JP5444264B2 - Control device for gas compressor - Google Patents

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Description

本発明は、例えばタンクに圧縮気体を供給する気体圧縮装置の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a gas compression device that supplies compressed gas to a tank, for example.

一般に、タンクに圧縮空気を供給して貯留する空気圧縮装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1による空気圧縮装置では、圧力センサによってタンク内の圧力を検出すると共に、検出した圧力の増加率や減少率の大きさに応じて圧縮機の運転台数等を制御していた。即ち、タンク内の圧力の増加率や減少率はタンクからの圧縮空気の消費量に応じて変化するから、圧力の増加率や減少率から圧縮空気の消費量等を推定し、圧縮機の運転台数等を制御していた。   In general, an air compressor that supplies and stores compressed air to a tank is known (see, for example, Patent Document 1). In the air compressor according to Patent Document 1, the pressure in the tank is detected by a pressure sensor, and the number of operating compressors is controlled in accordance with the detected increase rate or decrease rate. In other words, the rate of increase or decrease in pressure in the tank changes according to the amount of compressed air consumed from the tank. Therefore, the amount of compressed air consumed is estimated from the rate of increase or decrease in pressure, and the compressor is operated. The number of units was controlled.

特開2007-120497号公報JP 2007-120497 A

ところで、圧縮空気の使用状況等に応じてタンクを増設や変更を行うことがある。また、圧縮機の設置台数も変更することがある。例えばタンクの増設や変更を行った場合には、タンクの増設等を行う前に比べて、全てのタンクの容量を加算した全容量が変化する。このとき、制御装置は、タンクの全容量を用いて圧縮空気の消費量を演算しているから、タンクの全容量の変化に伴って、設置作業者等がその都度設置環境の設定情報を設定し直す必要があった。   By the way, a tank may be added or changed depending on the use state of compressed air. Also, the number of compressors installed may change. For example, when a tank is added or changed, the total capacity of all tanks is changed as compared to before adding a tank. At this time, since the control device calculates the consumption amount of compressed air using the total capacity of the tank, the installation operator etc. sets the setting information of the installation environment each time the total capacity of the tank changes. I had to start over.

また、特許文献1には、タンクから外部への圧縮空気の供給を停止することによって、タンクの全容量を自動的に検出する構成が開示されている。しかし、この場合には、タンクの増設等を行うために圧縮空気の供給を一旦停止する必要があり、例えば工場設備のように圧縮空気を常に使用している使用状況では工場設備全体も停止することになり、利便性が低いという問題があった。   Patent Document 1 discloses a configuration in which the entire capacity of the tank is automatically detected by stopping the supply of compressed air from the tank to the outside. However, in this case, it is necessary to temporarily stop the supply of compressed air in order to increase the number of tanks. For example, in the usage situation where compressed air is always used as in factory equipment, the entire factory equipment is also stopped. As a result, there was a problem that convenience was low.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、圧縮気体を使用した状態でタンクの増設等を行うことができる気体圧縮装置の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a control device for a gas compression device capable of adding a tank or the like while using compressed gas. .

上述した課題を解決するために、本発明は、気体を圧縮して吐出する気体圧縮装置と、該気体圧縮装置による圧縮気体を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出された前記タンク内の圧力が予め定められた下限値に達したときに圧縮気体の供給量を増加させ、上限値に達したときに圧縮気体の供給量を減少させるように前記気体圧縮装置を制御する制御手段とを備えてなる気体圧縮装置の制御装置において、前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出されたタンク内の圧力が所定の第1圧力値から該第1圧力値より高い所定の第2圧力値に達するまでの増加率と、前記第2圧力値から前記第1圧力値に達するまでの減少率から、前記タンクの容量と圧縮気体の消費量とを演算し、該演算結果に基づいて前記上限値を変更することを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a gas compression device that compresses and discharges a gas, a tank that stores compressed gas by the gas compression device, and a pressure detection unit that detects a pressure in the tank. The supply amount of compressed gas is increased when the pressure in the tank detected by the pressure detection means reaches a predetermined lower limit value, and the supply amount of compressed gas is decreased when the pressure reaches the upper limit value. In the control device of the gas compression device comprising the control means for controlling the gas compression device as described above, the control means is configured such that the pressure in the tank detected by the pressure detection means is determined from the predetermined first pressure value. From the rate of increase until reaching a predetermined second pressure value higher than the first pressure value, and the rate of decrease until reaching the first pressure value from the second pressure value, the capacity of the tank and the consumption of compressed gas, To calculate It is characterized by changing the upper limit value based on the calculation result.

本発明によれば、圧縮気体を使用した状態でタンクの増設や変更を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to add or change a tank while using compressed gas.

本発明の実施の形態による空気圧縮装置を示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the air compression device by an embodiment of the invention. 図1中の空気圧縮装置による台数制御処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the number control process by the air compressor in FIG. 図1中の空気圧縮装置による上限値の変更処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the change process of the upper limit by the air compressor in FIG. 図3中のタンク容量および空気消費量の演算処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the calculation process of the tank capacity | capacitance and air consumption in FIG. タンク容量および空気消費量の演算処理を行なったときに、圧力減少時間、圧力増加時間、空気消費量、タンク容量の統計分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the statistical distribution of pressure decrease time, pressure increase time, air consumption, and tank capacity when the processing of tank capacity and air consumption is performed. 実施の形態および従来技術による台数制御処理を用いた場合について、タンク内の圧力、消費電力、圧縮空気の供給量等の時間変化を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows time changes, such as the pressure in a tank, power consumption, the supply amount of compressed air, about the case where the number control processing by embodiment and the prior art is used. 本発明の第1の変形例として、タンクの圧力の増加率および減少率を計測する場合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the case where the increase rate and decrease rate of the pressure of a tank are measured as a 1st modification of this invention. 本発明の第2の変形例として、圧力増加時間および圧力減少時間を計測する場合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the case where a pressure increase time and a pressure decrease time are measured as a 2nd modification of this invention.

以下、本発明の実施の形態による気体圧縮装置としてタンクに対して個別に圧縮空気を供給する4台の圧縮機を用いて構成した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。   Hereinafter, a case where the gas compression apparatus according to the embodiment of the present invention is configured by using four compressors that individually supply compressed air to a tank will be described as an example and described in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、図1において、空気圧縮装置1は、4台の圧縮機2A〜2Dによって構成されている。ここで、圧縮機2Aは、電動モータ3Aと、該電動モータ3Aによって駆動される圧縮機本体4Aと、該圧縮機本体4Aから吐出された圧縮空気を一時的に貯留する一時貯留タンク5Aとによって構成されている。また、他の圧縮機2B〜2Dも、圧縮機2Aと同様に、電動モータ3B〜3D、圧縮機本体4B〜4D、一時貯留タンク5B〜5Dによってそれぞれ構成されている。そして、圧縮機2A〜2Dは、例えば全て同じ吐出容量Fa〜Fd(例えばFa〜Fd=605(NL/min))を有している。   First, in FIG. 1, the air compressor 1 is comprised by the four compressors 2A-2D. Here, the compressor 2A includes an electric motor 3A, a compressor main body 4A driven by the electric motor 3A, and a temporary storage tank 5A for temporarily storing compressed air discharged from the compressor main body 4A. It is configured. The other compressors 2B to 2D are also configured by electric motors 3B to 3D, compressor main bodies 4B to 4D, and temporary storage tanks 5B to 5D, respectively, similarly to the compressor 2A. The compressors 2A to 2D all have the same discharge capacity Fa to Fd (for example, Fa to Fd = 605 (NL / min)), for example.

また、各一時貯留タンク5A〜5Dには、内部の圧力を検出する圧力センサ6A〜6Dが取付けられている。さらに、各圧縮機2A〜2Dには、電動モータ3A〜3Dの運転、停止を制御する制御回路7A〜7Dがそれぞれ設けられている。そして、制御回路7A〜7Dは、例えば有線通信または無線通信を行なう各種の通信機能をそれぞれ有し、該通信機能を通じて相互に通信を行っている。   Further, pressure sensors 6A to 6D for detecting internal pressure are attached to the temporary storage tanks 5A to 5D. Further, the compressors 2A to 2D are respectively provided with control circuits 7A to 7D for controlling the operation and stop of the electric motors 3A to 3D. The control circuits 7A to 7D have various communication functions for performing wired communication or wireless communication, for example, and communicate with each other through the communication function.

また、制御回路7A〜7D間には、通信によって機種情報、稼動情報、異常情報、環境設定情報の4種類の情報が相互に伝送されている。これにより、制御回路7A〜7Dは、これら4種類の情報を共有している。   In addition, four types of information such as model information, operation information, abnormality information, and environment setting information are transmitted between the control circuits 7A to 7D by communication. As a result, the control circuits 7A to 7D share these four types of information.

このとき、機種情報は、電動モータ3A〜3Dの容量(kW)、圧縮機本体4A〜4Dの吐出流量(NL/min)、一時貯留タンク5A〜5Dの容量(L)、初期の一時貯留タンク5A〜5Dを充填するための一時貯留タンク充填時間(sec)等である。   At this time, the model information includes the capacity (kW) of the electric motors 3A to 3D, the discharge flow rate (NL / min) of the compressor bodies 4A to 4D, the capacity (L) of the temporary storage tanks 5A to 5D, and the initial temporary storage tank. It is a temporary storage tank filling time (sec) for filling 5A to 5D.

また、稼動情報は、各圧縮機2A〜2Dの一般的な稼動時間(min)、ON/OFF回数(回)、後述するタンク容量Vall(L)およびその平均値Ave(Vall)(L)、圧力増加時間ton(sec)、圧力減少時間toff(sec)、空気消費量No(L)およびその平均値Ave(No)(L)等である。また、異常情報は、サーマルトリップエラー、ドライヤエラー等の圧縮機2A〜2Dの運転に支障を来す情報である。 The operation information includes general operation time (min) of each compressor 2A to 2D, ON / OFF frequency (times), tank capacity Vall (L) described later, and an average value Ave (Vall) (L), The pressure increase time t on (sec), the pressure decrease time t off (sec), the air consumption No (L), the average value Ave (No) (L), and the like. The abnormality information is information that hinders the operation of the compressors 2A to 2D, such as a thermal trip error and a dryer error.

さらに、環境設定情報は、後述するタンク容量Vallの初期値Vall(0)(L)、台数制御対象となる圧縮機2A〜2Dの台数(台)、マスターとスレーブとを切替えるまでのマスター切替時間(min)、タンク8内の圧力Pの下限値Pmin(MPa)と上限値Pmax(MPa)である。そして、環境設定情報は、例えば設置作業者等が圧縮機2A〜2Dを設置するときに、専用の入力端末(図示せず)を制御回路7A〜7Dに接続して入力する。このとき、環境設定情報には、通信用の各圧縮機2A〜2DのID(識別番号)、マスター/スレーブの設定等の情報も含まれる。   Further, the environment setting information includes an initial value Vall (0) (L) of a tank capacity Vall, which will be described later, the number of compressors 2A to 2D (units) to be controlled, and the master switching time until the master and the slave are switched. (Min), a lower limit value Pmin (MPa) and an upper limit value Pmax (MPa) of the pressure P in the tank 8. The environment setting information is input by connecting a dedicated input terminal (not shown) to the control circuits 7A to 7D, for example, when an installation worker or the like installs the compressors 2A to 2D. At this time, the environment setting information includes information such as IDs (identification numbers) and master / slave settings of the compressors 2A to 2D for communication.

そして、制御回路7A〜7Dは、分散方式による制御方式が採用され、いずれか1台をマスター(主機)、残余の3台をスレーブ(従機)として圧縮機2A〜2Dの運転、停止を制御する。これにより、制御回路7A〜7Dは、制御手段を構成し、後述するように、タンク8の圧力Pおよび圧力変化値ΔPと、制御回路7A〜7Dによって算出された空気消費量No、タンク容量Vall(L)の平均値Ave(Vall)に応じて圧縮機2A〜2Dの運転台数を増減させる台数制御処理を行っている。   The control circuits 7A to 7D adopt a distributed control method, and control the operation and stop of the compressors 2A to 2D by setting one of them as a master (main machine) and the remaining three as slaves (slave machines). To do. Thereby, the control circuits 7A to 7D constitute control means, and as will be described later, the pressure P and the pressure change value ΔP of the tank 8, the air consumption No calculated by the control circuits 7A to 7D, and the tank capacity Vall. The number control process for increasing or decreasing the number of operating compressors 2A to 2D according to the average value Ave (Vall) of (L) is performed.

タンク8は、一時貯留タンク5A〜5Dから吐出された圧縮空気を収集して貯留する。該タンク8は、吐出配管9A〜9Dを通じて一時貯留タンク5A〜5Dに接続されると共に、各吐出配管9A〜9Dの途中には逆止弁10A〜10Dが設けられている。そして、タンク8には、取出し弁12を備えた出力配管11が取付けられている。これにより、タンク8は、出力配管11を介して外部の空圧機器(図示せず)に接続されると共に、取出し弁12を開弁することによって該空圧機器に向けて圧縮空気を供給するものである。   The tank 8 collects and stores the compressed air discharged from the temporary storage tanks 5A to 5D. The tank 8 is connected to the temporary storage tanks 5A to 5D through the discharge pipes 9A to 9D, and check valves 10A to 10D are provided in the middle of the discharge pipes 9A to 9D. An output pipe 11 having a take-off valve 12 is attached to the tank 8. Thus, the tank 8 is connected to an external pneumatic device (not shown) via the output pipe 11 and supplies compressed air to the pneumatic device by opening the take-off valve 12. Is.

圧力センサ13は、タンク8に接続された圧力検出手段を構成している。該圧力センサ13は、タンク8内の圧縮空気の圧力Pを検出し、圧力Pに応じた圧力信号を出力する。   The pressure sensor 13 constitutes a pressure detection means connected to the tank 8. The pressure sensor 13 detects the pressure P of the compressed air in the tank 8 and outputs a pressure signal corresponding to the pressure P.

温度センサ14は、タンク8に接続された温度検出手段を構成している。該温度センサ14は、タンク8内の圧縮空気の温度Tを検出し、温度Tに応じた温度信号を出力する。   The temperature sensor 14 constitutes temperature detection means connected to the tank 8. The temperature sensor 14 detects the temperature T of the compressed air in the tank 8 and outputs a temperature signal corresponding to the temperature T.

そして、圧力センサ13と温度センサ14とは、圧縮機2A〜2Dの制御回路7A〜7Dにそれぞれ接続されている。これにより、いずれの制御回路7A〜7Dでも、タンク8内の圧力Pと温度Tを検知することができる構成となっている。   And pressure sensor 13 and temperature sensor 14 are connected to control circuits 7A-7D of compressors 2A-2D, respectively. Thereby, any of the control circuits 7A to 7D can detect the pressure P and the temperature T in the tank 8.

なお、圧力センサ13と温度センサ14とは、全ての制御回路7A〜7Dにそれぞれ接続する構成に限らず、例えば制御回路7Aにのみ接続する構成としてもよい。この場合、例えば制御回路7A〜7Dをループ接続することによって、残余の制御回路7B〜7Dに対しても圧力信号、温度信号が出力されるものである。   The pressure sensor 13 and the temperature sensor 14 are not limited to being connected to all the control circuits 7A to 7D, but may be connected to only the control circuit 7A, for example. In this case, for example, by connecting the control circuits 7A to 7D in a loop, pressure signals and temperature signals are also output to the remaining control circuits 7B to 7D.

本実施の形態による空気圧縮装置1は上述の如き構成を有するもので、次に、図1および図2を参照しつつ、タンク8の圧力P等に応じて圧縮機2A〜2Dの運転台数を増加または減少させる台数制御処理について説明する。   The air compressor 1 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, referring to FIGS. 1 and 2, the number of compressors 2A to 2D operated according to the pressure P of the tank 8 and the like. The number control process to increase or decrease will be described.

なお、図2に示す台数制御処理は、予め決められたサンプリング周期Δt(例えばΔt=100msec)毎に行うものである。   The number control process shown in FIG. 2 is performed every predetermined sampling period Δt (for example, Δt = 100 msec).

まず、ステップ1では、圧力センサ13からの圧力信号を用いて、一定のサンプリング周期Δtで現在のタンク8の圧力P(t)を計測する。そして、ステップ2では、温度センサ14からの温度信号を用いて、一定のサンプリング周期Δtで現在のタンク8内の圧縮空気の温度Tを計測する。   First, in step 1, using the pressure signal from the pressure sensor 13, the current pressure P (t) of the tank 8 is measured at a constant sampling period Δt. In step 2, the temperature T of the compressed air in the current tank 8 is measured at a constant sampling period Δt using the temperature signal from the temperature sensor 14.

次に、ステップ3では、以下の数1の式に示すように、現在の圧力P(t)と前回の圧力P(t-1)との差を演算し、圧力変化値ΔPを求める。   Next, in step 3, as shown in the following equation 1, the difference between the current pressure P (t) and the previous pressure P (t-1) is calculated to obtain a pressure change value ΔP.

Figure 0005444264
Figure 0005444264

次に、ステップ4では、圧力変化値ΔP、温度T、サンプリング周期Δt、タンク容量Vallの平均値Ave(Vall)、圧縮空気の供給量F、気体定数R等を用いて状態方程式に基づく所定の演算処理を行なうことによって、圧縮空気の消費量Nを算出する。このとき、タンク容量Vallは、タンク8および一時貯留タンク5A〜5Dの全ての容量を加えると共に、空気消費量Noの平均値Ave(No)による容量も加えた等価的な全容量である。また、平均値Ave(Vall)は、後述するようにタンク容量Vallの演算回数での相加平均をとったものである。そして、タンク容量Vallの平均値Ave(Vall)は、図4に示すタンク容量および空気消費量の演算処理によって算出される。また、圧縮空気の供給量Fは、圧縮機2A〜2Dのうち運転中の圧縮機による吐出容量Fa〜Fdを加えた値である。   Next, in step 4, a predetermined change based on the equation of state using the pressure change value ΔP, temperature T, sampling period Δt, average value Ave (Vall) of tank capacity Vall, supply amount F of compressed air, gas constant R and the like. The consumption amount N of compressed air is calculated by performing arithmetic processing. At this time, the tank capacity Vall is an equivalent total capacity in which all the capacities of the tank 8 and the temporary storage tanks 5A to 5D are added and the capacity based on the average value Ave (No) of the air consumption No is also added. The average value Ave (Vall) is an arithmetic average obtained by the number of calculations of the tank capacity Vall as will be described later. The average value Ave (Vall) of the tank capacity Vall is calculated by the tank capacity and air consumption calculation process shown in FIG. The supply amount F of compressed air is a value obtained by adding the discharge capacities Fa to Fd of the compressors in operation among the compressors 2A to 2D.

次に、ステップ5では、圧縮機2A〜2Dのうち少なくとも1台の圧縮機が運転中か否かを判定する。ステップ5で「YES」と判定したときには、タンク8内に圧縮空気を供給している途中であるから、ステップ6でタンク8の圧力Pが上限値Pmax以上(P≧Pmax)になっているか否かを判定する。なお、ステップ6においては、後述の図3に示される上限値の変更処理により定められる上限値Pmaxを読込み、圧力Pの判定を行う。   Next, in step 5, it is determined whether at least one of the compressors 2A to 2D is in operation. If “YES” is determined in step 5, since compressed air is being supplied into the tank 8, whether or not the pressure P of the tank 8 is equal to or higher than the upper limit value Pmax (P ≧ Pmax) in step 6. Determine whether. In step 6, an upper limit value Pmax determined by an upper limit value changing process shown in FIG. 3 to be described later is read to determine the pressure P.

そして、ステップ6で「YES」と判定したときには、圧力Pが上限値Pmax以上になっているから、ステップ7に移って全ての圧縮機2A〜2Dの運転を停止し、ステップ10でリターンする。   And when it determines with "YES" at step 6, since the pressure P has become more than the upper limit Pmax, it moves to step 7 and stops operation | movement of all the compressors 2A-2D, and returns at step 10.

一方、ステップ6で「NO」と判定したときには、圧力Pが上限値Pmaxに到達していない。このため、ステップ9に移って、圧縮空気の消費量Nに応じた圧縮機2A〜2Dの最適な運転台数を求める。具体的には、圧縮機2A〜2Dの最適な運転台数は、電力消費量を低減するために、圧縮空気の供給量Fが消費量Nを上回る範囲でできるだけ少ない台数に設定される。そして、制御回路7A〜7Dは、この運転台数に応じた圧縮機2A〜2Dを駆動する。その後、ステップ10に移ってリターンする。   On the other hand, when it is determined “NO” in step 6, the pressure P has not reached the upper limit value Pmax. For this reason, it moves to step 9 and calculates | requires the optimal operating number of compressor 2A-2D according to the consumption N of compressed air. Specifically, the optimum operating number of the compressors 2A to 2D is set as small as possible within a range where the supply amount F of compressed air exceeds the consumption amount N in order to reduce the power consumption. Then, the control circuits 7A to 7D drive the compressors 2A to 2D corresponding to the number of operating units. Thereafter, the process proceeds to step 10 and returns.

また、ステップ5で「NO」と判定したときには、例えば圧力Pが上限値Pmaxに到達した後のように全ての圧縮機2A〜2Dが停止しているから、ステップ8でタンク8の圧力Pが下限値Pminよりも低下(P<Pmin)しているか否かを判定する。   Further, when “NO” is determined in step 5, since all the compressors 2 </ b> A to 2 </ b> D are stopped, for example, after the pressure P has reached the upper limit value Pmax, the pressure P of the tank 8 is determined in step 8. It is determined whether or not it is lower than the lower limit value Pmin (P <Pmin).

そして、ステップ8で「YES」と判定したときには、ステップ9に移って圧縮空気の消費量Nに応じた圧縮機2A〜2Dの最適な運転台数を求めて、この運転台数に応じた圧縮機2A〜2Dを駆動する。その後、ステップ10に移ってリターンする。   When it is determined as “YES” in step 8, the process proceeds to step 9 to obtain the optimum number of the compressors 2 </ b> A to 2 </ b> D according to the compressed air consumption N, and the compressor 2 </ b> A corresponding to this number of operations. Drive ~ 2D. Thereafter, the process proceeds to step 10 and returns.

一方、ステップ8で「NO」と判定したときには、タンク8の圧力Pは下限値Pminよりも高く、タンク8内には外部に供給可能な圧縮空気が残存している。このため、全ての圧縮機2A〜2Dを停止した状態に保持し、ステップ10に移ってリターンする。   On the other hand, when “NO” is determined in step 8, the pressure P of the tank 8 is higher than the lower limit Pmin, and the compressed air that can be supplied to the outside remains in the tank 8. Therefore, all the compressors 2A to 2D are held in a stopped state, and the process proceeds to step 10 and returns.

次に、図3を参照しつつ、台数制御処理で用いた上限値Pmaxを変更する上限値の変更処理について説明する。なお、図3中の上限値の変更処理は、例えば一定時間毎(数時間毎)またはタンクの増設等を行なう使用者の操作によって台数制御処理の途中で割込み処理されるものである。そして、上限値Pmaxが変更されると、その結果が台数制御処理に反映される構成となっている。   Next, an upper limit value changing process for changing the upper limit value Pmax used in the number control process will be described with reference to FIG. Note that the upper limit value changing process in FIG. 3 is interrupted in the middle of the number control process, for example, by a user's operation for every fixed time (every several hours) or for adding a tank. When the upper limit value Pmax is changed, the result is reflected in the number control process.

まず、ステップ11では、空気圧縮装置1の運転を開始しているか否かを判定する。そして、ステップ11で「NO」と判定したときには、そのままの状態で待機する。一方、ステップ11で「YES」と判定したときには、ステップ12に移って後述の図4に示すタンク容量および空気消費量の演算処理を行なう。   First, in step 11, it is determined whether or not the operation of the air compressor 1 is started. And when it determines with "NO" at step 11, it waits in the state as it is. On the other hand, if “YES” is determined in the step 11, the process proceeds to a step 12 to perform a tank capacity and air consumption calculation process shown in FIG.

次に、ステップ13では、ステップ12で算出されたタンク容量Vallが判定用の容量として例えば初期値Vall(0)よりも大きい(Vall>Vall(0))か否かを判定する。このとき、初期値Vall(0)は、例えば一時貯留タンク5A〜5Dの容量の総和であり、例えば設置作業者等によって制御回路7A〜7Dに予め入力されるものである。なお、判定用の容量は、初期値Vall(0)に限らず、初期値Vall(0)にタンク8の容量を加えた値でもよい。   Next, in step 13, it is determined whether or not the tank capacity Vall calculated in step 12 is larger than the initial value Vall (0) (Vall> Vall (0)) as a determination capacity. At this time, the initial value Vall (0) is, for example, the sum of the capacities of the temporary storage tanks 5A to 5D, and is input in advance to the control circuits 7A to 7D by, for example, an installation worker. The capacity for determination is not limited to the initial value Vall (0), but may be a value obtained by adding the capacity of the tank 8 to the initial value Vall (0).

ステップ13で「NO」と判定したときには、ステップ14に移ってステップ12で算出された空気消費量Noが予め決められた閾値NTよりも大きい(No>NT)か否かを判定する。このとき、閾値NTは、初期値Vall(0)や吐出容量Fa〜Fd等を考慮して決められており、例えば1台分の吐出容量と同程度の値に設定されている。そして、ステップ14で「YES」と判定したときには、空気消費量Noが閾値NTよりも大きいから、そのままの状態を維持してステップ18に移行する。なお、閾値NTは、1台分の吐出容量に限らず、4台分の吐出容量よりも小さい範囲で適宜設定されるものである。   If "NO" is determined in the step 13, the process proceeds to a step 14 to determine whether or not the air consumption No calculated in the step 12 is larger than a predetermined threshold NT (No> NT). At this time, the threshold value NT is determined in consideration of the initial value Vall (0), the discharge capacities Fa to Fd, etc., and is set to, for example, the same value as the discharge capacity for one unit. And when it determines with "YES" at step 14, since the air consumption No is larger than the threshold value NT, the state as it is is maintained and it transfers to step 18. The threshold value NT is not limited to the discharge capacity for one unit, but is set as appropriate in a range smaller than the discharge capacity for four units.

一方、ステップ14で「NO」と判定したときには、空気消費量Noが閾値NTよりも小さいから、上限値Pmaxを低下させても圧縮空気が不足することはないものと考えられる。このため、ステップ15に移って、上限値Pmaxを予め決められた所定値αだけ低下させる。これにより、圧縮機2A〜2Dは、上限値Pmaxの変更前に比べて低い圧力で駆動することができ、電力消費量を低減することができる。なお、所定値αは、例えば初期状態の上限値Pmax(0)と下限値Pminとの間の圧力差の5%程度の値とすることで、ステップ15を繰り返し実行することで、徐々に上限値Pmaxを低下させることができる。また、所定値αは空気圧縮装置1の使用状況等に応じて適宜設定してもよく、さらに、上限値Pmaxの下限を定めてもよい。また、他の演算で上限値Pmaxを小さくしてもよい。そして、ステップ15の処理を終了した後には、ステップ18に移行する。   On the other hand, if “NO” is determined in step 14, the air consumption No is smaller than the threshold value NT, so it is considered that the compressed air will not run short even if the upper limit value Pmax is lowered. Therefore, the process proceeds to step 15 where the upper limit value Pmax is lowered by a predetermined value α. Thereby, the compressors 2A to 2D can be driven at a lower pressure than before the change of the upper limit value Pmax, and the power consumption can be reduced. Note that the predetermined value α is, for example, about 5% of the pressure difference between the upper limit value Pmax (0) and the lower limit value Pmin in the initial state. The value Pmax can be reduced. Further, the predetermined value α may be set as appropriate according to the usage state of the air compressor 1, and further, a lower limit of the upper limit value Pmax may be determined. Further, the upper limit value Pmax may be reduced by other calculations. Then, after the process of step 15 is completed, the process proceeds to step 18.

また、ステップ13で「YES」と判定したときには、ステップ16に移行し、ステップ14と同様に空気消費量Noが予め決められた閾値NTよりも大きい(No>NT)か否かを判定する。ステップ16で「YES」と判定したときには、空気消費量Noが予め決められた閾値NTよりも大きいから、そのままの状態を維持してステップ18に移行する。   If “YES” is determined in step 13, the process proceeds to step 16, where it is determined whether the air consumption No is larger than a predetermined threshold NT (No> NT) as in step 14. If "YES" is determined in the step 16, the air consumption amount No is larger than the predetermined threshold value NT, so that the state is maintained as it is and the process proceeds to the step 18.

一方、ステップ16で「NO」と判定したときには、タンク容量Vallが判定用の容量(初期値Vall(0))よりも大きく、かつ空気消費量Noが閾値NTよりも小さい。このため、ステップ17に移行して、以下の数2の式を用いて上限値Pmaxを低下させる。即ち、数2の式に示すように、ステップ12の演算によって求めたタンク容量の平均値Ave(Vall)と初期値Vall(0)との比率に応じて、初期状態の上限値Pmax(0)と下限値Pminとの間の圧力差を減少させる。そして、ステップ17の処理を終了した後に、ステップ18に移行する。   On the other hand, when “NO” is determined in Step 16, the tank capacity Vall is larger than the capacity for determination (initial value Vall (0)), and the air consumption amount No is smaller than the threshold value NT. For this reason, the process proceeds to step 17 and the upper limit value Pmax is lowered using the following equation (2). That is, as shown in the equation (2), the upper limit value Pmax (0) in the initial state is determined according to the ratio between the average value Ave (Vall) of the tank capacity obtained by the calculation in step 12 and the initial value Vall (0). And the pressure difference between the lower limit Pmin. Then, after the process of step 17 is completed, the process proceeds to step 18.

Figure 0005444264
Figure 0005444264

ステップ18では、空気圧縮装置1が運転を停止しているか否かを判定する。ステップ18で「NO」と判定したときには、ステップ12以降の処理を繰り返す。一方、ステップ18で「YES」と判定したときには、ステップ19に移ってリターンする。   In step 18, it is determined whether or not the air compressor 1 has stopped operating. If "NO" is determined in the step 18, the processes after the step 12 are repeated. On the other hand, if “YES” is determined in step 18, the process proceeds to step 19 and returns.

次に、図4を参照しつつ、図3中のステップ12のタンク容量および空気消費量の演算処理について説明する。   Next, the processing for calculating the tank capacity and the air consumption in step 12 in FIG. 3 will be described with reference to FIG.

まず、ステップ21では、演算回数を記憶するカウンタnを1に初期化する。ステップ22では、圧力Pが上限値Pmax(0)まで上昇して圧縮機2A〜2Dを全て停止させる圧縮機の停止処理を行なう。即ち、ステップ22では、圧力センサ13からの圧力信号を用いてタンク8の圧力Pを計測し、圧力Pが上限値Pmax(0)に到達していなければ、例えば全ての圧縮機2A〜2Dを駆動して圧力Pを上限値Pmax(0)に到達させる。本実施の形態では、上限値Pmax(0)を所定の第2圧力値として用いている。そして、圧力Pが上限値Pmax(0)に到達すると、全ての圧縮機2A〜2Dを停止させて、ステップ23に移行する。   First, in step 21, a counter n for storing the number of calculations is initialized to 1. In step 22, the compressor P is stopped so that the pressure P increases to the upper limit value Pmax (0) and all the compressors 2A to 2D are stopped. That is, in step 22, the pressure P of the tank 8 is measured using the pressure signal from the pressure sensor 13, and if the pressure P does not reach the upper limit value Pmax (0), for example, all the compressors 2A to 2D are connected. The pressure P is driven to reach the upper limit value Pmax (0). In the present embodiment, the upper limit value Pmax (0) is used as the predetermined second pressure value. When the pressure P reaches the upper limit value Pmax (0), all the compressors 2A to 2D are stopped, and the process proceeds to step S23.

ステップ23では、温度センサ14からの温度信号を用いて圧縮機2A〜2Dが上限値Pmax(0)で停止した直後のタンク8内の圧縮空気の温度T(Pmax)を計測する。   In step 23, using the temperature signal from the temperature sensor 14, the temperature T (Pmax) of the compressed air in the tank 8 immediately after the compressors 2A to 2D stop at the upper limit value Pmax (0) is measured.

次に、ステップ24では圧縮機2A〜2Dが停止してからタンク8の圧力Pが下限値Pminまで低下して再起動するまでの停止時間を圧力減少時間toff(n)として計測する。本実施の形態では、下限値Pminを所定の第1圧力値として用いている。このとき、圧力Pが低下するに従ってタンク8内の圧縮空気の温度も低下する。このため、ステップ25では、圧縮機2A〜2Dが再起動する直前に、タンク8内に残った圧縮空気の温度T(Pmin)を計測する。 Next, in step 24, the stop time from when the compressors 2A to 2D stop until the pressure P of the tank 8 decreases to the lower limit value Pmin and restarts is measured as the pressure decrease time t off (n). In the present embodiment, the lower limit value Pmin is used as the predetermined first pressure value. At this time, as the pressure P decreases, the temperature of the compressed air in the tank 8 also decreases. For this reason, in step 25, immediately before the compressors 2A to 2D are restarted, the temperature T (Pmin) of the compressed air remaining in the tank 8 is measured.

次に、ステップ26では、ステップ24で計測された圧力減少時間toff(n)を用いて、以下の数3の式に示すようにカウンタnの回数分に応じた相加平均を演算し、平均値Ave(toff)を求める。 Next, in step 26, using the pressure decrease time t off (n) measured in step 24, an arithmetic average corresponding to the number of times of the counter n is calculated as shown in the following equation (3), An average value Ave ( toff ) is obtained.

Figure 0005444264
Figure 0005444264

次に、ステップ27では、以下の数4の式に示すように、設定された上限値Pmax(0)および下限値Pminと、計測した温度T(Pmax)および温度T(Pmin)とを用いて、現在の空気消費量No(n)を求める。なお、数4中のタンク容量Vall(n−1)は、1回前に演算したタンク容量Vallを示し、Rは気体定数を示している。また、カウンタnが初期値(n=1)の場合には、タンク容量Vall(n−1)は、初期値Vall(0)として一時貯留タンク5A〜5Dの容量の総和になる。   Next, in step 27, as shown in the following equation (4), the set upper limit value Pmax (0) and lower limit value Pmin and the measured temperature T (Pmax) and temperature T (Pmin) are used. The current air consumption No (n) is obtained. In addition, the tank capacity Vall (n−1) in the equation 4 indicates the tank capacity Vall calculated one time before, and R indicates a gas constant. When the counter n is the initial value (n = 1), the tank capacity Vall (n−1) is the sum of the capacities of the temporary storage tanks 5A to 5D as the initial value Vall (0).

Figure 0005444264
Figure 0005444264

次に、ステップ28では、数3の式と同様に、ステップ27で計算された空気使用量No(n)を以下の数5の式に示すようにカウンタnの回数分に応じた相加平均を演算し、平均値Ave(No)を求める。   Next, in step 28, as in the equation (3), the air consumption amount No (n) calculated in step 27 is an arithmetic average corresponding to the number of times of the counter n as shown in the following equation (5). To obtain an average value Ave (No).

Figure 0005444264
Figure 0005444264

次に、ステップ29では、圧力Pが下限値Pminまで低下して圧縮機2A〜2Dを全て運転させる圧縮機の運転処理を行なう。即ち、ステップ29では、圧力センサ13からの圧力信号を用いてタンク8の圧力Pを計測し、圧力Pが下限値Pminに到達していなければ、例えば全ての圧縮機2A〜2Dを停止状態に保持して圧力Pが下限値Pminに到達するまで待機する。そして、圧力Pが下限値Pminに到達すると、全ての圧縮機2A〜2Dを起動させて、ステップ30に移行する。   Next, in step 29, the compressor P is operated so that the pressure P decreases to the lower limit value Pmin and the compressors 2A to 2D are all operated. That is, in step 29, the pressure P of the tank 8 is measured using the pressure signal from the pressure sensor 13, and if the pressure P does not reach the lower limit value Pmin, for example, all the compressors 2A to 2D are stopped. Hold and wait until the pressure P reaches the lower limit Pmin. When the pressure P reaches the lower limit value Pmin, all the compressors 2A to 2D are activated, and the routine proceeds to step 30.

ステップ30では、全ての圧縮機2A〜2Dが起動してから再度停止するまでの運転時間を圧力増加時間ton(n)として計測する。ここで、タンク8内の圧力Pは、圧縮機2A〜2Dの運転によって再び設定された上限値Pmaxになるまで加圧される。 In step 30, the operation time from when all the compressors 2A to 2D are started to when they are stopped again is measured as the pressure increase time t on (n). Here, the pressure P in the tank 8 is pressurized until reaching the upper limit value Pmax set again by the operation of the compressors 2A to 2D.

そして、ステップ31では、数3の式と同様に、ステップ30で計測された圧力増加時間ton(n)を用いて、以下の数6の式に示すようにカウンタnの回数分に応じた相加平均を演算し、平均値Ave(ton)を求める。 Then, in step 31, similarly to the equation of equation 3, the pressure increase time t on (n) measured in step 30 is used to correspond to the number of times of the counter n as shown in the equation of equation 6 below. An arithmetic average is calculated to obtain an average value Ave (t on ).

Figure 0005444264
Figure 0005444264

次に、ステップ32では、以下の数7の式に示すように、設定された上限値Pmax(0)および下限値Pminと、計測した温度T(Pmin)とを用いて演算し、タンク容量Vall(n)を求める。なお、数7中の初期値ton(0)は、空気消費量Noが0(No=0)の状態、即ち外部にタンク8をつながず、圧縮機2A〜2D単体を運転した場合に、一時貯留タンク5A〜5Dを下限値Pminから上限値Pmaxまで上昇するのに必要な一定の時間である。このため、数7の式の右辺第1項は、圧力増加時間ton(n)と初期値ton(0)との比率に応じてタンク容量Vallの初期値Vall(0)から現在のタンク容量Vall(n)を推定するものである。ここで、平均値Ave(ton)は空気消費量Noに応じて長くなるため、タンク容量Vall(n)は、この空気消費量Noも容量の一部として加算して推定されるものである。 Next, in step 32, as shown in the following equation (7), calculation is performed using the set upper limit value Pmax (0) and lower limit value Pmin and the measured temperature T (Pmin), and the tank capacity Vall is calculated. (N) is obtained. The initial value t on (0) in Equation 7 is in a state where the air consumption No is 0 (No = 0), that is, when the tanks 8 are not connected to the outside and the compressors 2A to 2D are operated alone, This is a certain time required to raise the temporary storage tanks 5A to 5D from the lower limit value Pmin to the upper limit value Pmax. For this reason, the first term on the right side of the equation (7) represents the current tank from the initial value Vall (0) of the tank capacity Vall according to the ratio between the pressure increase time t on (n) and the initial value t on (0). The capacity Vall (n) is estimated. Here, since the average value Ave (t on ) becomes longer in accordance with the air consumption No, the tank capacity Vall (n) is estimated by adding the air consumption No as a part of the capacity. .

Figure 0005444264
Figure 0005444264

そして、ステップ33では、数3の式と同様に、タンク容量Vall(n)を用いて、以下の数8の式に示すようにカウンタnの回数分に応じた相加平均を演算し、平均値Ave(Vall)を求める。   In step 33, similarly to the equation (3), an arithmetic average corresponding to the number of counters n is calculated using the tank capacity Vall (n) as shown in the following equation (8). The value Ave (Vall) is obtained.

Figure 0005444264
Figure 0005444264

そして、ステップ34でカウンタnの値を1だけ加算した後、ステップ35に移行する。ステップ35では、現在のカウンタnの値が特定の回数、例えば30回より大きいか否かを判定し、「NO」と判定したときには、ステップ22以降の演算処理を繰り返す。このとき、今回計算されたタンク容量Vall(n)を用いて、次回の空気消費量No(n+1)を演算する。なお、ステップ35で用いる特定の回数は、30回に限らず、空気消費量Noの平均値Ave(No)およびタンク容量Vallの平均値Ave(Vall)の推定精度等を考慮して適宜設定されるものである。   Then, after the value of the counter n is incremented by 1 in step 34, the process proceeds to step 35. In step 35, it is determined whether or not the current value of the counter n is greater than a specific number of times, for example, 30 times. If it is determined “NO”, the arithmetic processing from step 22 is repeated. At this time, the next air consumption No (n + 1) is calculated using the tank capacity Vall (n) calculated this time. Note that the specific number of times used in step 35 is not limited to 30 and is appropriately set in consideration of the estimation accuracy of the average value Ave (No) of the air consumption No and the average value Ave (Vall) of the tank capacity Vall. Is.

一方、ステップ35で「YES」と判断したときには、ステップ36に移行してリターンする。   On the other hand, if “YES” is determined in step 35, the process proceeds to step 36 and returns.

なお、以上の演算処理では、タンク容量Vallと空気消費量Noを交互に計算する演算処理の手法について説明したが、圧縮機2A〜2Dに接続されたタンク8の容量は頻繁には変わらない。このことを考慮すると、ステップ32でのタンク容量Vall(n)の計算頻度は、ステップ27での空気消費量No(n)の計算に比して十分少なく(例えば1日に1回程度)してもよい。   In the above calculation process, the calculation process method for alternately calculating the tank capacity Vall and the air consumption No has been described, but the capacity of the tank 8 connected to the compressors 2A to 2D does not change frequently. Considering this, the calculation frequency of the tank capacity Vall (n) in step 32 is sufficiently smaller than the calculation of the air consumption No (n) in step 27 (for example, about once a day). May be.

また、前記実施の形態では、ステップ29の圧縮機の運転処理において、圧力Pが下限値Pminに到達したときに、全ての圧縮機2A〜2Dを運転する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばステップ27で算出した空気消費量No(n)を上回る範囲で、圧縮機2A〜2Dの運転台数を減少させる構成としてもよい。この場合、圧縮機2A〜2Dの運転台数に応じて初期値ton(n)は変化し、運転台数が少なくなるに従って初期値ton(n)は大きくなるので、数7において、Ave(ton)/ton(0)に運転台数に応じた係数を掛けてタンク容量Vall(n)を補正する。 Moreover, in the said embodiment, when the pressure P reached | attained the lower limit Pmin in the operation process of the compressor of step 29, it was set as the structure which drive | operates all the compressors 2A-2D. However, the present invention is not limited to this. For example, the number of operating compressors 2A to 2D may be reduced within a range exceeding the air consumption No (n) calculated in step 27. In this case, depending on the number of operating compressor 2A~2D initial value t on (n) changes, since the number of operating units the initial value t on (n) in accordance with decreases increases in number 7, Ave (t on ) / t on (0) is multiplied by a coefficient corresponding to the number of operating units to correct the tank capacity Vall (n).

また、前記実施の形態では、圧力減少時間toff(n)とタンク容量Vall(n−1)から空気消費量No(n)を演算し、算出した空気消費量No(n)と圧力増加時間ton(n)から新たなタンク容量Vall(n)を演算する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば圧力減少時間toff(n)と空気消費量No(n)からタンク容量Vall(n)を演算し、算出したタンク容量Vall(n)と圧力増加時間ton(n)から新たな空気消費量No(n+1)を演算するように順番を入れ替えても良い。 In the embodiment, the air consumption No (n) is calculated from the pressure decrease time t off (n) and the tank capacity Vall (n−1), and the calculated air consumption No (n) and the pressure increase time are calculated. A new tank capacity Vall (n) is calculated from t on (n). However, the present invention is not limited to this. For example, the tank capacity Vall (n) is calculated from the pressure decrease time t off (n) and the air consumption No (n), and the calculated tank capacity Vall (n) and the pressure increase time are calculated. The order may be changed so that a new air consumption No (n + 1) is calculated from t on (n).

以上のようなタンク容量および空気消費量の演算処理を行なったときに、計測および演算された圧力減少時間toff(n)、圧力増加時間ton(n)、空気消費量No(n)、タンク容量Vall(n)を集計し、統計分布をグラフにすると図5のようになる。 When the tank volume and air consumption calculation processes are performed as described above, the measured and calculated pressure decrease time t off (n), pressure increase time t on (n), air consumption No (n), The tank capacity Vall (n) is totaled and the statistical distribution is graphed as shown in FIG.

ここで、タンク容量Vallの平均値Ave(Vall)は、配管の容量と圧縮空気の平均的な消費量、即ち平均値Ave(No)に基づく容量もタンク容量Vallの一部として演算されている。このため、圧縮機2A〜2Dを動作させる場合には、単に手動でタンク容量Vallを制御回路7A〜7Dに記憶させた場合に比べて、圧縮機2A〜2Dの運転時間が長く、結果として圧縮空気の供給量Fと空気消費量Noが近い値に制御されるため、空気圧縮装置1の消費電力を低減することができる。また、起動回数が少なくなることにより、圧縮機2A〜2Dへの機械的な負荷を低減することができる。   Here, the average value Ave (Vall) of the tank capacity Vall is calculated as a part of the tank capacity Vall by the capacity of the pipe and the average consumption of the compressed air, that is, the average value Ave (No). . For this reason, when the compressors 2A to 2D are operated, the operation time of the compressors 2A to 2D is longer than the case where the tank capacity Vall is simply stored in the control circuits 7A to 7D. Since the air supply amount F and the air consumption amount No are controlled to be close to each other, the power consumption of the air compressor 1 can be reduced. Moreover, the mechanical load to the compressors 2A to 2D can be reduced by reducing the number of activations.

また、タンク容量Vallの情報を手動で制御回路7A〜7Dに記憶させる必要がない。このため、例えば図1中に二点差線で示すように、増設用のタンク15をバルブ16によってタンク8に接続または分離する構成とした場合でも、タンク容量Vallを演算して更新することができる。この結果、空気消費量Noに応じてタンク容量Vallを変更したり、タンク15の接続や分離(バルブ16の開,閉)を行なうときでも、設置作業者によって情報の更新を行なうことなく、自動的にタンク容量Vallの値を変更することができる。   Further, it is not necessary to manually store the information of the tank capacity Vall in the control circuits 7A to 7D. Therefore, for example, as shown by a two-dot line in FIG. 1, even when the expansion tank 15 is connected to or separated from the tank 8 by the valve 16, the tank capacity Vall can be calculated and updated. . As a result, even when the tank capacity Vall is changed according to the air consumption No or when the tank 15 is connected or disconnected (opening or closing the valve 16), the installation operator does not update the information automatically. Thus, the value of the tank capacity Vall can be changed.

また、従来技術のように上限値Pmaxを一定にした場合と、本実施の形態のように上限値Pmaxの変更した場合とを比較した。その結果を図6に示す。なお、図6中の実線は、本実施の形態のように上限値Pmaxを変更して台数制御処理を行った場合のタンク8内の圧力P等を示している。一方、図6中の破線は、従来技術のように上限値Pmaxを一定にして台数制御処理を行った場合のタンク8内の圧力P等を示している。   Further, the case where the upper limit value Pmax is made constant as in the prior art is compared with the case where the upper limit value Pmax is changed as in the present embodiment. The result is shown in FIG. Note that the solid line in FIG. 6 indicates the pressure P in the tank 8 when the upper limit value Pmax is changed and the number control process is performed as in the present embodiment. On the other hand, the broken line in FIG. 6 indicates the pressure P in the tank 8 or the like when the number control process is performed with the upper limit value Pmax being constant as in the prior art.

図6に示すように、従来技術の場合には、タンク15の増設後でも、上限値Pmaxは変更されず、増設前と同じ値になる。また、タンク容量Vallも、設置作業者によって手動入力されない限り、変更前の値に固定される。このため、従来技術では、タンク15の増設によって圧力変化が緩やかになったときでも、変更前のタンク容量Vallに基づいて圧縮空気の消費量Nを演算するから、圧力Pが下限値Pminに到達すると、圧力変化に応じて少ない運転台数(例えば1台)の圧縮機を駆動する。しかし、圧縮機の運転を開始してもタンク15の増設によって圧縮機の運転台数に見合った圧力増加が検出されない。このため、圧力上昇の途中で圧縮機の運転台数が増加する。そして、圧力Pが上限値Pmaxに到達すると、圧縮機は停止する。   As shown in FIG. 6, in the case of the prior art, even after the tank 15 is added, the upper limit value Pmax is not changed and becomes the same value as before the addition. The tank capacity Vall is also fixed to the value before the change unless manually input by the installation operator. For this reason, in the prior art, even when the pressure change becomes mild due to the addition of the tank 15, the consumption N of the compressed air is calculated based on the tank capacity Vall before the change, so the pressure P reaches the lower limit value Pmin. Then, a small number of operating units (for example, one) of compressors are driven according to the pressure change. However, even if the operation of the compressor is started, an increase in pressure commensurate with the number of compressors operated is not detected due to the addition of the tank 15. For this reason, the number of operating compressors increases during the pressure increase. Then, when the pressure P reaches the upper limit value Pmax, the compressor stops.

一方、本実施の形態では、例えば図1中のタンク15を増設した後には、タンク15の容量を加えたタンク容量Vallを演算し、タンク容量Vallの演算結果に基づいて上限値Pmaxを変更する。具体的に説明すると、タンク15を増設したときには、タンク容量Vallが増設前よりも大きくなるから、タンク8およびタンク15に貯留される圧縮空気の容量も増加する。このため、制御回路7A〜7Dは、上限値の変更処理を実行して、上限値Pmaxを低下させる。この結果、圧縮機2A〜2Dは、変更前の上限値Pmaxに比べて下限値Pminに近い低圧で駆動するから、増設前に比べて消費電力が低下する。図6中で電力同士を比較すると、本実施の形態による電力が従来技術の電力よりも下回り、省電力効果が得られる(図6中で斜線模様部分)。   On the other hand, in the present embodiment, for example, after adding the tank 15 in FIG. 1, the tank capacity Vall with the capacity of the tank 15 is calculated, and the upper limit value Pmax is changed based on the calculation result of the tank capacity Vall. . More specifically, when the tank 15 is added, the tank capacity Vall becomes larger than before the addition, so that the capacity of the compressed air stored in the tank 8 and the tank 15 also increases. Therefore, the control circuits 7A to 7D execute the upper limit value changing process to lower the upper limit value Pmax. As a result, the compressors 2A to 2D are driven at a low pressure close to the lower limit value Pmin compared to the upper limit value Pmax before the change, so that the power consumption is reduced as compared to before the expansion. When powers are compared in FIG. 6, the power according to the present embodiment is lower than that of the prior art, and a power saving effect is obtained (the hatched pattern portion in FIG. 6).

かくして、本実施の形態によれば、制御回路7A〜7Dは、圧力センサ13によって検出されたタンク8内の圧力Pが下限値Pminから上限値Pmaxに達するまでの増加率に応じた圧力増加時間tonと、上限値Pmaxから下限値Pminに達するまでの減少率に応じた圧力減少時間toffとに基づいて、空気消費量Noとタンク容量Vallを演算することができる。このため、タンク容量Vallが増えた場合には、それまでに比して停止する上限値Pmaxを低くしたり、圧縮機2A〜2Dの運転台数を減少させたりすることができる。これにより、空気消費量Noおよびタンク容量Vallに応じて圧縮空気の供給量Fを調整することができる。この結果、空気圧縮装置1は空気消費量Noを超えた不要な圧縮空気の吐出を抑制することができることから、空気圧縮装置1の消費電力を低減することができる。 Thus, according to the present embodiment, the control circuits 7A to 7D allow the pressure increase time corresponding to the rate of increase until the pressure P in the tank 8 detected by the pressure sensor 13 reaches the upper limit value Pmax from the lower limit value Pmin. The air consumption No and the tank capacity Vall can be calculated based on t on and the pressure reduction time t off corresponding to the rate of decrease from the upper limit value Pmax to the lower limit value Pmin. For this reason, when the tank capacity Vall increases, it is possible to lower the upper limit value Pmax at which the tank capacity is stopped, and to reduce the number of operating compressors 2A to 2D. Thereby, the supply amount F of compressed air can be adjusted according to the air consumption No and the tank capacity Vall. As a result, since the air compressor 1 can suppress the discharge of unnecessary compressed air exceeding the air consumption No, the power consumption of the air compressor 1 can be reduced.

また、圧縮空気の外部への供給を停止して測定することがなく、簡易的に空気消費量Noとタンク容量Vallを演算することが可能となるため、空気圧縮装置1の使用を中断することなく、タンクの増設や変更を行うことができる。   In addition, since the air consumption No and the tank capacity Vall can be calculated easily without stopping the measurement of the supply of compressed air to the outside, the use of the air compressor 1 is interrupted. There is no need to add or change tanks.

また、タンク容量Vallを設置作業者が外部より設定する必要がなくなるため、使用者は、タンクの増設や容量変更等を容易に行うことができる。さらに、タンク容量Vallが変更された場合でも、空気消費量Noに応じて上限値Pmaxを低く設定することが可能になる。この結果、圧縮機2A〜2Dを圧力Pが低圧な状態で駆動することができ、より消費電力を低減することができる。従って、空気消費量Noに応じたタンク容量Vallを使用することによって、繁閑期に応じた消費電力の抑制ができる。   Further, since it is not necessary for the installation operator to set the tank capacity Vall from the outside, the user can easily add a tank or change the capacity. Furthermore, even when the tank capacity Vall is changed, the upper limit value Pmax can be set low according to the air consumption amount No. As a result, the compressors 2A to 2D can be driven in a state where the pressure P is low, and the power consumption can be further reduced. Therefore, by using the tank capacity Vall according to the air consumption No, it is possible to suppress power consumption according to the busy season.

さらに、空気消費量No、タンクの容量Vall、圧縮機2A〜2Dの稼働頻度(ton/toff)等の算出された情報を記憶手段(例えば、EEPROMなど)に登録しておく構成としてもよい。この場合、空気消費量No、稼動頻度(ton/toff)、演算したタンク容量Vallを確認することによって、設置作業者が空気圧縮装置1の供給能力や稼働状況を把握でき、例えば使用者に対して圧縮機2A〜2Dやタンク8の変更や増設の要否のように、使用者に最適な設備への変更の提案なども可能になる。 Further, the calculated information such as the air consumption No, the tank capacity Vall, and the operation frequency (t on / t off ) of the compressors 2A to 2D may be registered in the storage means (for example, EEPROM). Good. In this case, by confirming the air consumption No, the operation frequency (t on / t off ), and the calculated tank capacity Vall, the installation operator can grasp the supply capacity and the operation status of the air compressor 1, for example, the user On the other hand, it is possible to propose a change to the optimum equipment for the user, such as whether the compressors 2A to 2D and the tank 8 need to be changed or expanded.

なお、前記実施の形態では、圧力減少時間toffと圧力増加時間tonとによって空気消費量Noとタンク容量Vallとを演算する構成としている。しかし、タンク圧の時間当たりの減少率が大きいときには、圧力減少時間toffは短くなり、減少率が小さいときには、圧力減少時間toffは長くなる。同様に、タンク圧の時間当たりの増加率が大きいときには、圧力増加時間tonは短くなり、増加率が小さいときには、圧力増加時間tonは長くなる。このように、圧力Pの減少率と圧力減少時間toffとには一定の対応関係があると共に、圧力Pの増加率と圧力増加時間tonとにも一定の対応関係がある。このため、実質的に、圧力Pの変化率(増加率および減少率)の大きさに応じて、空気消費量Noとタンク容量Vallとを演算する構成となっている。 In the above embodiment, the air consumption No and the tank capacity Vall are calculated based on the pressure decrease time toff and the pressure increase time ton. However, when the rate of decrease of the tank pressure per time is large, the pressure decrease time t off becomes short, and when the rate of decrease is small, the pressure decrease time t off becomes long. Similarly, when the increase rate of the tank pressure per time is large, the pressure increase time t on becomes short, and when the increase rate is small, the pressure increase time t on becomes long. Thus, there is a fixed correspondence between the rate of decrease of pressure P and the pressure decrease time t off, and there is also a fixed relationship between the rate of increase of pressure P and the pressure increase time t on . Therefore, the air consumption No and the tank capacity Vall are substantially calculated according to the change rate (increase rate and decrease rate) of the pressure P.

また、前記実施の形態では圧縮機2A〜2Dの運転時間(圧力増加時間ton)と停止時間(圧力減少時間toff)を用いてタンク容量Vallと空気消費量Noを演算する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、図7の第1の変形例に示すように、ある特定のサンプリング周期Δt0でのタンク8内の圧力Pの増加率ΔPuと減少率ΔPdを用いて演算する手法としてもよく、図8の第2の変形例に示すように、所定の圧力差ΔP0での圧力増加時間Δtonと圧力減少時間Δtoffを用いて演算する手法としても良い。この場合、圧力を上限値Pmaxと下限値Pminとの間で加圧および減圧をすることなく、圧力差ΔP0を得るのに必要なタンク容量Vallと空気消費量Noを演算するための第1圧力値と第2圧力値を設定しても良い。 In the above embodiment, the tank capacity Vall and the air consumption No are calculated using the operation time (pressure increase time t on ) and the stop time (pressure decrease time t off ) of the compressors 2A to 2D. However, the present invention is not limited to this, and as shown in the first modification of FIG. 7, the calculation is performed using the increase rate ΔPu and decrease rate ΔPd of the pressure P in the tank 8 at a specific sampling period Δt0. Alternatively, as shown in the second modified example of FIG. 8, a calculation may be performed using the pressure increase time Δt on and the pressure decrease time Δt off at a predetermined pressure difference ΔP0. In this case, the first pressure for calculating the tank capacity Vall and the air consumption No required to obtain the pressure difference ΔP0 without increasing or decreasing the pressure between the upper limit value Pmax and the lower limit value Pmin. A value and a second pressure value may be set.

また、前記実施の形態では、一時貯留タンク5A〜5Dを設けた場合を例に挙げて示したが、一時貯留タンク5A〜5Dは必ずしも設ける必要はなく、タンク8のみとしてもよい。また、この場合、すべての機器を1つのパッケージに納め、一台の制御基板で制御してもよい。   In the above embodiment, the case where the temporary storage tanks 5A to 5D are provided is described as an example. However, the temporary storage tanks 5A to 5D are not necessarily provided, and only the tank 8 may be provided. In this case, all devices may be housed in one package and controlled by a single control board.

また、前記実施の形態では、空気圧縮装置1は4台の圧縮機2A〜2Dによって構成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば空気圧縮装置は1台、2台または3台の圧縮機によって構成してもよく、5台以上の圧縮機によって構成してもよい。空気圧縮装置を1台の圧縮機によって構成した場合には、台数制御ではなく、タンクの圧力が上限値に達したときに圧縮機を停止し、タンクの圧力が下限値に達したときに圧縮機を再起動する圧力開閉制御を行なうものである。   Moreover, in the said embodiment, the air compressor 1 shall be comprised by four compressor 2A-2D. However, the present invention is not limited to this. For example, the air compressor may be configured by one, two, or three compressors, or may be configured by five or more compressors. When the air compressor is composed of a single compressor, the compressor is stopped when the tank pressure reaches the upper limit, and the compressor is stopped when the tank pressure reaches the lower limit, not the unit control. Pressure open / close control is performed to restart the machine.

また、前記実施の形態では、空気圧縮装置1は4台の圧縮機2A〜2Dによって構成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば空気圧縮装置を可変容量型の1台の圧縮機を用いて構成してもよい。また、空気圧縮装置として可変容量ポンプを用いる構成としてもよい。   Moreover, in the said embodiment, the air compressor 1 shall be comprised by four compressor 2A-2D. However, the present invention is not limited to this. For example, the air compressor may be configured using a single variable displacement compressor. Moreover, it is good also as a structure which uses a variable displacement pump as an air compressor.

また、前記実施の形態では、制御回路7A〜7Dを用いて分散方式の台数制御処理を行う構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば各圧縮機2A〜2Dの制御回路7A〜7Dとは別に全体を集中的に管理する制御装置を設け、該制御装置を用いて集中方式の台数制御処理を行う構成としてもよい。   Moreover, in the said embodiment, it was set as the structure which performs the number control process of a distributed system using control circuit 7A-7D. However, the present invention is not limited to this. For example, a control device that centrally manages the compressors 2A to 2D separately from the control circuits 7A to 7D is provided, and a centralized number control process is performed using the control device. It is good also as composition which performs.

また、前記実施の形態による空気圧縮装置1は、4台の圧縮機の吐出容量Fa〜Fdを同一としたが、これに限らず、圧縮機毎に吐出容量の異なる圧縮を用いてもよい。この場合、圧縮機の組み合わせにより、より細かい制御が可能となる。   Moreover, although the air compressor 1 by the said embodiment made the discharge capacity Fa-Fd of four compressors the same, you may use the compression from which a discharge capacity differs not only for this but for every compressor. In this case, finer control is possible by combining the compressors.

また、本発明の圧縮機として、レシプロ、スクリュウ、スクロール等の圧縮機を用いることができ、また、これらの圧縮機を組み合わせて用いてもよい。さらには、圧縮空気を増圧して吐出するブースタ式の圧縮機としても良い。   Moreover, compressors, such as a reciprocating machine, a screw, a scroll, can be used as a compressor of this invention, and you may use combining these compressors. Furthermore, it is good also as a booster type compressor which pressurizes and discharges compressed air.

さらに、前記実施の形態では、圧縮機を運転と停止のいずれかとした例を示したが、レシプロ等アンロード運転が可能な圧縮機においては、運転台数を減少させる際に、所定時間はアンロード運転を行い、その後、停止するように構成してもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the compressor is operated or stopped is shown. However, in a compressor capable of unload operation such as reciprocation, when the number of operating units is decreased, the unload is performed for a predetermined time. You may comprise so that it may drive | operate and may stop after that.

さらに、前記実施の形態では、空気を圧縮する空気圧縮機の例を示したが、これに限らず、窒素や酸素等、気体を圧縮する気体圧縮装置に用いる構成としても良い。   Furthermore, in the said embodiment, although the example of the air compressor which compresses air was shown, it is good also as a structure used for the gas compression apparatus which compresses gas, such as not only this but nitrogen and oxygen.

1 空気圧縮装置(気体圧縮装置)
2A〜2D 圧縮機
7A〜7D 制御回路(制御手段)
8,15 タンク
13 圧力センサ(圧力検出手段)
14 温度センサ(温度検出手段)
1 Air compressor (gas compressor)
2A to 2D compressor 7A to 7D Control circuit (control means)
8, 15 Tank 13 Pressure sensor (pressure detection means)
14 Temperature sensor (temperature detection means)

Claims (3)

気体を圧縮して吐出する気体圧縮装置と、該気体圧縮装置による圧縮気体を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出された前記タンク内の圧力が予め定められた下限値に達したときに圧縮気体の供給量を増加させ、上限値に達したときに圧縮気体の供給量を減少させるように前記気体圧縮装置を制御する制御手段とを備えてなる気体圧縮装置の制御装置において、
前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出されたタンク内の圧力が所定の第1圧力値から該第1圧力値より高い所定の第2圧力値に達するまでの増加率と、前記第2圧力値から前記第1圧力値に達するまでの減少率から、前記タンクの容量と圧縮気体の消費量とを演算し、該演算結果に基づいて前記上限値を変更することを特徴とする気体圧縮装置の制御装置。
A gas compression device that compresses and discharges the gas; a tank that stores compressed gas by the gas compression device; a pressure detection unit that detects a pressure in the tank; and a tank in the tank that is detected by the pressure detection unit. Control means for controlling the gas compression device to increase the supply amount of the compressed gas when the pressure reaches a predetermined lower limit and to decrease the supply amount of the compressed gas when the pressure reaches the upper limit. In the control device of the gas compression device provided,
The control means includes a rate of increase until the pressure in the tank detected by the pressure detection means reaches a predetermined second pressure value higher than the first pressure value from a predetermined first pressure value, and the second pressure. A gas compression device that calculates a capacity of the tank and a consumption amount of compressed gas from a rate of decrease until reaching the first pressure value, and changes the upper limit value based on the calculation result Control device.
前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出されたタンク内の圧力の減少率と、前記演算によって算出されたタンクの容量とに基づいて圧縮気体の消費量を演算し、
前記圧力検出手段によって検出されたタンク内の圧力の増加率と、前記演算によって算出された圧縮気体の消費量とに基づいて前記タンクの容量を再度演算する構成としてなる請求項1に記載の気体圧縮装置の制御装置。
The control means calculates the consumption amount of compressed gas based on the rate of decrease in pressure in the tank detected by the pressure detection means and the capacity of the tank calculated by the calculation,
2. The gas according to claim 1, wherein the capacity of the tank is calculated again based on the rate of increase in pressure in the tank detected by the pressure detection means and the consumption of compressed gas calculated by the calculation. Control device for the compression device.
前記気体圧縮装置は、複数台の圧縮機を備え、
前記制御手段は、前記演算されたタンクの容量と圧縮気体の消費量に応じて、前記圧縮機の運転台数を変更する構成としてなる請求項1または2に記載の気体圧縮装置の制御装置。
The gas compression device includes a plurality of compressors,
The control device for a gas compression device according to claim 1 or 2, wherein the control means is configured to change the number of operating compressors in accordance with the calculated capacity of the tank and consumption of compressed gas.
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