CN112377414A - 双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统、方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统、方法及设备，所述系统包括控制器，以及所述双电机双级压缩螺杆空压机包括按序设置在压缩气路上的一级变频压缩机组、中间冷却器和二级变频压缩机组，所述中间冷却器电性连接冷却介质控制阀。通过根据实时一级排气压力和预设第一阈值相比结果、实时二级排气压力和预设第二阈值相比结果、实时二级进气温度和预设第三阈值相比结果分别调整对应的压缩效率，从而使得压缩效率在最优值；使得两级电机的转速可独立控制，并可根据压缩机和冷却系统的特性来分配两级压缩机的压缩比，实现压缩效率的高效控制。

Description

双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统、方法及设备

技术领域

本申请涉及空压机效率控制领域，特别是一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统、方法及设备。

背景技术

螺杆空压机大部分为双螺杆空压机，分为单级压缩和双级压缩两种系列。双级压缩机型由于每级的压缩比较单级压缩小，因此压缩气体时的内泄露量低，产气量一般比单级压缩的机型大。

目前国内市场已有双级压缩螺杆空压机逐步替代单级压缩机型的趋势；目前双级压缩的螺杆机头内，两级螺杆之间是通过齿轮传动。

由于两级螺杆之间是通过齿轮传动，因此两级螺杆的转速比是固定不变的，导致在不同的负荷下两级的压缩比不能动态调节，即两级的压缩机头的输出流量比固定不变，使得压缩效率不能一直保持最优值；同时齿轮传动过程中亦有传动效率的损失。

发明内容

鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统和一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制方法，其中包括：

一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统，用于对双电机双级压缩螺杆空压机进行效率控制，所述系统包括控制器，以及所述双电机双级压缩螺杆空压机内包括按序设置在压缩气路上的一级变频压缩机组、中间冷却器和二级变频压缩机组，所述中间冷却器电性连接冷却介质控制阀；

所述控制器分别电性连接所述一级变频压缩机组、所述二级变频压缩机组和所述冷却介质控制阀；

在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值范围的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频压缩机组，升高或降低所述一级变频压缩机组当前的工作频率；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频压缩机组，升高或降低所述二级变频压缩机组当前的工作频率；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级进气温度不处于预设第三阈值的情况下，所述控制器发送第三调节信号至所述冷却介质控制阀，增大或减小所述冷却介质控制阀当前的阀门开启角度。

进一步地，所述一级变频压缩机组内包括一级压缩机，通过联轴器与所述一级压缩机连接的一级电机，以及与所述一级电机电性连接的一级变频器；所述二级变频压缩机组内包括二级压缩机，通过联轴器与所述二级压缩机连接的二级电机，以及与所述二级电机电性连接的二级变频器；所述一级变频器和所述二级变频器分别电连接所述控制器；

在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频器，通过所述第一变频器调节所述一级电机当前的工作频率，升高或降低所述一级压缩机当前所产生的排气压力；

和/或；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频器，通过所述第二变频器调节所述二级电机当前的工作频率，升高或降低所述二级压缩机当前所产生的排气压力。

进一步地，还包括与所述控制器电连接的HMI模块，所述HMI模块用于接收用户通过交互的方式发送的所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围，并将所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围发送至所述控制器。

进一步地，还包括在所述一级变频压缩机组排气方向的所述压缩气路分别依次设有的一级排气压力传感器、一级排气温度传感器；在所述二级变频压缩机组进气方向的所述压缩气路设有的二级进气压力传感器、二级进气温度传感器；在所述二级变频压缩机组排气方向的所述压缩气路分别设有的二级排气压力传感器、二级排气温度传感器；所述一级排气压力传感器、所述一级排气温度传感器、所述二级进气压力传感器、所述二级进气温度传感器、所述二级排气压力传感器、所述二级排气温度传感器分别电性连接所述控制器；

所述一级排气压力传感器用于检测所述实时一级排气压力，所述二级排气压力传感器用于检测所述实时二级排气压力，所述二级进气温度传感器用于检测所述实时二级进气温度，并将所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度发送至所述控制器。

进一步地，还包括与所述控制器电连接的PID运算单元；

所述控制器发送所述一级排气压力、所述二级排气压力和所述二级进气温度至所述PID运算单元；

所述PID运算单元生成所述第一调节信号、所述第二调节信号和所述第三调节信号反馈至所述控制器。

进一步地，还包括设置在所述控制器内的模拟量输出模块，所述模拟量输出模块电性连接所述冷却介质控制阀；

所述模拟量输出模块用于发送所述PID运算单元生成的所述第三调节信号至所述冷却介质控制阀。

进一步地，还包括设置在所述控制器内的模拟量输入模块，所述模拟量输入模块电性连接所述一级排气温度传感器、所述二级进气温度传感器、所述二级排气温度传感器、所述一级排气压力传感器、所述二级进气压力传感器和所述二级排气压力传感器；所述模拟量输入模块用于接收所述一级排气压力传感器检测的所述实时一级排气压力、所述二级排气压力传感器检测的所述实时二级排气压力、所述二级进气温度传感器检测的所述实时二级进气温度，并将所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度发送至所述控制器内。

本发明还提供了一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制方法，所述方法包括：

所述控制器分别获取所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度；

当所述实时一级排气压力不处于所述预设第一阈值范围时，所述控制器生成第一调节信号，并将所述第一调节信号发送至所述一级变频压缩机组；所述一级变频压缩机组依据接收到的所述第一调节信号调节当前的工作频率；

和/或，

当所述实时二级排气压力不处于所述预设第二阈值范围时，所述控制器生成第二调节信号，并将所述第二调节信号发送至所述二级变频压缩机组；所述二级变频压缩机组依据接收到的所述第二调节信号调节当前的工作频率；

和/或，

当所述实时二级进气温度不处于所述预设第三阈值范围时，所述控制器生成第三调节信号，并将所述第三调节信号发送至所述冷却介质控制阀；所述冷却介质控制阀依据接收到的所述第三调节信号调节当前的阀门开启角度。

进一步地，所述控制器分别获取所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度的步骤，包括：

所述控制器获取所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围；其中，所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围由所述HMI模块根据用户输入的交互指令生成。

本发明还提供了一种设备，包括如上所述的双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统。

本发明具有以下优点：

在本申请的实施例中，包括控制器，以及所述双电机双级压缩螺杆空压机内包括按序设置在压缩气路上的一级变频压缩机组、中间冷却器和二级变频压缩机组，所述中间冷却器电性连接冷却介质控制阀；所述控制器分别电性连接所述一级变频压缩机组、所述二级变频压缩机组和所述冷却介质控制阀；在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值范围的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频压缩机组，升高或降低所述一级变频压缩机组当前的工作频率；在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频压缩机组，升高或降低所述二级变频压缩机组当前的工作频率；在所述二级变频压缩机组对应的实时二级进气温度不处于预设第三阈值的情况下，所述控制器发送第三调节信号至所述冷却介质控制阀，增大或减小所述冷却介质控制阀当前的阀门开启角度；

通过在一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值范围、二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值范围以及二级变频压缩机组对应的实时二级进气温度不处于预设第三阈值范围的情况下，控制器通过分别发送第一调节信号、第二调节信号、第三调节信号至对应的一级变频压缩机组、二级变频压缩机组、冷却介质控制阀中，实现对所述一级变频压缩机组当前的工作频率的升高或降低、对所述二级变频压缩机组当前的工作频率的升高或降低、所述冷却介质控制阀当前的阀门开启角度的增大或减小；根据工作频率的升高或降低以及阀门开启角度的增大或减小进行压缩效率的调整，从而使得压缩效率在最优值；使得两级电机的转速可独立控制，并可根据压缩机和冷却系统的特性来分配两级压缩机的压缩比，实现压缩效率的高效控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统的结构框图；

图2是本申请一实施例提供的一种双电机双级压缩螺杆空压机的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制方法的步骤流程图；

图4是本申请一实施例提供的一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制方法的流程示意图。

附图中：1、压缩气路；2、一级压缩机；3、一级排气压力传感器；4、一级排气温度传感器；5、中间冷却器；6、二级进气压力传感器；7、二级进气温度传感器；8、二级压缩机；9、二级排气压力传感器；10、二级排气温度传感器；11、一级电机；12、一级变频器；13、冷却介质控制阀；14、二级电机；15、二级变频器。

具体实施方式

为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本发明任一实施例中，用于对双电机双级压缩螺杆空压机进行效率控制。

参照图1、2，分别示出了本申请一实施例提供的一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统的结构框图以及一种双电机双级压缩螺杆空压机的结构示意图；

一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统，包括控制器，以及所述双电机双级压缩螺杆空压机内包括按序设置在压缩气路1上的一级变频压缩机组、中间冷却器5和二级变频压缩机组，所述中间冷却器5电性连接冷却介质控制阀13；

所述控制器分别电性连接所述一级变频压缩机组、所述二级变频压缩机组和所述冷却介质控制阀13；

在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值范围的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频压缩机组，升高或降低所述一级变频压缩机组当前的工作频率；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频压缩机组，升高或降低所述二级变频压缩机组当前的工作频率；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级进气温度不处于预设第三阈值的情况下，所述控制器发送第三调节信号至所述冷却介质控制阀13，增大或减小所述冷却介质控制阀13当前的阀门开启角度。

在本申请的实施例中，通过在一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值范围、二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值范围以及二级变频压缩机组对应的实时二级进气温度不处于预设第三阈值范围的情况下，控制器通过分别发送第一调节信号、第二调节信号、第三调节信号至对应的一级变频压缩机组、二级变频压缩机组、冷却介质控制阀13中，实现对所述一级变频压缩机组当前的工作频率的升高或降低、对所述二级变频压缩机组当前的工作频率的升高或降低、所述冷却介质控制阀13当前的阀门开启角度的增大或减小；根据工作频率的升高或降低以及阀门开启角度的增大或减小进行压缩效率的调整，从而使得压缩效率在最优值；使得两级电机的转速可独立控制，并可根据压缩机和冷却系统的特性来分配两级压缩机的压缩比，实现压缩效率的高效控制。

下面，将对本示例性实施例中一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统作进一步地说明。

在本发明一实施例中，控制器为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器或单片机电路板，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器、随机存储器、只读存储器、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

在本发明一实施例中，所述一级变频压缩机组内包括一级压缩机2，通过联轴器与所述一级压缩机2连接的一级电机11，以及与所述一级电机11电性连接的一级变频器12；所述二级变频压缩机组内包括二级压缩机8，通过联轴器与所述二级压缩机连接的二级电机14，以及与所述二级电机14电性连接的二级变频器15；所述一级变频器12和所述二级变频器15分别电连接所述控制器；在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频器12，通过所述第一变频器12调节所述一级电机11当前的工作频率，升高或降低所述一级压缩机2当前所产生的排气压力；在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频器15，通过所述第二变频器15调节所述二级电机14当前的工作频率，升高或降低所述二级压缩机8当前所产生的排气压力。

需要说明的是，控制器将第一调节信号发送至第一变频器12、将第二调节信号发送至第二变频器15以及将第三调节信号发送至冷却介质控制阀13；第一变频器12根据自身频率的调节对应调节所述一级电机11当前的工作频率，即调整一级电机11的一级转速，根据一级电机11的一级转速的调整对应升高或降低所述一级压缩机2当前所产生的一级排气压力，从而实现压缩效率的调整；第二变频器15根据自身频率的调节对应调节所述二级电机14当前的工作频率，即调整二级电机14的二级转速，根据二级电机14的二级转速的调整对应升高或降低所述二级压缩机8当前所产生的二级排气压力，从而实现压缩效率的调整；冷却介质控制阀13根据第三调节信号对应增大或减小所述冷却介质控制阀13当前的阀门开启角度，根据增大或减小所述冷却介质控制阀13的阀门开启角度对应升高或降低当前所产生的二级进气温度，从而实现压缩效率的调整。

在一具体实施例中，在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力低于预设第一阈值的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频压缩机组，升高所述一级变频压缩机组当前的工作频率；即第一变频器12根据自身频率的调节对应调节一级电机11当前的工作频率，调节一级电机11的工作频率即调整一级电机11的一级转速，根据一级电机11的一级转速的调整对应升高所述一级压缩机2当前所产生的一级排气压力，从而实现压缩效率的调整。

在另一具体实施例中，在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力低于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频压缩机组，升高所述二级变频压缩机组当前的工作频率；即第二变频器15根据自身频率的调节对应调节二级电机14当前的工作频率，调节二级电机14的工作频率即调整二级电机14的二级转速，根据二级电机14的二级转速的调整对应升高所述二级压缩机8当前所产生的二级排气压力，从而实现压缩效率的调整。

在又一具体实施例中，在所述二级变频压缩机组对应的实时二级进气温度低于预设第三阈值的情况下，所述控制器发送第三调节信号至所述冷却介质控制阀13，增大所述冷却介质控制阀13当前的阀门开启角度；即冷却介质控制阀13根据第三调节信号对应增大所述冷却介质控制阀13当前的阀门开启角度，根据增大所述冷却介质控制阀13当前的阀门开启角度对应升高当前所产生的二级进气温度，从而实现压缩效率的调整。

需要说明的是，所述一级电机11通过联轴器连接所述一级压缩机2，所述二级电机141通过联轴器连接所述二级压缩机8；联轴器是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置；有时也作为一种安全装置用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。通过对应的电机与对应的压缩机之间无需设置齿轮，从而减少了齿轮传动带来的效率损失。

在本发明一优选实施例中，一级压缩机2与二级压缩机8均为双螺杆压缩机；且在一具体实施例中，若一级压缩机2与二级压缩机8为微油双螺杆压缩机，中间冷却器5可为水冷列管式冷却器或普通耐压腔体，冷却介质为水或润滑油(直接向耐压腔体内喷油)；若一级压缩机2与二级压缩机8为无油双螺杆压缩机，中间冷却器5为水冷列管式冷却器，冷却介质为水。

在本发明一优选实施例中，所述一级电机11和所述二级电机14均为三相永磁同步电机；三相永磁同步电机也称永磁同步电动机，永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度；保障在较低负荷时一级电机11的效率和二级电机14的效率仍能维持较高水平。

在本发明一实施例中，还包括与所述控制器电连接的HMI(Human MachineInterface，人机界面)模块，所述HMI模块用于接收用户通过交互的方式发送的所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围，并将所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围发送至所述控制器；其中，所述预设第一阈值范围为预设的一级排气压力范围，所述预设第二阈值范围为预设的二级排气压力范围，所述预设第三阈值范围为预设的二级进气温度范围；需要说明的是，预设的一级排气压力范围、预设的二级排气压力范围和预设的二级进气温度范围均可以具体到一个准确的数值。

在一具体实施中，所述HMI模块为触摸屏；所述触摸屏电性连接所述控制器。

在本发明一实施例中，还包括在所述一级变频压缩机组排气方向的所述压缩气路1分别依次设有的一级排气压力传感器3、一级排气温度传感器4；在所述二级变频压缩机组进气方向的所述压缩气路1设有的二级进气压力传感器6、二级进气温度传感器7；在所述二级变频压缩机组排气方向的所述压缩气路1分别设有的二级排气压力传感器9、二级排气温度传感器10；所述一级排气压力传感器3、所述一级排气温度传感器4、所述二级进气压力传感器6、所述二级进气温度传感器7、所述二级排气压力传感器9、所述二级排气温度传感器10分别电性连接所述控制器；所述一级排气压力传感器3用于检测所述实时一级排气压力，所述二级排气压力传感器9用于检测实时所述二级排气压力，所述二级进气温度传感器7用于检测实时所述二级进气温度，并将所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度发送至所述控制器。

需要说明的是，一级排气压力传感器3、二级进气压力传感器6、二级排气压力传感器9均用于检测实时气体的压力值，一级排气温度传感器4、二级进气温度传感器7、二级排气温度传感器10均用于检测实时气体的温度值；控制器根据其检测所得压力值和温度值，能够有效地对所述双电机双级压缩螺杆空压机进行压缩效率的优化。

在本发明一实施例中，还包括与所述控制器电连接的PID(Proportion IntegralDifferential，PID算法)运算单元；所述控制器发送所述一级排气压力、所述二级排气压力和所述二级进气温度至所述PID运算单元；所述PID运算单元生成所述第一调节信号、所述第二调节信号和所述第三调节信号反馈至所述控制器；其中，PID运算单元为Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写，即在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID调节器，PID调节器是应用最为广泛的一种自动控制器；具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；PID运算单元是结合比例、积分和微分三种环节于一体的控制算法；闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的；如控制一个电机的转速，就得有一个测量转速的传感器，并将结果反馈到控制路线上；PID分别代表了三种控制算法；通过这三个算法的组合可有效地纠正被控制对象的偏差，从而使其达到一个稳定的状态。

在本发明一实施例中，还包括设置在所述控制器内的模拟量输出模块，所述模拟量输出模块电性连接所述冷却介质控制阀13；所述模拟量输出模块用于发送所述PID运算单元生成的所述第三调节信号至所述冷却介质控制阀13；模拟量输出模块用于将第三调节信号传输至冷却介质控制阀13。

在本发明一实施例中，还包括设置在所述控制器内的模拟量输入模块，所述模拟量输入模块电性连接所述一级排气温度传感器4、所述二级进气温度传感器7、所述二级排气温度传感器10、所述一级排气压力传感器3、所述二级进气压力传感器6和所述二级排气压力传感器9；所述模拟量输入模块用于接收所述一级排气压力传感器3检测的所述实时一级排气压力、所述二级排气压力传感器9检测的所述实时二级排气压力、所述二级进气温度传感器7检测的所述实时二级进气温度，并将所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度发送至所述控制器内；所述模拟量输入模块用于将检测得到的实时一级排气压力、实时二级排气压力和实时二级进气温度传输至控制器。

在一具体实施例中，还需要考虑一级排气压力最大限值、二级排气压力最大限值、排气温度最大限值、一级变频器额定转速、一级变频器额定频率、一级变频器最低频率、一级变频器最高频率、二级变频器额定转速、二级变频器额定频率、二级变频器最低频率、二级变频器最高频率的实际情况，上述限值由对应的压缩机的机械特性以及对应的电机的电气特性所决定，用于保护对应的压缩机与对应的电机，实际运行中如果超出上述限值的范围，控制系统执行保护动作，例如停机。

参照图3、4，示出了本申请一实施例提供的一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制方法的步骤流程图和流程示意图；

具体包括：

S310、所述控制器分别获取所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度；

S320、当所述实时一级排气压力不处于所述预设第一阈值范围时，所述控制器生成第一调节信号，并将所述第一调节信号发送至所述一级变频压缩机组；所述一级变频压缩机组依据接收到的所述第一调节信号调节当前的工作频率；和/或，

S330、当所述实时二级排气压力不处于所述预设第二阈值范围时，所述控制器生成第二调节信号，并将所述第二调节信号发送至所述二级变频压缩机组；所述二级变频压缩机组依据接收到的所述第二调节信号调节当前的工作频率；和/或，

S340、当所述实时二级进气温度不处于所述预设第三阈值范围时，所述控制器生成第三调节信号，并将所述第三调节信号发送至所述冷却介质控制阀13；所述冷却介质控制阀13依据接收到的所述第三调节信号调节当前的阀门开启角度。

在本发明一实施例中，所述控制器分别获取所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度的步骤，包括：

所述控制器获取所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围；其中，所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围由所述HMI模块根据用户输入的交互指令生成。在一具体实施例中，由于预设的一级排气压力范围、预设的二级排气压力范围和预设的二级进气温度范围均可以具体到一个准确的数值，一级排气压力范围也可为一级排气压力预设值，预设的二级排气压力范围也可为二级排气压力预设值，预设的二级进气温度范围也可为二级进气温度预设值；其中一级排气压力预设值由二级排气压力预设值和通过控制器获取所得所述一二级压缩比分配预设值进行计算，根据计算公式生成一级排气压力预设值，其中计算公式表示为：

其中，P₁为一级排气压力预设值，P₂为二级排气压力预设值，atm为标准大气压，x为一二级压缩比分配预设值。

在一具体实施例中，将所述二级排气压力预设值和所述一二级压缩比分配预设值通过计算公式得到一级排气压力设定值，包括：其中一二级压缩比分配预设值用于分配一级压缩机2的压缩比；二级排气压力预设值设定为8Bar，一二级压缩比分配预设值设定为1.1，标准大气压为1Bar，通过计算公式可得一级排气压力预设值为2.3Bar。

在一具体实施例中，根据一级排气压力预设值进行PID运算生成一级变频器频率，根据二级排气压力预设值进行PID运算生成二级变频器频率，根据二级进气温度预设值进行PID运算生成阀门开启角度。

在一具体实施例中，还通过控制器获取一级排气压力最大限值、二级排气压力最大限值、排气温度最大限值、一级变频器额定转速、一级变频器额定频率、一级变频器最低频率、一级变频器最高频率、二级变频器额定转速、二级变频器额定频率、二级变频器最低频率、二级变频器最高频率；通过控制器读取一级变频器12、二级变频器15的数据，以及读取一级排气压力传感器3、一级排气温度传感器4、二级进气压力传感器6、二级进气温度传感器7、二级排气压力传感器9、二级排气温度传感器10的数据。

并通过控制器获取一级变频器12、二级变频器15是否存在报警，以及一级排气压力传感器3、一级排气温度传感器4、二级进气压力传感器6、二级进气温度传感器7、二级排气压力传感器9、二级排气温度传感器10内的数据是否处于正常范围之内，若均为否，则关闭一级电机11、二级电机14以及冷却介质控制阀13；若均为是，则继续对双电机双级压缩螺杆空压机的压缩效率的进行优化。

在一具体实施例中，即多级压缩时，虽然两级的压缩比相同时理论效果最优，但实际上由于存在冷却效果达不到等温压缩的目标，二级进气温度会高于一级进气温度，因此可以根据压缩机和冷却系统的特性来分配两级压缩机的压缩比，实现压缩效率的高效控制。

本发明还提供了一种设备，包括如上所述的双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统、方法及设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统，用于对双电机双级压缩螺杆空压机进行效率控制，其特征在于，包括控制器，以及所述双电机双级压缩螺杆空压机内包括按序设置在压缩气路上的一级变频压缩机组、中间冷却器和二级变频压缩机组，所述中间冷却器电性连接冷却介质控制阀；

所述控制器分别电性连接所述一级变频压缩机组、所述二级变频压缩机组和所述冷却介质控制阀；

在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值范围的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频压缩机组，升高或降低所述一级变频压缩机组当前的工作频率；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频压缩机组，升高或降低所述二级变频压缩机组当前的工作频率；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级进气温度不处于预设第三阈值的情况下，所述控制器发送第三调节信号至所述冷却介质控制阀，增大或减小所述冷却介质控制阀当前的阀门开启角度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级变频压缩机组内包括一级压缩机，通过联轴器与所述一级压缩机连接的一级电机，以及与所述一级电机电性连接的一级变频器；所述二级变频压缩机组内包括二级压缩机，通过联轴器与所述二级压缩机连接的二级电机，以及与所述二级电机电性连接的二级变频器；所述一级变频器和所述二级变频器分别电连接所述控制器；

在所述一级变频压缩机组对应的实时一级排气压力不处于预设第一阈值的情况下，所述控制器发送第一调节信号至所述一级变频器，通过所述第一变频器调节所述一级电机当前的工作频率，升高或降低所述一级压缩机当前所产生的排气压力；

和/或；

在所述二级变频压缩机组对应的实时二级排气压力不处于预设第二阈值的情况下，所述控制器发送第二调节信号至所述二级变频器，通过所述第二变频器调节所述二级电机当前的工作频率，升高或降低所述二级压缩机当前所产生的排气压力。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制器电连接的HMI模块，所述HMI模块用于接收用户通过交互的方式发送的所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围，并将所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围发送至所述控制器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括在所述一级变频压缩机组排气方向的所述压缩气路分别依次设有的一级排气压力传感器、一级排气温度传感器；在所述二级变频压缩机组进气方向的所述压缩气路设有的二级进气压力传感器、二级进气温度传感器；在所述二级变频压缩机组排气方向的所述压缩气路分别设有的二级排气压力传感器、二级排气温度传感器；所述一级排气压力传感器、所述一级排气温度传感器、所述二级进气压力传感器、所述二级进气温度传感器、所述二级排气压力传感器、所述二级排气温度传感器分别电性连接所述控制器；

所述一级排气压力传感器用于检测所述实时一级排气压力，所述二级排气压力传感器用于检测所述实时二级排气压力，所述二级进气温度传感器用于检测所述实时二级进气温度，并将所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度发送至所述控制器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制器电连接的PID运算单元；

所述控制器发送所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度至所述PID运算单元；

所述PID运算单元生成所述第一调节信号、所述第二调节信号和所述第三调节信号反馈至所述控制器。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述控制器内的模拟量输出模块，所述模拟量输出模块电性连接所述冷却介质控制阀；

所述模拟量输出模块用于发送所述PID运算单元生成的所述第三调节信号至所述冷却介质控制阀。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述控制器内的模拟量输入模块，所述模拟量输入模块电性连接所述一级排气温度传感器、所述二级进气温度传感器、所述二级排气温度传感器、所述一级排气压力传感器、所述二级进气压力传感器和所述二级排气压力传感器；所述模拟量输入模块用于接收所述一级排气压力传感器检测的所述实时一级排气压力、所述二级排气压力传感器检测的所述实时二级排气压力、所述二级进气温度传感器检测的所述实时二级进气温度，并将所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度发送至所述控制器内。

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统实现的双电机双级压缩螺杆空压机效率控制方法，其特征在于，包括：

所述控制器分别获取所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度；

当所述实时一级排气压力不处于所述预设第一阈值范围时，所述控制器生成第一调节信号，并将所述第一调节信号发送至所述一级变频压缩机组；所述一级变频压缩机组依据接收到的所述第一调节信号调节当前的工作频率；

和/或，

当所述实时二级排气压力不处于所述预设第二阈值范围时，所述控制器生成第二调节信号，并将所述第二调节信号发送至所述二级变频压缩机组；所述二级变频压缩机组依据接收到的所述第二调节信号调节当前的工作频率；

和/或，

当所述实时二级进气温度不处于所述预设第三阈值范围时，所述控制器生成第三调节信号，并将所述第三调节信号发送至所述冷却介质控制阀；所述冷却介质控制阀依据接收到的所述第三调节信号调节当前的阀门开启角度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制器分别获取所述实时一级排气压力、所述实时二级排气压力和所述实时二级进气温度的步骤，包括：

所述控制器获取所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围；其中，所述预设第一阈值范围、所述预设第二阈值范围和所述预设第三阈值范围由所述HMI模块根据用户输入的交互指令生成。

10.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的双电机双级压缩螺杆空压机效率控制系统。

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