CN108644098A - 一种空气压缩机的全自动控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种空气压缩机的全自动控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种空气压缩机的全自动控制系统及其控制方法，包括引擎、继电器、气泵、储气罐、卸荷阀、调压阀、调压马达、传感器以及控制器，引擎一端通过继电器同电源连接，另一端同气泵连接，气泵接入储气罐的进气端，气泵同储气罐进气端的连接管路上设置有卸荷阀，储气罐的出气端外接调压阀，调压阀外接调压马达，储气罐和调压阀的出气口通过管道分别同传感器a、传感器b连接，继电器、卸荷阀、调压马达、传感器a以及传感器b均同控制器电连接或信号连接。本该控制系统可实现引擎开合、储气罐气压以及调压阀调压的全自动调节，且调节的智能化程度较高，并对该种自动化操作提供了额外的保护措施，避免出现气压过高、引擎启动困难等问题。

Description

一种空气压缩机的全自动控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种空气压缩机的全自动控制系统及其控制方法。
背景技术
空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空气压缩机基本部件有继电器、引擎、气泵、储气罐和调压阀。工作原理是引擎带动气泵将气体压入储气罐中，储气罐中气体经过调压阀调压后输出。
现有的空气压缩机多为手动控制，即需要人手动开合继电器控制引擎启停，从而维持储气罐的气压；手动调节调压阀，以获得所需气压；部分产品有简单的自动控制系统，仅能按照固定档位控制继电器开合，维持储气罐中的气压，仅能按预设的固定档位控制储气罐内压力的最大值和最小值，通过控制继电器开合维持储气罐中的气压，控制最终输出压力的调压阀仍然需要手动调节；对气压过高等意外情况，缺少保护措施；在储气罐压力较高时，空气压缩机的引擎启动困难等问题还有待解决。
因此，针对以上缺陷，需要对现有技术进行有效创新。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的在于提供一种空气压缩机的全自动控制系统及其控制方法，该控制系统可实现引擎开合、储气罐和调压阀调压的全自动调节，且调节的智能化程度较高，并对该种自动化操作提供了额外的保护措施，避免出现气压过高、引擎启动困难等问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种空气压缩机的全自动控制系统，包括引擎、继电器、气泵、储气罐、卸荷阀、调压阀、调压马达、传感器以及控制器，所述的引擎一端通过继电器同电源连接，另一端同气泵连接，所述的气泵接入储气罐的进气端，气泵同储气罐进气端的连接管路上设置有卸荷阀，储气罐的出气端连接调压阀，调压阀外接调压马达，储气罐和调压阀的出气口通过管道分别同传感器a、传感器b连接，继电器、卸荷阀、调压马达、传感器a以及传感器b均同控制器电连接或信号连接；
相应的，控制器内含存储模块，外接控制面板，控制面板包括操作模块和显示模块；操作模块用于压力指令的输入，显示模块用于显示压力指令、储气罐内的实时压力值以及系统报警信息，存储模块用于存储操作模块上输入的压力指令，避免设备在断电后丢失数据；
相应的，控制器内设置有压力分析模块，根据输入的压力指令，设定出最大压力值、最小压力值；
相应的，控制器外接警报装置，用于发出警报信息。
一种空气压缩机全自动控制系统的控制方法如下：
①控制器在启动引擎的同时打开卸荷阀，压缩空气通过卸荷阀排空，待引擎正常启动后，关闭卸荷阀，压缩空气进入储气罐；
②当传感器a检测到的压力值小于最小压力值时，控制器启动引擎给储气罐充气；当传感器a检测到的压力值大于最大压力值时，控制器关停引擎；
③通过调压马达7旋转调压阀的旋钮，当传感器b检测到的压力值低于用户设定的压力指令时，升高调压阀输出压力至设定值；当传感器b检测到的压力值高于用户设定的压力指令时，降低调压阀输出压力至低于设定值后，再升高调压阀输出压力至设定值；
④控制器关闭引擎后，通过控制调压阀来调节输出压力等于用户的设定值，或者调压阀调节后的输出压力等于或小于储气罐的压力；
相应的，步骤①中，引擎1累积运行时间超过控制器设定的时间，控制器通过控制面板中的显示模块显示警报信息；
相应的，步骤③中，调压马达7朝单一方向转动，单次或多次累计转动时间超过控制器设定的时间，控制器通过控制面板中的显示模块显示警报信息；
相应的，步骤②或③中，传感器a、传感器b传输的储气罐或调压阀的压力值达到或超过设备承压值时，控制器通过控制面板中的显示模块显示警报信息；
相应的，步骤③中，当用户设定的压力指令为0时，控制器关闭调压阀，关闭过程中，调压阀的输出压力减小至传感器b无法测量，当调压阀输出气压低至传感器b无法测量时，再根据传感器a传输的数据判断储气罐中压力的变化，若该压力仍然在下降，将继续降压调节，保证完全关闭调压阀；
相应的，步骤③中，调压过程中出现漏气或用气原因，导致调压误差超过误差许可范围，则通过调压阀进行修正调节，调节方式分为两种：一、当调压后的输出压力高于用户的设定值时，调压阀进行修正降压；二、当调压后的输出压力低于用户的设定值时，需要通过传感器a传输的数据判断储气罐内压力是否变化，若变化，不修正调压；若无变化，修正升压。
本发明的有益效果为：
①继电器、卸荷阀、调压马达以及传感器同控制器进行连接，使得空气压缩过程中涉及的过程均可通过控制器实现全自动调节；
②控制器中设置压力区间，确保储气罐的压力值处于精确且安全的范围内，避免了调节的盲目性；
③增加安全防护措施，在气压调节过程中，维护各个部件的工作性能，使得调压过程更为顺利，同时延长部件的使用效率和寿命。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的结构连接示意图；
图中：
1、引擎；2、继电器；3、气泵；4、储气罐；5、卸荷阀；6、调压阀；7、调压马达；81、传感器a；82、传感器b；9、控制器；10、控制面板、11、警报装置。
具体实施方式
如图1所示，一种空气压缩机的全自动控制系统，包括引擎1、继电器2、气泵3、储气罐4、卸荷阀5、调压阀6、调压马达7、传感器以及控制器9，所述的引擎1一端通过继电器2同电源连接，另一端同气泵3连接，所述的气泵3接入储气罐4的进气端，气泵3同储气罐4进气端的连接管路上设置有卸荷阀5，储气罐4的出气端连接调压阀6，调压阀6外接调压马达7，储气罐4和调压阀6的出气口通过管道分别同传感器a81、传感器b82连接，继电器2、卸荷阀5、调压马达7、传感器a81以及传感器b82均同控制器9电连接或信号连接。
下面说明本发明的使用状态：
开机状态：控制器9在启动引擎1的同时打开卸荷阀5，压缩空气通过卸荷阀5排空，降低了引擎1的载荷，待引擎1正常启动后，关闭卸荷阀5，压缩空气进入储气罐4，避免了储气罐4中压力较高导致引擎1启动困难。根据用户设置的压力指令，得到储气罐4压力的最大压力值和最小压力值。当传感器a81检测到的压力值小于最小压力值时，控制器9启动引擎1给储气罐4充气；当传感器a81检测到的压力值大于最大压力值时，控制器9关停引擎1；因此在控制器9的协调控制下，储气罐4的压力将自动保持在给定的范围内，再通过调压马达7旋转调压阀6的旋钮，利用调压阀6对气压进一步调节，即当传感器b82检测到的压力值低于用户设定的压力指令时，升高调压阀6输出压力至设定值；当传感器b82检测到的压力值高于用户设定的压力指令时，降低调压阀6输出压力至低于设定值，之后再升高调压阀6输出压力至设定值。
待机状态：引擎1始终处于关闭状态，当储气罐4中的压力值高于用户设定的压力指令时，通过控制器9控制调压阀6，从而使得输出压力等于用户的设定值；当储气罐4中的压力值低于用户设定的压力指令时，通过控制器9控制调压阀6的输出压力值等于或小于储气罐的压力值。
智能调节：一、当用户设定的压力指令为0时，控制器9关闭调压阀6，关闭过程中，调压阀6的输出压力减小至传感器b82无法测量，当调压阀6输出气压低至传感器b82无法测量时，再根据传感器a81传输的数据判断储气罐4中压力的变化，若该压力仍然在下降，则判断调压阀6没有完全关闭，将继续降压调节，保证完全关闭调压阀6。二、因用户在调压过程中用气等原因，可能导致调压不准，若调压误差超过误差许可范围，则通过调压阀6进行修正调节，调节方式分为两种：一、当调压后的输出压力高于用户的设定值时，调压阀6进行修正降压；二、当调压后的输出压力低于用户的设定值时，需要通过传感器a81传输的数据判断储气罐4内压力是否变化，若变化，说明是用户用气，不修正调压；若无变化，说明调压值偏低，修正升压。
安全措施：一、本控制系统上电后，对控制面板10的操作模块的自检失败，或者传感器a81、传感器b82传输的储气罐4和调压阀6的压力值达到或超过设备承压值时，或者调压马达7朝单一方向转动，单次或多次累计转动时间超时，或者引擎1累积运行时间超时，控制器9均可通过控制面板10中的显示模块显示警报信息，该警报信息还可通过外接的警报装置实现声光警报，同时，控制器通过继电器2进行停机操作，保证设备的安全，在排除危险因素后，重新开机运行，若在排障过程中断电，系统将读取控制器9中存储模块记录的数据，按照用户的设定指令自动工作。二、系统处于开机状态，调压阀6在调压时，若因为用气或者漏气等原因，控制器9通过传感器a81传输的数据判断储气罐4压力不足时，控制器9暂时中断调压，待储气罐4压力足够后再调压。三、系统处于待机状态，调压阀6在调压时，若因为用气或者漏气等原因，控制器9通过传感器a81传输的数据判断储气罐4压力下降时，控制器9暂时中断调压，待储气罐4压力稳定后再调压。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种空气压缩机的全自动控制系统，包括引擎、继电器、气泵、储气罐、卸荷阀、调压阀、调压马达、传感器以及控制器，其特征在于：所述的引擎一端通过继电器同电源连接，另一端同气泵连接，所述的气泵接入储气罐的进气端，气泵同储气罐进气端的连接管路上设置有卸荷阀，储气罐的出气端连接调压阀，调压阀外接调压马达，储气罐和调压阀的出气口通过管道分别同传感器a、传感器b连接，继电器、卸荷阀、调压马达、传感器a以及传感器b均同控制器电连接或信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种空气压缩机的全自动控制系统，其特征在于：所述的控制器内含存储模块，外接控制面板，控制面板包括操作模块和显示模块。
3.根据权利要求1所述的一种空气压缩机的全自动控制系统，其特征在于：所述的控制器内设置有压力分析模块，根据输入的压力指令，设定出最大压力值、最小压力值。
4.根据权利要求1所述的一种空气压缩机的全自动控制系统，其特征在于：所述的控制器外接警报装置。
5.一种空气压缩机全自动控制系统的控制方法，其特征在于，控制方法如下：
①控制器在启动引擎的同时打开卸荷阀，压缩空气通过卸荷阀排空，待引擎正常启动后，关闭卸荷阀，压缩空气进入储气罐；
②当传感器a检测到的压力值小于最小压力值时，控制器启动引擎给储气罐充气；当传感器a检测到的压力值大于最大压力值时，控制器关停引擎；
③通过调压马达7旋转调压阀的旋钮，当传感器b检测到的压力值低于用户设定的压力指令时，升高调压阀输出压力至设定值；当传感器b检测到的压力值高于用户设定的压力指令时，降低调压阀输出压力至低于设定值后，再升高调压阀输出压力至设定值；
④控制器关闭引擎后，通过控制调压阀来调节输出压力等于用户的设定值，或者调压阀调节后的输出压力等于或小于储气罐的压力。
6.根据权利要求5所述的一种空气压缩机全自动控制系统的控制方法，其特征在于：步骤①中，引擎1累积运行时间超过控制器设定的时间，控制器通过控制面板中的显示模块显示警报信息。
7.根据权利要求5所述的一种空气压缩机全自动控制系统的控制方法，其特征在于：步骤③中，调压马达7朝单一方向转动，单次或多次累计转动时间超过控制器设定的时间，控制器通过控制面板中的显示模块显示警报信息。
8.根据权利要求5所述的一种空气压缩机全自动控制系统的控制方法，其特征在于：步骤②或③中，传感器a、传感器b传输的储气罐或调压阀的压力值达到或超过设备承压值时，控制器通过控制面板中的显示模块显示警报信息。
9.根据权利要求5所述的一种空气压缩机全自动控制系统的控制方法，其特征在于：步骤③中，当用户设定的压力指令为0时，控制器关闭调压阀，关闭过程中，调压阀的输出压力减小至传感器b无法测量，当调压阀输出气压低至传感器b无法测量时，再根据传感器a传输的数据判断储气罐中压力的变化，若该压力仍然在下降，将继续降压调节，保证完全关闭调压阀。
10.根据权利要求5所述的一种空气压缩机全自动控制系统的控制方法，其特征在于：步骤③中，调压过程中出现漏气或用气原因，导致调压误差超过误差许可范围，则通过调压阀进行修正调节，调节方式分为两种：一、当调压后的输出压力高于用户的设定值时，调压阀进行修正降压；二、当调压后的输出压力低于用户的设定值时，需要通过传感器a传输的数据判断储气罐内压力是否变化，若变化，不修正调压；若无变化，修正升压。
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