JP2014234744A - Supply pressure control method for compressed-air and supply pressure control system for compressed-air - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工場等の生産設備にコンプレッサを運転し供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力を管理する方法および圧縮空気の供給圧力管理システムに関する。 The present invention relates to a method for managing a supply pressure of compressed air for operating a compressor in a production facility such as a factory and supplying compressed air via a supply pipe, and a supply pressure management system for compressed air.
従来、空気を圧縮するコンプレッサから、負荷となる工場等の生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する運用においては、生産設備側での設定圧力が一定になるようにコンプレッサの吸込み弁開度を制御していた。しかし、生産品目として、種々の製品が生産される生産設備にあっては、製品毎に所要の圧縮空気量が異なる場合があるため、設定圧力を一定になるように制御する運用では、生産品目によっては必要以上の圧力にて圧縮空気を送気している場合があった。 Conventionally, in operation where compressed air is supplied via a supply pipe from a compressor that compresses air to a production facility such as a factory, the suction valve of the compressor is opened so that the set pressure on the production facility side is constant. I was controlling the degree. However, in a production facility where various products are produced as production items, the amount of compressed air required may vary from product to product. In some cases, compressed air was sent at a pressure higher than necessary.
ここで、例えば特許文献1には、工場等の生産設備にコンプレッサを運転し供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力を管理する技術として、圧力センサの測定圧力値に基づいて、圧縮空気用コンプレッサのロードとアンロードを切替える技術が開示されている。
Here, for example, in
しかしながら、同文献記載の技術は、圧力センサの測定圧力値に基づいて、圧縮空気用コンプレッサのロードとアンロードを切替えるので、生産品目として、種々の製品が生産される生産設備において、生産品目に応じて圧力設定を適切な状態に変更することができない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、工場等の生産設備での生産品目に応じて、圧縮空気の供給配管における圧力管理を最適化できる、圧縮空気の供給圧力管理方法、および圧縮空気の供給圧力管理システムを提供することを目的とする。
However, since the technology described in this document switches between loading and unloading of the compressor for compressed air based on the pressure value measured by the pressure sensor, the production item is a production item in which various products are produced. Accordingly, the pressure setting cannot be changed to an appropriate state.
Therefore, the present invention has been made paying attention to such problems, and it is possible to optimize the pressure management in the compressed air supply piping according to the production items in the production equipment such as a factory. It is an object of the present invention to provide a supply pressure management method and a compressed air supply pressure management system.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る圧縮空気の供給圧力管理方法は、空気を圧縮するコンプレッサを運転して負荷となる工場等の生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力を管理する方法であって、当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定工程と、前記初期供給圧力設定工程で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給工程と、前記初期圧縮空気供給工程で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給工程と、前記圧縮空気減圧供給工程にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給工程とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a compressed air supply pressure management method according to one aspect of the present invention operates a compressor that compresses air to supply compressed air to a production facility such as a factory via a supply pipe. A method for managing the supply pressure of compressed air to be supplied, the initial supply pressure setting step for setting an initial supply pressure of compressed air to be supplied to the supply pipe according to a production item in the production facility, and the initial supply An initial compressed air supply step for starting the supply of compressed air at the initial supply pressure set in the pressure setting step; and after the supply of compressed air in the initial compressed air supply step is started, Compressed air decompression supply process to be supplied while gradually decreasing from the initial supply pressure, and when the set pressure of the compressed air is reduced in the compressed air decompression supply process, it is required in the production facility. When a control limit alarm corresponding to the control limit pressure of compressed air is output, the set pressure of the supplied compressed air is returned to a set pressure higher than the set pressure when the control limit alarm is output. And a compressed air pressure supply process for supplying the compressed air.
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る圧縮空気の供給圧力管理システムは、空気を圧縮するコンプレッサを運転して負荷となる工場等の生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力管理システムであって、当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定手段と、前記初期供給圧力設定手段で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給手段と、前記初期圧縮空気供給手段で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給手段と、前記圧縮空気減圧供給手段にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a compressed air supply pressure management system according to an aspect of the present invention operates a compressor that compresses air and compresses it through a supply pipe to production equipment such as a factory that becomes a load. A compressed air supply pressure management system for supplying air, an initial supply pressure setting means for setting an initial supply pressure of compressed air to be supplied to the supply pipe according to a production item in the production facility, and the initial supply Initial compressed air supply means for starting the supply of compressed air at the initial supply pressure set by the pressure setting means; and the compressed air supplied after the supply of compressed air by the initial compressed air supply means is started In the production facility, when the set pressure of the compressed air is reduced by the compressed air reduced pressure supply means to be supplied while being lowered stepwise from the initial supply pressure, When a control limit alarm corresponding to the required control limit pressure of compressed air is output, the set pressure of the supplied compressed air is set higher than the set pressure when the control limit alarm is output. And a compressed air pressure supply means for supplying the compressed air.
本発明によれば、生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定し、初期供給圧力で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を初期供給圧力から段階的に下げつつ供給し、生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給するので、工場等の生産設備での生産品目に応じて、圧縮空気の供給配管における圧力管理を最適化できる。 According to the present invention, an initial supply pressure of compressed air to be supplied to the supply pipe is set according to a production item in a production facility, and the compressed air to be supplied is supplied after the supply of the compressed air is started at the initial supply pressure. When the control limit alarm corresponding to the control limit pressure of compressed air required in the production facility is output, the set pressure of the supplied compressed air is managed. Since the pressure is returned to a set pressure higher than the set pressure when the limit alarm is output, the pressure management in the compressed air supply piping can be optimized according to the production items in the production equipment such as a factory.
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、本実施形態の圧縮空気の供給圧力管理システムは、図1に示すように、空気を圧縮するコンプレッサ5を運転し、工場1に供給配管3を介して圧縮空気を供給するものである。
詳しくは、同図に示すように、負荷となる生産設備である工場1には、圧縮空気の供給配管3が接続されている。供給配管3には、吸込み弁4、コンプレッサ5、放風弁6、吐出弁7、流量計8、および圧力計9が、空気の吸込み側から工場1側に向かってこの順に装備され、工場1内の設備のアクチュエータや計器、パージ用のエア、およびその他圧縮空気の供給が必要な種々の設備に圧縮空気を供給可能になっている。なお、工場1稼働時は、例えば、放風弁6は常時閉、吐出弁7は常時開である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The compressed air supply pressure management system of this embodiment operates a
Specifically, as shown in the figure, a compressed
また、本実施形態の圧縮空気の供給圧力管理システムは、プロセス制御コンピュータ(PC)2、および圧力制御装置(distributed control system:DCS)10を備えて構成されている。プロセス制御コンピュータ2は、上記工場1を含む各制御装置とデータ通信可能なネットワークで相互に接続されており、生産情報の採集、分析、計算等を随時に行って、上位計算機として工場1全体の稼動プロセスを制御する。この例では、工場1との間が信号線24を介して必要なデータを授受可能に接続されるとともに、圧力制御装置10が、信号線21を介して必要なデータを授受可能に接続されている。さらに、圧力制御装置10は、上記圧力計9からの計測データを、信号線22を介して受信可能とされるとともに、工場1との間が信号線23を介して接続され、工場1において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が取得されるようになっている。
The compressed air supply pressure management system of the present embodiment includes a process control computer (PC) 2 and a pressure control device (DCS) 10. The
ここで、この圧力制御装置10は、プロセス制御コンピュータ2の監視下で、信号線20〜24を介して必要な信号の授受を行って、工場1に対して供給する圧縮空気供給圧力を制御する。この例では、圧力制御装置10は、圧力計9からの計測データを受信し、所定の圧力制御処理(後述)に基づいて、吸込み弁4の開度およびコンプレッサ5の駆動を制御し、供給配管3から供給する圧縮空気の供給圧力を所定圧力となるように制御する。
Here, the
以下、上記圧力制御装置10で実行される圧力制御処理について説明する。
圧力制御装置10で圧力制御処理が実行されると、図2に示すように、まず、ステップS1に移行して、プロセス制御コンピュータ2から、工場1で現在生産している製品情報(つまり、生産品目)を取得する。続くステップS2では、取得した製品情報に応じ、当該製品情報に対応して予め設定されている圧縮空気の初期供給圧力を設定する。そして、フィードバック制御により、上記圧力計9からの計測データを常時監視しつつ、圧力計9の計測データが当該初期供給圧力となるように供給配管3に圧縮空気の供給制御を開始する。圧縮空気の供給制御は、信号線20を介して吸込み弁4の開度を制御することにより行う。
Hereinafter, the pressure control process executed by the
When the pressure control process is executed by the
続くステップS3では、所定時間が経過したか否かを監視し、所定時間が経過したならば(Yes)ステップS4に移行し、そうでなければ(No)ステップS3で待機する。ステップS4では、吸込み弁4の開度を絞ることにより、現在の設定圧力を所定だけ下げて新たな設定圧力とし、フィードバック制御により、当該新たな設定圧力となるように供給配管3に圧縮空気の供給を継続してステップS5に移行する。ステップS5では、工場1側からの上記管理限界警報の有無を監視し、管理限界警報が出力されたならば(Yes)ステップS6に移行し、そうでなければ(No)ステップS3に処理を戻す。一方、ステップS6では、吸込み弁4の開度を開くことにより、所定だけ設定圧力を上げてステップS5に処理を戻す。ここで、「管理限界警報」とは、工場1内の設備のアクチュエータや制御機器、パージ用の圧縮空気、およびその他圧縮空気の供給が必要な種々の設備において、必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じて設定されたアラーム等の信号を用いる。
In the following step S3, it is monitored whether or not a predetermined time has elapsed. If the predetermined time has elapsed (Yes), the process proceeds to step S4. If not (No), the process waits in step S3. In step S4, the current set pressure is lowered by a predetermined amount to a new set pressure by reducing the opening of the
なお、本実施形態の圧縮空気の供給圧力管理システムの例では、上記「課題を解決するための手段」に記載の「初期供給圧力設定手段(工程)」は、当該ステップS1〜S2が対応し、また、「圧縮空気減圧供給手段(工程)」は、当該ステップS3、S4〜S5(No)が対応し、「圧縮空気昇圧供給手段(工程)」は、当該ステップS5(Yes)〜S6が対応している。 In the example of the compressed air supply pressure management system of the present embodiment, the “initial supply pressure setting means (process)” described in “Means for Solving the Problems” corresponds to Steps S1 and S2. The “compressed air decompression supply means (process)” corresponds to the steps S3 and S4 to S5 (No), and the “compressed air pressure increase supply means (process)” corresponds to the steps S5 (Yes) to S6. It corresponds.
次に、上述の供給圧力管理システムの動作(つまり、本発明に係る圧縮空気の供給圧力管理方法でもある)並びにその作用効果について説明する。ところで、上記工場1においては、種々の製品(例えば製品A〜C)が生産されるところ、各製品によって消費される圧縮空気の量が異なる場合がある。そこで、本実施形態では、図3を参照して、消費される圧縮空気の量が異なる二つの製品A、Bの例について説明する。
Next, the operation of the above-described supply pressure management system (that is, the compressed air supply pressure management method according to the present invention) and the operation and effect thereof will be described. By the way, in the said
今、工場1において製品Aが生産される場合、信号線24を介して工場1での現在の生産品目が製品Aであるとの製品情報がプロセス制御コンピュータ2に送られる。同時に、圧力制御装置10は、信号線21を介して現在の生産品目が製品Aであるとの製品情報を取得する(ステップS1)。圧力制御装置10は、取得した製品情報が製品Aであることから、製品Aに対応した初期供給圧力を設定する(ステップS2)。図3に示す例では、製品Aに対応した初期供給圧力PA1が4.50(kgf/cm2)とされている例である。そして、圧力制御装置10は、信号線22を介して圧力計9からの計測データを監視しつつ、信号線20を介して吸込み弁4の開度を制御し、供給配管3から供給する圧縮空気の供給圧力が初期供給圧力PA1となるように圧力制御を行う(ステップS2)。
Now, when the product A is produced in the
供給圧力が初期供給圧力PA1に設定された後に、圧力制御装置10は、タイマー機能により所定時間が経過したか否かを監視し、所定時間が経過する毎に、所定だけ設定圧力を下げた新たな設定圧力とする。図3に示す例では、製品Aに対応した所定の下げ幅が0.05(kgf/cm2)とされている例である。そして、この新たな設定圧力にて、信号線22を介して圧力計9からの計測データを監視しつつ、信号線20を介して吸込み弁4の開度を制御し、供給配管3から供給する圧縮空気の供給圧力が当該新たな設定圧力となるように圧力制御を行う(ステップS3、S4〜S5(No))。これにより、図3に示す例では、製品Aの初期供給圧力PA1から、PA2→PA3→PA4と、段階的に徐々に設定圧力が下げられていく。
After the supply pressure is set to the initial supply pressure PA1 , the
一方、圧力制御装置10は、所定だけ設定圧力を下げていく処理と実質的に並行して、上記管理限界警報の有無を監視する(ステップS5)。そして、管理限界警報が工場1側から出力されたならば、所定だけ設定圧力を上げる(ステップS6)。図3に示す例では、設定圧力PA4(4.35(kgf/cm2))の段階で管理限界警報Kが出力されたため、この例では、現在の設定圧力PA4よりも所定だけ設定圧力が高い一段手前の設定圧力PA3に設定圧力を上げ(つまり、この例では所定の上げ幅が0.05(kgf/cm2))、この新たな設定圧力PA4にて、信号線22を介して圧力計9からの計測データを監視しつつ、信号線20を介して吸込み弁4の開度を制御し、供給配管3から供給する圧縮空気の供給圧力が当該新たな設定圧力となるように圧力制御を行う。
On the other hand, the
以降、上記の処理が繰り返され、図3に示す例では、設定圧力PA3とPA4が交互に繰り返し設定される。同様にして、図3に示す他の例は、製品Bに対応した初期供給圧力PB1が4.40(kgf/cm2)、および所定の上げ下げの幅が0.05(kgf/cm2))とされている例である。なお、圧力制御処理の実行内容および同図に示す設定圧力PB1〜PB4の設定圧力の遷移の例は、上記製品Aでの例と同様なので製品Bに対応した説明については省略する。 Thereafter, the above process is repeated, and in the example shown in FIG. 3, the set pressures P A3 and P A4 are alternately and repeatedly set. Similarly, in another example shown in FIG. 3, the initial supply pressure P B1 corresponding to the product B is 4.40 (kgf / cm 2 ), and the predetermined increase / decrease width is 0.05 (kgf / cm 2 ). ). Note that the execution content of the pressure control process and the example of the transition of the set pressure of the set pressures P B1 to P B4 shown in the figure are the same as the example of the product A, and therefore the description corresponding to the product B is omitted.
以上のように、本実施形態の供給圧力管理システムによれば、工場1での生産品目に応じて供給配管3に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定し、圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を初期供給圧力から段階的に下げつつ供給し、工場1において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い一段階手前の設定圧力に戻して供給するので、工場1の生産品目に応じて、圧縮空気の供給配管3における圧力管理を最適化することができる。よって、コンプレッサ5の吐出圧力を低減して省電力化することができる。
As described above, according to the supply pressure management system of the present embodiment, the initial supply pressure of the compressed air supplied to the
なお、本発明に係る圧縮空気の供給圧力管理方法、および、本発明に係る圧縮空気の供給圧力管理システムは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、圧力制御処理が圧力制御装置10で実行される例で説明したが、これに限定されず、上記圧力制御処理を実行可能であれば、供給圧力管理システムを構成する種々の演算装置を用いることができる。
The compressed air supply pressure management method according to the present invention and the compressed air supply pressure management system according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various methods can be used without departing from the spirit of the present invention. Can be modified. For example, in the above-described embodiment, the example in which the pressure control process is executed by the
また、上記実施形態では、図3の例に基づき、製品に対応した設定圧力の所定の下げ幅ないし上げ幅が0.05(kgf/cm2)とされている例で説明したが、これに限定されず、設定圧力の所定の下げ幅ないし上げ幅は適宜の値に設定することができる。また、設定圧力の所定の下げ幅ないし上げ幅の大きさについても、一定幅としてもよいし、所定の演算式により徐々に増減してもよい。例えば、現在の設定圧力に対して所定の割合(例えばX%)を乗算し、その所定割合に下げ幅ないし上げ幅の大きさを設定することができる。また、上記実施形態では、設定圧力の所定の下げ幅と上げ幅が同じ値とされている例で説明したが、これに限らず、相互を異なる値に設定してもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the predetermined lowering or raising width of the set pressure corresponding to the product is 0.05 (kgf / cm 2 ) has been described based on the example of FIG. Instead, the predetermined decrease or increase of the set pressure can be set to an appropriate value. Further, the predetermined lowering or increasing width of the set pressure may be a constant width or may be gradually increased or decreased by a predetermined arithmetic expression. For example, the present set pressure can be multiplied by a predetermined ratio (for example, X%), and the amount of decrease or increase can be set to the predetermined ratio. In the above-described embodiment, the example in which the predetermined lowering range and the increasing range of the set pressure are the same value has been described. However, the present invention is not limited to this, and the values may be set to different values.
1 工場(生産設備)
2 プロセス制御コンピュータ(PC)
3 供給配管
4 吸込み弁
5 コンプレッサ
6 放風弁
7 吐出弁
8 流量計
9 圧力計
10 圧力制御装置(DCS)
20〜24 信号線
K 管理限界警報
1 factory (production equipment)
2 Process control computer (PC)
3 Supply piping 4
20-24 Signal line K Control limit alarm
Claims (2)
当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定工程と、
前記初期供給圧力設定工程で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給工程と、
前記初期圧縮空気供給工程で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給工程と、
前記圧縮空気減圧供給工程にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給工程とを含むことを特徴とする圧縮空気の供給圧力管理方法。 A method for managing a supply pressure of compressed air that operates a compressor that compresses air and supplies compressed air to a production facility serving as a load via a supply pipe,
An initial supply pressure setting step for setting an initial supply pressure of compressed air to be supplied to the supply pipe according to a production item in the production facility;
An initial compressed air supply step for starting the supply of compressed air at the initial supply pressure set in the initial supply pressure setting step;
A compressed air decompression supply step for supplying the compressed air to be supplied while being gradually lowered from the initial supply pressure after the supply of the compressed air is started in the initial compressed air supply step;
Supplied when the control limit alarm corresponding to the control limit pressure of compressed air required in the production facility is output when the set pressure of compressed air is reduced in the compressed air decompression supply step A compressed air supply pressure management method, comprising: a compressed air pressure increasing supply step for supplying a set pressure of compressed air to a set pressure higher than the set pressure when the control limit alarm is output.
当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定手段と、
前記初期供給圧力設定手段で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給手段と、
前記初期圧縮空気供給手段で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給手段と、
前記圧縮空気減圧供給手段にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給手段とを有することを特徴とする圧縮空気の供給圧力管理システム。 A compressed air supply pressure management system that operates a compressor that compresses air and supplies compressed air to a production facility serving as a load via a supply pipe,
Initial supply pressure setting means for setting an initial supply pressure of compressed air to be supplied to the supply pipe in accordance with the production item in the production facility;
Initial compressed air supply means for starting supply of compressed air at the initial supply pressure set by the initial supply pressure setting means;
Compressed air decompression supply means for supplying the compressed air to be supplied in a stepwise manner from the initial supply pressure after the supply of compressed air is started by the initial compressed air supply means;
Supplied when a control limit alarm corresponding to the control limit pressure of compressed air required in the production facility is output when the set pressure of compressed air is reduced by the compressed air decompression supply means A compressed air supply pressure management system comprising compressed air pressure increase supply means for supplying a set pressure of compressed air back to a set pressure higher than the set pressure when the control limit alarm is output.
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