DE602004002317T2

DE602004002317T2 - Verfahren zum Steuern von mehreren Verdichtern

Info

Publication number: DE602004002317T2
Application number: DE602004002317T
Authority: DE
Inventors: c/o Anest Iwata Corporation Kazuaki Yokohama-shi Sato
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: DE602004002317D1; JP2004340024A; KR20040098582A; KR100597864B1; EP1477679B1; CN1550738A; US20040247452A1; EP1477679A3; CN100592010C; EP1477679A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Vielzahl von Kompressoren gemäß Anspruch 1.
Das japanische Patent 2,875,702 offenbart ein Verfahren zur Steuerung einer Vielzahl von Kompressoren in einem System, in dem komprimierte Gase aus einer Vielzahl von Kompressoren in einem Drucktank gesammelt werden, aus welchem ein benötigtes komprimiertes Gas genommen wird.
Wenn komprimierte Gase, die von Kompressoren ausgegeben werden, in einem Drucktank eingespeist werden, aus welchem bei Benutzung komprimiertes Gas herausgenommen wird, laufen die Kompressoren häufig an und stoppen wieder, woraus Versagen bei den Kompressoren und Brandschäden in einem Motor resultieren, wenn die Druckdifferenz zwischen den unteren und oberen Grenzen gering ist.
Dementsprechend wird die obere Grenze des Drucks bei steigendem Volumen des Drucktanks 0,2 MPa höher als der genutzte Druck gehalten, um die Differenz zwischen den oberen und unteren Grenzen zu erhöhen.
Allerdings wird bei diesem Verfahren lange Zeit gearbeitet, um die Antriebskraft zu erhöhen und derart werden die laufenden Kosten erhöht. Die Kompressoren werden kontinuierlich bei hohem Druck betrieben, wodurch eine Reduzierung der Lebensdauer der Kompressoren verursacht wird.
Darüber hinaus wird die Rotationsgeschwindigkeit des Kompressors abhängig von hohen oberen Grenzwerten für den Druck festgesetzt und es ist notwendig, die Rotationsgeschwindigkeit während des Normalbetriebs zu reduzieren. Daher wird das Verfahren mit einer verringerten Luftmenge betrieben und derart die Effizienz der Kompressoren verringert.
Die Kompressoren werden mit Kühllüftern gekühlt, die bei geringen Rotationsgeschwindigkeiten angetrieben werden und derart den Kühleffekt verringern. Dies verursacht eine Verringerung der Lebensdauer der Düsendichtungen und Lager. Ein weiteres Verfahren aus dem Stand der Technik ist in US 6266952 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Anbetracht der oben genannten Nachteile ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs von Kompressoren zur Verfügung zu stellen, bei dem die Anzahl der Kompressoren, die bei geringen Drücken nahe der unteren Grenze betrieben werden, zu erhöhen, und die Anzahl der Kompressoren, die bei höheren Temperaturen näher an der oberen Grenze betrieben werden, zu verringern, die Betriebszeit zu verringern, um die laufenden Kosten zu reduzieren und die Lebensdauer der Kompressoren, Düsen, Dichtungen und Lager zu erhöhen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die oberen und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf eine Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den angefügten Zeichnungen dargestellt ist, worin:
1 eine Ansicht ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Diagramm ist, das die Änderung des Drucks in den Kompressoren in 1 darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 illustriert eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Komprimierte Gase, wie beispielsweise komprimierte Luft, die von einer Vielzahl von Kompressoren ausgegeben werden, werden in einem Drucktank gesammelt. Eine benötigte Menge der komprimierten Luft wird aus dem Drucktank genommen und verwendet. Die komprimierten Gase werden nicht immer in Drucktank gesammelt, sondern können auch direkt aus den Leitungen entnommen werden.
In der Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, sind acht Kompressoren 1, umfassend C₁ bis C₈, durch Motoren 2, die entsprechend M₁ bis M₈ umfassen, angetrieben, elektromagnetische Schalter 3, die E₁ bis E₈ umfassen, schalten die Motoren M₁ bis M₈ an beziehungsweise aus.
Als Ausgänge der Kompressoren 1 stehen Sperrventile 4, umfassend V₁ bis V₈, zur Verfügung, um den Rückfluss von komprimierter Luft in die Kompressoren 1 zu verhindern. Komprimierte Luft wird durch die Sperrventile 4 in einen Drucktank 5 gefüllt, von dem komprimierte Luft, die in einem Objekt 7 genutzt wird, durch Öffnen und Schließen eines Ventils 6 entnommen wird. Um die komprimierte Luft im Drucktank 5 auf einem gewünschtem Druck zu halten, werden die Kompressoren 1 auf Basis einer Rückkopplungssteuerung durch Feststellung der komprimierten Luft im Drucktank 5 gesteuert.
Der Druck der komprimierten Luft im Drucktank 5 wird durch einen Drucksensor 8 gemessen, um ein Drucksignal zu erzeugen, das zu einer Steuerung 9 übertragen wird, die einen bestimmenden Teil 10 zur Bestimmung der Anzahl der arbeitenden Kompressoren und einen Auswahlteil 11 zum Starten und Stoppen eines der Kompressoren aufweist. Basierend auf dem Drucksignal, das durch den Drucksensor 8 gemessen wird, bestimmt der bestimmende Teil 10 die Anzahl der arbeitenden Kompressoren 1. Üblicherweise werden die arbeitenden Kompressoren in Abhängigkeit von dem Drucksignal zwischen vorher festgelegten oberen und unteren Grenzwerten bestimmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder der Kompressoren 1 ungefähr die gleiche Leistungsfähigkeit auf, und der Druck zwischen der oberen und der unteren Grenze wird in Druckbereiche aufgeteilt, die in der Anzahl gleich zu der Anzahl der Kompressoren 1 sind. Das gemessene Drucksignal ist aus dem gewünschten Druckbereich und erreicht die Grenzen der Druckbereiche, wodurch die Anzahl der arbeitenden Kompressoren 1 geändert wird.
Genauer gesagt steigt das gemessene Drucksignal und erreicht einen Druckbereich, der um eine Stufe höher als der gewünschte Druckbereich ist. Dann wird die Anzahl, die durch Subtraktion von 1 von der Anzahl der arbeitenden Kompressoren 1 entsteht, als neue Anzahl der arbeitenden Kompressoren festgelegt. Zwischenzeitlich geht das Drucksignal zurück und erreicht einen Druckbereich, der um eine Stufe niedriger als der gewünschte Druckbereich ist. Dann wird die Anzahl, die durch Addition von 1 zur Anzahl der arbeitenden Kompressoren 1 entsteht, als neue Anzahl der arbeitenden Kompressoren festgelegt.
Ein Signal der Anzahl, die in dem bestimmenden Teil 10 bestimmt wurde, wird zum auswählenden Teil 11 übertragen, der auswählt, welche Kompressoren gestartet oder angehalten werden sollen. Die Auswahl wird durch eine vorbestimmte Reihenfolge des Startens und Stoppens festgelegt. Vorzugsweise wird den Kompressoren 1 eine numerische Reihenfolge zugewiesen, welche in dieser Reihenfolge starten und angehalten werden. Durch die numerische Reihenfolge wird jeder der Kompressoren 1 gleichmäßig starten und angehalten, um den Nachteil zu vermeiden, dass ein spezifischer Kompressor oft gestartet und angehalten wird oder für eine lange Zeit arbeitet.
Wenn der Kompressor 1, der startet oder angehalten wird, in dem auswählenden Teil 11 ausgewählt wurde, wird ein Signal zum betreibenden Teil 12 übermittelt, von welchem es zu den elektromagnetischen Schaltern 3 übermittelt wird, welche den Netzstrom für die zugehörigen Motoren 2 anschalten oder abschalten, so dass die Kompressoren 1, die im auswählenden Teil 11 ausgewählt wurden, starten oder angehalten werden.
2 ist ein Diagramm, dass die Änderungen im Druck auf die arbeitenden Kompressoren 1 darstellt, wenn die acht Kompressoren 1, wie beispielsweise C₁ bis C₈, gesteuert werden. Die komprimierte Luft im Drucktank 5 wird bezüglich des Drucks in acht Stufen zwischen der unteren Grenze, wie beispielsweise 0,6 MPa, und der oberen Grenze, wie beispielsweise 0,7 MPa, unterteilt, welche in der Anzahl gleich den Kompressoren 1 sind, um jedes Druckniveau festzulegen. Die unteren und oberen Grenzen werden auf Stufe 0 beziehungsweise Stufe 8/8 gesetzt, und 1/8 bis 8/8 werden dazwischen gesetzt, indem gleichmäßig getrennt wird. Die gewünschten Druckniveaus werden zum Beispiel ebenso auf 1/8 bis 2/8 gesetzt. Den acht Kompressoren 1 werden kontinuierliche Nummern 1 bis 8 zugewiesen.
Wie zunächst in 2 gezeigt, laufen zunächst alle acht Kompressoren 1, bis ein Drucksignal 13, das durch den Drucksensor 8 gemessen wird, das Druckniveau 1/8 erreicht. Der Druck steigt an, das Druckniveau erreicht 1/8 bei P1 jenseits der unteren Grenze 0, und ein Stoppsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₁ des Kompressors Nummer 1 (C₁) über den Betriebsteil 12 übermittelt, um den Kompressor Nummer 1 anzuhalten. Die sieben Kompressoren Nummern 2 bis 8 laufen noch.
Der Druck steigt ohne komprimierte Luft, und erreicht das Druckniveau 2/8 bei P2, und dann wird ein Stoppsignal zum elektromagnetischen Schalter E₂ für den Kompressor Nummer 2 (C₂) von der Steuerung 9 über den Betriebsteil 12 übermittelt, um den Kompressor 2 anzuhalten. Die sechs Kompressoren Nummern 3 bis 8 laufen noch.
Der Druck steigt leicht ohne komprimierte Luft. Vor dem Erreichen des nächsten Druckniveaus 3/8 wird komprimierte Luft genutzt und das Druckniveau fällt auf 1/8 bei P3, und ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₁ für den Kompressor 1, welcher zunächst gestoppt war, über den Betriebsteil 12 übermittelt, sodass der Kompressor Nummer 1 anläuft. Somit laufen die sieben Kompressoren Nummer 1 und Nummern 3 bis 8.
Mit komprimierter Luft fällt das Druckniveau, aber erreicht nicht 0. Danach wird keine komprimierte Luft genutzt und der Druck erreicht wieder 2/8 bei P4 jenseits des Druckniveaus 1/8. Ein Stoppsignal wird zum elektromagnetischen Schalter E₃ für den Kompressor Nummer 3 (C₃) von der Steuerung 9 über den Betriebsteil 12 übermittelt. Somit laufen die sechs Kompressoren Nummer 1 und Nummern 4 bis 8 noch.
Komprimierte Luft wird nicht genutzt und das Druckniveau steigt auf 3/8 bei P5. Ein Stoppsignal wird von der Steuerung 9 zu dem elektromagnetischen Schalter E₄ für den Kompressor Nummer 4 (C₄) über den Betriebsteil 12 übermittelt, um den Kompressor 4 anzuhalten. Die fünf Kompressoren Nummer 1 und Nummern 5 bis 8 laufen noch.
Komprimierte Luft wird nicht genutzt und der Druck steigt, so dass das Druckniveau 4/8 bei P6 erreicht. Ein Stoppsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₅ für den Kompressor Nummer 5 (C₅) über den Betriebsteil 12 übermittelt, um den Kompressor Nummer 5 anzuhalten. Die vier Kompressoren Nummer 1 und Nummern 6 bis 8 laufen noch.
Komprimierte Luft wird nicht genutzt und der Druck steigt, so dass das Druckniveau 5/8 bei P7 erreicht. Ein Stoppsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₆ für den Kompressor Nummer 6 (C₆) übermittelt, der anhält. Die drei Kompressoren Nummern 1, 7 und 8 laufen noch.
Komprimierte Luft wird nicht genutzt und der Druck steigt, so dass das Druckniveau 6/8 bei P8 erreicht. Ein Stoppsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₇ für den Kompressor Nummer 7 (C₇) über den Betriebsteil 12 übermittelt, um den Kompressor Nummer 7 anzuhalten. Die beiden Kompressoren Nummer 1 und 8 laufen noch.
Komprimierte Luft wird nicht genutzt und das Druckniveau steigt, so dass das Druckniveau 7/9 bei P9 erreicht. Ein Stoppsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₈ für den Kompressor Nummer 8 (C₈) über den Betriebsteil 12 übermittelt, um den Kompressor Nummer 8 anzuhalten. Nur der Kompressor Nummer 1 läuft noch.
Komprimierte Luft wird nicht genutzt und der Druck steigt, sodass das Druckniveau 8/8 bei P10 erreicht. Ein Stoppsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₁ für den Kompressor Nummer 1 (C₁) übermittelt, welcher anhält. Alle Kompressoren laufen nicht.
Bis komprimierte Luft genutzt wird und das Druckniveau unter 7/8 fällt, laufen die Kompressoren noch nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 7/8 bei P11. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zu dem elektromagnetischen Schalter E₂ für den Kompressor Nummer 2 (C₂), welcher als zweiter angehalten wurde, über den Betriebsteil 12 übermittelt, um den Kompressor Nummer 2 zu starten. Die sieben Kompressoren Nummer 1 und Nummern 2 bis 8 laufen noch nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 6/8 bei P12. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E3 für den Kompressor 3 (C₃), welcher als dritter gestoppt wurden, über den Betriebsteil 12 übertragen, um den Kompressor Nummer 3 zu starten. Die Kompressoren Nummer 1 und Nummer 4 bis 8 laufen noch nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 5/8 bei P13. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₄ für den Kompressor Nummer 4 (C₄), welcher als vierter gestoppt wurde, über den Betriebsteil 12 übertragen, um den Kompressor Nummer 4 zu starten. Die fünf Kompressoren Nummer 1 und Nummern 5 bis 8 laufen nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 4/8 bei P14. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₅ für den Kompressor Nummer 5 (C₅), welcher als fünfter gestoppt wurde, über den Betriebsteil 12 übertragen, um den Kompressor Nummer 5 zu starten. Die Kompressoren Nummer 1 und Nummern 6 bis 8 laufen noch nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 3/8 bei P15. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zu dem elektromagnetischen Schalter E₆ für den Kompressor Nummer 6 (C₆), welcher als sechster gestoppt wurde, über den Betriebsteil 12 übertragen, um den Kompressor Nummer 6 zu starten. Die drei Kompressoren Nummer 1, 7 und 8 laufen nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 2/8 bei P16. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zu dem elektromagnetischen Schalter E₇ für den Kompressor Nummer 7 (C₇), welcher als siebter gestoppt wurde, über den Betriebsteil 12 übertragen, um den Kompressor Nummer 7 zu starten. Die beiden Kompressoren Nummer 1 und Nummer 8 laufen noch nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 1/8 bei P17. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₈ für den Kompressor Nummer 8 (C₈), welcher als achter gestoppt wurde, über den Betriebsteil 12 übertragen, um den Kompressor Nummer 8 zu starten. Nur der Kompressor Nummer 1 läuft noch nicht.
Komprimierte Luft wird genutzt und das Druckniveau fällt auf 0/8 bei P18. Ein Startsignal wird von der Steuerung 9 zum elektromagnetischen Schalter E₁ für den Kompressor Nummer 1 (C₁), welcher als neunter gestoppt wurde, über den Betriebsteil 12 übertragen, um den Kompressor Nummer 1 zu starten. Alle Kompressoren Nummern 1 bis 8 laufen, und es gibt keinen Kompressor, der nicht läuft.
Das vorangehende bezieht sich lediglich auf die Ausführungsform der Erfindung. Verschiedene Änderungen und Modifizierungen können durch einen Fachmann durchgeführt werden, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Mehrzahl von Kompressoren (1), welches folgende Schritte aufweist: Sammeln der komprimierten Gase, die aus der Mehrzahl von Kompressoren (1), die ungefähr das gleiche Leistungsvermögen haben, ausgegeben werden; Messen des Drucks des derart gesammelten komprimierten Gases, um ein Drucksignal zur Steuerung der Mehrzahl von Kompressoren (1) zu übermitteln; Aufteilen des Drucks des gemessenen Gases zwischen oberen und unteren Grenzen in eine Mehrzahl von Druck-Niveaus, welche in der Anzahl gleich zu der Mehrzahl von Kompressoren (1) sind; dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal zu einer Steuerung (9) übermittelt wird, welche einen Bestimmungs-Teil (10) zur Bestimmung einer Anzahl von arbeitenden Kompressoren (1) und einen Auswahl-Teil (11) zum Starten und Anhalten jedes Kompressors aufweist; wobei das Verfahren weiterhin folgende Schritte aufweist: Bestimmung der Anzahl der arbeitenden Kompressoren, wenn das Drucksignal die Grenze der Druck-Niveaus erreicht; und Starten oder Anhalten eines Kompressors durch ein Nummernsignal, das zum Auswahl-Teil (11) übermittelt wird, wobei die Auswahl des Kompressors, der gestartet oder angehalten wird, durch eine vorher festgelegte Reihenfolge des Startens und Anhaltens ausgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierten Gase in einem Druck-Tank (5) von der Mehrzahl von Kompressoren gesammelt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des gesammelten komprimierten Gases durch einen Drucksensor (8) zum Erzeugen eines Drucksignals gemessen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das komprimierte Gas Luft ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal von der Steuerung (9) über einen Arbeits-Teil (12) zu elektromagnetischen Schaltern (3) übertragen wird, und die elektromagnetischen Schalter (3) mit Motoren (2) der Kompressoren (1) verbunden sind, um die Kompressoren (1) ein- und auszuschalten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck zu einem oberen Druckniveau steigt, um die Anzahl der arbeitenden Kompressoren (1) zu verringern, während der Druck zu einem niedrigen Druckniveau sinkt, um die Anzahl der arbeitenden Kompressoren (1) zu erhöhen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrzahl von Kompressoren (1) fortlaufende Nummern zugeordnet sind, wobei jeder der Kompressoren (1) in der Reihenfolge der Nummern gestartet oder angehalten wird, um die Anzahl der arbeitenden Kompressoren (1) zu ändern.