【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧縮機を自動運転する制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場などにおける各種生産ラインや、搬送ラインなどに圧縮空気を供給する空気圧縮機は、電源周波数による定速運転を行なう複数の空気圧縮機を並列的に接続して、運転台数を制御する台数制御が行なわれている。この台数制御は、空気槽や配管に取付けた圧力センサーまたは流量センサーの検出値に基づいて、制御装置により空気圧縮機の吸込み弁の開閉、または運転・停止を行なって複数台自動運転するものである。
【０００３】
これは図６に示すように、３台の空気圧縮機１−１、１ー２、１ー３が配管２に並列に接続され、また配管２には負荷（設備機器）３−１、３ー２、３ー３、３ー４が並列に接続されている。４は配管２上に設けられた空気槽である。空気槽４に取付けた圧力センサーＰ０の検出値を制御部５にフィードバックして、ここで空気圧縮機１−１、１ー２、１ー３の運転台数を制御するようになっている。
【０００４】
この複数台自動運転システムは、各空気圧縮機１−１、１ー２、１ー３の定格出力における吐出空気量を１００％とすると、図７に示すように負荷３−１〜３ー４の必要空気量が１００％以下の場合には、空気圧縮機１−１だけで運転を行なう。負荷３−１〜３ー４の必要空気量が１００〜２００％の範囲の場合には、２台の空気圧縮機１−１、１ー２で全負荷運転を行なう。また負荷３−１〜３ー４の必要空気量が２００〜３００％の範囲の場合には、３台全ての空気圧縮機１−１、１ー２、１ー３が出力１００％の全負荷運転を行なうようになっている。
【０００５】
従来の空気圧縮機１−１〜１ー３は、空気圧縮機のモーターが電源周波数による定速運転であるため、空気吐出量が０の無負荷の場合でも、７０％程度の動力が必要である。また負荷３−１〜３ー４の必要空気量が１１０％の場合には２台の空気圧縮機１−１、１ー２は動力１７０ー２００％の負荷運転が行なわれるためエネルギー効率が低下する問題があった。
【０００６】
また従来は圧力センサーＰ０または流量センサーＦＭの検出値を制御部５にフィードバックして、稼動する空気圧縮機１−１、１ー２、１ー３の台数制御を行なっているため、負荷３−１〜３ー４の必要空気量の変動が大きい場合に、圧縮空気の消費量が変化してから空気圧縮機１ー２、１ー３の運転の増減を行なうので、モーターの起動や回転上昇に時間がかかり、圧力上昇の遅れにより図７（Ａ）に示すように、設定圧ＳＰ１で供給している時に空気量不足が生じて、最低必要圧力を下回ると設備機器の運転停止などの問題があった。また、停止判断に時間がかかるためにエネルギー効率が低下する問題があった。
【０００７】
このため必要空気量の変動が大きい場合にも、最低必要圧力を下回らないように図７（Ｂ）に示すように、余裕を十分に見込んで設定圧ＳＰ２を高く設定して空気圧縮機１−１〜１ー３を運転しているため、モータの電力消費量が大きく、空気の漏れがある場合も漏洩量は多くエネルギー効率が低下する問題があった。
【０００８】
また負荷側の機器が停止して圧縮空気の利用がなくなると、圧力センサーＰ０の検出値が上限値を越えるが、配管に空気漏れがあるような場合には、いつまでも上限値に達せず、空気圧縮機が停止せずに運転を継続してしまうためエネルギー効率が低下する問題があった。
【０００９】
最近では、負荷に対して全てインバータ方式による空気圧縮機だけで複数台自動運転する制御システムも開発されている。インバータ方式による空気圧縮機は、圧力センサーの検出値に基づいて、圧縮機を回転させるモーターがインバータにより可変速制御されて、これにより容量調整を行なうものである。このようなシステムでは消費される空気量だけ圧縮空気の供給を行なうので省エネルギー化を図ることはできるが、導入のコストが高価であり、またインバータのメンテナンスコストも高価となる問題がある。
【００１０】
またこの方式によっても、圧縮空気が負荷で消費されてから圧力センサーの検出値を制御部にフィードバックしてから、インバータ方式による空気圧縮機の運転の増減を行なうので、立ち上がりや停止までに時間がかかり、一時的に大量の圧縮空気が消費された場合には同様に空気量不足が発生して設備機器が停止する問題がある。またこの場合も最低必要圧力を下回らないように、余裕を見込んで設定圧を高くして運転しているのでエネルギー効率が低下する問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、最小限の設備で台数制御を行なって導入のコストを安価にすると共に、単位期間内の負荷の運転状況に応じて、予め設定したプログラムに基づいて、設定圧を低くして自動運転をすることにより、エネルギー効率を向上させた空気圧縮機自動運転システムを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の空気圧縮機自動運転システムは、インバータ方式の可変速空気圧縮機と、１台または複数台の電源周波数運転される定速空気圧縮機とを併設し、単位期間内の負荷の必要圧縮空気量を、負荷の状況の変化に応じて供給するように予め設定された運転プログラムにより、常時運転されるインバータ方式による可変速空気圧縮機の容量が不足した時に、定速空気圧縮機を順次追加して運転することを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の請求項２記載の空気圧縮機自動運転システムは、負荷状況の変化に応じて予め設定された運転プログラムが、運転予告信号により圧力不足が予想される場合に、空気圧縮機と負荷との間の配管に設けた空気槽に不足分空気を一時蓄えるように設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
更に本発明の請求項３記載の空気圧縮機自動運転システムは、負荷状況の変化に応じて予め設定された運転プログラムが、負荷運転状態での圧力変動を検出して、これに基づいて、次回の運転プログラムを修正することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図１ないし図４を参照して詳細に説明する。図１は空気圧縮機自動運転システムを示すもので、インバータ方式可変速空気圧縮機８−１と、定速空気圧縮機８−２、８ー３が配管２に並列に３台接続されている。このうちインバータ方式圧縮機は可変速制御されるもので、これにより容量調整が行なえるものである。また８−２、８ー３は、定速運転される空気圧縮機である。これら各空気圧縮機８−１〜８ー３は、始動時にはインバータ方式による可変速空気圧縮機８−１から運転を開始して常時運転され、負荷の増加に伴って定速空気圧縮機８−２、８ー３の順に運転開始されるようになっている。
【００１６】
配管２には負荷（設備機器）３−１、３ー２、３ー３、３ー４が並列に接続されている。配管２上に空気槽４が設けられ、ここに圧縮空気を一時的に蓄えるようになっている。また９は制御部で、各空気圧縮機８−１、８ー２、８ー３に圧縮機制御信号１１を送るようになっている。また空気槽４に取付けられた圧力センサーＰ０と各負荷３−１〜３ー４の入口付近にはそれぞれ圧力センサーＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が取付けられ、この検出信号１２を制御部９に送るようになっている。
【００１７】
また各負荷３−１〜３ー４には負荷制御部１３−１〜１３ー４が設けられ、ここから負荷運転予告信号や負荷運転許可信号などの負荷制御信号１４を制御部９と送受信するようになっている。また温度センサーＴと湿度センサーＨの検出値は検出信号１２として制御部９に送られるようになっている。なお図１では負荷制御部１３は接点の記号で図示されているが、負荷制御信号１４は接点信号のみならず数値信号でも良い。
【００１８】
更に制御部９は、単位期間内の各負荷３−１〜３ー４の必要圧縮空気量を各負荷３−１〜３ー４の運転状況の変化に応じて供給するように予め運転プログラムが設定されている。これは常時運転されるインバータ方式可変速空気圧縮機８−１の容量が不足した時に、定速空気圧縮機８−２、８ー３を順次追加して運転するように制御している。またこの制御部９にはデータ設定／記憶部１０が設けられ、負荷運転状態での圧力変動を圧力センサーＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４で検出した検出信号１２を記憶し、これに基づいて、予め設定された運転プログラムを修正して、次回の運転プログラムを設定するものである。
【００１９】
次に上記構成の空気圧縮機自動運転システムの動作について説明する。この場合単位期間を１日とすると、図１に示すように、負荷３−１は空気消費量が１日を通してほぼ一定の設備機器で、要求圧力Ｐａとする。負荷３−２は空気消費量が１日を通してほぼ一定あるが、負荷３−１より消費量が大きい設備機器で、要求圧力Ｐａとする。負荷３−３は空気消費量の変化に山と谷がある設備機器で、要求圧力Ｐｂとする。負荷３−４は一時に大量の空気を消費するが、間欠的な運転をする設備機器で要求圧力Ｐｃとする。但し、Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃとする。
【００２０】
またデータ設定／記憶部１０には各空気圧縮機８−１、８ー２、８ー３の吐出能力を設定しておく。入力データは記憶されて、空気圧縮機、空気取入部付近の温度センサーＴと湿度センサーＨの値により補正演算された圧縮機の吐出能力が増減の判断基準となる。またデータ設定／記憶部１０に各負荷３−１〜３ー４の１日の運転状況に応じた必要圧力、必要空気流入量を入力すると共に、初期稼動空気圧縮機の設定を入力する。更にデータ設定／記憶部１０に基準目標値ＰＯＳＰｍｉｎを設定して、運転プログラムを設定する。この場合、負荷３−１〜３ー４の運転状況と、この時の設定圧ＳＰ３とは表１に示すようになる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
また通常の圧力設定を下げて各空気圧縮機８−１、８ー２、８ー３を運転した場合、負荷変動時には、そのままでは圧力がかなり大きく変化して供給圧力の低下による負荷設備が停止する恐れがある。このため予測される変動分の空気量の設定圧を予め自動的に高く設定して、一時的に空気槽４に蓄えておくように予めプログラムしておく。
【００２３】
このように予め運転プログラムを設定した状態で、システムの起動時には、目標ＰＯＳＰｍｉｎと圧力センサーＰＯ信号を比較しながら運転して、初期の空気圧縮機の条件を整えて負荷運転予告信号を待つ状態で待機する。各負荷制御部１３−１〜１３ー４からの負荷運転予告信号が出力されると、制御部９ではデータ設定／記憶部１０からの必要流量の積算値と、空気圧縮機補正能力の積算値から運転台数と、各々の圧力設定を行なう。
【００２４】
設定圧力に達すると、負荷運転許可信号が負荷制御部１３−１〜１３ー４に送られて、設備機器の運転が開始される。各空気圧縮機８−１〜８ー３の定格出力における吐出空気量を１００％とすると、図２に示すように負荷３−１〜３ー４の必要空気量が１００％以下の場合には、インバータ方式の可変速空気圧縮機８−１だけで、容量調整を行なう。負荷３−１〜３ー４の必要空気量が１００〜２００％の範囲の場合には、インバータ方式による可変速空気圧縮機８−１と定速空気圧縮機８−２の２台で運転を行ない、定速空気圧縮機８−２は全負荷運転を行ない、１００〜２００％の端数と変動分はインバータ方式による可変速空気圧縮機８−１で容量調整を行なう。
【００２５】
また負荷３−１〜３ー４の必要空気量が２００〜３００％の範囲の場合には、インバータ方式可変速空気圧縮機８−１で容量調整を行ない、定速空気圧縮機８−２、８−３は出力１００％の全負荷運転を行なう。つまり、空気吐出量が０の無負荷の場合には、定速空気圧縮機８−２、８−３は停止させ、インバータ方式による可変速空気圧縮機８−１だけで待機運転をする。このためインバータ方式による可変速空気圧縮機８−１を１台組み込むだけであるので設備費が安く、消費される空気量だけ圧縮空気の供給を行なうので省エネルギー化を図ることができる。
【００２６】
次に予め設定されたプログラムにより運転するシステムについて説明する。始動状態では最低必要圧よりやや高い設定圧ＳＰ３に整えて待機する。負荷運転予告信号が各負荷制御部１３−１〜１４ー４から出されて、最低必要圧以上であれば、負荷運転許可信号を出して、設備機器は運転が可能となる。
【００２７】
また負荷３−３や負荷３−４のように消費量の変動が大きい負荷の場合には、図３に示すように、負荷運転予告信号が出されたら、そのままでは供給圧力の低下による設備機器が停止する恐れがあるので、予め設定されたプログラムに基づいて設定圧ＳＰ３を自動的に高く設定して、一時的に空気槽４に蓄えておき、所定の圧力に達したら負荷運転許可信号を負荷制御部１３−１〜１３ー４に出力して、設備機器は運転可能となる。設備機器運転の後、圧力が安定したならば設定圧ＳＰ３を自動的に通常設定圧に戻す。
【００２８】
またこの時の負荷消費の状態を、圧力センサーＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４で検出して、その時の圧力が要求圧力を下回った場合には、空気圧縮機運転状態、圧力センサーＰ０の値、負荷要求の組合せと、変動時間ｄｔと圧力変動幅ｄｄを検出して、データ設定／記憶部１０に記憶しておく。従って、次回、同じ組合せで負荷運転する時に、大幅な供給圧力の低下が予測される場合には、予め設定圧ＳＰ３を高めておき、空気槽４に蓄えるか、運転台数の増加をするかを判断して、負荷が作動する時には最低必要圧を下回らない状態で圧縮空気を供給するので、大きな変動がない通常の運転状態では設定圧ＳＰ３を最低必要圧よりやや高めに設定して運転するので消費エネルギーを従来のシステムに比べて大幅に低減することができる。
【００２９】
また設定されたプログラムにより運転している状態で、負荷運転予告信号が負荷から出されて設定圧ＳＰ３を高めて一時的に空気槽４に蓄えておくが、負荷運転許可信号が出されても負荷が運転しない場合には、高い設定圧ＳＰ３を保持したままで待機する。また次の負荷が負荷運転予告信号を出した場合には、負荷要求にあった設定圧に変更される。
【００３０】
つまり本発明では、消費パターンに基づいて予めプログラムを設定し、一時的に多量の消費がされ、一時的に圧力不足が発生する負荷に対しては、その消費量分だけ予め設定圧ＳＰ３を大きくするように設定して、一時的に空気槽４に蓄えておき、通常は予め設定されたプログラムに基づいて設定圧ＳＰ３を低く設定して運転するものである。
【００３１】
また次回の運転では、実際の運転状態で圧力不足を検出した圧力変動時間ｄｔと圧力変動幅ｄｄをデータ設定／記憶部１０に記憶しておき、次回、負荷運転予告信号があった時に、図４に示すようにプログラムを修正して運転する。このため、現状に即した運転パターンに基づいて、新たな運転プログラムに自動的に修正して運転を行なうので、常に現状に即した最適の設定圧で運転することができ、最小限の設備で、最適な運転状態を保持してエネルギー消費を少なくすることができる。
【００３２】
なお上記説明では、負荷運転予告信号が出てから、各負荷制御部１３−１〜１３ー４に負荷運転許可信号を制御部９から出す場合について示したが、負荷運転予告信号だけを出すようにしたシステムでも良い。また上記説明では、１台のインバータ方式可変速空気圧縮機と２台の定速空気圧縮機を組合せた場合について示したが、空気圧縮機の組合せは任意に選定することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載の空気圧縮機自動運転システムによれば、インバータ方式可変速空気圧縮機と複数の定速空気圧縮機を並列に接続し、変動範囲の狭い部分は常時運転しているインバータ方式可変速空気圧縮機に負担させるので設備費が安く、省エネルギー化を図ることができる。
【００３４】
また本発明では、負荷の消費パターンに基づいて予めプログラムを設定し、一時的に高い圧力消費がされる負荷に対しては、その消費量分だけ予め設定圧を高くするようにプログラムを設定し、通常は低い設定圧で運転するので、更に省エネルギー化を図ることができる。
【００３５】
また請求項２記載の空気圧縮機自動運転システムによれば、負荷状況の変化に応じて予め設定された運転プログラムが、運転予告信号により圧力不足が予想される場合に、空気圧縮機と負荷との間の配管に設けた空気槽に不足分の空気を予め蓄えるようにしたので、最小の設備で、通常は低圧力設定での運転をしても、大きな負荷変動時にも対応することができる。
【００３６】
また請求項３記載の空気圧縮機自動運転システムによれば、負荷状況の変化に応じて予め設定された運転プログラムが、負荷運転状態での圧力変動を検出し、これに基づいて、次回の運転プログラムを自動的に修正するので、現状に即した運転パターンに基づいた最適の運転プログラムで運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による空気圧縮機自動運転システムを示す構成図である。
【図２】本発明システムによるインバータ方式可変速空気圧縮機と定速空気圧縮機の運転状態を示す説明図である。
【図３】本発明システムによる予め設定された運転プログラムによる設定圧の変化の状態を示すグラフである。
【図４】本発明システムによる修正されたプログラムによる設定圧の変化の状態を示すグラフである。
【図５】従来の台数制御による空気圧縮機自動運転システムを示す構成図である。
【図６】従来の台数制御による定速空気圧縮機の運転状態を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は従来のシステムによる設定圧を下げた場合の変化状態を示すグラフ、
（Ｂ）は従来のシステムによる設定圧を上げて運転している通常状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１−１ 空気圧縮機
２ 配管
３−１ 負荷
４ 空気槽
５ 制御装置
８−１ インバータ方式可変速空気圧縮機
８−２ 定速空気圧縮機
９ 制御部
１０ データ設定／記憶部
１１ 圧縮機制御信号
１２ 検出信号
１３−１負荷制御部
１４ 負荷制御信号
Ｐ０〜Ｐ４圧力センサー
ＦＭ 流量センサー
Ｔ 温度センサーＴ
Ｈ 湿度センサーＨ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control system for automatically operating an air compressor.
[0002]
[Prior art]
Air compressors that supply compressed air to various production lines and transport lines in factories, etc. are connected in parallel with multiple air compressors that operate at a constant speed according to the power supply frequency, and the number of units controlled is controlled. Is being done. This unit control is based on the detection value of a pressure sensor or a flow rate sensor attached to an air tank or piping, and a control device opens and closes, or operates and stops, the suction valve of the air compressor to automatically operate multiple units. is there.
[0003]
As shown in FIG. 6, three air compressors 1-1, 1-2 and 1-3 are connected in parallel to the pipe 2, and loads (equipment) 3-1 and 3 are connected to the pipe 2. -2, 3-3 and 3-4 are connected in parallel. Reference numeral 4 denotes an air tank provided on the pipe 2. The detection value of the pressure sensor P0 attached to the air tank 4 is fed back to the control unit 5 to control the number of operating air compressors 1-1, 1-2, and 1-3.
[0004]
Assuming that the discharge air amount at the rated output of each of the air compressors 1-1, 1-2, and 1-3 is 100%, the multiple-unit automatic operation system has loads 3-1 to 3-4 as shown in FIG. If the required air amount is less than 100%, the operation is performed only by the air compressor 1-1. When the required air amount of the loads 3-1 to 3-4 is in the range of 100 to 200%, the two air compressors 1-1 and 1-2 perform full load operation. When the required air amount of the loads 3-1 to 3-4 is in the range of 200 to 300%, all the three air compressors 1-1, 1-2 and 1-3 have the full load of 100% output. Driving is performed.
[0005]
In the conventional air compressors 1-1 to 1-3, since the motor of the air compressor operates at a constant speed based on the power supply frequency, about 70% of power is required even when the air discharge amount is zero and there is no load. is there. When the required air amount of the loads 3-1 to 3-4 is 110%, the two air compressors 1-1 and 1-2 are operated with a load of 170 to 200% of power, so that the energy efficiency is reduced. There was a problem to do.
[0006]
Conventionally, the detection value of the pressure sensor P0 or the flow rate sensor FM is fed back to the control unit 5 to control the number of operating air compressors 1-1, 1-2, and 1-3. In the case where the required air amount fluctuation of 1-3-4 is large, the operation of the air compressors 1-2, 1-3 is increased or decreased after the consumption of the compressed air is changed, so that the motor is started or the rotation is increased. As shown in FIG. 7 (A), a shortage of air occurs during supply at the set pressure SP1 due to a delay in pressure rise. was there. Further, there is a problem that energy efficiency is reduced because it takes a long time to make a stop determination.
[0007]
For this reason, even when the required air amount fluctuates greatly, as shown in FIG. 7 (B), the set pressure SP2 is set high and the air compressor 1-1 is set with a sufficient margin so as not to fall below the minimum required pressure. Since the motors 1-1 to 1-3 are operated, there is a problem that the power consumption of the motor is large, and even if there is air leakage, the amount of leakage is large and the energy efficiency is reduced.
[0008]
When the load-side device stops and the compressed air is no longer used, the detection value of the pressure sensor P0 exceeds the upper limit value. However, if there is air leakage in the pipe, the detected value does not reach the upper limit value indefinitely. There is a problem that energy efficiency is reduced because the compressor continues to operate without stopping.
[0009]
Recently, a control system has been developed in which a plurality of units are automatically operated by using only an air compressor of an inverter type for all loads. In the air compressor of the inverter type, a motor for rotating the compressor is controlled at a variable speed by an inverter based on a detection value of a pressure sensor, thereby adjusting the capacity. In such a system, compressed air is supplied by the amount of consumed air, so that energy can be saved. However, there is a problem that the introduction cost is high and the maintenance cost of the inverter is also high.
[0010]
Also, with this method, after the detected value of the pressure sensor is fed back to the control unit after the compressed air is consumed by the load, the operation of the air compressor by the inverter method is increased or decreased. In this case, when a large amount of compressed air is consumed temporarily, there is a problem that the amount of air is insufficient and the equipment stops. Also in this case, there is a problem that the energy efficiency is reduced since the operation is performed with the set pressure increased in consideration of a margin so as not to fall below the minimum required pressure.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above problem, reduces the cost of introduction by controlling the number of units with the minimum equipment, and sets the set pressure based on a program set in advance according to the load operation status within a unit period. It is intended to provide an automatic operation system for an air compressor in which energy efficiency is improved by performing automatic operation with a low air pressure.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The air compressor automatic operation system according to the first aspect of the present invention includes an inverter type variable speed air compressor and one or more constant speed air compressors operated at a power supply frequency in a unit period. When the capacity of the variable speed air compressor using the inverter system, which is always operated, becomes insufficient due to the operation program set in advance to supply the required amount of compressed air of the load according to changes in the load condition, It is characterized in that an air compressor is sequentially added and operated.
[0013]
Further, in the automatic operation system for an air compressor according to the second aspect of the present invention, an operation program preset in accordance with a change in the load condition, the operation of the air compressor and the load when the pressure shortage is predicted by the operation notice signal. The shortage of air is set to be temporarily stored in an air tank provided in the pipe between
[0014]
Further, in the air compressor automatic operation system according to claim 3 of the present invention, an operation program preset in accordance with a change in load condition detects a pressure fluctuation in a load operation state, and based on the detected pressure fluctuation, the next time, Is characterized in that the operating program is modified.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows an automatic operation system of an air compressor, in which three inverter type variable speed air compressors 8-1 and constant speed air compressors 8-2 and 8-3 are connected in parallel to a pipe 2. . Among them, the inverter type compressor is controlled at a variable speed, whereby the capacity can be adjusted. 8-2 and 8-3 are air compressors operated at a constant speed. These air compressors 8-1 to 8-3 start operation from the variable speed air compressor 8-1 based on the inverter system at the time of starting and are always operated, and the constant speed air compressor 8-8 is increased as the load increases. The operation is started in the order of 2, 8-3.
[0016]
Loads (equipment) 3-1, 3-2, 3-3 and 3-4 are connected in parallel to the pipe 2. An air tank 4 is provided on the pipe 2 and temporarily stores compressed air therein. A control unit 9 sends a compressor control signal 11 to each of the air compressors 8-1, 8-2, and 8-3. Further, pressure sensors P1, P2, P3, and P4 are respectively mounted near the pressure sensors P0 and the loads 3-1 to 3-4 attached to the air tank 4, and send the detection signal 12 to the control unit 9. It has become.
[0017]
Each of the loads 3-1 to 3-4 is provided with a load control unit 13-1 to 13-4, from which a load control signal 14 such as a load operation notice signal or a load operation permission signal is transmitted to and received from the control unit 9. It has become. The detection values of the temperature sensor T and the humidity sensor H are sent to the control unit 9 as a detection signal 12. In FIG. 1, the load control unit 13 is illustrated by a contact symbol, but the load control signal 14 may be not only a contact signal but also a numerical signal.
[0018]
Further, the control unit 9 executes an operation program in advance so that the required compressed air amount of each of the loads 3-1 to 3-4 within the unit period is supplied according to a change in the operation state of each of the loads 3-1 to 3-4. Is set. When the capacity of the inverter-type variable speed air compressor 8-1, which is always operated, becomes insufficient, the constant speed air compressors 8-2 and 8-3 are controlled so as to be sequentially operated. Further, the control unit 9 is provided with a data setting / storage unit 10 which stores a detection signal 12 obtained by detecting pressure fluctuations in a load operation state by the pressure sensors P0, P1, P2, P3, P4, and based on the detected signal. The operation program set in advance is modified to set the next operation program.
[0019]
Next, the operation of the air compressor automatic operation system having the above configuration will be described. In this case, assuming that the unit period is one day, as shown in FIG. 1, the load 3-1 is an equipment whose air consumption is substantially constant throughout the day and has a required pressure Pa. The load 3-2 is equipment which consumes substantially the same amount of air throughout the day but consumes more than the load 3-1 and has a required pressure Pa. The load 3-3 is equipment having a peak and a valley in the change of the air consumption, and is set to the required pressure Pb. The load 3-4 consumes a large amount of air at one time, but is set to the required pressure Pc by equipment that operates intermittently. However, it is assumed that Pa <Pb <Pc.
[0020]
In the data setting / storage section 10, the discharge capacity of each of the air compressors 8-1, 8-2, and 8-3 is set. The input data is stored, and the discharge capacity of the compressor, which is corrected and calculated based on the values of the temperature sensor T and the humidity sensor H near the air compressor and the air intake unit, is used as a criterion for determining the increase or decrease. In addition, the necessary pressure and the required air inflow amount according to the daily operating conditions of the loads 3-1 to 3-4 are input to the data setting / storage unit 10, and the setting of the initial operating air compressor is input. Further, a reference target value POSPmin is set in the data setting / storage unit 10, and an operation program is set. In this case, the operating conditions of the loads 3-1 to 3-4 and the set pressure SP3 at this time are as shown in Table 1.
[0021]
[Table 1]
[0022]
When the air compressors 8-1, 8-2, and 8-3 are operated with the normal pressure set lower, when the load fluctuates, the pressure changes considerably as it is, and the load equipment stops due to a drop in supply pressure. There is a risk of doing. For this reason, it is programmed in advance that the set pressure of the air amount corresponding to the predicted fluctuation is automatically set to a high value in advance and temporarily stored in the air tank 4.
[0023]
With the operation program set in advance in this way, when the system is started, the system is operated while comparing the target POSPmin with the pressure sensor PO signal, and the condition of the initial air compressor is adjusted to wait for the load operation notice signal. stand by. When a load operation notice signal is output from each of the load control units 13-1 to 13-4, the control unit 9 calculates the integrated value of the required flow rate from the data setting / storage unit 10 and the integrated value of the air compressor correction capacity. From, the number of operating units and each pressure setting are performed.
[0024]
When the pressure reaches the set pressure, a load operation permission signal is sent to the load control units 13-1 to 13-4, and the operation of the equipment starts. Assuming that the discharge air amount at the rated output of each of the air compressors 8-1 to 8-3 is 100%, when the required air amount of the loads 3-1 to 3-4 is 100% or less as shown in FIG. The capacity is adjusted only by the inverter type variable speed air compressor 8-1. When the required air amount of the loads 3-1 to 3-4 is in the range of 100 to 200%, the operation is performed by using two inverter-type variable speed air compressors 8-1 and a constant speed air compressor 8-2. The constant-speed air compressor 8-2 performs full-load operation, and the fraction and variation of 100 to 200% are adjusted in capacity by the inverter-type variable-speed air compressor 8-1.
[0025]
When the required air amount of the loads 3-1 to 3-4 is in the range of 200 to 300%, the capacity is adjusted by the inverter type variable speed air compressor 8-1, and the constant speed air compressor 8-2, 8-3 performs 100% output full load operation. That is, when the air discharge amount is 0 and there is no load, the constant speed air compressors 8-2 and 8-3 are stopped, and the standby operation is performed only by the variable speed air compressor 8-1 based on the inverter system. For this reason, since only one variable speed air compressor 8-1 of the inverter type is incorporated, the equipment cost is low, and compressed air is supplied by the amount of consumed air, so that energy can be saved.
[0026]
Next, a system that operates according to a preset program will be described. In the starting state, the pressure is adjusted to the set pressure SP3 slightly higher than the minimum necessary pressure, and the process stands by. When the load operation notice signal is output from each of the load control units 13-1 to 14-4 and is equal to or higher than the minimum necessary pressure, a load operation permission signal is output, and the equipment can be operated.
[0027]
Further, in the case of a load such as the load 3-3 or the load 3-4, which has a large fluctuation in the consumption amount, as shown in FIG. May be stopped, the set pressure SP3 is automatically set high based on a preset program, temporarily stored in the air tank 4, and when a predetermined pressure is reached, a load operation permission signal is issued. Output to the load control units 13-1 to 13-4, and the equipment becomes operable. After the operation of the equipment, if the pressure is stabilized, the set pressure SP3 is automatically returned to the normal set pressure.
[0028]
The state of the load consumption at this time is detected by the pressure sensors P1, P2, P3, and P4. If the pressure at that time falls below the required pressure, the operating state of the air compressor, the value of the pressure sensor P0, the load The combination of the request, the fluctuation time dt and the pressure fluctuation width dd are detected and stored in the data setting / storage unit 10. Therefore, when a large decrease in the supply pressure is predicted next time when the load operation is performed with the same combination, the set pressure SP3 is increased in advance, and whether to store the air pressure in the air tank 4 or to increase the number of operating units is determined. Judgment, when the load operates, the compressed air is supplied in a state where the pressure does not fall below the minimum required pressure. Therefore, in a normal operation state where there is no large fluctuation, the set pressure SP3 is set slightly higher than the minimum required pressure and the operation is performed. Energy consumption can be greatly reduced as compared with the conventional system.
[0029]
In addition, while the vehicle is operating according to the set program, the load operation notice signal is output from the load to increase the set pressure SP3 and temporarily store the set pressure SP3 in the air tank 4, but even if the load operation permission signal is output. When the load does not operate, the apparatus stands by while maintaining the high set pressure SP3. Further, when the next load issues a load operation notice signal, the pressure is changed to the set pressure according to the load request.
[0030]
In other words, in the present invention, a program is set in advance based on the consumption pattern, and for a load that is temporarily consumed a large amount and pressure is temporarily insufficient, the preset pressure SP3 is increased by the consumption amount. The operation is performed by temporarily storing the air in the air tank 4 and setting the set pressure SP3 low based on a preset program.
[0031]
Further, in the next operation, the pressure fluctuation time dt and the pressure fluctuation width dd in which the pressure shortage is detected in the actual operation state are stored in the data setting / storage section 10, and the next time the load operation notice signal is given, Modify the program as shown in Fig. 4 and operate. For this reason, based on the current operation pattern, the operation is automatically corrected to a new operation program, and the operation is always performed. In addition, the energy consumption can be reduced by maintaining the optimum operation state.
[0032]
In the above description, the case where the load operation permission signal is output from the control unit 9 to each of the load control units 13-1 to 13-4 after the load operation notification signal is output, but only the load operation notification signal is output. A system that has been used may be used. In the above description, the case where one inverter-type variable speed air compressor and two constant speed air compressors are combined is shown, but the combination of the air compressors can be arbitrarily selected.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the air compressor automatic operation system according to claim 1 of the present invention, an inverter type variable speed air compressor and a plurality of constant speed air compressors are connected in parallel, and a portion having a narrow fluctuation range is Since the load is placed on the inverter-type variable speed air compressor that is always operating, the equipment cost is low and energy saving can be achieved.
[0034]
Further, in the present invention, a program is set in advance based on a load consumption pattern, and a program is set such that, for a load that temporarily consumes a high pressure, the set pressure is increased in advance by the consumption amount. Normally, the operation is performed at a low set pressure, so that further energy saving can be achieved.
[0035]
Further, according to the air compressor automatic operation system according to the second aspect, the operation program preset according to the change in the load condition, if the pressure shortage is predicted by the operation notice signal, the air compressor and the load Insufficient air is stored in advance in the air tank provided in the pipe between the two, so that it can be operated even with a minimum equipment and usually at a low pressure setting, even when a large load change occurs. .
[0036]
According to the air compressor automatic operation system according to the third aspect, the operation program preset in accordance with the change in the load condition detects the pressure fluctuation in the load operation state, and based on this, detects the next operation. Since the program is automatically corrected, it is possible to operate with an optimal operation program based on an operation pattern according to the current situation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an air compressor automatic operation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing operating states of an inverter type variable speed air compressor and a constant speed air compressor according to the system of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a state of a change in set pressure according to a preset operation program by the system of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a state of a change in a set pressure according to a program modified by the system of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional air compressor automatic operation system based on unit control.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation state of a constant-speed air compressor based on conventional unit control.
FIG. 7A is a graph showing a change state when a set pressure by a conventional system is reduced,
(B) is a graph showing a normal state in which the operation is performed by increasing the set pressure by the conventional system.
[Explanation of symbols]
1-1 Air compressor 2 Piping 3-1 Load 4 Air tank 5 Controller 8-1 Inverter type variable speed air compressor 8-2 Constant speed air compressor 9 Control unit 10 Data setting / storage unit 11 Compressor control signal 12 Detection signal 13-1 Load control unit 14 Load control signals P0 to P4 Pressure sensor FM Flow sensor T Temperature sensor T
H Humidity sensor H
