JP4112869B2 - Method and apparatus for controlling the number of operating air compressors - Google Patents

Method and apparatus for controlling the number of operating air compressors Download PDF

Info

Publication number
JP4112869B2
JP4112869B2 JP2002015832A JP2002015832A JP4112869B2 JP 4112869 B2 JP4112869 B2 JP 4112869B2 JP 2002015832 A JP2002015832 A JP 2002015832A JP 2002015832 A JP2002015832 A JP 2002015832A JP 4112869 B2 JP4112869 B2 JP 4112869B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
flow rate
state
pressure
compressors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002015832A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003214354A (en
Inventor
智 堀越
洋 石本
晋一 田口
裕彦 井上
雅一 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP2002015832A priority Critical patent/JP4112869B2/en
Publication of JP2003214354A publication Critical patent/JP2003214354A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4112869B2 publication Critical patent/JP4112869B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気槽から負荷へ送り出される圧縮空気の状態に基づいて空気槽へ圧縮空気を送り込む空気圧縮機の運転台数を制御する空気圧縮機運転台数制御方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9に従来の空気圧縮機運転台数制御システムの計装図を示す。同図において、1−1〜1−4は圧縮空気を生成する空気圧縮機、2は空気圧縮機1−1〜1−4からの圧縮空気が送り込まれる空気槽、3は空気槽2内の圧力Pを計測する圧力発信器、4はヘッダ、5’は空気圧縮機運転台数制御装置である。
【0003】
このシステムにおいて、空気圧縮機1−1〜1−4から送り出された圧縮空気は、空気槽2に貯められる。空気槽2は槽内に貯められた圧縮空気をヘッダ4を介して負荷へ供給する。例えば、建物設備の動力用、計器用として、空気槽2に貯められた圧縮空気を供給する。
【0004】
この負荷への圧縮空気の供給中、圧力発信器3は空気槽2内の圧力Pを計測し、計測した圧力Ppvを空気圧縮機運転台数制御装置5’へ送る。空気圧縮機運転台数制御装置5’は、圧力発信器3からの計測圧力Ppvが予め設定されている許容範囲に収まるように、空気圧縮機1−1〜1−4の運転台数を制御する。すなわち、図10に示すように上限値をPH,下限値をPLとする許容範囲PSを定め、PL≦Ppv≦PHとなるように、空気圧縮機1−1〜1−4の運転台数を制御する。
【0005】
空気圧縮機1(1−1〜1−4)の運転状態には、「ロード状態」,「アンロード状態」,「停止状態」の3つがあり、空気圧縮機1が圧縮空気を送り出している状態をロード状態と呼び、空気圧縮機1が運転されてはいるが圧縮空気を送り出していない状態をアンロード状態と呼び、空気圧縮機1が運転されていない状態を停止状態と呼んでいる。
【0006】
空気圧縮機運転台数制御装置5’は、圧力発信器3からの計測圧力PpvがPH<Ppvとなった場合、ロード中の空気圧縮機1の何れか1つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする。圧力発信器3からの計測圧力PpvがPpv<PLとなった場合、ロード状態にない空気圧縮機1の何れか1つを、アンロード状態にある空気圧縮機1を停止状態にある空気圧縮機1より優先してロード状態とする。例えば、空気圧縮機1−1と1−2がロード状態、空気圧縮機1−3がアンロード状態、空気圧縮機1−4が停止状態であった場合、停止状態の空気圧縮機1−4ではなく、アンロード状態にある空気圧縮機1−3をロード状態とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような空気圧縮機の運転台数制御方法によると、以下にそのメカニズムを説明するように、空気槽2内の圧力Pが負荷に対して許容される圧力下下限値PLL(PLL<PL)以下になることがあった。空気槽2内の圧力が圧力下下限値PLL以下となると、負荷側の安定性がなくなり、結果として圧縮空気を用いての制御や計測がうまく行かなくなる。
【0008】
空気槽2内の圧力が圧力下下限値PLL以下となるメカニズムについて説明する。空気圧縮機1は、スター/デルタ起動などにより、起動してからロード状態になるまでに時間遅れがある。計測圧力PpvがPpv<PLとなった場合、ロード状態にない空気圧縮機1の何れか1つを、アンロード状態にある空気圧縮機1を優先してロード状態とするが、アンロード状態にある空気圧縮機1がない場合には、停止状態の空気圧縮機1をロード状態とする。しかし、停止状態の空気圧縮機1は、ロード状態になるまでに時間遅れを生じ、この間に圧縮空気の消費量が急激に増加した場合、空気槽2内の圧力がさらに低下して行き、圧力下下限値PLL以下となる。
【0009】
空気槽2内の圧力が圧力下下限値PLL以下とならないようにするための1つの方法として、許容範囲PSを高めに設定することが考えられる。すなわち、圧力下下限値PLLに対して許容範囲PSの下限値PLを高く設定し、停止状態の空気圧縮機1がロード状態となるまでの間に圧縮空気の消費量が急激に増加しても、空気槽2内の圧力が圧力下下限値PLL以下にならないようにすることが考えられる。しかし、この方法では、許容範囲PSを高めに設定するために、過剰運転となり、エネルギーコストが高くなる。
【0010】
空気槽2内の圧力が圧力下下限値PLL以下とならないようにするための別の方法として、待機中の空気圧縮機1を停止状態とはせずに、常にアンロード状態としておくことが考えられる。このようにすれば、ロード状態となるまでの時間が短いので、許容範囲PSを低めに設定することが可能となる。しかし、このような方法としても、空気圧縮機1を停止状態ではなく常にアンロード状態としておくために、過剰運転となり、エネルギーコストが高くなる。
【0011】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、負荷変動があっても圧力下下限値を下回ることのない安定した圧力の圧縮空気を供給することができ、かつ過剰運転とならず、エネルギーコストを低減することのできる空気圧縮機運転台数制御方法および装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明(請求項1又は請求項4に係る発明)は、空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、この圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達した場合、ロード状態にない空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とする一方、前記計測流量の前回値と今回値とから空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量変化を求め、この負荷への圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間を増段点到達時間として算出し、この増段点到達時間が予め設定されている空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間よりも短い場合、アンロード状態の空気圧縮機が1台もないことを前提として、停止状態にある空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態とするようにしたものである。
【0013】
この発明によれば、空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量が計測され、この計測流量の前回値と今回値とから圧縮空気の流量変化が求められ、この負荷への圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間が増段点到達時間tとして算出される。
そして、この算出された増段点到達時間tと予め設定されている空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間t0とが比較され、tがt0よりも短く、アンロード状態の空気圧縮機が1台もなければ、停止状態にある空気圧縮機の何れか1つが起動され、アンロード状態とされる。
すなわち、計測流量が最寄りの増段流量に達した点で直ぐにロード状態に移行できるように、停止状態にある空気圧縮機の何れか1つが早めに起動され、アンロード状態とされる。
なお、空気圧縮機は、起動後すぐにはアンロードが完了した状態(アンロード完了状態)とならない。本発明では、アンロード完了状態へ向かう途中も、その一形態としてアンロード状態に含むものとする。以下では、アンロード状態へ向かう途中をアンロード中の状態と呼ぶ。
アンロード中の状態で、あるいはアンロード完了状態で、計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達すると、アンロード状態(アンロード中の状態あるいはアンロード完了状態)にある空気圧縮機がロード状態とされる。
【0014】
本発明において、空気槽内の圧力を計測し、この計測圧力が予め設定されている圧力下限値以下となった場合、ロード状態にない空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とするようにしてもよい(請求項2又は請求項5に係る発明)。
この発明によれば、空気槽内の圧力が予め設定されている圧力下限値以下となると、ロード状態にない空気圧縮機の何れか1つがロード状態とされる。この際、アンロード状態にある空気圧縮機があれば、このアンロード状態にある空気圧縮機が優先的にロード状態とされる。
【0015】
本発明において、空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、また空気槽内の圧力を計測し、空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以上ある状態で、負荷への圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの減段流量以下となった場合、あるいは空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力上限値以上となった場合、ロード状態にある空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とするようにしてもよい(請求項3又は請求項6に係る発明)。
この発明によれば、空気槽内の圧力が圧力下限値以上ある場合に、負荷への圧縮空気の流量が最寄りの減段流量以下となると、ロード状態にある空気圧縮機の何れか1つがアンロード状態とされ、所定時間経過後、停止状態とされる。また、空気槽内の圧縮空気の圧力が圧力上限値以上となると、ロード状態にある空気圧縮機の何れか1つがアンロード状態とされ、所定時間経過後、停止状態とされる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図1はこの発明に係る空気圧縮機運転台数制御方法の実施に用いる空気圧縮機運転台数制御システムの一例を示す計装図である。同図において、図9と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【0017】
この実施の形態では、空気槽2とヘッダ4との間の空気流路に流量計6を設け、空気槽2から送り出される負荷への圧縮空気の流量Fを計測し、計測した流量Fpvを空気圧縮機運転台数制御装置5へ送るようにしている。
【0018】
図2に空気圧縮機運転台数制御装置(以下、単に制御装置と呼ぶ)5の内部構成の概略を示す。制御装置5は、CPU5−1とROM5−2とRAM5−3とインターフェイス5−4〜5−6とを備えている。CPU5−1には、インターフェイス5−4を介して圧力発信器3からの計測圧力Ppvが、インターフェイス5−5を介して流量計6からの計測流量Fpvが与えられる。CPU5−1は、入力される計測圧力Ppvおよび計測流量Fpvに基づき、ROM5−2に格納されたプログラムに従い、RAM5−3にアクセスしながら処理を実行し、空気圧縮機1−1〜1−4への制御指令を作る。
【0019】
ROM5−2には、前述したプログラムの他、後述する増段時の制御動作でのしきい値として用いられる増段流量SPU1,SPU2,SPU3、および減段時の制御動作でのしきい値として用いられる減段流量SPD1,SPD2,SPD3が設定されている。
【0020】
本実施の形態では、空気圧縮機1−1〜1−4の吐出/空気量が全て同じであるとし、増段流量SPU1は空気圧縮機1の1台分の吐出/空気量と等しく設定され、増段流量SPU2は空気圧縮機1の2台分の吐出/空気量と等しく設定され、増段流量SPU3は空気圧縮機1の3台分の吐出/空気量と等しく設定されているものとする。また、減段流量SPD1は増段流量SPU1よりも所定値DIF1だけ低い流量値として設定され、減段流量SPD2は増段流量SPU2よりも所定値DIF2だけ低い流量値として設定され、減段流量SPD3は増段流量SPU3よりも所定値DIF3だけ低い流量値として設定されているものとする。
【0021】
図3に増段流量SPU1,SPU2,SPU3および減段流量SPD1,SPD2,SPD3と空気圧縮機の運転台数Nとの関係を示す。なお、本実施の形態では、DIF1=DIF2=DIF3とされている。
【0022】
また、ROM5−2には、計測圧力Ppvに対する圧力下限値PLおよび圧力上限値PHが設定されており、圧力下限値PLは圧力下下限値PLLの近くに設定されている(図4参照)。すなわち、本実施の形態において、空気槽2内の圧力の許容範囲PSは低めに設定されている。
【0023】
また、本実施の形態では、圧力下限値PLに対して所定値PDIF1だけ高い点を増段した空気圧縮機1をヒステリシスを持たせて増段要求をOFFする(現状維持)際の圧力値PLHとし、圧力上限値PHに対して所定値PDIF2だけ低い点を減段した空気圧縮機1をヒステリシスを持たせて減段要求をOFFする(現状維持)する際の圧力値PHLとして定めている。
【0024】
[増段時の制御動作]
CPU5−1は、0.2秒毎に、圧力発信器3からの計測圧力Ppvおよび流量計6からの計測流量Fpvを読み込み(図5に示すステップ5A1,5B1,5C1)、ステップ5A1〜5A7、ステップ5B1〜5B4、ステップ5C1〜5C4の処理を並行して実行する。
【0025】
[流量による台数制御▲1▼:負荷予測制御]
ステップ5A1〜5A7の処理により負荷予測制御が行われる。この負荷予測制御では、計測流量Fpvを読み込み(ステップ5A1)、この計測流量Fpvの読み込み個数が所定個数(この例では、5個)になれば(ステップ5A2のYES)、ステップ5A3へ進む。
【0026】
ステップ5A3では、読み取った今回の5つの計測流量Fpv1〜Fpv5と前回読み取った最後の計測流量Fpv0とから、空気槽2から負荷への圧縮空気の流量変化ΔFを求める。そして、この流量変化ΔFから、現在の流量Fが最寄りの増段流量SPUnに達するまでの時間を増段点到達時間tとして求める(ステップ5A4)。
【0027】
空気槽2から負荷への圧縮空気の流量Fの変化例を図6に示す。図6において、前回読み取った最後の計測流量Fpv0の計測点がT0であり、今回読み取った最後の計測流量Fpv5の計測点がT5であるとする。この場合、CPU5−1は、T0〜T5点まで0.2sec 毎に流量計6からの計測流量Fpvを読み込む。すなわち、図7に示すように、T0点では計測流量Fpv0としてf0を、T1点では計測流量Fpv1としてf1を、T2点では計測流量Fpv2としてf2を、T3点では計測流量Fpv3としてf3を、T4点では計測流量Fpv4としてf4を、T5点では計測流量Fpv5としてf5を読み取る。
【0028】
CPU5−1は、このT0〜T5点までのΔT=1sec 間の流量変化ΔFを、下記(1)式により算出する。
ΔF={(f1−f0)+(f2−f1)+(f3−f2)+(f4−f3)+(f5−f4)}/(0.2)/5 ・・・・(1)
【0029】
そして、CPU5−1は、この算出した流量変化ΔFより、最寄りの増段流量SPUn(図6の例では、SPUn=SPU1)に達するまでの時間(増段点到達時間)tを、t=(SPUn−f5)/ΔFとして算出する。
【0030】
次に、CPU5−1は、算出した増段点到達時間tと予め設定されている空気圧縮機1の立ち上がり時間(停止状態からロード状態となるまでの時間)t0とを比較し(ステップ5A5)、増段点到達時間tが立ち上がり時間t0よりも短い場合(0≦t≦t0)、アンロード状態にある空気圧縮機1が1台もないことを確認のうえ(ステップ5A6のYES)、停止状態の空気圧縮機1の何れか1つをアンロード状態とする(ステップ5A7)。
【0031】
例えば、最寄りの増段流量がSPU1で、空気圧縮機1−1がロード状態、空気圧縮機1−2〜1−4が停止状態にあれば、空気圧縮機1−2を起動してアンロード状態とする。これにより、計測流量Fpvが増段流量SPU1に達すると予測される点で直ぐにロード状態に移行できるように、停止状態にある空気圧縮機1−2が早めに起動され、アンロード状態とされる。なお、空気圧縮機1は、起動後すぐにはアンロード完了状態とはならない。この実施の形態では、アンロード完了状態へ向かう途中も、その一形態としてアンロード状態に含むものとする。また、アンロード状態へ向かう途中をアンロード中の状態と呼ぶ。
【0032】
〔流量による台数制御▲2▼:最寄りの増段流量SPUnをしきい値とする台数制御〕
ステップ5B1〜5B4の処理により最寄りの増段流量SPUnをしきい値とする台数制御が行われる。この台数制御では、0.2sec 毎に計測流量Fpvを読み込み(ステップ5B1)、この計測流量Fpvと最寄りの増段流量SPUnとを比較する(ステップ5B2)。
【0033】
計測流量Fpvが最寄りの増段流量SPUn以上となると(ステップ5B2のYES)、ステップ5B3においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測流量Fpvが最寄りの増段流量SPUn以上の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ(ステップ5B3のYES)、ロード状態にない空気圧縮機1の何れか1つをアンロード状態にある空気圧縮機1を優先してロード状態にする(ステップ5B4)。
【0034】
例えば、先の予測負荷制御により、空気圧縮機1−1がロード状態、空機圧縮機1−2がアンロード状態(アンロード中の状態あるいはアンロード完了状態)、空気圧縮機1−3,1−4が停止状態にあれば、アンロード状態にある空気圧縮機1−2をロード状態とする。
【0035】
図6の例では、T5点において増段点到達時間tが算出され、増段流量SPU1に達する点がTAとして予測され、このTA点に達した時点においてアンロード完了状態となっているように空気圧縮機1−2が起動される。従って、空気槽2からの圧縮空気の流量Fが予測通り推移し、TA点において増段流量SPU1に達すると、アンロード完了状態にある空機圧縮機1−2が即座にロード状態とされる。アンロード完了状態からロード完了状態となるまでの時間はごく短く、アンロード完了状態からロード完了状態への空機圧縮機1−2の移行時に圧縮空気の消費量が急激に増加しても、空気槽2内の圧力が大きく低下することはない。
【0036】
また、T5点以降、空気槽2からの圧縮空気の流量Fが予測に反して急激に増加した場合(図6はこの状態を示している)、増段流量SPU1に達すると予測されるTA点よりも前のTB点において、計測流量Fpvが増段流量SPU1を越え、TB点までの増段到達時間tが予め設定されている空気圧縮機1の立ち上がり時間t0より短いと算出されると、即座に空気圧縮機1−2が起動される。TB点に達した時点において、空気圧縮機1−2はまだアンロード中の状態にあり、ロード完了状態になるまでには多少の時間遅れがある。しかし、この時間遅れは停止状態からロード完了状態になるまでの時間遅れよりも短く、空機圧縮機1−2は直ぐにロード状態となる。このため、アンロード中の状態からロード完了状態への空機圧縮機1−2の移行時に、空気槽2内の圧力が大きく低下することはない。
【0037】
このように、本実施の形態では、予測負荷制御により停止状態にある空気圧縮機1の何れか1つが早めに起動されてアンロード状態(アンロード中の状態あるいはアンロード完了状態)とされ、このアンロード状態とされた空気圧縮機1が計測流量Fpvが最寄りの増段流量SPUnを越えた際に即座にロード状態とされるので、増段時に負荷変動があっても空気槽2内の圧力が大きく低下することがない。これにより、空気槽2からの圧縮空気の圧力の許容範囲PSを高めに設定することなく、また待機中の空機圧縮機1を常にアンロード状態にしておくことなく、負荷変動があっても圧力下下限値PLLを下回ることのない安定した圧力の圧縮空気を供給することが可能となる。
【0038】
〔圧力による台数制御:圧力下限値PLをしきい値とする台数制御〕
ステップ5C1〜5C4の処理により圧力下限値PLをしきい値とする台数制御が行われる。この台数制御では、0.2sec 毎に計測圧力Ppvを読み込み(ステップ5C1)、この計測圧力Ppvと予め設定されている圧力下限値PLとを比較する(ステップ5C2)。
【0039】
計測圧力Ppvが圧力下限値PL以下となると(ステップ5C2のYES)、ステップ5C3においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測圧力Ppvが圧力下限値PL以下の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ(ステップ5C3のYES)、ロード状態にない空気圧縮機1の何れか1つをアンロード状態にある空気圧縮機1を優先してロード状態にする(ステップ5C4)。
【0040】
例えば、先の予測負荷制御により、空気圧縮機1−1,1−2がロード状態、空機圧縮機1−3がアンロード状態、空気圧縮機1−4が停止状態にあり、計測流量Fpvがまだ最寄りの増段流量SPU2に達していないものとする。このような状態において、負荷が急激に増加し、計測圧力Ppvが圧力下限値PL以下となると、計測流量Fpvが増段流量SPU2に達しなくても、アンロード状態にある空気圧縮機1−3がロード状態とされる。
【0041】
すなわち、図4に示すTC点において、計測圧力Ppvが圧力下限値PL以下となれば、計測流量Fpvが増段流量SPU2に達しなくても、アンロード状態にある空気圧縮機1−3がロード状態とされる。この場合、空気圧縮機1−3はアンロード中の状態あるいはアンロード完了状態にあり、即座にロード状態とされるので、空気槽2内の圧力が大きく低下することはない。
【0042】
なお、空気圧縮機1−3をロード状態とすることによって、計測圧力Ppvが上昇し、増段要求をOFFする(現状維持)際の圧力値PLHを越えても(図4に示すTD点)、CPU5−1は、ロード状態とした空気圧縮機1−3を運転継続する。
【0043】
[減段時の制御動作]
CPU5−1は、0.2秒毎に、流量計6からの計測流量Fpvを読み込み(図8に示すステップ801)、読み込んだ計測流量Fpvと最寄りの減段流量SPDnとを比較する(ステップ802)。計測流量Fpvが最寄りの減段流量SPDn以下となると(ステップ802のYES)、ステップ803においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測流量Fpvが最寄りの減段流量SPDn以下の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ(ステップ803のYES)、ステップ807へ進む。
【0044】
一方、CPU5−1は、0.2秒毎に、圧力発信器3からの計測圧力Ppvを読み込み(ステップ804)、この計測圧力Ppvが圧力下限値PL以上か否かをチェックする(ステップ805)。計測圧力Ppvが圧力下限値PL以上となれば(ステップ805のYES)、ステップ806においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測圧力Ppvが圧力下限値PL以上の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ(ステップ806のYES)、ステップ807へ進む。
【0045】
ステップ807では、「ステップ803のYES」と「ステップ806のYES」とのアンドをとり、すなわち計測流量Fpvが最寄りの減段流量SPDn以下となった状態が所定時間以上続き、且つ計測圧力Ppvが圧力下限値PL以上である状態が所定時間以上続いたことを確認し(ステップ807のYES)、ロード状態にある空気圧縮機1の何れか1つをアンロード状態とする(ステップ808)。そして、ステップ809においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより所定時間が経過したことを確認のうえ(ステップ809のYES)、ステップ808でアンロード状態とした空気圧縮機1を停止状態とする(ステップ810)。
【0046】
また、CPU5−1は、0.2秒毎に、圧力発信器3からの計測圧力Ppvを読み込み(ステップ804)、この計測圧力Ppvが圧力上限値PH以上か否かをチェックする(ステップ811)。計測圧力Ppvが圧力上限値PH以上となれば(ステップ811のYES:図4に示すTE点)、ステップ812においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測圧力Ppvが圧力上限値PH以上の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ(ステップ812のYES)、ステップ808へ進む。
【0047】
ステップ808以降の動作は上述した通りであり、ロード状態にある空気圧縮機1の何れか1つをアンロード状態とし(ステップ808)、所定時間経過後(ステップ809のYES)、アンロード状態とした空気圧縮機1を停止状態とする(ステップ810)。
【0048】
なお、上述した実施の形態では、図5に示したステップ5B3や5C3、図8に示したステップ803や806,812でその上のステップにおけるYESが所定時間以上続いたことを確認するようにしたが、所定時間以上続いたことを確認せずに、直ちに次のステップへ進むようにしてもよい。
また、上述した実施の形態では、空気圧縮機1の停止状態からロード状態(ロード完了状態)となるまでの時間を立ち上がり時間t0として用いてきたが、空気圧縮機1の停止状態からアンロード状態(アンロード完了状態)になるまでの時間を立ち上がり時間t0として用いるようにしてもよい。
なお、空気圧縮機についてはインバータ付であってもより効果がでることはいうまでもない。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、計測流量が最寄りの増段流量に達すると予測される点で直ぐにロード状態に移行できるように、停止状態にある空気圧縮機の何れか1つが早めに起動されてアンロード状態とされ、このアンロード状態とされた空気圧縮機が計測流量が最寄りの増段流量を越えた際に即座にロード状態とされるので、増段時に負荷変動があっても空気槽内の圧力が大きく低下することがない。これにより、空気槽からの圧縮空気の圧力の許容範囲を高めに設定することなく、また待機中の空気圧縮機を常にアンロード状態にしておくことなく、負荷変動があっても圧力下下限値を下回ることのない安定した圧力の圧縮空気を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る空気圧縮機運転台数制御方法の実施に用いる空気圧縮機運転台数制御システムの一例を示す計装図である。
【図2】 この空気圧縮機運転台数制御システムにおける空気圧縮機運転台数制御装置の内部構成の概略を示すブロック構成図である。
【図3】 増段流量(SPU1,SPU2,SPU3)および減段流量(SPD1,SPD2,SPD3)と空気圧縮機の運転台数(N)との関係を示す図である。
【図4】 圧力下限値PLおよび圧力上限値PHの設定状況およびこの圧力下限値PLおよび圧力上限値PHに対してヒステリシスを持たせて定められた増段要求をOFFする(現状維持)際の圧力値PLHおよび減段要求をOFFする(現状維持)する際の圧力値PHLの設定状況を示す図である。
【図5】 空気圧縮機運転台数制御装置におけるCPUの増段時の制御動作を示すフローチャートである。
【図6】 空気槽から負荷への圧縮空気の流量の変化例を示す図である。
【図7】 T0〜T5点まで0.2sec 毎に読み込まれる計測流量Fpvを示す図である。
【図8】 空気圧縮機運転台数制御装置におけるCPUの減段時の制御動作を示すフローチャートである。
【図9】 従来の空気圧縮機運転台数制御システムの一例を示す計装図である。
【図10】 従来の空気圧縮機運転台数制御システムにおける圧力下限値PLおよび圧力上限値PHの設定状況を示す図である。
【符号の説明】
1(1−1〜1−4)…空気圧縮機、2…空気槽、3…圧力発信器、4…ヘッダ、5…空気圧縮機運転台数制御装置、5−1…CPU、5−2…ROM、5−3…RAM、5−4〜5−6…インターフェイス、6…流量計、PL…圧力下限値、PH…圧力上限値、PS…許容範囲、PLL…圧力下下限値、PHH…圧力上上限値、SPU1,SPU2,SPU3…増段流量、SPD1,SPD2,SPD3…減段流量、t…増段点到達時間。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for controlling the number of operating air compressors for controlling the number of operating air compressors that send compressed air to an air tank based on the state of compressed air sent from an air tank to a load.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 shows an instrumentation diagram of a conventional air compressor operation number control system. In the figure, 1-1 to 1-4 are air compressors that generate compressed air, 2 is an air tank into which compressed air from the air compressors 1-1 to 1-4 is fed, and 3 is an air tank 2 A pressure transmitter that measures the pressure P, 4 is a header, and 5 ′ is an air compressor operation number control device.
[0003]
In this system, the compressed air sent out from the air compressors 1-1 to 1-4 is stored in the air tank 2. The air tank 2 supplies the compressed air stored in the tank to the load via the header 4. For example, the compressed air stored in the air tank 2 is supplied for power for buildings and for instruments.
[0004]
During the supply of compressed air to the load, the pressure transmitter 3 measures the pressure P in the air tank 2 and sends the measured pressure Ppv to the air compressor operation number control device 5 ′. The air compressor operation number control device 5 ′ controls the operation number of the air compressors 1-1 to 1-4 so that the measured pressure Ppv from the pressure transmitter 3 falls within a preset allowable range. That is, as shown in FIG. 10, an allowable range PS having an upper limit value of PH and a lower limit value of PL is defined, and the number of operating air compressors 1-1 to 1-4 is controlled so that PL ≦ Ppv ≦ PH. To do.
[0005]
There are three operating states of the air compressor 1 (1-1 to 1-4): “load state”, “unload state”, and “stop state”, and the air compressor 1 is sending out compressed air. The state is called the load state, the state where the air compressor 1 is operated but the compressed air is not sent out is called the unload state, and the state where the air compressor 1 is not operated is called the stop state.
[0006]
When the measured pressure Ppv from the pressure transmitter 3 becomes PH <Ppv, the air compressor operation number control device 5 ′ puts one of the loaded air compressors 1 into an unloaded state, and a predetermined time has elapsed. After that, stop. When the measured pressure Ppv from the pressure transmitter 3 becomes Ppv <PL, any one of the air compressors 1 that are not in the loaded state is replaced with the air compressor 1 that is in the unloaded state. The load state is given priority over 1. For example, when the air compressors 1-1 and 1-2 are loaded, the air compressor 1-3 is unloaded, and the air compressor 1-4 is stopped, the stopped air compressor 1-4 Instead, the air compressor 1-3 in the unloaded state is set to the loaded state.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to such a method for controlling the number of operating air compressors, as described below, the pressure lower limit value PLL (PLL <PL ) It might be the following. When the pressure in the air tank 2 is equal to or lower than the lower pressure limit PLL, the stability on the load side is lost, and as a result, control and measurement using compressed air cannot be performed well.
[0008]
The mechanism by which the pressure in the air tank 2 is equal to or lower than the lower pressure limit PLL will be described. The air compressor 1 has a time delay from the start to the load state due to star / delta start or the like. When the measured pressure Ppv becomes Ppv <PL, any one of the air compressors 1 that are not in the loaded state is put into the loaded state with priority given to the air compressor 1 that is in the unloaded state. When there is no air compressor 1, the stopped air compressor 1 is set to the load state. However, when the air compressor 1 in the stopped state is delayed until it enters the load state, and the consumption of compressed air increases rapidly during this time, the pressure in the air tank 2 further decreases, Below the lower and lower limit PLL.
[0009]
As one method for preventing the pressure in the air tank 2 from becoming lower than the lower pressure limit PLL, it is conceivable to set the allowable range PS higher. That is, even if the consumption amount of compressed air increases rapidly until the lower limit value PL of the allowable range PS is set higher than the lower pressure limit PLL, and the stopped air compressor 1 enters the load state. It is conceivable that the pressure in the air tank 2 does not become lower than the lower pressure limit PLL. However, in this method, since the allowable range PS is set higher, the operation becomes excessive and the energy cost increases.
[0010]
As another method for preventing the pressure in the air tank 2 from becoming lower than the lower pressure limit PLL, it is considered that the standby air compressor 1 is not in a stopped state but always in an unloaded state. It is done. In this way, since the time until the load state is reached is short, the allowable range PS can be set lower. However, even in such a method, since the air compressor 1 is always in the unloaded state instead of the stopped state, the operation becomes excessive and the energy cost increases.
[0011]
The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to supply compressed air with a stable pressure that does not fall below the lower limit of the pressure even when there is a load fluctuation. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling the number of operating air compressors that can reduce the energy cost without causing excessive operation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention (invention according to claim 1 or claim 4) measures the flow rate of the compressed air to the load sent from the air tank, and the measured flow rate of the compressed air is previously measured. When the nearest increase flow rate that has been set is reached, one of the air compressors that are not in the loaded state is given priority to the air compressor that is in the unloaded state, while the previous measured flow rate Calculate the flow rate change of compressed air to the load sent from the air tank from the current value and the current value, and the time from the flow rate change of compressed air to this load until the current flow rate reaches the nearest step flow rate Calculated as the arrival time, and if this stage increase point arrival time is shorter than the preset rise time from the stopped state of the air compressor, assuming that there is no unloaded air compressor, In a stopped state It is obtained by any one of the air compressor to the unloaded state.
[0013]
According to this invention, the flow rate of the compressed air to the load sent out from the air tank is measured, the change in the flow rate of the compressed air is obtained from the previous value and the current value of this measured flow rate, and the flow rate of the compressed air to this load The time from the change until the current flow rate reaches the nearest step increase flow rate is calculated as the step increase point arrival time t.
Then, the calculated increase point arrival time t is compared with a preset rise time t0 from the stopped state of the air compressor, and t is shorter than t0, and the unloaded air compressor is 1 If there is no stand, any one of the air compressors in a stopped state is activated and brought into an unloaded state.
In other words, any one of the stopped air compressors is started early and brought into an unload state so that the measured flow rate reaches the nearest increased flow rate and can immediately shift to the load state.
It should be noted that the air compressor is not in a state where unloading is completed (unload completion state) immediately after startup. In the present invention, the way to the unload completion state is included in the unload state as one form thereof. Hereinafter, the way to the unload state is referred to as an unload state.
In the unloading state or in the unloading completion state, when the measured flow rate reaches the preset preset flow rate, the air compression is in the unloading state (in the unloading state or unloading completion state) The machine is loaded.
[0014]
In the present invention, when the pressure in the air tank is measured and the measured pressure is equal to or lower than a preset pressure lower limit value, any one of the air compressors not in the loaded state is in the unloaded state. The compressor may be preferentially placed in the load state (invention according to claim 2 or claim 5).
According to the present invention, when the pressure in the air tank becomes equal to or lower than the preset pressure lower limit value, any one of the air compressors that are not in the loaded state is brought into the loaded state. At this time, if there is an air compressor in the unloaded state, the air compressor in the unloaded state is preferentially placed in the loaded state.
[0015]
In the present invention, the flow rate of compressed air to the load sent from the air tank is measured, the pressure in the air tank is measured, and the measured pressure in the air tank is equal to or higher than a preset pressure lower limit value, When the measured flow rate of compressed air to the load falls below the preset step-down flow rate, or when the measured pressure in the air tank exceeds the preset pressure upper limit, Any one of the air compressors may be in an unloaded state, and may be stopped after a predetermined time has passed (invention according to claim 3 or claim 6).
According to the present invention, when the pressure in the air tank is equal to or higher than the pressure lower limit value, when the flow rate of the compressed air to the load is equal to or less than the nearest step-down flow rate, any one of the loaded air compressors is unloaded. The loaded state is set, and after a predetermined time has elapsed, the stopped state is set. Further, when the pressure of the compressed air in the air tank becomes equal to or higher than the pressure upper limit value, any one of the air compressors in the loaded state is unloaded, and is stopped after a predetermined time has elapsed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an instrumentation diagram showing an example of an air compressor operation number control system used for implementing an air compressor operation number control method according to the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same or equivalent components, and the description thereof is omitted.
[0017]
In this embodiment, a flow meter 6 is provided in the air flow path between the air tank 2 and the header 4, the flow rate F of compressed air to the load sent out from the air tank 2 is measured, and the measured flow rate Fpv is used as the air. The data is sent to the compressor operation number control device 5.
[0018]
FIG. 2 shows an outline of an internal configuration of an air compressor operation number control device (hereinafter simply referred to as a control device) 5. The control device 5 includes a CPU 5-1, a ROM 5-2, a RAM 5-3, and interfaces 5-4 to 5-6. The measured pressure Ppv from the pressure transmitter 3 is given to the CPU 5-1 through the interface 5-4, and the measured flow rate Fpv from the flow meter 6 is given through the interface 5-5. The CPU 5-1 executes processing while accessing the RAM 5-3 according to the program stored in the ROM 5-2 based on the input measured pressure Ppv and measured flow rate Fpv, and the air compressors 1-1 to 1-4. Make a control command to
[0019]
In ROM5-2, in addition to the above-described program, as step-up flow rates SPU1, SPU2, SPU3 used as threshold values in the control operation at the time of step-up described later, and as threshold values in control operation at the time of step-down. The step-down flow rates SPD1, SPD2, and SPD3 used are set.
[0020]
In the present embodiment, the discharge / air amounts of the air compressors 1-1 to 1-4 are all the same, and the increased flow rate SPU1 is set equal to the discharge / air amount of one air compressor 1. The increased flow rate SPU2 is set equal to the discharge / air amount for two air compressors 1, and the increased flow rate SPU3 is set equal to the discharge / air amount for three air compressors 1. To do. Further, the step-down flow rate SPD1 is set as a flow rate value lower than the step-up flow rate SPU1 by a predetermined value DIF1, and the step-down flow rate SPD2 is set as a flow rate value lower than the step-up flow rate SPU2 by a predetermined value DIF2, and the step-down flow rate SPD3. Is assumed to be set as a flow rate value lower than the increased flow rate SPU3 by a predetermined value DIF3.
[0021]
FIG. 3 shows the relationship between the increased flow rates SPU1, SPU2, SPU3 and the decreased flow rates SPD1, SPD2, SPD3 and the number N of operating air compressors. In this embodiment, DIF1 = DIF2 = DIF3.
[0022]
Further, in the ROM 5-2, a pressure lower limit value PL and a pressure upper limit value PH for the measured pressure Ppv are set, and the pressure lower limit value PL is set close to the pressure lower limit value PLL (see FIG. 4). That is, in the present embodiment, the allowable pressure range PS in the air tank 2 is set low.
[0023]
Further, in the present embodiment, the predetermined value P with respect to the pressure lower limit value PL. DIF1 A pressure value PLH when the air compressor 1 with the higher point is increased by turning off the increase request with hysteresis (maintenance is maintained) is set to a predetermined value P with respect to the pressure upper limit PH. DIF2 The pressure value PHL is determined when the air compressor 1 having a step reduced by a lower point is provided with hysteresis and the step reduction request is turned off (maintenance is maintained).
[0024]
[Control action when increasing steps]
The CPU 5-1 reads the measured pressure Ppv from the pressure transmitter 3 and the measured flow rate Fpv from the flow meter 6 every 0.2 seconds (steps 5A1, 5B1, and 5C1 shown in FIG. 5), and steps 5A1 to 5A7, Steps 5B1 to 5B4 and steps 5C1 to 5C4 are executed in parallel.
[0025]
[Number control by flow rate (1): Load prediction control]
Load prediction control is performed by the processing of steps 5A1 to 5A7. In this load predictive control, the measured flow rate Fpv is read (step 5A1), and when the read number of the measured flow rate Fpv reaches a predetermined number (5 in this example) (YES in step 5A2), the process proceeds to step 5A3.
[0026]
In step 5A3, the flow rate change ΔF of the compressed air from the air tank 2 to the load is obtained from the five measured flow rates Fpv1 to Fpv5 read this time and the last measured flow rate Fpv0 read last time. Then, from this flow rate change ΔF, a time until the current flow rate F reaches the nearest step-up flow rate SPUn is obtained as a step-up point arrival time t (step 5A4).
[0027]
An example of change in the flow rate F of compressed air from the air tank 2 to the load is shown in FIG. In FIG. 6, it is assumed that the measurement point of the last measured flow rate Fpv0 read last time is T0, and the measurement point of the last measured flow rate Fpv5 read this time is T5. In this case, the CPU 5-1 reads the measured flow rate Fpv from the flow meter 6 every 0.2 seconds from T0 to T5. That is, as shown in FIG. 7, f0 is measured flow rate Fpv0 at point T0, f1 is measured flow rate Fpv1 at point T1, f2 is measured flow rate Fpv2 at point T2, f3 is measured flow rate Fpv3 at point T3, T4 At the point, f4 is read as the measured flow rate Fpv4, and at the point T5, f5 is read as the measured flow rate Fpv5.
[0028]
The CPU 5-1 calculates the flow rate change ΔF for ΔT = 1 sec from T0 to T5 by the following equation (1).
ΔF = {(f1−f0) + (f2−f1) + (f3−f2) + (f4−f3) + (f5−f4)} / (0.2) / 5 (1)
[0029]
Then, the CPU 5-1 calculates the time (increase point arrival time) t until reaching the nearest increased flow rate SPUn (in the example of FIG. 6, SPUn = SPU 1) t from this calculated flow rate change ΔF, t = ( Calculated as SPUn−f5) / ΔF.
[0030]
Next, the CPU 5-1 compares the calculated increase point arrival time t with a preset rise time (time from the stop state to the load state) t0 of the air compressor 1 (step 5A5). When the step increasing point arrival time t is shorter than the rise time t0 (0 ≦ t ≦ t0), it is confirmed that there is no air compressor 1 in an unloaded state (YES in step 5A6) and stopped. Any one of the air compressors 1 in the state is brought into an unloaded state (step 5A7).
[0031]
For example, if the nearest step-up flow rate is SPU1, the air compressor 1-1 is in a loaded state, and the air compressors 1-2 to 1-4 are in a stopped state, the air compressor 1-2 is started and unloaded. State. As a result, the air compressor 1-2 in the stopped state is started early and brought into the unloaded state so that the measured flow rate Fpv can be immediately shifted to the loaded state at the point where it is predicted that the increased flow rate SPU1 will be reached. . Note that the air compressor 1 does not reach the unload completion state immediately after activation. In this embodiment, the way to the unload completion state is included in the unload state as one form. The way to the unload state is called an unload state.
[0032]
[Number control by flow rate (2): Number control by using the nearest step-up flow rate SPUn as a threshold value]
The number control using the nearest step-up flow rate SPUn as a threshold value is performed by the processing of steps 5B1 to 5B4. In this number control, the measured flow rate Fpv is read every 0.2 sec (step 5B1), and this measured flow rate Fpv is compared with the nearest increased flow rate SPUn (step 5B2).
[0033]
When the measured flow rate Fpv becomes equal to or greater than the nearest increased flow rate SPUn (YES in step 5B2), the soft timer starts counting in step 5B3, and the measured flow rate Fpv exceeds the nearest increased flow rate SPUn due to the time-up of this soft timer. After confirming that the state has continued for a predetermined time or longer (YES in step 5B3), any one of the air compressors 1 that are not in the loaded state is preferentially placed in the loaded state with the air compressor 1 in the unloaded state. (Step 5B4).
[0034]
For example, according to the predicted load control, the air compressor 1-1 is in the loaded state, the air compressor 1-2 is in the unloaded state (the unloading state or the unloading complete state), the air compressors 1-3, If 1-4 is in the stopped state, the air compressor 1-2 in the unloaded state is set to the loaded state.
[0035]
In the example of FIG. 6, the increase point arrival time t is calculated at the point T5, the point reaching the increase step flow rate SPU1 is predicted as TA, and the unload completion state is reached when the TA point is reached. The air compressor 1-2 is activated. Therefore, when the flow rate F of the compressed air from the air tank 2 changes as predicted and reaches the increased flow rate SPU1 at the TA point, the empty compressor 1-2 in the unload completed state is immediately put into the load state. . The time from the unload completion state to the load completion state is very short, and even if the consumption of compressed air suddenly increases during the transition of the empty compressor 1-2 from the unload completion state to the load completion state, The pressure in the air tank 2 does not drop significantly.
[0036]
Further, after the point T5, when the flow rate F of the compressed air from the air tank 2 suddenly increases contrary to the prediction (FIG. 6 shows this state), the TA point predicted to reach the increased flow rate SPU1. If the measured flow rate Fpv exceeds the step-up flow rate SPU1 at the TB point before the time point, and the step-up arrival time t up to the TB point is calculated to be shorter than the preset rise time t0 of the air compressor 1, Immediately the air compressor 1-2 is activated. When the point TB is reached, the air compressor 1-2 is still in an unloading state, and there is a slight time delay until the loading completion state is reached. However, this time delay is shorter than the time delay from the stop state to the load completion state, and the air compressor 1-2 is immediately loaded. For this reason, the pressure in the air tank 2 does not drop significantly during the transition of the air compressor 1-2 from the unloading state to the loading completion state.
[0037]
As described above, in the present embodiment, any one of the air compressors 1 that are in a stopped state by the predictive load control is activated early to be in an unloaded state (an unloading state or an unloading completed state) Since the uncompressed air compressor 1 is immediately loaded when the measured flow rate Fpv exceeds the nearest step-up flow rate SPUn, even if the load fluctuates during step-up, The pressure does not drop greatly. As a result, even if there is a load fluctuation without setting the allowable pressure range PS of the compressed air from the air tank 2 to a high level and without always leaving the standby compressor 1 unloaded. It becomes possible to supply compressed air having a stable pressure that does not fall below the lower pressure limit PLL.
[0038]
[Unit control by pressure: Unit control with lower limit of pressure PL as threshold value]
The number control using the pressure lower limit value PL as a threshold value is performed by the processing of steps 5C1 to 5C4. In this number control, the measured pressure Ppv is read every 0.2 sec (step 5C1), and the measured pressure Ppv is compared with a preset pressure lower limit PL (step 5C2).
[0039]
When the measured pressure Ppv becomes lower than the pressure lower limit value PL (YES in step 5C2), the time measurement of the soft timer is started in step 5C3, and the state where the measured pressure Ppv is lower than the lower pressure limit PL is reached for a predetermined time by the time-up of this soft timer. After confirming the above (YES in step 5C3), any one of the air compressors 1 that are not in the loaded state is preferentially put in the loaded state with the air compressor 1 in the unloaded state (step 5C4). .
[0040]
For example, according to the previous predicted load control, the air compressors 1-1 and 1-2 are loaded, the air compressor 1-3 is unloaded, the air compressor 1-4 is stopped, and the measured flow rate Fpv Has not yet reached the nearest step-up flow SPU2. In such a state, when the load increases rapidly and the measured pressure Ppv becomes equal to or lower than the pressure lower limit value PL, the air compressor 1-3 in the unloaded state even if the measured flow rate Fpv does not reach the increased flow rate SPU2. Is loaded.
[0041]
That is, if the measured pressure Ppv is equal to or lower than the pressure lower limit PL at the point TC shown in FIG. 4, the air compressor 1-3 in the unloaded state is loaded even if the measured flow rate Fpv does not reach the increased flow rate SPU2. State. In this case, the air compressor 1-3 is in an unloading state or in an unloading completed state, and is immediately loaded, so that the pressure in the air tank 2 does not drop greatly.
[0042]
In addition, even if the measurement pressure Ppv rises by setting the air compressor 1-3 to the load state and exceeds the pressure value PLH when turning off the stage increase request (maintenance is maintained) (point TD shown in FIG. 4). The CPU 5-1 continues to operate the air compressor 1-3 in the loaded state.
[0043]
[Control action during step reduction]
The CPU 5-1 reads the measured flow rate Fpv from the flow meter 6 every 0.2 seconds (step 801 shown in FIG. 8), and compares the read measured flow rate Fpv with the nearest reduced flow rate SPDn (step 802). ). When the measured flow rate Fpv becomes equal to or less than the nearest reduced flow rate SPDn (YES in step 802), the timing of the soft timer is started in step 803, and the measured flow rate Fpv falls below the nearest reduced flow rate SPDn due to the time-up of this soft timer. After confirming that the state has continued for a predetermined time or longer (YES in step 803), the process proceeds to step 807.
[0044]
On the other hand, the CPU 5-1 reads the measured pressure Ppv from the pressure transmitter 3 every 0.2 seconds (step 804), and checks whether the measured pressure Ppv is equal to or higher than the pressure lower limit value PL (step 805). . If the measured pressure Ppv is equal to or higher than the pressure lower limit PL (YES in step 805), the soft timer is started in step 806, and the state where the measured pressure Ppv is equal to or higher than the lower pressure limit PL is predetermined by the time-up of the soft timer. After confirming that it has continued for more than the time (YES in step 806), the process proceeds to step 807.
[0045]
In step 807, AND of “YES in step 803” and “YES in step 806” is performed, that is, the state where the measured flow rate Fpv is equal to or less than the nearest step-down flow rate SPDn continues for a predetermined time and the measured pressure Ppv is It is confirmed that the state of being equal to or greater than the pressure lower limit PL has continued for a predetermined time or longer (YES in Step 807), and any one of the air compressors 1 in the loaded state is set to the unloaded state (Step 808). Then, in step 809, the time of the soft timer is started, and after confirming that a predetermined time has elapsed due to the time-up of the soft timer (YES in step 809), the air compressor 1 that has been unloaded in step 808 is set. A stop state is set (step 810).
[0046]
Further, the CPU 5-1 reads the measured pressure Ppv from the pressure transmitter 3 every 0.2 seconds (step 804), and checks whether or not the measured pressure Ppv is equal to or higher than the pressure upper limit PH (step 811). . If the measured pressure Ppv is equal to or higher than the pressure upper limit PH (YES in step 811: TE point shown in FIG. 4), the time measurement of the soft timer is started in step 812. After confirming that the state of the value PH or more has continued for a predetermined time or longer (YES in step 812), the process proceeds to step 808.
[0047]
The operation after step 808 is as described above, and any one of the air compressors 1 in the loaded state is set in the unloaded state (step 808), and after a predetermined time has elapsed (YES in step 809), The air compressor 1 thus made is brought into a stopped state (step 810).
[0048]
In the above-described embodiment, it is confirmed in steps 5B3 and 5C3 shown in FIG. 5 and YES in steps 803, 806, and 812 shown in FIG. However, it may be possible to immediately proceed to the next step without confirming that it has continued for a predetermined time.
In the above-described embodiment, the time from the stop state of the air compressor 1 to the load state (load completion state) has been used as the rising time t0. However, from the stop state of the air compressor 1 to the unload state The time until it reaches (unload completion state) may be used as the rising time t0.
Needless to say, the air compressor is more effective even with an inverter.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, any one of the air compressors in the stopped state can be immediately shifted to the load state at the point where the measured flow rate is predicted to reach the nearest increased flow rate. One is started early and unloaded, and the air compressor in this unloaded state is immediately loaded when the measured flow exceeds the nearest increased flow, so the load is increased when the load is increased. Even if there is a fluctuation, the pressure in the air tank does not drop greatly. As a result, the pressure lower limit value is maintained even if there is a load fluctuation without setting the allowable pressure range of the compressed air from the air tank to a high level and without always leaving the standby air compressor unloaded. It is possible to supply compressed air with a stable pressure that does not fall below.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an instrumentation diagram showing an example of an air compressor operation number control system used to implement an air compressor operation number control method according to the present invention.
FIG. 2 is a block configuration diagram showing an outline of an internal configuration of an air compressor operation number control device in the air compressor operation number control system.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between increased flow rates (SPU1, SPU2, SPU3) and reduced flow rates (SPD1, SPD2, SPD3) and the number of operating air compressors (N).
FIG. 4 shows the setting state of the pressure lower limit value PL and the pressure upper limit value PH and when the step increase request determined by providing hysteresis to the pressure lower limit value PL and the pressure upper limit value PH is turned off (maintenance is maintained). It is a figure which shows the setting condition of the pressure value PHL at the time of turning OFF the pressure value PLH and the reduction | decrease request | requirement (current condition maintenance).
FIG. 5 is a flowchart showing a control operation at the time of increasing the number of CPUs in the air compressor operation number control device.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in the flow rate of compressed air from an air tank to a load.
FIG. 7 is a diagram showing a measured flow rate Fpv that is read every 0.2 sec from T0 to T5.
FIG. 8 is a flowchart showing a control operation when the CPU is stepped down in the air compressor operation number control device.
FIG. 9 is an instrumentation diagram showing an example of a conventional air compressor operation number control system.
FIG. 10 is a diagram showing a setting state of a pressure lower limit value PL and a pressure upper limit value PH in a conventional air compressor operation number control system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1-1 to 1-4) ... Air compressor, 2 ... Air tank, 3 ... Pressure transmitter, 4 ... Header, 5 ... Air compressor operation number control apparatus, 5-1 ... CPU, 5-2 ... ROM, 5-3 ... RAM, 5-4 to 5-6 ... interface, 6 ... flow meter, PL ... pressure lower limit, PH ... pressure upper limit, PS ... allowable range, PLL ... lower pressure lower limit, PHH ... pressure Upper and upper limit values, SPU1, SPU2, SPU3 ... step-up flow, SPD1, SPD2, SPD3 ... step-down flow, t ... step-up point arrival time.

Claims (6)

圧縮空気を生成する複数の空気圧縮機と、これら空気圧縮機から送り出された圧縮空気が貯められる空気槽とを備え、前記空気槽から負荷へ送り出される圧縮空気の状態に基づいて前記空気圧縮機の運転台数を制御する空気圧縮機運転台数制御方法において、
前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、この圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達した場合、圧縮空気を送り出しているロード状態にない空気圧縮機の何れか1つを、運転されてはいるが圧縮空気を送り出していないアンロード状態にある空気圧縮機を停止状態にある空気圧縮機よりも優先してロード状態とする一方、
前記計測流量の前回値と今回値とから前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量変化を求め、この圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間を増段点到達時間として算出し、この増段点到達時間が予め設定されている前記空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間よりも短い場合、アンロード状態の空気圧縮機が1台もないことを前提として、前記複数の空気圧縮機のうち停止状態にある空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態とする
ようにしたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御方法。
A plurality of air compressors for generating compressed air; and an air tank for storing the compressed air sent from these air compressors, and the air compressor based on the state of the compressed air sent from the air tank to a load In the air compressor operation number control method for controlling the operation number of
When the flow rate of compressed air to the load sent out from the air tank is measured, and the measured flow rate of the compressed air reaches the preset step-up flow rate, air that is not in a load state that is sending compressed air While any one of the compressors is in a loaded state in preference to an air compressor in an unloaded state that is in operation but not sending out compressed air over an air compressor that is in a stopped state,
The change in the flow rate of the compressed air to the load sent from the air tank is determined from the previous value and the current value of the measured flow rate, and the time from the flow rate change of the compressed air until the current flow rate reaches the nearest increased flow rate is determined. When the increase point arrival time is calculated and is shorter than the preset rise time from the air compressor stop state, there is no unloaded air compressor. As a premise, one of the air compressors in a stopped state among the plurality of air compressors is set to an unloaded state.
請求項1に記載された空気圧縮機運転台数制御方法において、
前記空気槽内の圧力を計測し、この計測圧力が予め設定されている圧力下限値以下となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にない空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とする
ようにしたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御方法。
In the air compressor operation number control method according to claim 1,
When the pressure in the air tank is measured and the measured pressure falls below a preset pressure lower limit value, any one of the plurality of air compressors that are not in a loaded state is unloaded. A method of controlling the number of operating air compressors, wherein an air compressor in a loaded state is preferentially placed in a loaded state.
請求項1に記載された空気圧縮機運転台数制御方法において、
前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、また前記空気槽内の圧力を計測し、前記空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以上ある状態で、前記負荷への圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの減段流量以下となった場合、あるいは前記空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力上限値以上となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にある空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする
ようにしたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御方法。
In the air compressor operation number control method according to claim 1,
Measure the flow rate of compressed air to the load sent out from the air tank, measure the pressure in the air tank, in a state where the measured pressure in the air tank is equal to or higher than a preset pressure lower limit value, When the measured flow rate of compressed air to the load is equal to or less than a preset step-down flow rate, or when the measured pressure in the air tank is equal to or greater than a preset pressure upper limit value, the plurality of A method for controlling the number of operating air compressors, wherein any one of the air compressors in a loaded state is set to an unloaded state and stopped after a predetermined time has elapsed.
圧縮空気を生成する複数の空気圧縮機と、これら空気圧縮機から送り出された圧縮空気が貯められる空気槽とを備えたシステムに付設され、前記空気槽から負荷へ送り出される圧縮空気の状態に基づいて前記空気圧縮機の運転台数を制御する空気圧縮機運転台数制御装置において、
前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測する流量計測手段と、
この流量計測手段の計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達した場合、圧縮空気を送り出しているロード状態にない空気圧縮機の何れか1つを、運転されてはいるが圧縮空気を送り出していないアンロード状態にある空気圧縮機を停止状態にある空気圧縮機よりも優先してロード状態とする増段手段と、
前記計測流量の前回値と今回値とから前記圧縮空気の流量変化を求め、この圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間を増段点到達時間として算出し、この増段点到達時間が予め設定されている前記空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間よりも短い場合、アンロード状態の空気圧縮が1台もないことを前提として、前記複数の空気圧縮機のうち停止状態にある空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態とするアンロード手段と
を備えたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御装置。
Attached to a system including a plurality of air compressors that generate compressed air and an air tank in which compressed air sent from these air compressors is stored, and based on the state of compressed air sent from the air tank to a load In the air compressor operation number control device for controlling the operation number of the air compressor,
A flow rate measuring means for measuring the flow rate of compressed air to the load delivered from the air tank;
When the measured flow rate of the flow rate measuring means reaches the preset step-up flow rate set in advance, any one of the air compressors that are not in a loaded state that is sending out compressed air is being operated but compressed. A stage increasing means for preferentially setting the air compressor in an unloaded state in which air is not sent out to a loaded state over the air compressor in a stopped state;
The flow rate change of the compressed air is obtained from the previous value and the current value of the measured flow rate, and the time from the flow rate change of the compressed air until the current flow rate reaches the nearest step increase flow rate is calculated as the step increase point arrival time. In the case where the time for reaching the increased stage point is shorter than the preset rise time from the stopped state of the air compressor, the plurality of air compressions are performed on the premise that there is no air compression in the unloaded state. An apparatus for controlling the number of operating air compressors, comprising: unloading means for unloading any one of the air compressors in a stopped state among the compressors.
請求項4に記載された空気圧縮機運転台数制御装置において、
前記空気槽内の圧力を計測する圧力計測手段と、
この圧力計測手段の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以下となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にない空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とする手段と
を備えたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御装置。
In the air compressor operation number control device according to claim 4,
Pressure measuring means for measuring the pressure in the air tank;
When the measured pressure of the pressure measuring unit is equal to or lower than a preset pressure lower limit value, one of the plurality of air compressors is in an unloaded state. And a unit for controlling the number of operating air compressors.
請求項4に記載された空気圧縮機運転台数制御装置において、
前記空気槽内の圧力を計測する圧力計測手段と、
この圧力計測手段による空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以上ある状態で、前記流量計測手段による負荷への圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの減段流量以下となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にある空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする第1の減段手段と、
前記圧力計測手段による空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力上限値以上となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にある空気圧縮機の何れか1つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする第2の減段手段と
を備えたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御装置。
In the air compressor operation number control device according to claim 4,
Pressure measuring means for measuring the pressure in the air tank;
In a state where the measured pressure in the air tank by the pressure measuring means is equal to or higher than the preset pressure lower limit value, the measured flow rate of the compressed air to the load by the flow rate measuring means is equal to or smaller than the preset nearest stepped flow rate. If any one of the plurality of air compressors, the first stage degrading means to put any one of the air compressors in a loaded state into an unloaded state, and to stop after a predetermined time,
When the measured pressure in the air tank by the pressure measuring unit is equal to or higher than a preset pressure upper limit value, any one of the plurality of air compressors in the loaded state is unloaded. And an air compressor operation number control device comprising: second step-down means for stopping after a predetermined time has elapsed.
JP2002015832A 2002-01-24 2002-01-24 Method and apparatus for controlling the number of operating air compressors Expired - Lifetime JP4112869B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002015832A JP4112869B2 (en) 2002-01-24 2002-01-24 Method and apparatus for controlling the number of operating air compressors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002015832A JP4112869B2 (en) 2002-01-24 2002-01-24 Method and apparatus for controlling the number of operating air compressors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003214354A JP2003214354A (en) 2003-07-30
JP4112869B2 true JP4112869B2 (en) 2008-07-02

Family

ID=27652085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002015832A Expired - Lifetime JP4112869B2 (en) 2002-01-24 2002-01-24 Method and apparatus for controlling the number of operating air compressors

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4112869B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014152723A (en) * 2013-02-12 2014-08-25 Toyota Industries Corp Compressed air supply system and method

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101049286B1 (en) 2009-06-15 2011-07-13 박창규 Interlocking control method of plural turbo air compressors
KR101127571B1 (en) 2011-12-23 2012-03-23 에어파워코리아(주) Control system of multiple compressor
JP5915932B2 (en) * 2012-02-10 2016-05-11 三浦工業株式会社 Compressor number control system
JP2013194628A (en) * 2012-03-21 2013-09-30 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Air compressor control method and air compressor control system
CN115324878B (en) * 2021-05-11 2024-03-29 博纳信远能源科技有限公司 Air compressor control system and method
CN116696830B (en) * 2023-08-07 2023-10-20 沈阳鼓风机集团自动控制系统工程有限公司 Shutdown method and device, medium and equipment of salt cavern energy storage system series unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014152723A (en) * 2013-02-12 2014-08-25 Toyota Industries Corp Compressed air supply system and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003214354A (en) 2003-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4112869B2 (en) Method and apparatus for controlling the number of operating air compressors
US20070168686A1 (en) Method and apparatus for over clocking in a digital processing system
US7903116B1 (en) Method, apparatus, and system for adaptive performance level management of a graphics system
JPH034000A (en) Method and device for controlling compressor system
JP7481123B2 (en) Vaporization device, film formation device, program for concentration control mechanism, and concentration control method
US9672310B1 (en) Reliability guardband compensation
JP2009216000A (en) Inverter compressor control method and inverter compressor
JP2010190197A (en) Compressor number control system
JP2009036053A (en) Compressor
JP2000120583A (en) Compressor control method and device therefor
JP3404492B2 (en) Compressor operation control method and compressor operation control device
TW202217497A (en) Two-stage dynamic power supply voltage adjustment
JP3573877B2 (en) Operation control device for gas compressor
TWI737993B (en) Prediction method of converter gas output
US20200119375A1 (en) Method and system for removing residual water in fuel cell stack
JPH0315684A (en) Automatically starting/stopping operation method of compressor
US10067483B1 (en) Controlling electrical device based on temperature and voltage
RU2708472C1 (en) Compressor system control method
JPH08178439A (en) Controller for refrigerator
JPH0586808A (en) Start/stop pattern setting method for turbine
JPS61255295A (en) Operation controller for feed water pump
JP7035208B2 (en) Gas compressor and its control method
JPH07180694A (en) Supply pressure control method of industrial air
JP5455111B2 (en) Flow control device and flow control method
JPH0932781A (en) Operating method for compressor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080408

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4112869

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140418

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term