并存储；

D、压力变送器检测与空气压缩机组连接管路中的压力值；

E、检测系统调试完成状态值，如若状态值为1，则结合检测的压力变化趋势分析控制空气压缩机组。

2.如权利要求1所述空气压缩机组节能变频方法，其特征在于，所述A步骤还包括系统根据输入的运行参数进行设备自检。

3.如权利要求1所述空气压缩机组节能变频方法，其特征在于，所述A步骤还包括对主压力变送器和备用压力变送器分别在不同时刻检测的压力差值进行比较，丢弃差值较大的压力变送器，启用差值较小的压力变送器对管路中压力进行检测。

4.如权利要求1所述空气压缩机组节能变频方法，其特征在于，在E步骤中还包括，如若状态值非1，则系统报警出错。

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