WO2025238917A1 - 圧縮機システムおよびプログラムの更新方法 - Google Patents

圧縮機システムおよびプログラムの更新方法

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WO2025238917A1
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compressor
program
time
load operation
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明峰 江
之家 任
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control

Definitions

  • This disclosure relates to a compressor system and program update method for a compressor that compresses and delivers gas.
  • Air compressors are used as devices to supply compressed air to load equipment that uses compressed air. Compressors may operate 24 hours a day by repeatedly increasing and decreasing the pressure, keeping the pressure in the compressed air storage unit (air tank) within a specified range.
  • Patent Document 1 JP 2022-106467 A describes a method for shortening software update time in a water supply system control device by making the old control software available while new control software is being received.
  • the timing of updating the software in the pressure control unit is determined by the management server, or the system is stopped during a time period set in advance by the user, and the update is carried out.
  • the configuration requires that the time periods during which the device is not operating be known.
  • this configuration cannot be used for industrial equipment that requires constant operation.
  • the purpose of this disclosure is to realize a system in which an air compressor that cannot be stopped for long periods of time can determine the timing of a software update based on its own load situation.
  • the compressor system comprises a compressor main body that generates compressed air, a motor that drives the compressor main body, and a control unit that stores a program and controls the motor in accordance with the program. After calculating the time required to update the program, the control unit updates the program if it determines that the required time can be secured during no-load operation of the compressor main body.
  • One embodiment of the program update method is a method for updating a program used to control a compressor that includes a compressor main body that generates compressed air, a control unit, and a motor that drives the compressor main body.
  • the control unit calculates the time required to update the program, and then updates the program if it determines that the required time can be secured during no-load operation of the compressor main body.
  • This disclosure makes it possible to realize a system in which an air compressor, which cannot be stopped for long periods of time, can determine the timing of a software update by itself depending on the load situation.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a compressor system according to an embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of an air compressor and a pressure control unit according to the embodiment.
  • 4 is a flow chart showing a method for storing update software and determining whether to update the software in the compressor system according to the embodiment.
  • 4 is a flowchart showing a method for determining a low load state of an air compressor according to an embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating a method for updating a stop phase in a compressor system according to an embodiment.
  • 6 is a graph and a time chart showing pressure value transitions in an update process in the compressor system according to the embodiment.
  • 4 is a flowchart showing a procedure for implementing program update control in the compressor system according to the embodiment.
  • 10 is a flowchart showing a method for determining a low load state of an air compressor according to a modified example of the embodiment.
  • 10A and 10B are graphs and time charts showing pressure value transitions in an update process in a compressor system according to a modified example of the embodiment.
  • the compressed air supply system 1 includes a management server 2 that manages equipment operation information and equipment software versions, and a plurality of compressed air supply units 3 that supply compressed air.
  • the management server 2 is connected to each of the plurality of compressed air supply units 3.
  • Figure 2 shows an example of the configuration of a compressed air supply unit 3 in an embodiment.
  • the compressed air supply unit 3 is composed of, at a minimum, an air compressor 5 and a compressed air storage unit 6.
  • multiple air compressors 5 can be connected to one compressed air storage unit 6.
  • the communication device 4 is not limited to being external to the air compressor 5, and may also be installed inside the air compressor 5.
  • the management server 2 periodically obtains operating information about the air compressor 5 via the communication device 4 and remotely monitors its operating status.
  • the management server 2 also has the ability to send and receive data to and from the air compressor 5.
  • the management server 2 manages new firmware (hereinafter sometimes referred to as update software) for updating the pressure control unit 7 of the air compressor 5. At the same time, it has the function of encrypting the update software and sending it to the pressure control unit 7 via the communication device 4. The management server 2 sends the update command to the air compressor, but the air compressor 5 decides when to implement the update.
  • update software new firmware
  • the management server 2 sends the update command to the air compressor, but the air compressor 5 decides when to implement the update.
  • the communication device 4 is a relay device that enables two-way communication between the management server 2 and the air compressors 5.
  • the communication device 4 is capable of communicating with the management server 2 either wirelessly or via a wired connection, and is connected to the air compressors 5 via a wired or wireless connection.
  • the communication device 4 has the function of communicating with at least one air compressor 5.
  • the communication device 4 also includes a control unit 10 for controlling communications, a communication unit 11 for external connection, and a communication memory unit 12.
  • the communication device 4 sends and receives data between the management server 2 and the air compressor under the control of the control unit 10, and is also equipped with a write and read function for the communication memory unit 12.
  • the communication memory unit 12 has the function of storing parameters used for communication control, update software, etc.
  • the communication memory unit 12 is memory provided within the communication device 4, or an external memory such as a USB (Universal Serial Bus) memory.
  • Air compressor 5 generates compressed air according to the pressure value set by the user and stores it in compressed air storage unit 6. Furthermore, air compressor 5 does not operate constantly, but automatically switches between loaded and unloaded operation depending on the pressure value trend or pressure value control method. Air compressor 5 is composed of at least pressure control unit 7 and compressed air generation unit 8.
  • the compressed air storage unit (air tank) 6 is a device that accumulates compressed air generated by the air compressor 5.
  • One compressed air storage unit 6 can be connected to multiple air compressors 5, and the compressed air storage unit 6 can also be integrated with the air compressor 5.
  • the air compressor 5 is also equipped with a pressure sensor Ps.
  • the pressure sensor Ps is an instrument that measures the compressed air before it is discharged from the air compressor 5 into external piping. The pressure value detected by the pressure sensor Ps is transmitted to the pressure control unit 7 via wire or wirelessly.
  • the pressure control unit 7 controls and communicates with the air compressor 5. For example, the pressure control unit 7 controls the compressed air generation unit 8 based on the pressure value detected by the pressure sensor Ps, in accordance with the pressure setting value set in the user interface 13, so that the air pressure falls within a set range. In addition, while performing pressure control, the pressure control unit 7 communicates with the management server 2 via the communication device 4.
  • the compressed air generating unit 8 is comprised of dynamic components for generating compressed air, including a compressor main body AE that generates compressed air, a motor M that drives the compressor main body AE, and a switch such as an inverter or magnetic switch that supplies power to the motor M.
  • the compressed air generating unit 8 drives the motor M, which serves as its power source, in accordance with operating commands from the pressure control unit 7, and generates compressed air using the compressor main body AE connected to the motor M.
  • the compressed air compressed by the compressed air generating unit 8 is discharged into the compressed air storage unit 6 through piping.
  • the pressure control unit 7 is a unit that monitors the state of the air compressor and controls the motor M, relays, etc. in order to generate compressed air.
  • the pressure control unit 7 is composed of a user interface 13, a communication interface 14 that connects to the communication device 4, a compressor information storage unit 15, and a microcomputer 16 that operates by firmware.
  • the communication interface 14 is a component that enables communication between the communication device 4 and the microcomputer 16.
  • the communication interface 14 and the communication device 4 are connected via a communication line, but they may also be connected wirelessly.
  • the communication interface 14 also has the function of communicating directly with the management server 2.
  • the user interface 13 consists of an input device operated by the user and a display device. In accordance with the user's input operations, the user interface 13 supplies signals and communication content indicating the input operations to the microcomputer 16. The microcomputer 16 displays the signals received from the user interface 13 and information indicating the control status on the display device.
  • the compressor information storage unit 15 stores various programs and data required to run the programs, including user settings related to compressor control.
  • This storage unit is a rewritable non-volatile memory such as flash memory.
  • the compressor information storage unit 15 also stores update software received from the management server and backup control software that restores the system in the event of an update failure.
  • software such as update software and control software is referred to as a program.
  • Microcomputer 16 has the ability to communicate with communication device 4, input/output processing functions necessary for controlling air compressor 5, and the ability to write and read from compressor information storage unit 15.
  • Microcomputer 16 has a CPU (Central Processing Unit) 17, RAM (Random Access Memory) 18, and ROM (Read Only Memory) 19.
  • ROM 19 stores a software storage unit 21 that stores software for controlling compressed air generation unit 8 (hereinafter referred to as control software), and an update unit 20 that executes update control.
  • control software software for controlling compressed air generation unit 8
  • microcomputer 16 operates CPU 17 and controls compressed air generation unit 8 in accordance with the software storage unit 21 stored in ROM 19.
  • CPU 17 is connected to both RAM 18 and ROM 19.
  • the update unit 20 is a control unit capable of executing update control.
  • the update control involves storing update software transmitted from the management server 2 to the air compressor 5 via the communication interface 14 in the compressor information storage unit 15, detecting the state of the air compressor 5, automatically checking when an update is possible, and executing the update process.
  • the update process involves overwriting the control software stored in the software storage unit 21 with updated software received via the communication interface 14.
  • the updated software is received from the management server 2 and stored in advance in the compressor information storage unit 15.
  • the update unit 20 also has an automatic recovery function that detects and recovers data from damage caused by a momentary power outage that occurs during an update.
  • the update unit 20 executes update control of the control software stored in the software storage unit 21 in response to update commands received via the communication interface 14. After receiving the update command, the update unit 20 executes authentication processing so that the management server 2 and the pressure control unit 7 can mutually confirm the reliability of the sender. The update unit 20 also stores the results of the previous update control, and if the update of similar software fails despite multiple retries, it will no longer accept update commands for that software and will send information about the update failure to the management server 2.
  • the authentication process in this embodiment is a function that determines whether the sender of the update software is a legitimate management server or the like managed by the management company of the air compressor 5.
  • the management server 2 sends an authentication password to the communication device 4.
  • the communication device 4 uses this password to determine the sender. If the sender is confirmed, the communication device 4 sends an authentication key to start the update to the air compressor 5. If the communication device 4 does not connect and the management server 2 connects directly to the air compressor 5, the authentication function stored in the software storage unit 21 performs similar processing.
  • the automatic return function is a function that continues operating the air compressor 5 using the control software backed up in the compressor information storage unit 15 if the software stored in the software storage unit 21 becomes inconsistent.
  • the automatic return function is stored in the update unit 20.
  • the update unit 20 After the update software is stored in the compressor information storage unit 15, the update unit 20 performs a consistency check on the software. Depending on the results of the consistency check, the update unit 20 stores or deletes the update software in the software storage unit 21. In addition, because of the system recovery function, which is a countermeasure in the event of an update failure, the control software is also stored in the compressor information storage unit 15 and undergoes the same processing as above.
  • the update unit 20 determines the timing to perform the update process using information on whether the air compressor is operating under load or no load. For example, when operating under load, the compressed air usage load is determined based on the pressure cycle. If it is determined to be in a low load state, the update process is executed. No load operation is an operating method in which, when the pressure value exceeds the user's set value (stop pressure), the motor M is temporarily stopped until the pressure drops to the pressure at which load operation returns (return pressure), or the motor M continues to operate but does not generate compressed air.
  • Load operation is a state in which the compressed air supply system 1 (compressor) generates compressed air until the air pressure in the compressed air storage unit reaches the stop pressure. If a load/unload mechanism is provided, this is the state during load operation.
  • a low-load state is a state in which, after the air compressor switches from load operation to no-load operation, the pressure value drop time continues at a constant cycle for a sufficiently longer time than the time required for updating (hereinafter referred to as the required update time).
  • the measured pressure drop time is referred to as the update margin time.
  • the required update time includes the time required to start and stop the air compressor in addition to the time required to write the update software.
  • Figure 3 is a flow diagram showing an example of the procedure for saving updated software.
  • Figure 3 shows steps S300 to S311 related to saving and updating the updated software.
  • update control is initiated.
  • the update unit 20 checks at predetermined intervals (e.g., every hour) whether the management server 2 has issued an update command (S300). If the update unit 20 determines that an update command has been received (S300: Yes), the communication device 4 checks the sender and sends an authentication key for starting the update to the pressure control unit 7 (S301). If the update unit 20 determines that an update command has not been received (S300: No), the update control is temporarily terminated and the process transitions to other control of the air compressor (Z shown in FIG. 3).
  • the update unit 20 After receiving the authentication key for starting the update in step S301, the update unit 20 begins receiving the update software (S302). At this time, the update unit 20 controls the air compressor 5 while sequentially writing the update software received from the management server 2 to the compressor information storage unit 15 (S303). When all the update software is stored in the compressor information storage unit 15 (S304: Yes), the update unit 20 performs a consistency check on the update software (S305). If the consistency check is determined to be successful (S305: Yes), the update unit 20 stores the control software stored in the software storage unit 21 in the compressor information storage unit 15 as a backup in case the update fails (S306).
  • the update unit 20 deletes the update software (S310), puts the update control into a standby state until the next update command is received, and checks at predetermined intervals whether the management server 2 has issued an update command (S300).
  • the update unit 20 calculates the update required time (t m — min ) including the start and stop of the air compressor 5 (S307).
  • the update unit 20 determines whether the air compressor 5 is operating under load (S308). If the air compressor 5 is operating under load (S308: Yes), the update unit 20 performs two cycles of load and no-load operation as preparation for determining the load state of the air compressor 5 (S309: Yes). After that, the update unit 20 starts the low-load state determination flow. That is, the process proceeds to A shown in FIG. 3 (flow in FIG. 4). On the other hand, if the air compressor 5 is not operating under load (S308: No), the update unit 20 determines whether a pressure control stop command has been issued (S311).
  • Figure 4 shows steps S400 to S412 related to determining whether the air compressor 5 is in a low-load state.
  • Fig. 6 shows a graph representing the relationship between pressure and time
  • the lower part of Fig. 6 shows a time chart representing the operating state of the air compressor 5 corresponding to the time.
  • the horizontal axis of the graph represents time
  • the vertical axis represents pressure values.
  • the air compressor 5 repeatedly performs load operation and no-load operation.
  • the pressure increases when the air compressor 5 performs load operation, and decreases when the air compressor 5 performs no-load operation.
  • graph 602 The portion of the graph indicated by the dashed line (graph 602) shows the transition of estimated pressure that has not yet been measured, and below it is determined whether the required update time (t m_min ) falls within the estimated margin time (t pm ), which is the time for the estimated pressure transition.
  • the update unit 20 measures the update margin time ( tm_n ) until the operation state is switched to load operation (S402) after the pressure stabilization time ( t0 ) and sampling time ( ts ) have elapsed (S401).
  • the update unit 20 adds 1 to the stable variable, which is a variable for determining whether the load is low (S404). Then, the update unit 20 determines whether the stable variable has reached a set value (n) (S405). If the update margin time (t m_n ) is shorter than the update required time (t m_min ) (S403: No), the update unit 20 resets the stable variable (S411) and proceeds to step S400. The stable variable is repeatedly detected until it reaches the set value (n) (S405), where n is a positive natural number.
  • step S406 in FIG. 4 When the set value of the stable variable is set to 0, the stable variable is always equal to or greater than 0, so the process immediately proceeds to the following process (step S406 in FIG. 4).
  • the update unit 20 determines whether the air compressor 5 has been switched to no-load operation (S406). If the switch to no-load operation has not been completed (S406: No), the determination (S406) is repeated. If the switch to no-load operation has been completed (S406: Yes), the pressure stabilization time (t 0 ) is allowed to elapse before the update process is executed (S407). Thereafter, in order to calculate the estimated margin time (t pm ) for the update, the update unit 20 records the pressure transition (P k -P k-1 ) at the sampling time (t s ) (S408).
  • the update unit 20 calculates the estimated margin time (t pm ) for the update using the result of sampling in step S408 (S409).
  • the pressure (P k-1 ) is the pressure at the start of clogging after the sampling time (t s ) has elapsed, and the pressure (P k ) is the pressure after the sampling time (t s ) has elapsed.
  • the pressure (P CO ) shown in FIG. 6 is the pressure when the air compressor 5 switches from loaded operation to unloaded operation, and the pressure (P Ci ) is the pressure (return pressure) when the air compressor 5 returns to loaded operation.
  • the estimated margin time (t pm ) is the time during unloaded operation, and is an estimate of the time until the operating state switches to loaded operation after the sampling time (t s ) has elapsed (S408).
  • the estimated margin time (t pm ) can be calculated using the following equation (1):
  • update processing is executed. That is, the update unit 20 determines that the required time to update (t m — min ) can be secured, and proceeds to C (flow in FIG. 7 ) shown in FIG. 4. On the other hand, if the estimated time to update (t pm ) is shorter than the required time to update (t m — min ) (S410: No), the update unit 20 resets the stable variable (S412) and proceeds to step S400.
  • Figure 5 shows the update flow for the stop stage when a stop command is received by the air compressor 5.
  • S500 it is determined whether the motor M is operating (S500). If it is operating (S500: Yes), the process goes through all the stop processes for the air compressor 5 (S501) before proceeding to update process (C). On the other hand, if the motor M is stopped (S500: No), the process immediately proceeds to update process (C).
  • the update unit 20 performs a consistency check on the data in the software storage unit 21 (S703). If the consistency check is determined to be successful (S703: Yes), the update unit 20 reads the operating state of the air compressor 5 before the update process was performed (S704) and resumes operation (S705). On the other hand, if the consistency check is determined to be unsuccessful (S703: No), the update unit 20 initializes the software storage unit 21 (S708) and stores the control software in the software storage unit 21 again (S709). Thereafter, the operating state before the update is restored, as described above. In other words, the process proceeds to step S702. After resuming operation in step S705, the update unit 20 transmits the update results to the management server 2 (S706) and transitions to a state waiting for an update command (step S300 in Figure 3) (S707).
  • the air compressor that delivers compressed air to be used as energy may operate 24 hours a day, for example.
  • the air pressure is kept almost constant by repeatedly operating the air compressor under load and no load, there are times when the air pressure can be updated, such as during no load operation.
  • control unit compares the time required to update the software that controls the operation of the air compressor with the time required for no-load operation to reduce pressure, determines when an update is possible, and automatically updates the software.
  • This allows the software in the air compressor system to be updated without affecting the usage status of the air compressor.
  • a system can be realized in which the air compressor itself can determine the timing for a software (program) update depending on the load status of the air compressor.
  • the update unit 20 calculates the maximum update gradient (S max ) using the required update time (t m — min ) as a reference value of the stable variable (S800).
  • This maximum update gradient (S max ) is the gradient of the graph 901 shown by the dashed line in Figure 9 during no-load operation.
  • the maximum update gradient (S max ) can be calculated using the following equation (2).
  • the update unit 20 switches the air compressor 5 from load operation to no-load operation (S801: Yes), and after the pressure stabilization time (t 0 ) has elapsed (S802), measures the measured gradient (S n ) (S803). If the switch to no-load operation has not been performed in step S801 (S801: No), the switching determination in step S801 is performed again.
  • the measured gradient (S n ) is the slope of the graph 902 shown by the solid line in FIG. 9 during no-load operation.
  • the measured gradient (S n ) can be calculated using the following equation (3):
  • step S803 the update unit 20 compares the updated maximum gradient (S max ) with the measured gradient (S n ) (S804). If the comparison shows that the measured gradient (S n ) is smaller than the updated maximum gradient (S max ) (S804: Yes), the update unit 20 increments the stability variable by 1 (S805). On the other hand, if the measured gradient (S n ) is equal to or greater than the updated maximum gradient (S max ) (S804: No), the update unit 20 resets the stability variable (S808). Then, the process returns to step S801.
  • the update unit 20 determines that the air compressor 5 is in a low load state, and executes update processing (C) after the pressure stabilization time (t 0 ) has elapsed (S807). In other words, the update unit 20 determines that the required update time (t m — min ) can be secured, and executes update processing (C).
  • the subsequent processing procedure is the same as the procedure described using FIG. 7. If the number of stable variables has not reached the certain number in step S806, the process proceeds to step S801.
  • the working fluid is not limited to air and can be a different gas such as nitrogen or hydrogen.
  • the type of compressor is also not limited to a specific compressor and can be any compressor, such as a screw compressor, scroll compressor, reciprocating compressor, or turbo compressor.
  • the present invention can be widely used in compressor systems and program update methods.

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Abstract

長時間の停止ができない圧縮機において、空気圧縮機が負荷状況に応じて、空気圧縮機自らソフトウェアの更新タイミングを判断可能なシステムを実現する。その手段として、圧縮空気を生成する圧縮機本体と、圧縮機本体を駆動するモータと、プログラムを記憶し、プログラムに従ってモータの制御を行う制御部と、を備え、制御部は、プログラムの更新所要時間を算出した後、圧縮機本体の無負荷運転中において、更新所要時間を確保できると判断した場合に、プログラムの更新を行う、圧縮機システムを用いる。

Description

圧縮機システムおよびプログラムの更新方法
　本開示は、気体を圧縮して送出する圧縮機に関する圧縮機システムおよびプログラムの更新方法に関する。
　圧縮空気を使用した負荷設備に圧縮空気を供給する装置として空気圧縮機を用いられている。圧縮機は、昇圧および降圧を繰り返し、圧縮空気貯蔵部（エアタンク）の圧力を所定の範囲内に保ちつつ２４時間稼働する場合がある。
　特許文献１（特開２０２２－１０６４６７号公報）には、給水装置用制御装置において、新制御ソフトウェアを受信時間中に旧制御ソフトウェアを利用可能とすることで、ソフトウェアの更新時間を短縮することが記載されている。
特開２０２２－１０６４６７号公報
　特許文献１に記載の構成においては、圧力制御部のソフトウェアを更新するタイミングは管理サーバによる判断の元、またはユーザが事前に設定した時間帯にシステムを停止させ、更新を実施する。すなわち、装置が稼働しない時間帯を把握する必要な構成となっている。しかし、このような構成では、常時稼働が必要な産業機器に対応することができない。
　例えば、ソフトウェアに不具合があるため、ソフトウェアの更新が急を要する場合、機器が決まった時間帯かつ停止時のみ更新可能となっているため、緊急時のソフトウェア更新に人による介入が必要とされる。
　本開示は、上記の実情に鑑みて、長時間の停止ができない圧縮機において、空気圧縮機が負荷状況に応じて、空気圧縮機自らソフトウェアの更新タイミングを判断可能なシステムの実現を目的とする。
　本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
　一実施の形態である圧縮機システムは、圧縮空気を生成する圧縮機本体と、圧縮機本体を駆動するモータと、プログラムを記憶し、前記プログラムに従って前記モータの制御を行う制御部と、を備えるものである。ここで、前記制御部は、前記プログラムの更新所要時間を算出した後、前記圧縮機本体の無負荷運転中において、前記更新所要時間を確保できると判断した場合に、前記プログラムの更新を行う。
　一実施の形態であるプログラムの更新方法は、圧縮空気を生成する圧縮機本体と、制御部と、圧縮機本体を駆動するモータとを備えた圧縮機の制御に用いるプログラムの更新方法であって、前記制御部は、前記プログラムの更新所要時間を算出した後、前記圧縮機本体の無負荷運転中において、前記更新所要時間を確保できると判断した場合に、前記プログラムの更新を行うものである。
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
　本開示によれば、長時間の停止ができない圧縮機において、空気圧縮機が負荷状況に応じて、空気圧縮機自らソフトウェアの更新タイミングを判断可能なシステムを実現できる。
実施の形態に係る圧縮機システムを示すブロック図である。 実施の形態に係る空気圧縮機および圧力制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る圧縮機システムにおける更新ソフトウェアの保存・更新判定の方法を示すフローである。 実施の形態に係る空気圧縮機の低負荷状態の判断方法を示すフローである。 実施の形態に係る圧縮機システムにおける停止段階の更新方法を示すフローである。 実施の形態に係る圧縮機システムにおける更新処理の圧力値推移を示すグラフおよびタイムチャートである。 実施の形態に係る圧縮機システムにおけるプログラム更新制御の実施手順を示すフローである。 実施の形態の変形例に係る空気圧縮機の低負荷状態の判断方法を示すフローである。 実施の形態の変形例に係る圧縮機システムにおける更新処理の圧力値推移を示すグラフおよびタイムチャートである。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。また、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図または斜視図などであってもハッチングを付す場合がある。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、断面図においてハッチングを省略する場合がある。
　（実施の形態）
　＜圧縮空気供給システムの構成＞
　図１に、本実施の形態の圧縮空気供給システム（圧縮機システム）１の一例を示す。圧縮空気供給システム１は、機器の運転情報および機器のソフトウェアバージョンの管理を行う管理サーバ２と、圧縮空気を供給するための複数の圧縮空気供給ユニット３とを有する。管理サーバ２は、複数の圧縮空気供給ユニット３のそれぞれに接続されている。
　図２に、実施の形態の圧縮空気供給ユニット３の構成の一例を示す。圧縮空気供給ユニット３は、最低でも、空気圧縮機５と圧縮空気貯蔵部６とで構成される。ただし、１つの圧縮空気貯蔵部６に対し、複数台の空気圧縮機５を接続可能である。また、通信機器４は、空気圧縮機５の外付けに限らず、空気圧縮機５の内部に設置されることもある。
　管理サーバ２は、定期的に通信機器４を介して、空気圧縮機５の運転情報を取得し、遠隔から運転状況を監視する。また、管理サーバ２は、空気圧縮機５とデータの送受信機能を備える。
　管理サーバ２は、空気圧縮機５の圧力制御部７を更新するための新しいファームウェア（以下更新ソフトウェアと呼ぶ場合がある）を管理する。同時に、更新ソフトウェアを暗号化し、通信機器４を経由して圧力制御部７に送信する機能を持つ。更新命令は管理サーバ２が空気圧縮機に送信するが、更新の実施タイミングは空気圧縮機５が決定する。
　通信機器４は、管理サーバ２と空気圧縮機５との双方通信を成立するための中継機器である。通信機器４は、管理サーバ２と無線または有線のいずれでも通信可能であり、空気圧縮機５と有線または無線で接続される。通信機器４は少なくとも１台の空気圧縮機５と通信する機能を備える。
　また、通信機器４は、通信を制御するための制御部１０と、外部接続するための通信部１１と、通信記憶部１２とを含む。通信機器４は、制御部１０の制御により、管理サーバ２と空気圧縮機のデータ送受信を行い、また、通信記憶部１２の書込み、読出し機能を備える。通信記憶部１２は、通信制御に使用するパラメータ、または更新ソフトウェアなどを記憶する機能を備える。通信記憶部１２は、通信機器４内に設けられたメモリ、または、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの外付けメモリである。
　空気圧縮機５は、ユーザが設定した圧力値に従い、圧縮空気を生成し、圧縮空気貯蔵部６に蓄える。また、空気圧縮機５は常時稼働するのではなく、圧力値の推移または圧力値の制御方法などに応じて、負荷運転と無負荷運転とを自動的に切り替える。空気圧縮機５は、少なくとも圧力制御部７と圧縮空気生成部８とで構成される。
　圧縮空気貯蔵部（エアタンク）６は、空気圧縮機５が生成した圧縮空気を蓄積する装置である。また、１つの圧縮空気貯蔵部６は複数の空気圧縮機５と接続することが可能であり、圧縮空気貯蔵部６は空気圧縮機５と一体化することも可能である。また、空気圧縮機５は、圧力センサＰｓを備える。圧力センサＰｓは、空気圧縮機５から外部の配管へ吐出する前の圧縮空気を、空気圧縮機５で計測する計器である。圧力センサＰｓで検出した圧力値は、圧力制御部７に有線または無線で送信される。
　圧力制御部７は、空気圧縮機５の制御および通信を行う。例えば、圧力制御部７は、ユーザインタフェース１３に設定した圧力設定値に従い、圧力センサＰｓで検出した圧力値を基に、空気圧力を設定範囲内になるように圧縮空気生成部８を制御する。また、圧力制御部７は圧力制御を実行しながら、通信機器４を介して管理サーバ２との通信を行う。
　圧縮空気生成部８は、圧縮空気を生成する圧縮機本体ＡＥと、圧縮機本体ＡＥを駆動するモータＭと、モータＭに電力を供給するインバータまたはマグネットスイッチなどの開閉器とを備えており、それら圧縮空気を生成するための動的な部品で構成される。圧縮空気生成部８は、圧力制御部７の運転指令に従い、動力源であるモータＭを駆動し、モータＭと連結した圧縮機本体ＡＥで圧縮空気を生成する。圧縮空気生成部８により圧縮された圧縮空気は、配管を通じて、圧縮空気貯蔵部６に吐出する。
　＜圧力制御部の概要＞
　圧力制御部７は、圧縮空気を生成するために、空気圧縮機の状態を監視し、モータＭおよびリレーなどを制御するユニットである。圧力制御部７は、ユーザインタフェース１３、通信機器４と接続する通信インタフェース１４、圧縮機情報記憶部１５およびファームウェアにより作動するマイコン１６で構成される。
　通信インタフェース１４は、通信機器４とマイコン１６と相互に通信可能にするための部品である。ここでは通信インタフェース１４と通信機器４との間は通信線を介して接続されるが、無線で接続されてもよい。また、通信インタフェース１４にも直接管理サーバ２と直接通信する機能を持つ。
　ユーザインタフェース１３は、ユーザが操作する入力装置および表示装置で構成される。ユーザインタフェース１３は、ユーザの入力操作に従い、入力操作に示す信号および通信内容をマイコン１６に供給する。マイコン１６はユーザインタフェース１３から受信した信号と制御状態を表す情報を表示装置に表示する。
　圧縮機情報記憶部１５は、圧縮機制御に関するユーザ設定値を含み、各種プログラムとプログラムの実行に必要なデータを記憶する。当該記憶部は、フラッシュメモリなどの書換可能な不揮発性メモリである。また、圧縮機情報記憶部１５には、管理サーバから受信した更新ソフトウェア、および、更新失敗時にシステムを復帰するバックアップ用の制御ソフトウェアが保存される。本願において、更新ソフトウェアおよび制御ソフトウェアなどのソフトウェアは、プログラムに言い換えられる。
　マイコン１６は、通信機器４と通信する機能、空気圧縮機５の制御に必要な入出力処理機能など、および、圧縮機情報記憶部１５に対する書込み・読出し機能を有する。マイコン１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７、ＲＡＭ（Random Access Memory）１８およびＲＯＭ（Read Only Memory）１９などを有する。ＲＯＭ１９は、圧縮空気生成部８を制御するためのソフトウェア（以下制御ソフトウェア）を記憶するソフトウェア記憶部２１と更新制御を実行する更新部２０を記憶する。マイコン１６は、ＲＯＭ１９に記憶されたソフトウェア記憶部２１に従ってＣＰＵ１７の動作および圧縮空気生成部８の制御を行う。ＣＰＵ１７は、ＲＡＭ１８およびＲＯＭ１９のそれぞれに接続されている。
　＜更新部＞
　更新部２０は、更新制御を実行可能な制御部である。更新制御とは、管理サーバ２から通信インタフェース１４を介して空気圧縮機５に送信された更新ソフトウェアを圧縮機情報記憶部１５に記憶すること、および、空気圧縮機５の状態を検知し、更新可能なタイミングを自動的に確認し、更新処理を実行することである。
　更新処理とは、ソフトウェア記憶部２１に記憶されている制御ソフトウェアを、通信インタフェース１４により受信した更新ソフトウェアに書き換える制御である。なお、更新ソフトウェアでは、管理サーバ２から受信し、予め圧縮機情報記憶部１５に記憶するものとする。また、係る更新部２０は、更新途中に発生する瞬時停電などでデータが損壊することを検知・リカバリーする自動復帰機能を備える。
　更新部２０は、通信インタフェース１４を介して受信した更新指令により、ソフトウェア記憶部２１に記憶されている制御ソフトウェアの更新制御を実行する。更新部２０は、更新指令受信後、管理サーバ２と圧力制御部７が互いに送信元の信頼性を確認するための認証処理を実行する。また、更新部２０は、前回更新制御を実施した結果を記憶し、同様なソフトウェアがリトライ回数を重ねても更新失敗した場合、以後、当該更新ソフトウェアの更新指令を受理しなくなり、更新失敗の情報を管理サーバ２に送信する。
　本実施の形態に係る認証処理とは、更新ソフトウェアの送信元が空気圧縮機５の管理業者が管理する正規な管理サーバなどであるか否かを判断する機能である。認証処理では、管理サーバ２が通信機器４に対し、認証パスワードを送信する。そして、通信機器４が当該パスワードを用いて送信元を判断する。送信元の確認が取れた場合、通信機器４は空気圧縮機５に対し、更新開始用の認証キーを送信する。通信機器４が接続せず、管理サーバ２が直接に空気圧縮機５と接続する場合、ソフトウェア記憶部２１に記憶する認証機能が同様な処理を行う。
　自動復帰機能とは、ソフトウェア記憶部２１に記憶されるソフトウェアの整合性が取れない場合に、圧縮機情報記憶部１５にバックアップした制御ソフトウェアで空気圧縮機５を運転継続する機能である。自動復帰機能は更新部２０に記憶される。
　更新部２０は、更新ソフトウェアが圧縮機情報記憶部１５に記憶された後、当該ソフトウェアに対し、整合性検査を実行する。整合性検査の結果に従い、更新部２０は、ソフトウェア記憶部２１における更新ソフトウェアの記憶または削除を行う。また、更新失敗時の対応策であるシステム復帰機能のため、制御ソフトウェアも同様に圧縮機情報記憶部１５に保存され、上記と同様な処理を行う。
　整合性検査では、圧縮機情報記憶部１５または、ソフトウェア記憶部２１に保存済みのソフトウェアに対し、管理サーバ２から経由して送信された電子証明書および公開鍵を用いて検証を実施する。検証実施の結果、ハッシュ値の検証に合格できたら、当該ソフトウェアは整合性を有しているとみなし、次の処理に進む。
　なお、更新部２０は、上記整合性検査を実施完了後、空気圧縮機が負荷運転中か無負荷運転中かの情報を用いて、更新処理を実施するタイミングを判断する。例えば、負荷運転の場合、圧力サイクルに基づいて、圧縮空気の使用負荷を判断する。低負荷状態であると判断した場合、更新処理を実行する。無負荷運転とは、圧力値がユーザの設定値（停止圧力）を超えた場合、負荷運転に復帰する圧力（復帰圧力）に下がるまで、モータＭが一時停止するか、または、モータＭの運転は継続するが、圧縮空気を生成しない運転方法である。負荷運転は、圧縮空気供給システム１（圧縮機）が圧縮空気貯蔵部の空気圧力が停止圧力に達するまで、圧縮空気を生成する状態である。ロードアンロード機構を備えている場合は、ロード運転中の状態である。
　低負荷状態とは、空気圧縮機が負荷運転から無負荷運転に切り替えた後、圧力値の降下時間が更新に必要な時間（以下、更新所要時間）より十分長い状態で、一定サイクルを継続する状態である。本実施の形態では、実測した圧力の降下時間を更新余裕時間と称す。更新所要時間は、上記更新ソフトウェアの書込みに必要な時間以外に、空気圧縮機の始動および停止に要する時間を含む。
　＜更新制御の詳細＞
　本実施の形態に係る更新制御によるファームウェア更新について、図３を参照して更新ソフトウェアの保存処理および、更新判定の手順を説明し、図４～図６を参照して更新制御の実施タイミングを判断する手順を説明する。また、図７を参照して更新処理および更新失敗時の復帰手順を説明する。当該更新制御は、圧力制御部７に電源が導入されたときに起動し、空気圧縮機の制御を実行しながら、更新制御の各条件の確認を行う。
　図３は、更新ソフトウェアを保存する手順の一例を示すフローである。図３には、更新ソフトウェアの保存・更新判定に係るステップＳ３００～Ｓ３１１を記載している。
　図３によれば、空気圧縮機５に電源が投入された後、更新制御が起動される。更新部２０は、所定時間ごと（例えば１時間ごと）に、管理サーバ２が更新指令を発したか否かを確認する（Ｓ３００）。更新指令を受信したと更新部２０が判断した場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）に、通信機器４は、送信元の確認を実施し、更新開始用の認証キーを圧力制御部７に送信する（Ｓ３０１）。また、更新指令を受信していないと更新部２０が判断した場合（Ｓ３００：Ｎｏ）に、更新制御は一旦終了し、空気圧縮機の他制御（図３に示すＺ）に移行する。
　更新部２０は、ステップＳ３０１において更新開始用の認証キーを受信した後、更新ソフトウェアの受信を開始する（Ｓ３０２）。この時、更新部２０は、管理サーバ２から受信した更新ソフトウェアを圧縮機情報記憶部１５に逐次書込みしながら（Ｓ３０３）、空気圧縮機５の制御を実行する。更新ソフトウェアが全て圧縮機情報記憶部１５に記憶されると（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、更新部２０は、更新ソフトウェアに対し整合性検査を実施する（Ｓ３０５）。整合性検査で合格であると判断した場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、更新部２０は、更新失敗時のバックアップとして、ソフトウェア記憶部２１に記憶している制御ソフトウェアを圧縮機情報記憶部１５に記憶する（Ｓ３０６）。しかし、整合性検査が不合格であると判断した場合（Ｓ３０５：Ｎｏ）に、更新部２０は、更新ソフトウェアを削除し（Ｓ３１０）、次の更新指令を受信するまで更新制御を待機状態とし、また所定時間ごとに管理サーバ２が更新指令を発したか否かを確認する（Ｓ３００）。
　次に、ステップＳ３０６の後、更新部２０は、空気圧縮機５の起動・停止を含めた更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）を算出する（Ｓ３０７）。その後、更新部２０は、空気圧縮機５の運転状態が負荷運転中か否かを判定する（Ｓ３０８）。負荷運転中の場合（Ｓ３０８：Ｙｅｓ）、運転の負荷状態を判定するための準備として、負荷無負荷運転のサイクルを２回経過した後（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、更新部２０は、低負荷状態の判断フローを開始する。すなわち、図３に示すＡ（図４のフロー）に移行する。一方、負荷運転でない場合に（Ｓ３０８：Ｎｏ）、更新部２０は、圧力制御の停止指令の有無を判断する（Ｓ３１１）。停止指令が入った場合（Ｓ３１１：Ｙｅｓ）、空気圧縮機５が停止、または、空気圧縮機５の停止プロセスを実行される状態にある（図３に示すＢ）。その後は図５に示す停止段階の更新フローに移行する。一方、停止指令が入っていない場合（Ｓ３１１：Ｎｏ）、更新部２０は空気圧縮機５が無負荷運転中であると判断し、更新制御は負荷運転になるまで待機させる。
　次に、更新処理の実施に必要な空気圧縮機５の低負荷状態を判断する手順を、図４および図６を参照して説明する。図４には、空気圧縮機５の低負荷状態の判断に係るステップＳ４００～Ｓ４１２を記載している。
　図６の上側では、圧力と時間との関係をグラフで示し、図６の下側では、当該時間と対応する空気圧縮機５の運転状態をタイムチャートで示している。当該グラフの横軸は時間であり、縦軸は圧力値である。図６のタイムチャートに示すように、空気圧縮機５は負荷運転と無負荷運転を繰り返し行う。図６のグラフに示すように、空気圧縮機５が負荷運転を行うときに圧力は上昇し、空気圧縮機５が無負荷運転を行うときに圧力は降下する。当該グラフが破線で示されている部分（グラフ６０２）は、未だ計測されていない推定の圧力の推移を示すものであり、以下では更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）がその推定の圧力推移の時間である推定余裕時間（ｔｐｍ）内に収まるか否かを判定する。
　まず、図３を用いて説明したように、負荷運転および無負荷運転のサイクルを２回経過した後（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、図４に示すように、負荷運転から無負荷運転に切り替えてから低負荷状態の判断を開始する（Ｓ４００）。運転状態を無負荷運転に切り替えた直後（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、圧力の過渡変化による判定異常を避けるため、更新部２０は、圧力安定時間（ｔ０）とサンプリング時間（ｔｓ）が経過した後（Ｓ４０１）に、運転状態が負荷運転に切り換わるまでの更新余裕時間（ｔｍ＿ｎ）を計測する（Ｓ４０２）。
　その後、更新余裕時間（ｔｍ＿ｎ）が更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）より長い場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、更新部２０は低負荷状態の判定用変数である安定変数に１を足す（Ｓ４０４）。その後、更新部２０は、安定変数が設定値（ｎ）に達したか否かを判断する（Ｓ４０５）。更新余裕時間（ｔｍ＿ｎ）が更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）より短い場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）、更新部２０は安定変数をリセットし（Ｓ４１１）、ステップＳ４００に移行する。安定変数は設定値（ｎ）に達するまで繰り返し検知する（Ｓ４０５）。ｎは正の自然数とする。安定変数が設定値に達した場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、更新処理の実行前の検知に移る。つまり、図４のステップＳ４０６に移行する。安定変数の設定値を０に設定した場合、安定変数は必ず０以上であるのだから、直ちに下記の処理（図４のステップＳ４０６）に移行する。
　安定変数が設定値に達した場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、その後、更新部２０は、空気圧縮機５が無負荷運転へ転換済みであるか否かを判断する（Ｓ４０６）。無負荷運転へ転換が済んでいない場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）、当該判断（Ｓ４０６）を繰り返す。無負荷運転へ転換が済んでいる場合（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、更新処理が実行される前に圧力安定時間（ｔ０）を経過させる（Ｓ４０７）。その後、更新の推定余裕時間（ｔｐｍ）を計算するため、更新部２０は、サンプリング時間（ｔｓ）で圧力の推移（Ｐｋ－Ｐｋ－１）を記録する（Ｓ４０８）。続いて、更新部２０は、ステップＳ４０８でサンプリングした結果を用いて、更新の推定余裕時間（ｔｐｍ）を計算する（Ｓ４０９）。圧力（Ｐｋ－１）はサンプリング時間（ｔｓ）の経過時、つまりの開始時の圧力であり、圧力（Ｐｋ）はサンプリング時間（ｔｓ）の経過時の圧力である。図６に示す圧力（ＰＣＯ）は、空気圧縮機５が負荷運転から無負荷運転に切り替えたときの圧力であり、圧力（ＰＣｉ）は、空気圧縮機５が負荷運転に復帰する圧力（復帰圧力）である。推定余裕時間（ｔｐｍ）は、無負荷運転中の時間であって、サンプリング時間（ｔｓ）が経過した後（Ｓ４０８）に、運転状態が負荷運転に切り換わるまでの時間を演算により推定したものである。推定余裕時間（ｔｐｍ）は、以下の式（１）を用いて算出できる。
　更新の推定余裕時間（ｔｐｍ）が更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）より長い場合（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、更新処理（Ｃ）が実行される。すなわち、更新部２０は更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）を確保できると判断して、図４に示すＣ（図７のフロー）に移行する。これに対し、更新の推定余裕時間（ｔｐｍ）が更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）より短い場合（Ｓ４１０：Ｎｏ）、更新部２０は安定変数をリセットし（Ｓ４１２）、ステップＳ４００に移行する。
　図５には、空気圧縮機５に停止指令が入った際の停止段階の更新フローを示す。まず、モータＭが運転中か否かを判断する（Ｓ５００）。運転中の場合（Ｓ５００：Ｙｅｓ）、空気圧縮機５の停止プロセスを全て経過してから（Ｓ５０１）、更新処理（Ｃ）に移行する。一方、モータＭが停止中の場合（Ｓ５００：Ｎｏ）、直ちに更新処理（Ｃ）に移行する。
　更新処理の実行および更新後起動不可の状態に陥る場合の自動復帰について、図７を参照して説明する。まず、空気圧縮機５を停止し（Ｓ７００）、更新部２０は、更新ソフトウェアを圧縮機情報記憶部１５から、ソフトウェア記憶部２１に書き換えることで、ソフトウェアを更新する（Ｓ７０１）。ソフトウェアの書き換えが終了した後、空気圧縮機５を再起動させる（Ｓ７０２）。
　次に、更新部２０は、ソフトウェア記憶部２１のデータに対し、整合性検査を実施する（Ｓ７０３）。整合性検査で合格と判断された場合（Ｓ７０３：Ｙｅｓ）、更新部２０は、空気圧縮機５の更新処理実施前の運転状態を読込み（Ｓ７０４）、運転を再開させる（Ｓ７０５）。一方、整合性検査で不合格と判断された場合（Ｓ７０３：Ｎｏ）、更新部２０は、ソフトウェア記憶部２１を初期化させ（Ｓ７０８）、制御ソフトウェアをソフトウェア記憶部２１に再び記憶させる（Ｓ７０９）。その後、上述と同様に、更新前の運転状態に復帰させる。つまり、ステップＳ７０２に移行する。ステップＳ７０５で運転を再開させた後、更新部２０は更新結果を管理サーバ２へ送信し（Ｓ７０６）、更新指令待ちの状態（図３のステップＳ３００）に移行する（Ｓ７０７）。
　＜実施の形態の効果＞
　空気圧縮機を含むシステムにおいて、例えばエネルギーとして使用される圧縮空気を送出する空気圧縮機を例えば２４時間可動させる場合がある。しかし、空気の圧力は、空気圧縮機の負荷運転と無負荷運転の繰り返しによりほぼ一定に保たれるため、無負荷運転時のように更新できるタイミングは存在する。
　本実施の形態では、空気圧縮機の動作を制御するソフトウェアの更新に要する時間と、圧力を下げる無負荷運転の時間と比較し、更新が可能なタイミングを制御部が判断して自動的にソフトウェアを更新するものである。これにより、空気圧縮機の使用状況に影響を与えずに、空気圧縮機システムのソフトウェアの更新を行える。つまり、長時間の停止ができない圧縮機において、空気圧縮機が負荷状況に応じて、空気圧縮機自らソフトウェア（プログラム）の更新タイミングを判断可能なシステムを実現できる。
　＜変形例１＞
　上述の実施の形態に係る低負荷状態の判断フローでは、更新余裕時間を更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）と比較した結果により、安定変数を計測し、その後、更新の推定余裕時間（ｔｐｍ）を判定した結果で、更新実施の判断を行うものである。これに対し、本変形例では、所要時間を推定せず、圧力推移の勾配を用いて更新可能なタイミングを判断する。以下に、本変形例に係る空気圧縮機の低負荷状態の判断手順を、図８と図９を参照して説明する。図８に示すフローは、図４に示すフローの変形例である。図９では、図６と同様に空気圧縮機のタイムチャートと圧力のグラフとを示している。
　まず、更新部２０は安定変数の参考値として、更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）を用いて更新最大勾配（Ｓｍａｘ）を計算する（Ｓ８００）。この更新最大勾配（Ｓｍａｘ）は、無負荷運転時における、図９に破線で示すグラフ９０１の傾きである。更新最大勾配（Ｓｍａｘ）は、以下の式（２）で算出できる。
　次に、更新部２０は空気圧縮機５を負荷運転から無負荷運転に切り替え（Ｓ８０１：Ｙｅｓ）、圧力安定時間（ｔ０）が経過した後（Ｓ８０２）、実測勾配（Ｓｎ）を計測する（Ｓ８０３）。ステップＳ８０１において無負荷運転への転換が行われていない場合は（Ｓ８０１：Ｎｏ）、再度ステップＳ８０１の切り替え判断を行う。実測勾配（Ｓｎ）は、無負荷運転時における、図９に実線で示すグラフ９０２の傾きである。実測勾配（Ｓｎ）は、以下の式（３）で算出できる。
　ステップＳ８０３の後、更新部２０は、更新最大勾配（Ｓｍａｘ）と実測勾配（Ｓｎ）とを比較する（Ｓ８０４）。比較の結果、実測勾配（Ｓｎ）が更新最大勾配（Ｓｍａｘ）より小さい場合（Ｓ８０４：Ｙｅｓ）、更新部２０は安定変数を１増加させる（Ｓ８０５）。それに対し、実測勾配（Ｓｎ）が更新最大勾配（Ｓｍａｘ）以上である場合（Ｓ８０４：Ｎｏ）、更新部２０は安定変数をリセットする（Ｓ８０８）。その後、ステップＳ８０１へ移行する。
　安定変数が一定数（ここではｎ）に達したら（Ｓ８０６：Ｙｅｓ）、更新部２０は空気圧縮機５が低負荷状態であると判断し、圧力安定時間（ｔ０）経過後（Ｓ８０７）、更新処理（Ｃ）を実行する。つまり、すなわち、更新部２０は更新所要時間（ｔｍ＿ｍｉｎ）を確保できると判断して、更新処理（Ｃ）を実行する。その後の処理手順は、図７を用いて説明した手順と同様に行う。ステップＳ８０６において安定変数が一定数に達していない場合は、ステップＳ８０１へ移行する。
　本変形例では、図１～図７を用いて説明した実施の形態と比較し、推定計算に必要な時間が不要になることで、更新時間の短縮が可能である。
　以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本開示は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
　例えば本実施例では空気圧縮機を例にして述べたが、作動流体は空気に限らず、窒素や水素等の異なる気体でも構わない。圧縮機の種別も特定の圧縮機には限定されず、スクリュー圧縮機、スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機またはターボ圧縮機などいずれの圧縮機であっても構わない。
　本発明は、圧縮機システムおよびプログラムの更新方法に幅広く利用することができる。
１　圧縮空気供給システム
２　管理サーバ
３　圧縮空気供給ユニット
４　通信機器
５　空気圧縮機
６　圧縮空気貯蔵部
７　圧力制御部
８　圧縮空気生成部
１０　制御部
１１　通信部
１２　通信記憶部
１３　ユーザインタフェース
１４　通信インタフェース
１５　圧縮機情報記憶部
１６　マイコン
２０　更新部
２１　ソフトウェア記憶部
ＡＥ　圧縮機本体
Ｍ　モータ
Ｐｓ　圧力センサ

Claims (8)

  1. 　圧縮空気を生成する圧縮機本体と、
    　圧縮機本体を駆動するモータと、
    　プログラムを記憶し、前記プログラムに従って前記モータの制御を行う制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記プログラムの更新所要時間を算出した後、前記圧縮機本体の無負荷運転中において、前記更新所要時間を確保できると判断した場合に、前記プログラムの更新を行う、圧縮機システム。
  2. 　請求項１に記載の圧縮機システムにおいて、
    　前記制御部は、前記更新所要時間を算出した後、前記圧縮機本体の無負荷運転中に、更新の推定余裕時間を算出し、前記更新の推定余裕時間が前記更新所要時間より大きい場合に、前記更新所要時間を確保できると判断し、前記プログラムの更新を行う、圧縮機システム。
  3. 　請求項１に記載の圧縮機システムにおいて、
    　前記制御部は、前記更新所要時間を算出した後、更新最大勾配を計算し、前記圧縮機本体の無負荷運転中に、実測勾配を計算し、前記実測勾配が前記更新最大勾配より小さい場合に、前記更新所要時間を確保できると判断し、前記プログラムの更新を行う、圧縮機システム。
  4. 　請求項２または３に記載の圧縮機システムにおいて、
    　負荷運転は、前記圧縮機システムが圧縮空気貯蔵部の空気圧力が停止圧力に達するまで、圧縮空気を生成する状態であり、前記圧縮機システムがロードアンロード機構を備えている場合は、ロード運転中の状態である、圧縮機システム。
  5. 　圧縮空気を生成する圧縮機本体と、制御部と、圧縮機本体を駆動するモータとを備えた圧縮機の制御に用いるプログラムの更新方法であって、
    　前記制御部は、前記プログラムの更新所要時間を算出した後、前記圧縮機本体の無負荷運転中において、前記更新所要時間を確保できると判断した場合に、前記プログラムの更新を行う、プログラムの更新方法。
  6. 　請求項５に記載のプログラムの更新方法において、
    　前記制御部は、前記更新所要時間を算出した後、前記圧縮機本体の無負荷運転中に、更新の推定余裕時間を算出し、前記更新の推定余裕時間が前記更新所要時間より大きい場合に、前記更新所要時間を確保できると判断し、前記プログラムの更新を行う、プログラムの更新方法。
  7. 　請求項５に記載のプログラムの更新方法において、
    　前記制御部は、前記更新所要時間を算出した後、更新最大勾配を計算し、前記圧縮機本体の無負荷運転中に、実測勾配を計算し、前記実測勾配が前記更新最大勾配より小さい場合に、前記更新所要時間を確保できると判断し、プログラムの更新方法。
  8. 　請求項６または７に記載のプログラムの更新方法において、
    　負荷運転は、前記圧縮機が圧縮空気貯蔵部の空気圧力が停止圧力に達するまで、圧縮空気を生成する状態であり、前記圧縮機がロードアンロード機構を備えている場合は、ロード運転中の状態である、プログラムの更新方法。
PCT/JP2024/046405 2024-05-13 2024-12-27 圧縮機システムおよびプログラムの更新方法 Pending WO2025238917A1 (ja)

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