CN104295477B - 多个空气压缩机的集成控制运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多个空气压缩机的集成控制运行方法，用一个集成控制器集成控制在各种工业现场所使用的多个空压机，以便更加有效运行。该多个空气压缩机的集成控制运行方法包括如下步骤：形成至少包含一台VSD空气压缩机和普通空气压缩机的多个空气压缩机；将多个空气压缩机和由空气压缩机控制程序构成的集成控制器，通过RS‑485通信接口相互连接，并能够通信；在集成控制器设定需求处的使用空气压力基准值，而存储压力；需求处的使用空气压力上升至基准值以上时，根据优先顺序，依次停止空气压缩机，并降低压力而恢复至基准值；以及需求处的使用空气压力下降至基准值以下时，根据优先顺序依次启动所停止的空气压缩机，使得恢复至基准值。

Description

多个空气压缩机的集成控制运行方法

技术领域

本发明涉及多个空气压缩机的集成控制运行方法，更具体地涉及一种以一个集成控制器集成控制在各种工业场地所使用的多个空气压缩机，并能够更有效运行的多个空气压缩机的集成控制运行方法。

背景技术

在各种领域的工业场地连接多个空气压缩机并使用时，各个空气压缩机根据使用数量等以手动进行开/关操作而启动，由此，在多个空气压缩机运行中，存在需要大量人力等低效的问题。

对其作如下说明。

一般而言，机械式调节装置空气压缩机通过继电器信号进行开/关操作。空气压缩机的启动因消耗三相大功率电力，进行反应器、Y-Δ启动(以Y接线投入初期电，并约10秒之后，变更接线，接线转换为Δ，并投入电，由此，减少初期负荷，并完全启动)，并且，启动之后，在手动停止之前持续运行。(减轻启动负担，但因启动中维持时间不可预测，极大限制反复停止、启动。)

并且，为了减轻启动设备时的符合，在卸荷(Unloading：无负荷状态)状态下启动，完成启动时，手动转换成载荷(Loading:负荷状态)，而生产气压，并且，生产量多于空气使用量时，达到预定的压力，接收到压力转换的信号，而自动转换为卸荷，但因空气使用量增加而降低压力时，恢复成载荷。持 续为卸荷时，因无负荷运转消耗不必要的电，并且，欲终止启动时，必须排出设备内的压力(3Bar以下)，而再次启动时，对轴功率不造成过负荷，才能再次启动，但因该过程必须进行另外的转换操作和用于排出的气压排出至外部，因此，存在初期启动之后，无法进行反复停止运行的问题。

因此，在生产场地，根据压缩空气的使用量，通过手动启动/停止空气压缩机，由此，存在需要大量人力等问题。

为了解决该问题，研发用于更有效且稳定控制、运行多个空气压缩机的各种技术。并对其作如下说明。

参考文献1公开有：空气压缩机，形成为多个，生成压缩空气；压力测量装置，测量压缩空气的压力；电力残余容量计算装置，从测量有当前电力的消耗量的电力消耗量计算出电力界限值的残余容量；及控制装置，以从压力测量装置及电力残余容量计算装置计算出的压缩空气的压力值和电力界限至的残余容量为依据，控制空气压缩机的运行数量。

并且，参考文献2公开一种空气压缩机的控制方法及装置，包括：空气压缩机；控制器，将从压力传感器检测的排气压力的数据转换为模拟/数字，计算每一小时的排气压力变化量，并将其与预定的压力设定值进行比较，供给或切断被输入至压缩机的电，由此，控制压缩机的驱动。

并且，参考文献3公开一种多个空气压缩机的联动控制方法，包括：空气压缩机，形成为多个；中央管理系统，设定及输入多个空气压缩机的参数，并确定联动顺序之后，比较供给压力和低压力，由此，控制开/关多个空气压缩机。

在所述参考文献中，用于控制、运行所述的多个空气压缩机的现有技术只简单地将排气压力变化量与基准压力进行比较，而控制空气压缩机，不可能将螺杆式、涡轮式等各种多个空气 压缩机借助一个集成控制器控制。

因此，连接多个空气压缩机，掌握空气压缩机的驱动时间、压力、温度、电流相关的数据，并对此生成包含空气压缩机的控制值的驱动信号，因不能提供选择性地个别控制或集成控制一个以上的空气压缩机的技术，由此，无法稳定且有效地控制、运行由各种空气压缩机构成的多个空气压缩机。

另外，参考资料，韩国公开专利文献第10-1999-0078591号公开有空气压缩机的控制方法及装置，包括：空气压缩机，压缩空气；及控制器，检测空气压缩机内的润滑油温度及主风缸内的压缩空气的压力之后，与预定基准设定值比较，而控制空气压缩机的驱动。

并且，韩国公开专利文献第10-2012-0078891号公开一种集成控制系统及其控制方法，在集成管理并控制设置于建筑物内的设备的集成控制系统中，处理不同的网络之间的不同的数据时，空调网络的远程控制器使收发的数据根据各个网络进行转换、传送，使得不同的网络间可共享数据，由此，能够有效地控制、管理空调机及建筑内的设备。

并且，本发明为一种利用RS-485通信接口而连接、集成控制转换的多个空气压缩机，进行转换(Conversion：以安装多个传感器等智能式电子方式进行控制，以使个别空气压缩机借助电子控制系统，根据设定载荷(Loading)、卸荷(Unloading)、停止(Stop)、重启(Restart)的值进行个别运行的变更作业)，一般而言以集成控制系统的通信控制方式运用，其中，所述RS-485通信接口参照参考文献4。(韩国发明专利公开文献第10-2011-0071529号)

现有专利文献

专利文献

(专利文献0001)(参考文献1)日本公开专利文献第2010-053733号，2013.03.11。

(专利文献0002)(参考文献2)日本公开专利文献第1993-164057号，1993.06.29。

(专利文献0003)(参考文献3)韩国专利文献第10-2010-0134409号，2010.12.23。

(专利文献0004)(参考文献4)韩国专利文献第10-2011-0071529号，2011.06.29。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的为集成控制多个空气压缩机，转换在各种工业场地使用的一个以上的多个空气压缩机，通过RS-485通信接口，相互连接，并且连接于输入有与空气压缩机的驱动相关的预定的控制值的集成控制器。

并且，本发明的目的为设定使用空气压力基准值，以最少数量启动多个空气压缩机，生成使得满足最佳值的使用量和使用空气压力，从而，使运行效率极大化并提高能源使用效率。

另外，本发明的目的为驱动多个空气压缩机时，实时掌握驱动待机时间、压力、温度、电流相关的数据，并与预定的基准值进行比较，通过将开/关空气压缩机的集成控制器连接至多个空气压缩机，由此，空气压缩机根据与能够正常驱动的空气压缩机的驱动待机时间、压力、温度、电流相关的基准数据及空气压缩机的驱动相关而预定的控制值，而能够集成控制多个空气压缩机。

用于解决问题的方案

为了解决如上所述问题，本发明，

根据一个实施方案，本发明的方法包括如下步骤：形成至少包含一台VSD(variable speed drive：变速传动)空气压缩机和普通空气压缩机的多个空气压缩机；将所述多个空气压缩机和由空气压缩机控制程序构成的集成控制器，通过RS-485通信接口相互连接，并能够通信；在所述集成控制器设定需求处的使用空气压力基准值，而存储压力；需求处的使用空气压力上升至基准值以上时，根据优先顺序依次停止空气压缩机，并降低压力而恢复至基准值；需求处的使用空气压力下降至基准值以下时，根据优先顺序依次启动所停止的空气压缩机，使得恢复至基准值。

根据另一实施方案，本发明的方法包括如下步骤：形成至少包含一台VSD(variable speed drive)空气压缩机和普通空气压缩机的多个空气压缩机；所述多个空气压缩机和由空气压缩机控制程序构成的集成控制器，通过RS-485通信接口相互连接，并能够通信；在所述集成控制器设定需求处的使用空气压力基准值，而存储压力；首次启动VSD空气压缩机，VSD空气压缩机的超出部分以启动其它普通的空气压缩机而进行补充，从而满足需求处使用量时，VSD空气压缩机以启动率最少(20％)水平启动；因需求处的使用量减少而使压力高于基准值以上时，渐渐降低VSD空气压缩机的启动率，由此，满足变少的使用量而降低压力，而保持为基准值；因需求处的使用量的增加而使压力低于基准值时，提高VSD空气压缩机的生产容量而满足使用量，并提高压力，而保持为基准值；在所述步骤中，只通过VSD空气压缩机而不满足时，根据优先顺序依次启动已停止的普通空气压缩机来满足使用量保持，并使压力保持正常。

根据又一实施方案，所述优先顺序是根据容量最大的空气压缩机为顺序进行停止/启动。

根据又一实施方案，转换所述VSD空气压缩机和普通空气压缩机之后，形成多个空气压缩机。

发明的效果

本发明具有如下效益和效果，能够集成及个别控制运行在各种工业场地使用的多个空气压缩机，能够有效且稳定地运用多个空气压缩机，并且，由此，节省空气压缩机运行所需的能量，增强能源的效率，并通过空气压缩机的稳定及有效的控制运行，而极大提高生产效率等。

并且，本发明还具有如下效果，以混合VSD空气压缩机和普通空气压缩机而构成多个空气压缩机，通过对其集成控制，根据使用量的增加和压力的增加等，以最少数量启动空气压缩机，生产使得满足需求处的使用量和压力，由此，提高空气压缩机的运行效率，且使能源效率极大化。

附图说明

图1为显示本发明的一实施例的结构图。

具体实施方式

本发明将多个空气压缩机通过RS-485通信接口连接至集成控制器而进行通信控制，为了进行通信控制，在空气压缩机的机械式调节装置上安装电子式控制装置，并与控制装置的程序对准，根据空气压缩机的驱动方式，将控制部和各种压力、温度等模拟方式转换(Conversion)为数字方式。

即，为了以在空气压缩机上安装各种传感器等智能式电子方式控制而进行转换，但所述转换为将空气压缩机的各种压力、温度等模拟方式转换为数字方式的作业，更具体的内容下面进行说明。

连接所述多个空气压缩机和集成控制器的RS-485通信接口，包括：通信连接部，具有多个RS-485通信接口；RS-485通信处理部，由处理从RS-485通信接口传输进来的RX-DATA的接收部和对将控制数据发送至各个接口的TX-DATA进行处理的发送部构成；通信协议处理部，处理收发数据中的协议部分；控制输入部，根据设备输入控制数据；控制处理部，处理所述输入的控制数据；影像显示部，显示各个设备状态；状态显示处理部，处理信息，以在所述影像显示部显示影像；存储器，按各个设备存储信息；存储器管理部，管理所述存储器。

所述RS-485通信接口不受连接于多个空气压缩机的接口结构的制约，即使连接于任意的接口，也可利用设备信息协议与所设置的集成控制器连接，由此，即使将多台空气压缩机单独或复合连接于一个集成控制器时，也可以与集成控制器连接而进行集成控制。

所述集成控制器，自动地以负荷(load)或无负荷(unload)运行，以在程序范围内保持预定压力(设定压力)，并输入无负荷及负荷压力，最小停止时间、最大电机启动次数等各种程序设定值。

并且，需要时，为了节省动力，尽可能经常停止空气压缩机，并且，在实际压力降低时，再启动空气压缩机。预测无负荷运行时间太短时，为了避免发生太短的停止状态，持续启动空气压缩机。

上述如果该测定值中的一个超过启动停止设定值时，压缩机停止，再次设定时复位。

所述启动停止警告设定值为设定低于启动停止设定值(压力、温度、过电流)的设定值，该测定值中的一个超过设定的启动停止警告设定值时，为了将超过警告设定值告知操作者，在主画面显示信息，并普通信息(LED)亮灯，条件去除时，信息也消失并复位。

并且，各种服务作业(按着运行时间交换产品)分类成组(级别A、B、C，各个级别设定时间具有间隔，超过时间时，在主画面显示信息，向操作者发出执行对应该级别的服务作业)。

并且，集成控制器断电之后，电源恢复时，内置有自动再次启动压缩机的功能，电源恢复时，只有手动开启电源才能启动。

如上所示，为了集成控制多个空气压缩机而进行转换(conversion)。

由压力传感器检测空气压缩机的螺杆吸气侧的压差、分离器内压力、排出的压缩空气压力、机油滤清器的压差，在此检测的压力差传输至集成控制器，及温度感知器检测空气压缩机的螺杆吸气温度、螺杆出口温度、分离器温度、输出(出口)温度，在此检测的温度至传输至集成控制器更结构进行转换。该转换的结构为普通结构。

如上所述转换的空气压缩机从集成控制器接收通过压力传感器及温度传感器的电信号，而设定、判断Y-Δ启动所需的时间，回执信号(Feed Back，确认实际节点是否被连接的信号)等。

并且，从集成控制器接收压缩空气及冷却油用风扇电动机的开/关的电信号，而连接至MC，控制风扇电动机的电力输出。(温度控制与Elektronikon相关)。

并且，安装数字压力传感器，使螺杆输出空气压力、分离 器内压力、输出(出口)压力从集成控制器接收5V电压，输入至桥接感知电路，而以0～20mA电流输出，其电流传输至集成控制器，并以压力信号显示。

并且，安装数字温度传感器而检测螺杆吸气温度、螺杆出口温度、分离器内温度、输出(出口)温度，检测温度信号使由热电偶释放的细小电流增大，而传输至集成控制器。

并且，连接负荷/无负荷信号线，而从集成控制器接收电信号，连接至吸气口的开闭开关。(开时，为负荷(load)、关时为无负荷(unload)。)

并且，如上说明所示，连接局域网通信(RS-485通信接口)，为了与设置于外部(控制室、办公室等)的集成控制器通信，进行通信线连接作业。(选择串联环式接线)

下面，参照附图对本发明的具体实施内容进行具体说明。

图1为显示本发明的一实施例的结构图。

如上所述转换的空气压缩机借助局域网通信(RS-485)连接至集成控制器，根据空气使用量和压力的信号调节启动(负荷/无负荷)、停止，并且，确认空气压缩机的启动时间，提高依次启动空气压缩机的效率，调节整备周期，由此，调节空气压缩机的电力使用量，使达到节省能源的效果。

下面对其进行具体说明。

集成控制器为连接至多个空气压缩机和RS-485通信接口，个别及复合控制运行多个空气压缩机，连接至连接(connect)插座(所有接口)，通过CAN电缆(CAN Cable)通信线进行环式(串联连接)接线，连接至集成控制器，并且，将从使用处即主压力容器接收压力值的信号，而传输至集成控制器。

将使用空气压力基准值设定、输入至集成控制器。

例如，基准压为7Bar时，设定为6.8～7.2Bar，根据需求处 的使用量，使用量较少，压力渐渐上升，为7.2Bar时，依次停止空气压缩机，相反，使用量较多，压力降低至6.8Bar时，启动已停止的空气压缩机而满足使用量，压力恢复正常。

即，在集成控制器设定使用空气压力基准值，压力上升至基准值以上时，依次停止空气压缩机，并且，压力降低至基准值以下时，依次启动停止的空气压缩机，使得既定的压力一直保持为设定的基准值。

在所述过程中，判断而有效管理已设定的特定呼气(压缩机)优先启动(性能优秀或新品)、或最终启动呼气(功能低下设备、低效设备、整备待机等)，为相同的性能时，包括能够均衡运转的功能。

另外，多个空气压缩机至少包含一台VSD(variable speed drive)空气压缩机，而构成多个空气压缩机，使生成最佳值的压力。对此作如下叙述。

所述VSD空气压缩机也以正比例改变以20～120％可变速度生产的压缩空气量(生产量)。

因此，存在相同级别的普通空气压缩机(非VSD空气压缩机，下面将非VSD空气压缩机与VSD空气压缩机区分记载时，称之为“普通空气压缩机”)时，VSD空气压缩机超出部分，启动普通空气压缩机而进行补充，并且，VSD空气压缩机的容量至少以最少(20％)水平进行启动。

相反地，使用量变少，普通空气压缩机停止时，VSD空气压缩机以100～120％水平启动之后，速度渐渐下降，借助VSD空气压缩机的添加结构，以最适合需求处的需要量进行生产。

因此，能够最高效运行空气压缩机，并且，极大化取得能量节省效果。

另外，所述空气压缩机(通过Combax等)连接至网络，可 通过个人笔记本或手机进行远程控制，并且，运行设备中，发生异常现象或停止等异常现象时，能够通过手机等移动设备及时告知。

并且，设备运行期间，能够进行所有信息的存储及实现功能、外部发信功能，并且，存储集成系统的运行状态和过去运行活动，并存储以局域网通信连接的所有空气压缩机的信息(运行时间、警告、停止、整备周期、运行状态等)，需要时能够实现并下载。

并且，以集成控制器控制多个空气压缩机的依次启动，并非同时启动多台，而是启动一台之后，再启动另一台等，分配启动负荷，以生成稳定气压和维持平均电力而以最佳保持变压器的容量等实施。

并且，在需求处根据特性，确定符合其特性的空气压力，能够进行个别启动。

并且，设定、存储使用时间、使用周期，以能够在特定时间或特定日期停止/启动空气压缩机。

下面，对集成控制器进行说明。

集成控制器输入、存储、比较空气压缩机运用所需的压力、温度、电流等基准值，并由定义最佳运行值等空气压缩机的集成控制所需的模块程序(空气压缩机的压力控制演算法、依次控制演算法等、下面称为空气压缩机控制程序)构成，通过多个空气压缩机和RS-485通信接口连接至局域网通信。

并且，集成控制器由空气压缩机控制程序构成，根据生产场地的条件等，设定、输入使用空气压力、使用需要量等基准值，并且，接收从以局域网连接的多个空气压缩机的压力传感器、温度传感器等检测的信号，而与已输入的基准值进行比较，从而，最佳地集成、个别控制多个空气压缩机。

本发明由VSD空气压缩机和普通空气压缩机的混合结构构成多个空气压缩机，并对其进行集成控制，根据需求处的使用量的增加和压力的增加，以最少数量启动空气压缩机，而集成控制多个空气压缩机，以满足需求处的使用量和压力，通过下面的实施例对其进行具体说明。

【实施例】

以RS-485通信接口相互连接包含至少一台VSD(variable speed drive)空气压缩机和普通空气压缩机的多个空气压缩机和集成控制器，而能够通信地连接。

包含所述VSD空气压缩机和普通空气压缩机的多个空气压缩机如上所述，进行转换(Conversion)而用于集成控制。

所述集成控制器通过通信接口，连接由至少一台VSD空气压缩机和多台普通空气压缩机构成的多个空气压缩机，使通过集成控制器控制多个空气压缩机。

对由所述集成控制器集成控制运行的多个空气压缩机的控制及运行方法进行说明。

在所述集成控制器设定、输入使用空气压力基准值。

例如，基准压为7Bar时，进行+、-差，而设定为6.8～7.2Bar范围。

并且，以所述基准值为基准，根据需求处的使用量等，改变使用空气压力时，依次启动/停止空气压缩机。

下面对所述内容进行更具体说明。

基准压为7Bar时，设定为6.8～7.2Bar，而根据需求处的使用量变少，压力渐渐上升，达到7.2Bar时，依次停止空气压缩机而满足减少的使用量，通过降低压力而保持基准压(6.8～7.2Bar)。

相反地，需求处的使用量较多，压力降至6.8Bar时，提高 VSD空气压缩机的启动容量，或启动停止的空气压缩机，满足增加的使用量，并将压力恢复正常(6.8～7.2Bar)。

即，与输入至集成控制器的使用空气压力基准值进行比较，压力上升至基准值以上时，依次停止空气压缩机，而降低空气压缩机的压力，并且，压力降至基准值以下时，依次启动停止的空气压缩机，使得既定压力一直保持为既定基准值。

下面，对空气压缩机的依次启动(启动/停止)进行说明。

首先启动多个空气压缩机中的VSD(variable speed drive)空气压缩机，VSD空气压缩机无法生成充足的空气时，根据优先顺序启动普通空气压缩机。

此时，普通空气压缩机的启动优先顺序根据需求处要求的使用量决定，所有空气压缩机的容量为同级别时，是指没有特别优先顺序，但空气压缩机的容量相互不同时，确定容量最大的空气压缩机顺序为优先顺序而启动。

因此，首先启动VSD空气压缩机，VSD空气压缩机的超过部分启动其它负荷/无负荷普通空气压缩机而进行补充，通过启动普通空气压缩机而满足需求处的使用量时，VSD空气压缩机以启动率最少(20％)水平启动。

将该VSD空气压缩机以启动率最少(20％)水平启动，并通过剩下的普通空气压缩机而满足需求处的使用量，使得以最少数量启动空气压缩机，而生产符合需求处的使用量。

如上所述，在将VSD空气压缩机的启动率以20％水平启动而满足需求处的使用量的状态下，因使用量增加，压力降低至6.8Bar时，提高VSD空气压缩机的生产容量而满足使用量，并将压力恢复正常(6.8～7.2Bar)，只通过VSD空气压缩机而不满足时，启动已停止的普通空气压缩机，使满足所述使用量和压力的要求条件。

另外，在将VSD空气压缩机的启动率以20％水平启动，而满足需求处的使用量的状态下，如上所述相反地，使用量较少时，VSD空气压缩机使启动率增高至100～120％水平而启动，并且，以容量大的顺序停止普通空气压缩机，以满足需求处的使用量，之后，VSD空气压缩机渐渐降低速度，以满足变少的使用量，将因使用量减少而变高的压力降低至7.2Bar以下，将压力恢复至正常(6.8～7.2Bar)。

将VSD空气压缩机的启动率根据增大使用量的合适(100～120％)水平启动，以最少数量启动剩下的普通空气压缩机，以能够满足需求处的使用量地生产。

如上所述，本发明由VSD空气压缩机和普通空气压缩机的混合结构形成多个空气压缩机，并对其进行集成控制，使得根据使用量的增加和压力的增加而以最少数量启动空气压缩机，以满足需求处的使用量和压力，由此，极大提高根据最佳的多个空气压缩机启动的空气压缩机的运行效率，并且，通过以最少数量启动空气压缩机，极大化节省能源。

Claims (3)

1.一种多个空气压缩机的集成控制运行方法，其特征在于，

包括如下步骤：

构成多个空气压缩机，该多个空气压缩机至少包含一台VSD空气压缩机和普通空气压缩机；

所述多个空气压缩机和由空气压缩机控制程序构成的集成控制器通过RS-485通信接口相互连接，以便能够通信；

在所述集成控制器设定需求处的使用空气压力基准值，而存储压力；

首次启动VSD空气压缩机，VSD空气压缩机的超出部分以启动其它普通的空气压缩机而进行补充，从而满足需求处使用量时，VSD空气压缩机以启动率最少20％的水平启动；

因需求处的使用量减少而压力高于基准值以上时，逐渐降低VSD空气压缩机的启动率，由此，满足变少的使用量而降低压力，由此保持为基准值；

因需求处的使用量的增加而压力低于基准值时，提高VSD空气压缩机的生产容量而满足使用量，并提高压力而保持为基准值；以及

在所述步骤中，在只通过VSD空气压缩机而不满足的情况下，根据优先顺序依次启动已停止的普通空气压缩机来满足使用量，使压力保持正常。

2.根据权利要求1所述的多个空气压缩机的集成控制运行方法，其特征在于，

所述优先顺序是根据容量最大的空气压缩机为顺序进行停止/启动。

3.根据权利要求1所述的多个空气压缩机的集成控制运行方法，其特征在于，

转换所述VSD空气压缩机和普通空气压缩机之后，形成多个空气压缩机。