CN207315621U - 空压机自调节变频节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空压机技术领域，具体是空压机自调节变频节能控制系统。具体包括第一空压机、第二空压机以及与第一空压机和第二空压机出气口相连通的储气罐，储气罐的出气口与用气设备连通，还包括冷却模块、温度传感器、气压传感器、控制终端以及控制模块，控制模块包括控制器、定时器、无线通信子模块、变频驱动器、警报器和PID调节器，PID调节器能够根据气压传感器的数据和PID算法对控制变频驱动器的输出，进而实现对第一空压机和第二空压机的功率调节。本实用新型所提供的空压机自调节变频节能控制系统，能够自动对空压机的供电进行变频调节，在满足需求的同时，实现节能减排。

Description

空压机自调节变频节能控制系统

技术领域

本实用新型涉及空压机技术领域，具体而言，涉及一种空压机自调节变频节能控制系统。

背景技术

空压机即空气压缩机，空气压缩机就是提供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。在机械领域及各类生产、装修、制造领域，空压机的应用非常广泛，它是驱动气动工具的源动力。

目前，大多数的空压机采用定频电机，但由于用气设备的工作周期或生产工艺的差别以及实际用气量的不确定性，采用定频电机的空压机不能根据气体压力值的大小自动调节电机转速，在用气量小的时候，随着气压的增高，卸载阀频繁动作，造成电能的极大浪费和设备的加速磨损。所有空压机的起停均由高压开关柜控制，起动方式为直接起动，起动时会对设备产生机械冲击、对供电系统产生电气冲击，容易造成设备损坏。当空压机运行于轻载状态时，电机的功率因数较低，会产生大量的无功功率损耗，同样造成大量的无用的电能消耗。空压机没有集中控制，由人工根据实际的用气量的大小手动控制空压机运行的数量，供气压力得不到实时控制。缺乏信息化和自动化管理，空压机的设定参数、运行参数、故障信息和冷却系统的设定参数、运行参数、故障信息不能实现监视与控制，管理不方便。

实用新型内容

本实用新型意在提供空压机自调节变频节能控制系统，能够解决现有空压机的能源浪费问题。

为了解决上述技术问题，本专利提供如下基础技术方案：

空压机自调节变频节能控制系统，包括第一空压机以及与第一空压机出气口相连通的储气罐，储气罐的出气口与用气设备相连通，还包括：

第二空压机，第二空压机出气口与储气罐连通；

冷却模块，冷却模块用来为第一空压机和第二空压机降温，冷却模块包括依次联通的水泵、管道和鳍片，鳍片上安装有风扇，管道中装有冷却液，水泵能够使冷却液在管道中循环流动；

温度传感器，所述温度传感器设置在第一空压机和第二空压机的电机上，所述温度传感器用来检测第二空压机和第二空压机电机的运行温度；

气压传感器，所述气压传感器设置在储气罐内，用来检测储气罐内的气压值；

控制终端，所述控制终端用来供监管人员对空压机的运行状态进行远程的监测和管理；

控制模块，控制模块包括控制器、定时器、无线通信子模块、变频驱动器、警报器和PID调节器，所述PID调节器信号输入端与气压传感器信号连接，所述PID调节器信号输出端与变频驱动器信号连接，所述PID调节器能够以气压传感器的输入信号为参数调整变频驱动器的平均电压输出值，所述变频驱动器输出端分别与第一空压机、第二空压机以及风扇连接，所述变频驱动器能够控制第一空压机的电机、第二空压机的电机和风扇的电机的转速，所述控制器与第二空压机、定时器、温度传感器、无线通信子模块、气压传感器、PID调节器以及警报器信号连接，所述控制器能够通过无线通信子模块与控制终端进行数据和命令的传输，所述控制器能够根据控制终端的命令调整PID调节器的气压目标值，所述控制器能够根据气压传感器的数据控制定时器和第二空压机的开启或关闭，所述定时器能够在计时结束后向控制器发送信号，所述控制器能够在接收到定时器信号后控制第二空压机开启，所述控制器能够通过温度传感器获取第一空压机和第二空压机的电机温度，所述控制能够根据温度传感器的温度信息控制警报器开启或关闭。

本实用新型的工作原理为：气压传感器实时检测储气罐内的气压值，PID调节器根据气压传感器的数据和气压目标值通过PID算法对变频驱动器的平均电压输出值进行调节，从而实现对第一空压机和第二空压机的功率调节，控制器通过气压传感器和温度传感器获取空压机的工作状态，并通过无线通信子模块实时发送到控制终端，监管人员可以通过控制终端查看空压机的工作状态，也可以通过控制终端设置储气罐的目标气压值；正常工作时，控制器控制第二空压机关闭，第一空压机工作，当检测到气压过小时，一方面，PID调节器控制变频驱动器增加第一空压机的输入电压，增大第一空压机的电机转速，另一方面，控制器启动定时器，在定时器计时结束后，如果控制器检测到储气罐气压仍然小于目标气压值时，控制器控制第二空压机开启，PID调节器通过变频驱动器同时控制第一空压机和第二空压机工作；当检测到气压过大时，控制器首先关闭第二空压机，PID调节器通过变频驱动器减小第一空压机功率，使气压降低；在第一空压机和第二空压机工作过程中，风扇也受变频驱动器的控制，风扇的转速能够与第一空压机和第二空压机的功率相匹配，便于冷却模块根据空压机的状态调节风扇转速，既保证散热又降低噪音和功耗，控制器通过温度传感器实时检测第一空压机和第二空压机的电机温度，当检测到温度过高时，控制器控制警报器开启，提醒监管人员注意，同时通过无线通信子模块向控制终端发送警报信息。

与现有技术相比，本实用新型通过设置PID调节器、变频驱动器、第一空压机、气压传感器、控制器和第二空压机，可以根据储气罐气压调节第一空压机和第二空压机的功率，使储气罐内气压保持恒定，不需要频繁卸载储气罐，降低空压机启动对市电电网及用电元器件的冲击，延长了空压机的电机寿命，通过控制器和定时器，可以根据需要开启或关闭第二空压机，实现对空压机数量的自动控制，无需人工配置，更加简单方便，通过设置冷却液、管道、鳍片以及风扇，可以有效的降低空压机的电机的温度，设置风扇受变频驱动器的控制，可以使风扇功率和空压机功率相匹配，在满足散热的需求下，降低了风扇的功耗和噪音，更加节能环保，温度传感器、控制器以及警报器能够在空压机温度过高时提醒监管人员注意，无线通信子模块和控制终端可以使监管人员对空压机实现远程的监测管理。

进一步，所述警报器包括警示灯。

通过警示灯的闪烁可以及时提醒监管人员注意。

进一步，所述警报器包括喇叭。

声音可以传播监管人员看不到警示灯的地方，及时提醒监管人员注意。

进一步，所述无线通信子模块为WiFi无线通信模块。

WiFi无线通信是当代常见的通信方式，WiFi设备容易采购，成本低，易于使用。

进一步，所述气压传感器设在储气罐的出气口处。

检测储气罐出气口出的气压更加精准。

附图说明

图1为本实用新型空压机自调节变频节能控制系统实施例中的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1所示，本实施例空压机自调节变频节能控制系统包括第一空压机、第二空压机以及与第一空压机和第二空压机出气口相连通的储气罐，储气罐的出气口与用气设备连通，还包括冷却模块、温度传感器、气压传感器、控制终端以及控制模块。

本实施例中，冷却模块用来为第一空压机和第二空压机降温，冷却模块包括依次连通的水泵、管道和鳍片，鳍片上安装有风扇，管道中装有冷却液，水泵能够使冷却液在管道中循环流动，第一空压机的电机以及第二空压机的电机处均设有散热片，所述管道与散热片连通，冷却液通过循环流动将电机散热片上的热量带到鳍片上，由风扇将热量散发出去；温度传感器设置在第一空压机和第二空压机的电机上，温度传感器用来检测第二空压机和第二空压机运行时电机的温度；气压传感器设置在储气罐内，用来检测储气罐内的气压值，本实施例中，作为优选，将气压传感器安装在储气罐出气口处；控制终端用来供监管人员对空压机的运行状态进行远程的监测和管理，控制终端可以为手机或者电脑；

控制模块包括控制器、定时器、无线通信子模块、变频驱动器、警报器和PID调节器，PID调节器信号输入端与气压传感器信号连接，PID调节器信号输出端与变频驱动器信号连接，所述PID调节器能够以气压传感器的输入信号为参数调整变频驱动器的平均电压输出值，变频驱动器输出端与第一空压机、第二空压机以及风扇连接，变频驱动器能够控制第一空压机的电机、第二空压机的电机和风扇的电机的转速，所述控制器与第二空压机、定时器、温度传感器、无线通信子模块、气压传感器、PID调节器以及警报器信号连接，所述控制器能够通过无线通信子模块与控制终端进行数据和命令的传输，所述控制器能够根据控制终端的命令调整PID调节器的气压目标值，所述控制器能够根据气压传感器的数据控制定时器和第二空压机的开启或关闭，所述定时器能够在计时结束后向控制器发送信号，所述控制器能够在接收到定时器信号后控制第二空压机开启，所述控制器能够通过温度传感器获取第一空压机和第二空压机的电机温度，所述控制能够根据温度传感器的温度信息控制警报器开启或关闭，本实施例中，警报器包括LED警示灯和喇叭，控制器优选为STC12C5A60S2单片机，变频驱动器采用广州三晶电气有限公司8000B系列变频器，其内置PID调节器，无线通信子模块优选为Wifi无线通信模块，定时器由555定时器芯片和相应的外围电路构成，本实施例中优选设置定时时间为5分钟，本实施例所述的方案均通过现有的硬件电路和元器件实现，因此在此不再过多赘述。

本实施例具体工作时，气压传感器实时检测储气罐内的气压值，PID调节器根据气压传感器的数据和气压目标值通过PID算法对变频驱动器的平均电压输出值进行调节，从而实现对第一空压机和第二空压机的功率调节，控制器通过气压传感器和温度传感器获取空压机的工作状态，并通过无线通信子模块实时发送到控制终端，监管人员可以通过控制终端查看空压机的工作状态，也可以通过控制终端设置储气罐的目标气压值；正常工作时，控制器控制第二空压机关闭，第一空压机工作，当检测到气压过小时，一方面，PID调节器控制变频驱动器增加第一空压机的输入电压，增大第一空压机的电机转速，另一方面，控制器启动定时器，在定时器计时结束后，如果控制器检测到储气罐气压仍然小于目标气压值时，控制器控制第二空压机开启，PID调节器通过变频驱动器同时控制第一空压机和第二空压机工作；当检测到气压过大时，控制器首先关闭第二空压机，PID调节器通过变频驱动器减小第一空压机功率，使气压降低；在第一空压机和第二空压机工作过程中，风扇也受变频驱动器的控制，风扇的转速能够与第一空压机和第二空压机的功率相匹配，便于冷却模块根据空压机的状态调节风扇转速，既保证散热又降低噪音和功耗，控制器通过温度传感器实时检测第一空压机和第二空压机的电机温度，当检测到温度过高时，控制器控制警示灯闪烁以及喇叭发声来提醒监管人员注意，同时通过WiFi通信模块向控制终端发送警报信息。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.空压机自调节变频节能控制系统，包括第一空压机以及与第一空压机出气口相连通的储气罐，储气罐的出气口与用气设备相连通，其特征在于，还包括：

第二空压机，第二空压机出气口与储气罐连通；

冷却模块，冷却模块用来为第一空压机和第二空压机降温，冷却模块包括依次连通的水泵、管道和鳍片，鳍片上安装有风扇，管道中装有冷却液，水泵能够使冷却液在管道中循环流动；

温度传感器，所述温度传感器设置在第一空压机和第二空压机的电机上，所述温度传感器用来检测第二空压机和第二空压机的电机的运行温度；

气压传感器，所述气压传感器设置在储气罐内，用来检测储气罐内的气压值；

控制终端，所述控制终端用来供监管人员对空压机的运行状态进行远程的监测和管理；

控制模块，控制模块包括控制器、定时器、无线通信子模块、变频驱动器、警报器和PID调节器，所述PID调节器信号输入端与气压传感器信号连接，所述PID调节器信号输出端与变频驱动器信号连接，所述PID调节器能够以气压传感器的输入信号为参数调整变频驱动器的平均电压输出值，所述变频驱动器输出端分别与第一空压机、第二空压机以及风扇连接，所述变频驱动器能够控制第一空压机的电机、第二空压机的电机和风扇的电机的转速，所述控制器与第二空压机、定时器、温度传感器、无线通信子模块、气压传感器、PID调节器以及警报器信号连接，所述控制器能够通过无线通信子模块与控制终端进行数据和命令的传输，所述控制器能够根据控制终端的命令调整PID调节器的气压目标值，所述控制器能够根据气压传感器的数据控制定时器和第二空压机的开启或关闭，所述定时器能够在计时结束后向控制器发送信号，所述控制器能够在接收到定时器信号后控制第二空压机开启，所述控制器能够通过温度传感器获取第一空压机和第二空压机的电机温度，所述控制能够根据温度传感器的温度信息控制警报器开启或关闭。

2.如权利要求1所述的空压机自调节变频节能控制系统，其特征在于：所述警报器包括警示灯。

3.如权利要求1所述的空压机自调节变频节能控制系统，其特征在于：所述警报器包括喇叭。

4.如权利要求3所述的空压机自调节变频节能控制系统，其特征在于：所述无线通信子模块为WiFi无线通信模块。

5.如权利要求4所述的空压机自调节变频节能控制系统，其特征在于：所述气压传感器设在储气罐的出气口处。