JP2000038990A - 空気圧縮装置の制御装置および制御方法 - Google Patents

空気圧縮装置の制御装置および制御方法

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JP2000038990A JP10205223A JP20522398A JP2000038990A JP 2000038990 A JP2000038990 A JP 2000038990A JP 10205223 A JP10205223 A JP 10205223A JP 20522398 A JP20522398 A JP 20522398A JP 2000038990 A JP2000038990 A JP 2000038990A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気圧縮装置を安定的に制御すると共に、負
荷機器への圧縮空気の供給を過不足なく制御して省エネ
ルギー効果を果たすこと。 【解決手段】空気圧縮機C1〜C4を備える空気圧縮装
置と、空気圧縮装置から出力される圧縮空気をレシーバ
ータンクR1を介して接続される負荷機器L1〜Lnに
供給する圧縮空気供給部と、目標圧力とレシーバーータ
ンクから検出される元圧圧力とに基づいて空気圧縮装置
から出力する圧縮空気を制御する圧縮空気制御部4とを
備える空気圧縮装置の制御装置において、圧縮空気制御
部4に、各所定時限における各負荷機器に供給される末
端圧力中の最低末端圧力を検出し、該最低末端圧力とそ
れぞれの末端目標圧力との圧力偏差中の最小の末端圧力
偏差を選択し、該末端圧力偏差を所定の割合で逓減また
は逓増する補正圧力を所定期間出力し、該補正圧力によ
って前記目標圧力を補正する目標圧力補正手段20を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気圧縮装置の制
御装置および制御方法に係わり、特に、負荷機器から検
出した末端圧力に基づいて目標圧力を補正し空気圧縮装
置からの吐出圧力を制御する空気圧縮装置の制御装置お
よび制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の空気圧縮装置の制御装置の一例を
図10に示す。これは4台の空気圧縮装置を用いて複数
の負荷機器を制御するものであり、同図において、1−
1〜1−4は電動機M1〜M4を制御する電動機制御装
置、2−1〜2−4は空気圧縮機C1〜C4のバルブを
制御するロード/アンロードバルブ制御装置、3はレシ
ーバータンクR1から元圧圧力を検出する圧力変換装
置、4は目標圧力と検出された元圧圧力とに基づいて空
気圧縮装置を制御する圧縮空気制御装置、L1〜Lnは
負荷機器、P1は集合管、P2は吐出空気管、P3は末
端配管である。さらに、圧縮空気制御装置4は、目標圧
力を出力する目標圧力指令手段11と、目標圧力と元圧
圧力との偏差値を演算する偏差圧力演算手段12と、前
記偏差値に基づいてロード/アンロードバルブ制御装置
2−1〜2−4を制御するための制御圧力信号を出力す
る圧力制御手段13と、前記偏差値に基づいて電動機制
御装置1−1〜1−4を制御して電動機M1〜M4の稼
働台数を制御する台数制御手段14と、入出力装置(I
/O)15とから構成されている。
【0003】この従来装置では、レシーバーータンクR
1出口から負荷L1〜Lnまでの配管系統損失を考慮し
て目標圧力指令手段11において設定される吐出圧力の
目標値と、レシーバーータンクR1出口から圧力変換器
3により検出する元圧圧力信号を入力して両者の偏差を
演算し、元圧圧力が目標圧力下限値以下の場合は、圧縮
空気制御装置4は電動機制御手段1−1〜1−4および
ロード/アンロードバルブ制御装置2−1〜2−4に制
御信号を出力して、ロード状態にして圧縮空気を出すこ
とによりレシーバーータンクR1の圧力を上げる。この
際、並列運転中の4台の空気圧縮機C1〜C4のうち、
負荷に供給する圧縮空気を発生するのに必要な全台、例
えば、3台をロード状態とした後、所定の時間経過して
も元圧圧力が目標圧力下限値以下の場合は4台目の空気
圧縮機を始動する。また、元圧圧力が目標圧力上限値以
上の場合はロード状態の運転とは逆に不要となる空気圧
縮機をアンロード状態とし圧縮空気を止めレシーバーー
タンクR1の圧力を下げる。この時、1台の空気圧縮機
をアンロード状態とした後、所定の時間経過しても元圧
圧力が目標圧力上限値以上の場合は次の空気圧縮機を停
止する。
【0004】一般に電動機M1〜M4の始動、停止は4
台の空気圧縮機C1〜C4の運転時間を均一化するため
に所定の順序でローテーションさせる。また、ロード、
アンロードも空気圧縮機C1〜C4の容量調整機構の寿
命を延ばすため所定の順序でローテーションさせる。こ
の代表的なものとして、特開昭55−15638号公報
には、複数台の空気圧縮機を所定の順序で始動、停止、
ロード、アンロードさせながら負荷の要求する圧縮空気
を不足させることなく制御すると共に、空気圧縮装置の
運転台数の過不足を防ぐ制御を行う空気圧縮装置の自動
制御装置が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のよう
に、圧縮空気を負荷の変化に応じ必要とする圧縮空気を
発生させる装置では、図11(a)に示すように、目標
圧力に対して元圧圧力は所定の範囲内に制御されるが、
使用空気量が減少して空気圧縮機C1〜C4と負荷機器
L1〜Ln間の配管系統P1〜P3の圧力損失が減少す
ると、図11(b)に示すように、負荷機器L1〜Ln
における末端目標圧力に対する末端圧力が必要以上に上
昇した場合、空気圧縮機C1〜C4には動力源として無
効となる余剰圧力が発生する問題点があった。
【0006】本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、
空気圧縮装置の制御装置を安定的に制御すると共に、負
荷機器への圧縮空気の供給を過不足なく制御して省エネ
ルギー効果を発揮することのできる空気圧縮装置の制御
装置および制御方法を提供することにある。
【0007】
【発明が解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次のような手段を採用した。
【0008】並列運転する複数台の空気圧縮機を備える
空気圧縮装置と、該空気圧縮装置から出力される圧縮空
気をレシーバータンクを介して複数の配管にそれぞれ接
続される負荷機器に供給する圧縮空気供給部と、目標圧
力と前記レシーバーータンクから検出される元圧圧力と
に基づいて前記空気圧縮装置から出力する圧縮空気を制
御する圧縮空気制御部とを備える空気圧縮装置の制御装
置において、前記圧縮空気制御部に、各所定時限におけ
る前記各負荷機器に供給される末端圧力中の最低末端圧
力を検出し、該最低末端圧力とそれぞれの末端目標圧力
との圧力偏差中の最小の末端圧力偏差を選択し、該末端
圧力偏差を所定の割合で逓減または逓増する補正圧力を
所定期間出力し、該補正圧力によって前記目標圧力を補
正する目標圧力補正手段を設けたことを特徴とする。
【0009】また、並列運転する複数台の空気圧縮機を
備える空気圧縮装置と、該空気圧縮装置から出力される
圧縮空気をレシーバータンクを介して複数の配管にそれ
ぞれ接続される負荷機器に供給する圧縮空気供給部と、
目標圧力と前記レシーバーータンクから検出される元圧
圧力とに基づいて前記空気圧縮装置から出力する圧縮空
気を制御する圧縮空気制御部とを備える空気圧縮装置の
制御装置において、前記圧縮空気制御部に、各所定時限
における前記各負荷機器に供給される末端圧力中の最低
末端圧力を検出する最低末端圧力検出手段と、前記各最
低末端圧力とそれぞれの末端目標圧力との圧力偏差を演
算する末端圧力偏差演算手段と、前記圧力偏差中の最小
の圧力偏差を選択する最小圧力偏差選択手段と、前記最
小の圧力偏差を所定の割合で逓減または逓増する補正圧
力を所定期間出力する補正演算手段とからなる目標圧力
補正手段とを設け、前記補正圧力によって前記目標圧力
を補正することを特徴とする。
【0010】また、請求項2に記載の空気圧縮装置の制
御装置において、前記補正演算手段は、前記補正圧力に
よって前記目標圧力の補正中において、当該補正中の最
小圧力偏差より小さい最小圧力偏差が検出されたとき
は、検出された最小の圧力偏差を所定の割合で逓減また
は逓増する補正圧力を所定期間出力することを特徴とす
る。
【0011】また、請求項2に記載の空気圧縮装置の制
御装置において、前記補正演算手段は、前記最小偏差選
択手段によって選択された最小の圧力偏差を所定の係数
を乗じて減じた圧力偏差を所定の割合で逓減または逓増
する補正圧力を所定期間出力する補正演算手段とからな
ることを特徴とする。また、並列運転する複数台の空気
圧縮機を備える第1の空気圧縮装置と、前記空気圧縮機
と並列運転する第2の空気圧縮装置と、前記第1および
第2の空気圧縮装置から出力される圧縮空気をレシーバ
ータンクを介して複数の配管にそれぞれ接続される負荷
機器に供給する圧縮空気供給部と、目標圧力と前記レシ
ーバータンクから検出される元圧圧力とに基づいて前記
第1の空気圧縮装置から出力する圧縮空気を制御する圧
縮空気制御部とを備える空気圧縮装置の制御装置におい
て、前記圧縮空気制御部に、各所定時限における前記各
負荷機器に供給される末端圧力中の最低末端圧力を検出
し、該最低末端圧力とそれぞれの末端目標圧力との圧力
偏差中において所定の圧力偏差以上であってかつ最小の
末端圧力偏差を選択し、該末端圧力偏差を所定の割合で
逓減または逓増する補正圧力を所定期間出力し、該補正
圧力によって前記目標圧力を補正する目標圧力補正手段
を設けたことを特徴とする。
【0012】また、並列運転する複数台の空気圧縮機か
ら出力される圧縮空気をレシーバータンクを介して複数
の配管にそれぞれ接続される負荷機器に供給し、目標圧
力と前記レシーバーータンクから検出される元圧圧力と
に基づいて前記空気圧縮機から出力する圧縮空気を制御
する空気圧縮装置の制御方法において、各所定時限にお
ける前記各負荷機器に供給される末端圧力中の最低末端
圧力を検出するステップと、該最低末端圧力とそれぞれ
の末端目標圧力との圧力偏差中の最小の末端圧力偏差を
選択するステップと、該末端圧力偏差を所定の割合で逓
減または逓増する補正圧力を所定期間出力し、該補正圧
力によって前記目標圧力を補正するステップとからなる
ことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】はじめに、本発明の一実施形態を
図1から図8を用いて説明する。
【0014】図1は、本実施形態に係わる空気圧縮装置
の制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【0015】同図において、20は各負荷機器L1〜L
nから検出される末端圧力信号ps1〜psnに基づい
て目標圧力補正信号を出力する目標圧力補正手段、21
は目標圧力指令手段11から出力される目標圧力信号と
目標圧力補正信号とを加算する目標圧力補正信号加算
器、22−1〜22−nは各負荷機器L1〜Lnの末端
圧力を検出して末端圧力信号ps1〜psnを出力する
圧力変換器である。
【0016】なお、同図において、図10に示す符号と
同符号の箇所は同一箇所を示すので説明を省略する。
【0017】図2は、図1に示す目標圧力補正手段20
の詳細な構成を示すブロック図である。
【0018】同図において、201−1〜201−nは
圧力変換器22−1〜22−nにおいて検出された末端
圧力信号ps1〜psnの所定期間毎にそれぞれの最低
圧力信号ps1’〜psn’を検出する最低圧力検出手
段、202は各負荷機器L1〜Lnにおける最適な末端
目標圧力pref1〜prefnが設定される末端目標
圧力設定手段、203−1〜203−nは最低圧力検出
手段201−1〜201−nから出力される最低圧力信
号ps1’〜psn’と末端目標圧力設定手段202か
ら出力される末端目標圧力pref1〜prefnのそ
れぞれとを対比して、末端圧力偏差値ps1’−pre
f1〜psn’−prefnを算出する末端圧力偏差検
出手段、204は演算された末端圧力偏差値ps1’−
pref1〜psn’−prefnの中から最も末端圧
力偏差値の小さい最小末端圧力偏差値を選定する最小圧
力偏差選定手段、205は補正圧力信号を作成するため
に使用する各末端別の下降レートa1〜an(例えば
0.02KPa/秒)が設定可能に設けられた末端別下
降レート選択手段、206は補正圧力信号を作成するた
めに使用する各末端別の上昇レートb1〜bn(例えば
0.05Kpa/秒)が設定可能に設けられた末端別上
昇レート選択手段、207は最小圧力偏差選択手段20
4から入力した最小末端圧力偏差値に基づいて補正圧力
信号を形成し目標圧力補正信号加算手段21に出力する
補正演算手段である。
【0019】ここで、最低圧力検出手段201−1〜2
01−nは、周期的(例えば1サイクル150ms毎)
にそれぞれの末端圧力信号ps1〜psnにおける前回
測定時の各末端圧力信号と今回測定時の各末端圧力信号
を比較し、末端圧力信号の小さい方を最低圧力値として
採用する。これを計測時間タイムアップ(例えば120
sec)まで行い、それぞれの最低圧力検出手段201
−1〜201nのそれぞれの最低圧力値を決定する。最
低圧力値は、末端圧力偏差検出手段203−1〜203
−nにおいて、それぞれの系統別に末端圧力目標設定手
段202により設定された目標圧力信号pref1〜p
refnと比較され、最低圧力偏差選定手段204によ
り、いずれの系統の最小末端圧力偏差値として採用する
かが選択される。
【0020】このとき、すべての最小末端圧力偏差値p
s1’−pref1〜psn’−prefnが正の場合
には、圧力の補正は、目標圧力を下げる方向に加算され
るが、末端圧力偏差値ps1’−pref1〜psn’
−prefnのうちのいずれかが負の場合は、目標圧力
を上げる方向に加算される。次に、本実施形態に係わる
空気圧縮装置の制御装置の動作を図1および図2を用い
て説明する。
【0021】図1に示すように、目標圧力補正手段20
は、負荷機器L1〜Lnまでの空気圧系統の末端に設け
た圧力変換器22ー1〜22ーnによって検出した末端
圧力ps1〜psnと各々の末端目標圧力pref1〜
prefnとの各々の圧力偏差に基づいて補正圧力信号
を演算して目標圧力補正信号加算手段21に出力する。
目標圧力補正信号加算手段21では、目標圧力信号に補
正圧力信号を加算して目標圧力を補正する。目標圧力補
正手段20は、末端圧力ps1〜psnと各々の末端目
標圧力pref1〜prefnとの差が所定の値になる
まで、補正圧力信号を繰り返し出力し、空気圧縮機C1
〜Cnの吐出圧力を低減して無駄な余剰動力を減らす。
【0022】通常、圧縮空気を多数の配管を経由して多
数の負荷機器に供給する系統では、各々の負荷機器によ
り配管等の構成が異なるため、配管P2、P3から各々
の負荷機器L1〜Ln末端までに空気圧損に差が生じ、
また、各負荷機器L1〜Ln間では空気の圧縮、膨張に
より元圧の変化から末端圧の変化までの時間遅れ(例え
ば数10秒から数分)に差が生じる。このため末端圧力
ps1〜psnと各々の末端目標圧力pref1〜pr
efnとの圧力差をそのまま補正圧力信号として採用し
て、空気圧縮機C1〜C4の吐出圧力を変化しようとす
ると圧縮空気系統の制御が不安定となる。
【0023】そのため、本実施形態では、この不安定現
象を防止するため、末端圧力ps1〜psnと末端目標
圧力pref1〜prefn間に差が生じた時、目標圧
力信号に所定の時間をかけて段階的に補正圧力信号を加
える。即ち、補正圧力信号の印加後所定時間、補正圧力
信号の出力を停止する間欠制御方式を用いる。さらに、
所定の時刻毎に各負荷機器L1〜Lnの末端圧力ps1
〜psnの測定を行い、各計測時刻における偏差の最も
小さな系統の最小圧力偏差値psx’−prefxに基
づいて補正圧力信号を作成する。従って、ある負荷機器
Lxの末端圧力偏差値psx’−prefxに基づく補
正圧力信号による補正中においても、ある計測時点で、
他の負荷機器Lyの末端圧力偏差値psy’−pref
yが負荷機器Lxの末端圧力偏差値より少なくなる現象
が生じた場合は、その最小圧力偏差値psy’−pre
fyに基づいた新たな補正圧力信号を作成して、目標圧
力を補正し制御系の安定を図る。
【0024】次に、図2に示す目標圧力補正手段20に
おける処理手順を図3および図4に示すフローチャート
を用いて説明する。
【0025】はじめに、ステップ1−1〜1−nでは、
最低圧力検出手段201−1〜201−nにおいて、そ
れぞれの系統毎の所定期間(例えば、120sec)中
に検出された末端圧力信号ps1〜psnの中の最低末
端圧力信号ps1’〜psn’を検出する。次に、ステ
ップ2−1〜2−nでは、末端圧力偏差検出手段203
−1〜203−nにおいて、末端圧力偏差値ps1’−
pref1〜psn’−prefnを演算する。次に、
ステップ3において、最小圧力偏差選定手段204で
は、全ての末端圧力偏差値ps1’−pref1〜ps
n’−prefnが正か否かを判断する。全てが正の場
合は、ステップ4で、演算された末端圧力偏差値ps
1’−pref1〜psn’−prefnの中から最小
末端圧力偏差値prx(=psx’−prefx)を選
択する。次いで、ステップ5で、補正演算手段207に
おいて、選択された最小末端圧力偏差値prxに所定の
値(例えば、末端空気圧変動の時定数が短い場合には最
小末端圧力偏差値prxの80%、あるいは末端空気圧
変動の時定数が長い場合には最小末端圧力偏差値prx
の90%等)を乗算して、補正量prx’を求める。さ
らに、ステップ6において、所定の周期△t(例えば、
150ms)毎の補正圧力値△sdxを用いて前記所定
の周期△t毎に何回(N1回)補正することにより補正
量prx’を補正することができるかをN1=prx’
/△sdxから求める。なお、ここで、△sdxは、各
末端別下降レート選択手段205の各系統毎に設定され
た所定の下降レートa1〜anのうち、当該系統の下降
レートをaxとすると、前記の所定の周期△tから、△
sdxは△sdx=ax/△tにより当該系統の既知の
値として求められる。次に、ステップ7において求めた
N1に基づいて、N1回の補正を行ったか否かを判断
し、回数N1に達していない場合は、ステップ8におい
て、目標圧力補正信号加算手段21において目標圧力値
からn・△sdxを減算すべく補正圧力信号として出力
する。次いで、ステップ9において、補正回数nに1を
加算する。次いで、ステップ11において、この時点で
演算された末端圧力偏差値ps1’−pref1〜ps
n’−prefnの中から最小末端圧力偏差値prpを
求め、これに基づく補正量prp’が現在補正中の補正
量prx”より小さいか否かを判断する。小さい場合は
ステップ3に戻り、新たな系統に係わる補正処理を行う
ために、ステップ3からの処理を行う。小さくない場合
は、ステップ7に戻って当該系統に係わる補正処理を続
行する。ステップ7において、計算された補正回数N1
に達した場合は、ステップ5で求めた補正量prx’の
補正処理を終えたのでステップ10において処理を終了
する。
【0026】一方、ステップ3において、いずれかが負
の場合は、ステップ12で、最小偏差選択手段204に
おいて、演算された負の末端圧力偏差値ps1’−pr
ef1〜psn’−prefnの中から最小末端圧力偏
差値pryを選択する。さらに、ステップ13におい
て、選択された最小末端圧力偏差値prz”に所定の値
を乗算して、補正量pry’を求める。次に、ステップ
14において、所定の周期△t(例えば、150ms)
毎の補正圧力値△sdyを用いて所定の周期△t毎に何
回(N2回)補正することにより補正量pry’を補正
することができるかをN2=pry’/△sdyから求
める。ここで、△sdyは、各末端別上昇レート選択手
段206の各系統毎に設定された所定の上昇レートb1
〜bnのうち、当該系統の下降レートをbxとすると、
所定の周期△tから、△sdyは△sdy=ay/△t
により当該系統の既知の値として求められる。次に、ス
テップ15において求められたN2に基づいて、N2回
の補正を行ったか否かを判断し、回数N2に達していな
い場合は、ステップ16において、目標圧力補正信号加
算手段21に目標圧力値にn・△sdyを加算すべく補
正圧力値として出力する。次いで、ステップ17におい
て、補正回数nに1を加算し、次いで、ステップ18に
おいて、この時点で演算された負の末端圧力偏差値ps
1’−pref1〜psn’−prefnの中から最小
末端圧力偏差値prqを求め、これに基づく補正量pr
q’が現在補正中の補正量pry”より小さいか否かを
判断しする。小さい場合はステップ3に戻り、新たな系
統に係わる補正処理を行うために、ステップ3からの補
正処理を行う。小さくない場合は、ステップ15に戻っ
て、当該系統に係わる補正処理を続行する。ステップ1
5において、計算された補正回数N2に達した場合は、
ステップ13で求めた補正量pry’の補正処理を終了
したのでステップ10において処理を終了する。
【0027】なお、ステップ5およびステップ13にお
いて、乗算される所定の値は、補正値が元圧配管から末
端までの空気圧損の差、さらに空気の圧縮、膨張により
元圧の変化から末端空気圧の変化までの時間遅れが生じ
るための効果がでる時間待ちを考慮して設定される。
【0028】次に、本実施形態の空気圧縮装置の制御装
置における負荷機器L1および負荷機器Lnの末端圧力
の変化に対する目標圧力の補正の様子を図5から図7を
用いて説明する。
【0029】図5(c)において、今、負荷L1の末端
圧力ps1が時刻t10で末端目標圧力pref1より
低下した時、図5(a)に示すように、期間traにわ
たって負荷機器L1の所定の上昇レートb1で逐次段階
的に補正され、補正量pra’に達するまで目標圧力に
加えられる。また、通常、末端圧力の変動は図6に示す
ごとく、大周期の変動と小周期の変動の組み合わせとし
て生じるため、末端圧力の選定は所定の周期n×Twa
(例えば3回目)の経過後の周期(時刻t13〜t1
4)における最低末端圧力が選定される。例えば、末端
圧力ps1が図5(c)のごとく時刻t13から順次増
加している場合には、このときの末端圧力prbは時刻
t13の時の圧力偏差値prb=ps1−pref1と
すると、この圧力偏差値prbが他の末端の圧力偏差に
較べて最小の時には目標圧力の補正はこのときの補正量
prb’を用いて、目標圧力を低下させる方向に加算す
る補正が行われる。この目標圧力への加算は負荷機器L
1の所定の下降レートa1で、順次目標圧力を低減して
行く。
【0030】また、図5(d)に示すように、例えば、
時刻tn6においては負荷Lnの末端の圧力偏差値pr
c=psn−prefnが最小偏差値として検出された
ときは、負荷機器Lnの所定の下降レートanに従って
低減される。上記各補正によって空気圧縮機C1〜C4
からの吐出圧力は図5(b)のように変化する。
【0031】また、図7に示すように、当初、例えば、
負荷機器L1の末端圧力ps1と末端目標圧力pref
1との圧力偏差pr1に基づいて作成された補正量pr
1’による目標圧力の補正中において、時刻taにおい
て負荷機器L2末端の末端圧力ps2と末端目標圧力p
ref2との圧力偏差pr2に基づく補正量pr2’が
補正中の圧力偏差pr1’より小さい場合には圧力目標
値の補正を補正量pr2’による補正に切り換え補正処
理を行う。
【0032】なお、本実施形態では、目標圧力補正値が
大きすぎて過補正となることを防ぐために末端目標圧力
設定手段202による末端目標圧力pref1〜pre
fnに較べ目標圧力補正値を小さくし、両者間に不感帯
(バンド)を設け、例えば、空気圧縮装置容量220K
w〜900Kwが26台の場合、4.9(KPa)を減
算した値を目標圧力補正値としている。
【0033】図8に本実施形態に係わる空気圧縮装置の
制御装置における末端圧力の変化および余剰圧力の変化
の状況を示す。
【0034】本実施形態の元圧一定制御系に末端圧力制
御を付加した場合は、図8(a)に示すように、図11
(a)の従来技術に比べて、改善領域に示されるように
目標圧力が変化するために、図8(b)に示すように、
末端圧力と末端目標圧力との差が小さくなり、かつ圧力
の変動幅も小さくなり、負荷機器に無駄な余剰圧力を加
えることがなくなる。
【0035】図9は、他の実施形態に係わる空気圧縮装
置の制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【0036】本実施形態は、先の実施形態に比べて、空
気圧縮装置4によって制御されない、電動機M5、電動
機制御装置1−5、空気圧縮機C5、空気圧縮装置C5
を制御するロード/アンロードバルブ制御装置2−5が
付加されていると共に、目標圧力補正手段20’におけ
る補正制御が先の実施形態における目標圧力補正手段2
0と異なる点で相違する。その他の構成は図1に示すも
のと同一であるので説明を省略する。
【0037】図示するように、電動機制御装置1−5お
よびロード/アンロードバルブ制御装置2−5は、圧縮
空気制御装置4によって制御されず、単独でレシーバー
ータンクR1へ所定の圧縮空気を供給し、圧縮空気系統
のベース運転を行っている。
【0038】そのため、圧縮空気制御装置4によって制
御される空気圧縮装置と圧縮空気制御装置4によって制
御されない空気圧縮装置との並列運転時において、負荷
機器L1〜Lnのいずれかにおいて圧縮空気の使用量が
減少し、末端圧力に余剰圧力が発生した場合は、先の実
施形態と同様に目標圧力を下げる方向に補正圧力信号が
与えられる。このとき、負荷機器が必要とする圧縮空気
量が、運転中の空気圧縮装置の出力より少ない場合に
は、目標圧力を下げる方向に補正制御が継続して行われ
るため、空気圧縮装置の空気圧縮機C1〜C4は順次停
止し、全台数が停止しても未だ負荷機器の末端圧力が低
下しない現象が発生することがある。このとき、目標圧
力の補正を継続すると圧縮空気制御装置への制御指令信
号が異常に低下し、その後の負荷機器における負荷の増
加に伴って圧縮空気の発生量を増加させる必要が出てき
たとき、圧縮空気制御装置への制御指令信号を目標圧力
まで回復させるために大きな遅れが発生したり、また必
要とする末端圧力が確認できない問題が生じることがあ
る。
【0039】本実施形態では、このような問題を回避す
るために、目標圧力補正手段20’では、選択された最
小圧力偏差が所定の最小圧力偏差以下では補正圧力信号
を出力しないようにする。具体的には、目標圧力補正手
段20’において、前記各負荷機器L1〜Lnに供給さ
れる末端圧力ps1〜psn中の最低末端圧力ps1’
〜psn’を検出し、この最低末端圧力とそれぞれの末
端目標圧力との圧力偏差ps1’−pref1〜ps
n’−prefnの中から下限制限値以上であってかつ
最小の末端圧力偏差を選択し、この末端圧力偏差を所定
の下降レートで出力するように分割された補正圧力信号
を目標圧力補正信号加算手段21に出力して、目標圧力
を補正する。その結果、前記選択された最小末端圧力偏
差が前記所定の圧力以下の場合は、補正圧力信号が出力
されなくなるため、圧縮空気制御装置への制御指令信号
を異常に低下させることがなくなる。
【0040】本実施形態では、上記下限制限値として
は、ベース運転中の総風量と設備使用最低風量の差に応
じた圧力(例えば、ベース運転中の空気圧縮機の出力が
900Kw4台の場合、制限値は、例えば68.6KP
a)を用いる。
【0041】
【発明の効果】上記のごとく、本発明によれば、圧縮空
気制御部に、各所定時限における各負荷機器に供給され
る末端圧力中の最低末端圧力を検出し、該最低末端圧力
とそれぞれの末端目標圧力との圧力偏差中の最小の末端
圧力偏差を選択し、該末端圧力偏差を所定の割合で逓減
または逓増する補正圧力を所定期間出力し、該補正圧力
によって前記目標圧力を補正する目標圧力補正手段を設
けたので、空気圧縮装置を安定的に制御すると共に、負
荷機器への圧縮空気の供給を過不足なく制御して省エネ
ルギー効果を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる空気圧縮装置の制
御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す目標圧力補正手段20の詳細な構成
を示すブロック図である。
【図3】図2に示す目標圧力補正手段20における処理
手順を示すフローチャートである。
【図4】図2に示す目標圧力補正手段20における処理
手順を示すフローチャートである。
【図5】本実施形態における負荷機器の末端圧力の変化
に対する目標圧力の補正の様子を説明するための図であ
る。
【図6】本実施形態における負荷機器における末端圧力
の変化の様子を説明するための図である。
【図7】本実施形態における補正量pr1’に基づいて
目標圧力の補正中において、時刻taにおいて計測され
た最小圧力偏差に基づく補正量pr2’が補正量pr
1’より小さくなった場合の補正の切り換え処理を説明
する図である。
【図8】本実施形態における元圧圧力の変化および末端
圧力の変化の状況を示す図である。
【図9】本発明の他の実施形態に係わる空気圧縮装置の
制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図10】従来技術に係わる空気圧縮装置の制御装置の
全体構成を示すブロック図である。
【図11】従来技術における元圧圧力の変化および末端
圧力の変化の状況を示す図である。
【符号の説明】
M1〜M4 電動機、 C1〜C4 空気圧縮機 P1 集合管 P2 吐出空気管 P3 末端配管 R1 レシーバーータンク L〜Ln 負荷機器 1−1〜1−4 電動機制御装置 2−1〜2−4 ロード/アンロードバルブ制御装置 3 圧力変換器 4 圧縮空気制御装置 11 目標圧力指令設定器 12 偏差圧力演算手段 13 圧力制御手段 14 台数制御手段 15 入出力装置 20、20’ 目標圧力補正手段 21 目標圧力補正信号加算手段 22−1〜22−n 圧力変換器 201−1〜201−n 最低圧力検出手段 202 末端圧力目標設定手段 203−1〜203−n 末端圧力偏差検出手段 204 最低圧力偏差選定手段 205 末端別下降レート選定手段 206 末端別上昇レート選定手段 207 補正値演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G05D 16/20 G05D 16/20 D N H A (72)発明者 百地 康 茨城県日立市東金沢町一丁目15番25号 株 式会社日立エレクトリックシステムズ内 (72)発明者 林 良雄 茨城県日立市東金沢町一丁目15番25号 株 式会社日立エレクトリックシステムズ内 (72)発明者 高橋 松男 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分工場内 Fターム(参考) 3H045 AA09 AA16 AA26 BA19 BA28 BA32 CA03 CA04 CA29 DA01 DA05 DA32 EA23 EA35 5H004 GA16 GA36 GB05 HA03 HB03 JA01 JB08 KA13 KC07 MA02 5H316 AA18 BB02 CC02 DD01 EE25 FF01 GG01 HH08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列運転する複数台の空気圧縮機を備え
    る空気圧縮装置と、該空気圧縮装置から出力される圧縮
    空気をレシーバータンクを介して複数の配管にそれぞれ
    接続される負荷機器に供給する圧縮空気供給部と、目標
    圧力と前記レシーバーータンクから検出される元圧圧力
    とに基づいて前記空気圧縮装置から出力する圧縮空気を
    制御する圧縮空気制御部とを備える空気圧縮装置の制御
    装置において、 前記圧縮空気制御部に、各所定時限における前記各負荷
    機器に供給される末端圧力中の最低末端圧力を検出し、
    該最低末端圧力とそれぞれの末端目標圧力との圧力偏差
    中の最小の末端圧力偏差を選択し、該末端圧力偏差を所
    定の割合で逓減または逓増する補正圧力を所定期間出力
    し、該補正圧力によって前記目標圧力を補正する目標圧
    力補正手段を設けたことを特徴とする空気圧縮装置の制
    御装置。
  2. 【請求項2】 並列運転する複数台の空気圧縮機を備え
    る空気圧縮装置と、該空気圧縮装置から出力される圧縮
    空気をレシーバータンクを介して複数の配管にそれぞれ
    接続される負荷機器に供給する圧縮空気供給部と、目標
    圧力と前記レシーバーータンクから検出される元圧圧力
    とに基づいて前記空気圧縮装置から出力する圧縮空気を
    制御する圧縮空気制御部とを備える空気圧縮装置の制御
    装置において、 前記圧縮空気制御部に、各所定時限における前記各負荷
    機器に供給される末端圧力中の最低末端圧力を検出する
    最低末端圧力検出手段と、前記各最低末端圧力とそれぞ
    れの末端目標圧力との圧力偏差を演算する末端圧力偏差
    演算手段と、前記圧力偏差中の最小の圧力偏差を選択す
    る最小圧力偏差選択手段と、前記最小の圧力偏差を所定
    の割合で逓減または逓増する補正圧力を所定期間出力す
    る補正演算手段とからなる目標圧力補正手段とを設け、
    前記補正圧力によって前記目標圧力を補正することを特
    徴とする空気圧縮装置の制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記補正演算手段
    は、前記補正圧力によって前記目標圧力の補正中におい
    て、当該補正中の最小圧力偏差より小さい最小圧力偏差
    が検出されたときは、検出された最小の圧力偏差を所定
    の割合で逓減または逓増する補正圧力を所定期間出力す
    ることを特徴とする空気圧縮装置の制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項2において、前記補正演算手段
    は、前記最小偏差選択手段によって選択された最小の圧
    力偏差を所定の係数を乗じて減じた圧力偏差を所定の割
    合で逓減または逓増する補正圧力を所定期間出力する補
    正演算手段とからなることを特徴とする空気圧縮装置の
    制御装置。
  5. 【請求項5】 並列運転する複数台の空気圧縮機を備え
    る第1の空気圧縮装置と、前記空気圧縮機と並列運転す
    る第2の空気圧縮装置と、前記第1および第2の空気圧
    縮装置から出力される圧縮空気をレシーバータンクを介
    して複数の配管にそれぞれ接続される負荷機器に供給す
    る圧縮空気供給部と、目標圧力と前記レシーバーータン
    クから検出される元圧圧力とに基づいて前記第1の空気
    圧縮装置から出力する圧縮空気を制御する圧縮空気制御
    部とを備える空気圧縮装置の制御装置において、 前記圧縮空気制御部に、各所定時限における前記各負荷
    機器に供給される末端圧力中の最低末端圧力を検出し、
    該最低末端圧力とそれぞれの末端目標圧力との圧力偏差
    中において所定の圧力偏差以上であつてかつ最小の末端
    圧力偏差を選択し、該末端圧力偏差を所定の割合で逓減
    または逓増する補正圧力を所定期間出力し、該補正圧力
    によって前記目標圧力を補正する目標圧力補正手段を設
    けたことを特徴とする空気圧縮装置の制御装置。
  6. 【請求項6】 並列運転する複数台の空気圧縮機から出
    力される圧縮空気をレシーバータンクを介して複数の配
    管にそれぞれ接続される負荷機器に供給し、目標圧力と
    前記レシーバーータンクから検出される元圧圧力とに基
    づいて前記空気圧縮機から出力する圧縮空気を制御する
    空気圧縮装置の制御方法において、 各所定時限における前記各負荷機器に供給される末端圧
    力中の最低末端圧力を検出するステップと、該最低末端
    圧力とそれぞれの末端目標圧力との圧力偏差中の最小の
    末端圧力偏差を選択するステップと、該末端圧力偏差を
    所定の割合で逓減または逓増する補正圧力を所定期間出
    力し、該補正圧力によって前記目標圧力を補正するステ
    ップとからなることを特徴とする空気圧縮装置の制御方
    法。
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