CN111752207A - 一种自动化的压缩空气节能集群控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化的压缩空气节能集群控制系统及方法，属于节能集群控制系统技术领域，包括储气罐，储气罐的出气口通过第一管道固定有气泵，气泵通过第二管道固定有空气压缩机，空气压缩机通过第三管道固定有干燥机，第三管道上安装有第二电磁阀，第三管道上固定有第四管道，且第四管道安装于第二电磁阀靠前位置，第三管道内固定有第一湿度传感器，且第一湿度传感器位于第四管道靠前位置，第四管道上安装有第一电磁阀干燥机的出气口固定有第五管道，第五管道上安装有第三电磁阀，干燥机内固定有第二湿度传感器，本发明节能减排，构思巧妙，便于实现自动控制。

Description

一种自动化的压缩空气节能集群控制系统及方法

技术领域

本发明涉及节能集群控制系统技术领域，更具体地说，涉及一种自动化的压缩空气节能集群控制系统及方法。

背景技术

压缩空气是除了电力之外的最重要的工业动力源，在机械、电子、石化、汽车、纺织、化纤、有色金属、电力、煤炭、食品、医药等领域都有极其广泛的应用，空气压缩机可提供压缩空气作为气源动力，是气动系统的核心设备机电引气源装置中的主体，它是将原动(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。

由于空压机输出的压缩空气不可避免地含有水汽和灰尘颗粒等，如果不进行处理，会使得后续的用气设备及管道被锈蚀、用气质量低劣，最终严重影响产品的质量，因此，需要对压缩空气进行干燥和过滤处理，压缩空气干燥机最重要压缩空气净化设备，几乎所有需要压缩空气的场所都要用干燥机。

但是在现有技术中，我们不便根据空气压缩机压缩后空气湿度以决定是否启用干燥机，实际操作中，有些经过空气压缩机压缩后的空气是不需要再进行干燥的，有些是需要干燥的，如果我们对所有经过压缩后的空气都进行干燥，就无疑会增多能源的消耗，不能达到节能减排的效果，同时启动干燥机时，也不能根据其湿度大小启动将干燥剂启动至相应的功率，启动功率较大，会造成能源的浪费，启动功率过小，会导致干燥时间的增加。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自动化的压缩空气节能集群控制系统及方法，它节能减排，构思巧妙，便于实现自动控制。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种自动化的压缩空气节能集群控制系统，包括储气罐，所述储气罐的出气口通过第一管道固定有气泵，所述气泵通过第二管道固定有空气压缩机，所述空气压缩机通过第三管道固定有干燥机，所述第三管道上安装有第二电磁阀，所述第三管道上固定有第四管道，且第四管道安装于第二电磁阀靠前位置，所述第三管道内固定有第一湿度传感器，且第一湿度传感器位于第四管道靠前位置，所述第四管道上安装有第一电磁阀所述干燥机的出气口固定有第五管道，所述第五管道上安装有第三电磁阀，所述干燥机内固定有第二湿度传感器，所述气泵、空气压缩机、第三管道、第一湿度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、干燥机、第二湿度传感器和第三电磁阀均通过导线电性连接有A/D转换模块，所述A/D转换模块电性连接有PLC控制系统，本发明节能减排，构思巧妙，便于实现自动控制。

作为本发明的一种优选方案，所述储气罐的出气口内壁上固定有滤网。

作为本发明的一种优选方案，所述PLC控制系统包括单片机芯片、第一湿度等级划分模块、干燥机开闭模块、干燥机功率调节模块、第二电磁阀开闭模块、第二电磁阀开闭模块和第三电磁阀开闭模块；

所述单片机芯片内设置有第一湿度标准阈值范围和第二湿度标准阈值范围；

所述第一湿度等级划分模块、干燥机开闭模块、第二电磁阀开闭模块和第三电磁阀开闭模块均与单片机芯片电性连接；

所述第二电磁阀开闭模块与干燥机功率调节模块电性连接，所述干燥机功率调节模块与干燥机开闭模块电性连接。

作为本发明的一种优选方案，所述单片机芯片电性连接有空气压缩机开关和气泵开关，且空气压缩机开关和气泵开关分别手动控制空气压缩机和干燥机的启动与关闭。

作为本发明的一种优选方案，所述PLC控制系统还包括A/D转换电路和放大电路，所述A/D转换模块的输出端与A/D转换电路的输入端电性连接，所述A/D转换电路的输出端与放大电路的输入端电性连接，所述放大电路的输出端与单片机芯片的输入端电性连接。

一种自动化的压缩空气节能集群控制方法，包括以下步骤：

S1、抽气、过滤：启动气泵，经过气泵的作用，将储气罐内的空气抽出，空气经过滤网的过滤，将颗粒杂质过滤，进而空气进入空气压缩机内，经过空气压缩机的压缩作用，部分气体进入第三管道内；

S2、第一湿度值检测：经过第一湿度传感器的作用，检测第三管道内空气的第一湿度值，第一湿度传感器将检测到的第一湿度值反馈至PLC控制系统；

S3、第一湿度值比对及相应措施：经过单片机芯片的作用，将第一湿度标准阈值范围与第一湿度值进行对比：

S31、当第一湿度值处于第一湿度标准阈值范围内，第二电磁阀开闭模块自动控制第一电磁阀开启，压缩后的空气经第四管道排出；

S32、当第一湿度值超过第一湿度标准阈值范围时，第二电磁阀开闭模块自动控制第二电磁阀开启，压缩后的空气经第三管道进入干燥机内，与此同时第一湿度等级划分模块会根据比对结果将压缩后的空气按照湿度进行等级划分，干燥机开闭模块和干燥机功率调节模块会根据等级划分的结果自动控制干燥机按照功率大小启动干燥机；

S321、干燥：经干燥机的作用对压缩后的空气进行干燥；

S322、第二湿度值检测：经过第二湿度传感器的作用，检测干燥机内空气的第二湿度值，第二湿度传感器将检测到的第二湿度值反馈至PLC控制系统；

S323、第二湿度值比对及相应措施：经过单片机芯片的作用，将第二湿度标准阈值范围与第二湿度值进行比对，由于干燥机一直对压缩后的空气进行干燥，直至第二湿度值处于第二湿度标准阈值范围内时，此时第三电磁阀开闭模块自动控制第三电磁阀开启，干燥后的空气经第五管道排出。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案节能减排，构思巧妙，便于实现自动控制。

附图说明

图1为本发明一种自动化的压缩空气节能集群控制系统处的功能框图；

图2为本发明一种自动化的压缩空气节能集群控制系统中PLC控制系统处的功能框图。

图中标号说明：

1储气罐、2滤网、3第一管道、4气泵、5第二管道、6空气压缩机、7第三管道、8第一湿度传感器、9第四管道、10第一电磁阀、11第二电磁阀、12干燥机、13第二湿度传感器、14第五管道、15第三电磁阀、16 A/D转换模块、17 PLC控制系统、171 A/D转换电路、172放大电路、173单片机芯片、174空气压缩机开关、175气泵开关、176第一湿度标准阈值范围、177第二湿度标准阈值范围、178第一湿度等级划分模块、179干燥机开闭模块、1710干燥机功率调节模块、1711第二电磁阀开闭模块、1712第二电磁阀开闭模块、1713第三电磁阀开闭模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，一种自动化的压缩空气节能集群控制系统及方法，包括一种自动化的压缩空气节能集群控制系统和一种自动化的压缩空气节能集群控制方法：

一种自动化的压缩空气节能集群控制系统，包括储气罐1，储气罐1的出气口通过第一管道3固定有气泵4，气泵4通过第二管道5固定有空气压缩机6，空气压缩机6通过第三管道7固定有干燥机12，第三管道7上安装有第二电磁阀11，第三管道7上固定有第四管道9，且第四管道9安装于第二电磁阀11靠前位置，第三管道7内固定有第一湿度传感器8，且第一湿度传感器8位于第四管道9靠前位置，第四管道9上安装有第一电磁阀10干燥机12的出气口固定有第五管道14，第五管道14上安装有第三电磁阀15，干燥机12内固定有第二湿度传感器13，气泵4、空气压缩机6、第三管道7、第一湿度传感器8、第一电磁阀10、第二电磁阀11、干燥机12、第二湿度传感器13和第三电磁阀15均通过导线电性连接有A/D转换模块16，A/D转换模块16电性连接有PLC控制系统17，PLC控制系统17包括单片机芯片173、第一湿度等级划分模块178、干燥机开闭模块179、干燥机功率调节模块1710、第二电磁阀开闭模块1711、第二电磁阀开闭模块1712和第三电磁阀开闭模块1713，单片机芯片173内设置有第一湿度标准阈值范围176和第二湿度标准阈值范围177，第一湿度等级划分模块178、干燥机开闭模块179、第二电磁阀开闭模块1712和第三电磁阀开闭模块1713均与单片机芯片173电性连接，第二电磁阀开闭模块1711与干燥机功率调节模块1710电性连接，干燥机功率调节模块1710与干燥机开闭模块179电性连接。

本实施例中，储气罐1用以储存空气，通过气泵4的作用将储气罐1内的空气抽出，经第一管道3进入气泵4内，经第二管道5排至空气压缩机6内，经过空气压缩机6的作用，从而进行空气压缩，同时一部分压缩后的空气进入第三管道7，第一湿度传感器8对该压缩后的空气进行湿度检测，得到第一湿度值，记为A，同时将第一湿度值反馈至PLC控制系统17，单片机芯片173内设置的第一湿度标准阈值范围176，记为B，同时单片机芯片173将A与B进行比对，当A处于B内时，第二电磁阀开闭模块1712自动控制第一电磁阀10开启，将压缩后的空气经第四管道9排出，当A超过B时，第二电磁阀开闭模块1711自动控制第二电磁阀11开启，压缩后的空气经第三管道7进入干燥机12内，与此同时第一湿度等级划分模块178会根据比对结果将压缩后的空气按照湿度进行等级划分，干燥机开闭模块179和干燥机功率调节模块1710会根据等级划分的结果自动控制干燥机12按照功率大小启动干燥机12，经干燥机12的作用对压缩后的空气进行干燥，经过第二湿度传感器13的作用，检测干燥机12内空气的第二湿度值，记为C，第二湿度传感器13将检测到的第二湿度值反馈至PLC控制系统17，单片机芯片173内设置的第二湿度标准阈值范围177记为D，经过单片机芯片173的作用，将C与D进行比对，由于干燥机12一直对压缩后的空气进行干燥，直至C处于D内时，此时第三电磁阀开闭模块1713自动控制第三电磁阀15开启，干燥后的空气经第五管道14排出，从而实现节能减排，需要进行说明的，上述如何实现自动控制，只需进行相应的编程即可，此处本领域技术人员根据本发明的思路完全可以联想得到，故此对此处不做过多赘述。

请参阅图1，储气罐1的出气口内壁上固定有滤网2。

本实施例中，通过滤网2的设置，可以对进入气泵4内的空气进行过滤，将颗粒杂质过滤，从而便于后续的空气压缩工序，同时不易使得颗粒杂质对气泵4、空气压缩机6和干燥机12进行破坏，延长其使用寿命。

请参阅图2，单片机芯片173电性连接有空气压缩机开关174和气泵开关175。

本实施例中，空气压缩机开关174和气泵开关175分别手动控制空气压缩机6和干燥机12的启动与关闭。

请参阅图2，PLC控制系统17还包括A/D转换电路171和放大电路172，A/D转换模块16的输出端与A/D转换电路171的输入端电性连接，A/D转换电路171的输出端与放大电路172的输入端电性连接，放大电路172的输出端与单片机芯片173的输入端电性连接。

本实施例中，数据之间的传输和反馈都是以信号的模式传递，A/D转换电路171用以信号之间的转换，经过放大电路172的放大作用，对信号予以放大，保证传输速度和传输的精准度。

一种自动化的压缩空气节能集群控制方法，包括以下步骤：

S1、抽气、过滤：启动气泵4，经过气泵4的作用，将储气罐1内的空气抽出，空气经过滤网2的过滤，将颗粒杂质过滤，进而空气进入空气压缩机6内，经过空气压缩机6的压缩作用，部分气体进入第三管道7内；

S2、第一湿度值检测：经过第一湿度传感器8的作用，检测第三管道7内空气的第一湿度值，第一湿度传感器8将检测到的第一湿度值反馈至PLC控制系统17；

S3、第一湿度值比对及相应措施：经过单片机芯片173的作用，将第一湿度标准阈值范围176与第一湿度值进行对比：

S31、当第一湿度值处于第一湿度标准阈值范围176内，第二电磁阀开闭模块1712自动控制第一电磁阀10开启，压缩后的空气经第四管道9排出；

S32、当第一湿度值超过第一湿度标准阈值范围176时，第二电磁阀开闭模块1711自动控制第二电磁阀11开启，压缩后的空气经第三管道7进入干燥机12内，与此同时第一湿度等级划分模块178会根据比对结果将压缩后的空气按照湿度进行等级划分，干燥机开闭模块179和干燥机功率调节模块1710会根据等级划分的结果自动控制干燥机12按照功率大小启动干燥机12；

S321、干燥：经干燥机12的作用对压缩后的空气进行干燥；

S322、第二湿度值检测：经过第二湿度传感器13的作用，检测干燥机12内空气的第二湿度值，第二湿度传感器13将检测到的第二湿度值反馈至PLC控制系统17；

S323、第二湿度值比对及相应措施：经过单片机芯片173的作用，将第二湿度标准阈值范围177与第二湿度值进行比对，由于干燥机12一直对压缩后的空气进行干燥，直至第二湿度值处于第二湿度标准阈值范围177内时，此时第三电磁阀开闭模块1713自动控制第三电磁阀15开启，干燥后的空气经第五管道14排出。

需要进行说明的是，本发明中所有的电学器件均能得到外部电源予以供电使其正常运作，其型号可以根据实际需要选择相应的型号，故此不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种自动化的压缩空气节能集群控制系统，其特征在于，包括储气罐（1），所述储气罐（1）的出气口通过第一管道（3）固定有气泵（4），所述气泵（4）通过第二管道（5）固定有空气压缩机（6），所述空气压缩机（6）通过第三管道（7）固定有干燥机（12），所述第三管道（7）上安装有第二电磁阀（11），所述第三管道（7）上固定有第四管道（9），且第四管道（9）安装于第二电磁阀（11）靠前位置，所述第三管道（7）内固定有第一湿度传感器（8），且第一湿度传感器（8）位于第四管道（9）靠前位置，所述第四管道（9）上安装有第一电磁阀（10）所述干燥机（12）的出气口固定有第五管道（14），所述第五管道（14）上安装有第三电磁阀（15），所述干燥机（12）内固定有第二湿度传感器（13），所述气泵（4）、空气压缩机（6）、第三管道（7）、第一湿度传感器（8）、第一电磁阀（10）、第二电磁阀（11）、干燥机（12）、第二湿度传感器（13）和第三电磁阀（15）均通过导线电性连接有A/D转换模块（16），所述A/D转换模块（16）电性连接有PLC控制系统（17）。

2.根据权利要求1所述的一种自动化的压缩空气节能集群控制系统，其特征在于，所述储气罐（1）的出气口内壁上固定有滤网（2）。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动化的压缩空气节能集群控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统（17）包括单片机芯片（173）、第一湿度等级划分模块（178）、干燥机开闭模块（179）、干燥机功率调节模块（1710）、第二电磁阀开闭模块（1711）、第二电磁阀开闭模块（1712）和第三电磁阀开闭模块（1713）；

所述单片机芯片（173）内设置有第一湿度标准阈值范围（176）和第二湿度标准阈值范围（177）；

所述第一湿度等级划分模块（178）、干燥机开闭模块（179）、第二电磁阀开闭模块（1712）和第三电磁阀开闭模块（1713）均与单片机芯片（173）电性连接；

所述第二电磁阀开闭模块（1711）与干燥机功率调节模块（1710）电性连接，所述干燥机功率调节模块（1710）与干燥机开闭模块（179）电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动化的压缩空气节能集群控制系统，其特征在于，所述单片机芯片（173）电性连接有空气压缩机开关（174）和气泵开关（175），且空气压缩机开关（174）和气泵开关（175）分别手动控制空气压缩机（6）和干燥机（12）的启动与关闭。

5.根据权利要求4所述的一种自动化的压缩空气节能集群控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统（17）还包括A/D转换电路（171）和放大电路（172），所述A/D转换模块（16）的输出端与A/D转换电路（171）的输入端电性连接，所述A/D转换电路（171）的输出端与放大电路（172）的输入端电性连接，所述放大电路（172）的输出端与单片机芯片（173）的输入端电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种自动化的压缩空气节能集群控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、抽气、过滤：启动气泵（4），经过气泵（4）的作用，将储气罐（1）内的空气抽出，空气经过滤网（2）的过滤，将颗粒杂质过滤，进而空气进入空气压缩机（6）内，经过空气压缩机（6）的压缩作用，部分气体进入第三管道（7）内；

S2、第一湿度值检测：经过第一湿度传感器（8）的作用，检测第三管道（7）内空气的第一湿度值，第一湿度传感器（8）将检测到的第一湿度值反馈至PLC控制系统（17）；

S3、第一湿度值比对及相应措施：经过单片机芯片（173）的作用，将第一湿度标准阈值范围（176）与第一湿度值进行对比：

S31、当第一湿度值处于第一湿度标准阈值范围（176）内，第二电磁阀开闭模块（1712）自动控制第一电磁阀（10）开启，压缩后的空气经第四管道（9）排出；

S32、当第一湿度值超过第一湿度标准阈值范围（176）时，第二电磁阀开闭模块（1711）自动控制第二电磁阀（11）开启，压缩后的空气经第三管道（7）进入干燥机（12）内，与此同时第一湿度等级划分模块（178）会根据比对结果将压缩后的空气按照湿度进行等级划分，干燥机开闭模块（179）和干燥机功率调节模块（1710）会根据等级划分的结果自动控制干燥机（12）按照功率大小启动干燥机（12）；

S321、干燥：经干燥机（12）的作用对压缩后的空气进行干燥；

S322、第二湿度值检测：经过第二湿度传感器（13）的作用，检测干燥机（12）内空气的第二湿度值，第二湿度传感器（13）将检测到的第二湿度值反馈至PLC控制系统（17）；

S323、第二湿度值比对及相应措施：经过单片机芯片（173）的作用，将第二湿度标准阈值范围（177）与第二湿度值进行比对，由于干燥机（12）一直对压缩后的空气进行干燥，直至第二湿度值处于第二湿度标准阈值范围（177）内时，此时第三电磁阀开闭模块（1713）自动控制第三电磁阀（15）开启，干燥后的空气经第五管道（14）排出。

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