JPH0324591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、塗装工場やライン組立工場
等の動力源として使用される圧縮空気を生産する
複数の空気圧縮機（以下、たんに圧縮機という）
の運転制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、複数の圧縮機の運転制御手段は、予
め、１日当りの最大負荷流量を確保できる運転台
数を決定して、これをオペレータによつて圧縮空
気の消費（負荷）に応じて各圧縮機を運転制御し
ている。

特に、この種の圧縮空気は、原動力として使用
する関係上、最低補償圧力としての設定圧力（定
風圧力）を得るように、上記各圧縮機を運転しな
ければならない。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した圧縮機の運転制御手段
では、圧縮機の軽負荷流量において、各圧縮機の
吸入弁の開閉回数が非常に多くなり、この吸入弁
及び放風弁の開閉回数による放風ロスが大幅に増
大すると共に、これに起因して、電力を無駄に消
費する等の欠点がある。

本発明は、上述した欠点を解消するために、各
圧縮機によつて生産された圧縮空気による負荷流
量（消費流量）を正確に検出して、この負荷流量
に見合つた圧縮機の最適な運転台数を選出して、
消費流量に基づいて各圧縮機による圧縮空気を無
駄なく、しかも、効率よく運転するようにすると
共に、消費電力の省エネルギー化を図るようにし
たことを目的とする圧縮機の運転制御装置を提供
するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、複数の圧縮機の各吐出口に集合供給
管を通してヘツダーを接続し、このヘツダーの圧
力変化を圧力センサーで検出するように付設し、
上記ヘツダーに複数の吐出負荷部を設け、上記圧
力センサーにホスト計算機及びデータを送信する
伝送体を通してリモート計算機及びプロセス入出
力装置を直列に接続し、このプロセス入出力装置
に分岐管を介して上記各圧縮機の各吐出流量調節
計を接続したものである。

（作用） 本発明は、上記各圧縮機によつて生産された圧
縮空気による負荷流量を上記ヘツダーのヘツダー
容量と圧力変化を圧力センサーで検出し、これを
上記ホスト計算機及びデータを送信するように伝
送体を通してリモート計算機で算出し、この負荷
流量に見合つた上記各圧縮機の最適な運転台数を
選出して、この各圧縮機の運転を制御するように
したものである。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明す
る。

第１図乃至第５図において、符号１は、例え
ば、工場内の計算機室に設置され、各種のデータ
を記憶し、しかも、これらを所定のプログラムに
基づいて演算処理するホスト計算機であつて、こ
のホスト計算機１には、操作盤（操作卓）２及び
C.R.T表示装置３がそれぞれ付設されている。
又、上記ホスト計算機１には、例えば、工場内の
計算機室からはなれた他の建物に設置され、リモ
ート計算機４及びプロセス入出力装置５が伝送体
６を通して電気的に直列に接続されており、さら
に、このプロセス入出力装置５には、複数（図で
は３台）の圧縮機７ａ，７ｂ，７ｃが各吐出流量
調節形８ａ，８ｂ，８ｃの分岐管９を介して接続
されている。さらに又、上記圧縮機７ａ，７ｂ，
７ｃの各吐出口には、ヘツダー１０が集合供給管
１１を通して接続されており、上記集合供給管１
１には、ヘツダー圧力調節計１２が付設されてい
る。

又一方、上記ヘツダー１０には、圧力の変化を
検出し、これを上記ホスト計算機１、データを送
信する伝送体を通してリモート計算機４及びプロ
セス入出力装置５を直列に接続して送信する圧力
センサー１３が付設されており、しかも、上記ヘ
ツダー１０には、例えば、各塗装機等による複数
（図では３台）の吐出負荷部１４ａ，１４ｂ，１
４ｃが設けられている。

従つて、予め、上記ホスト計算機１は、各種の
データを入力して記憶し、しかも、これらを所定
のプログラムに従つて演算処理を施すようになつ
ている。さらに、上記操作盤２は、各圧縮機７
ａ，７ｂ，７ｃの運転状態、吐出流量データ等を
上記C.R.T表示装置３に表示して確認し、手動に
て、各圧縮機７ａ，７ｂ，７ｃや各補助オイルポ
ンプ（図示されず）等の起動、停止を制御すると
きに使用される。

他方、上記圧力センサー１３で検出された検出
信号は、上記ホスト計算機１及び伝送体６を通し
て上記リモート計算機４へ伝送される。

このようにして、伝送された制御データは、リ
モート計算機４の所定のプログラムにしたがつ
て、演算処理を行い、これをプロセス入出力装置
５を通して各圧縮機７ａ，７ｂ，７ｃの起動・停
止を行うようになつている。又、この各圧縮機７
ａ，７ｂ，７ｃには、一定流量を保つために、上
記各吐出流量調節計８ａ，８ｂ，８ｃを通して制
御指令が与えられる。さらに、上記圧縮機７ａ，
７ｂ，７ｃは、ヘツダー圧力調節計１２の設定値
によつて、吸入弁の開閉を行うと共に、上記圧縮
機７ａ，７ｂ，７ｃで生産された圧縮空気は、一
旦、上記ヘツダー１０に貯溜された後、例えば、
塗装手段等の各吐出負荷部１４ａ，１４ｂ，１４
ｃへ供給するようになつている。

このようにして、上記圧縮空気は、上記各吐出
負荷部１４ａ，１４ｂ，１４ｃによつて消費され
ると、上記ヘツダー１０に付設された圧力センサ
ー１３が、これを検出してホスト計算機１及びリ
モート計算機４等を通して上記圧縮機７ａ，７
ｂ，７ｃの最適条件の運転を算出して運転制御す
るようになつている。

なお、本発明に組込まれた上記ホスト計算機１
は、最適条件の運転を算出して制御するために、
上記圧縮機７ａ，７ｂ，７ｃ等の運転制御ばかり
でなく、例えば、電力関係の制御、ボイラーの運
転制御、空気調和関係の運転制御、給排水関係の
運転制御によるシステム全体の制御を施すように
したものである。

特に、上記ホスト計算機１は、最適条件の運転
を算出して制御するために、上記圧縮機７ａ，７
ｂ，７ｃ等の運転制御を他の独立した複数の圧縮
機（図示されず）等の吐出負荷部からのデータと
比較し、システム全体の運転制御をするようにな
つている。さらに、上記ホスト計算機１に接続さ
れた上記リモート計算機４は、計算の敏速性を図
るために、上記ヘツダー１０の圧力の変化や圧力
の負荷を演算するようになつている。

次に、これを第２図乃至第５図について説明す
る。

第２図において、符号１５は、リモート計算機
４の圧力最下限値を示し、符号１６は、リモート
計算機４の圧力最大値を示したものであつて、こ
の両者による圧力最下限値１５と圧力最大限値１
６との間には、現物側の圧力下限設定値１７と現
物側の圧力上限設定値１８が上記ヘツダー圧力調
節計１２によつて設定された設定値で決定され
る。しかして、上記各圧縮機７ａ，７ｂ，７ｃ
は、上記ヘツダー圧力調節計１２の設定値によつ
て負荷、無負荷状態のいずれかとなり、 (1) 各圧縮機による圧力曲線１９が、リモート計
算機４の圧力最大限値１６を越え、しかも、圧
縮機が無負荷状態で圧力上昇状態にある場合、 (2) 圧力曲線１９がリモート計算機４の圧力最小
限値を下まわり、しかも、管圧縮機が負荷状態
で圧力下降状態にある場合、負荷流量は、下記
の数式によつて計算される。

即ち、各圧縮機７ａ，７ｂ，７ｃからヘツダー
１０に供給された合計負荷流量Q_Tm³／Ｈは、第
３図及び第４図に示されるように、一旦、ヘツダ
ー１０に貯溜されて、各吐出負荷部１４ａ，１４
ｂ，１４ｃの負荷流量Q′m³／Ｈとして消費され
る。上記ヘツダー１０に蓄えられている負荷流量
を△Ｑm³とすると、 △Ｑ＝Q_T−Q′ となり、又、△ｔ時間での変化流量は△Ｑ△ｔと
なる。

又、一方、P₁V₁＝P₂V₂ （ｔ−△ｔ時） （ｔ時） になる関係があるから、 1.013Kg／cm²×（Ｖm³＋△Ｑ△ｔm³） ＝（1.013Kg／cm²＋△ＰKg／cm²）×Ｖm³ となり、この式より、 Ｑm³／Ｈ＝△ＰKg／cm²×Ｖm³／1.013Kg／cm²×１
／△t^H となる。

このことから、負荷側によつて、消費される負
荷流量Ｑm³／Ｈは、 Q′＝Q_T＋△Ｑ によつて求められる。

次に、最適運転制御における運転台数の組合せ
決定手段は、ホスト計算機１によつて行われるけ
れども、これらの組合せ決定手段は、第５図に示
されるように、予め、負荷流量を合計できる運転
台数を全て選出する（ステツプ）。

次に、運転台数の組合せの中で運転できない圧
縮機を含む運転台数の組合せを削除する（ステツ
プ）。しかして、各運転台数組合せにおける負
荷電力合計を下記のようにして算出する（ステツ
プ）。

(1) これから運転する台数組合せ負荷電力を経済
表より算出する……Ａ (2) 今回不必要となる圧縮機の無負荷電力を経済
表より算出する……Ｂ 上記Ａ項とＢ項との和により、負荷電力合計を
求める。

次に、負荷電力合計が最小かどうかを判断し
（ステツプ）、最小でなければ、次の台数組合せ
のチエツクを行う。又、最小であれば、その台数
組合せを保持しておく（ステツプ）。これを全
組合せのチエツクが完了するまで続け（ステツプ
）、管完了すれば、最適運転数の組合せが決定
される。

このようにして、圧力監視、負荷流量の算出、
最適運転パターンの決定手段を１つのシステムと
してまとめることによつて、的確な負荷を算出し
て常に適正圧力の圧縮空気を生産し得るようにな
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、複数の圧縮
機の各吐出口に集合供給管を通してヘツダーを接
続し、このヘツダーの圧力変化を圧力センサーで
検出するように付設し、上記ヘツダーに複数の吐
出負荷部を設け、上記圧力センサーにホスト計算
機及びデータを送信する伝送体を通してリモート
計算機及びプロセス入出力装置を直列に接続し、
このプロセス入出力装置に分岐管を介して上記各
圧縮機の各吐出流量調節計を接続してあるので、
常に省力化して最適条件の運転を算出して上記各
圧縮機の運転を制御することができるばかりでな
く、消費電力を経済的に使用することができる。
さらに、本発明は、この圧力センサーの検出信号
を上記ホスト計算機及びリモート計算機で演算
し、これを上記ホスト計算機からのシステム全体
のデータと比較して演算し、上記各圧縮機によつ
て生産された圧縮空気による負荷流量をヘツダー
容量と圧力変化を制御し、この負荷流量に見合つ
た圧縮機の最適な運転台数を選出して上記各圧縮
機の運転を制御するから、消費流量に基づいて各
圧縮機による圧縮空気を有効適切に使用すること
ができる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による圧縮機の運転制御装置
の線図、第２図は、圧縮機における圧力を監視す
るときのグラフ、第３図は、本発明におけるヘツ
ダーの負荷流量を説明するための図、第４図は、
本発明による圧力変化を説明するためのグラフ、
第５図は、ホスト計算機における最適運転パター
ンを決定するフローチヤートを示す図である。 １……ホスト計算機、２……操作盤、４……リ
モート計算機、５……プロセス入出力装置、７
ａ，７ｂ，７ｃ……圧縮機、８ａ，８ｂ，８ｃ…
…吐出流量調節計、１０……ヘツダー、１２……
ヘツダー圧力調節計、１３……圧力センサー、１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ……吐出負荷部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の圧縮機の各吐出口に集合供給管を通し
   て接続されたヘツダーと、このヘツダーに圧力変
   化を検出するように付設された圧力センサーと、
   上記ヘツダーに設けられた複数の吐出負荷部と、
   上記圧力センサーにその検出信号を読込むように
   接続されたホスト計算機及びデータを送信する伝
   送体を通して直列に接続されたリモート計算機及
   びプロセス入出力装置と、このプロセス入出力装
   置に分岐管を介して接続された上記各圧縮機の各
   吐出流量調節計とを具備し、上記各圧縮機によつ
   て生産された圧縮空気による負荷流量を上記ヘツ
   ダーのヘツダー容量と圧力変化から上記リモート
   計算機で算出し、この負荷流量に見合つた上記各
   圧縮機の最適な運転台数を選出して、この各圧縮
   機の運転を制御するようにしたことを特徴とする
   圧縮機の運転制御装置。