[发明专利]气动系统运行控制装置和控制方法

说明书

本发明提供一种气动系统运行控制装置，其基于空气压缩机的排出压力测量值和对终端设备的供给压力测量值来对空气压缩机的驱动用电动机的转速进行可变控制，以使得对终端设备的供给压力一定，所述气动系统运行控制装置存储排出压力测量值和供给压力测量值，输入由用于计算空气管道网络内的空气流的数据构成的空气管道网络模型，来计算供给至终端设备的空气流量，并计算控制设定值的更新值，更新用来基于更新值进行可变控制的控制设定值。

技术领域

本发明涉及具备由逆变器等可变速装置控制的空气压缩机的气动系统运行控制装置和控制方法。

背景技术

近年来，在防止地球温暖化、节能化等削減消耗电力的潮流中，也要求工厂削减消耗电力。将大气中的空气压缩得到的压缩空气，由于能够容易地利用，因此作为对空气工具、空气压力机、空气制动器、喷枪等进行驱动的动力源被广泛使用。在下面的说明中，将利用压缩空气驱动的设备统称为终端设备。压缩空气被空气压缩机压缩，经设置在工厂内的管道网络供给至终端设备。一般认为空气压缩机的消耗电力占整个工厂的消耗电力的20～30％，为了实现工厂的节能，需要削減空气压缩机的消耗电力。

为了削減空气压缩机的消耗电力，希望尽量降低空气压缩机的排出压力。另一方面，为了使终端设备稳定地动作，需要使供给至终端设备的压缩空气的压力为所希望的压力以上的压力。将空气压缩机压缩后的压缩空气供给至终端设备的管道网络的压力损失，与空气压缩机的排出空气流量和终端设备的消耗空气流量的变化相应地发生变化。因此，一般会预估管道网络的最大压力损失来设定空气压缩机的排出压力，以使得对终端设备的供给压力为所希望的压力以上的压力。由此，在终端设备中能够得到所希望的压力以上的压缩空气。但是，在消耗空气流量较少的情况下，尽管管道网络的压力损失较小，空气压缩机的排出压力也依然被设定得较高，因此会超过所需程度地驱动空气压缩机，多余地消耗电力。

为了解决这样的问题，在专利文献1中公开了一种空气压缩机运行控制装置，其测量对终端设备的供给压力和空气压缩机的排出压力，根据终端设备的消耗空气流量对驱动空气压缩机的电动机的转速进行可变控制，以使得对终端设备的供给压力成为所希望的压力，从而能够在削減空气压缩机的消耗电力的同时，将所希望的压力以上的压缩空气供给至终端设备。

此外，专利文献2中公开了如下技术：利用学习功能存储过去的空气压缩机的运行条件历史，对于当前的空气压缩机消耗电力、空气压缩机排出压力和终端设备供给压力的测量值，参照过去的运行条件历史，决定在削减空气压缩机的消耗电力的同时，用于将所希望的压力以上的压缩空气供给至终端设备的空气压缩机的运行条件。

现有技術文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-24845号公报

专利文献2：日本特开2007-291870号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

采用专利文献1公开的空气压缩机运行控制装置，能够在削减空气压缩机的消耗电力的同时，将所希望的压力以上的压缩空气供给至终端设备。另一方面，受到构成管道网络的管道的体积的影响，相对于空气压缩机的排出压力的变化，对终端设备的供给压力有延迟地变化，其延迟时间为几十秒左右。由于终端设备供给压力相对于空气压缩机排出压力延迟地响应，一般在为了使终端设备供给压力为一定压力而控制空气压缩机情况下，对终端设备的供给压力发生变动。于是，在专利文献1公开的空气压缩机运行控制装置中，为了抑制供给压力的变动，通过PID控制来控制驱动空气压缩机的电动机的转速。但是，管道的体积根据设置空气压缩机的管道布局的条件而不同，管道布局在设置后也由于终端设备的追加设置等而发生变化。即，在专利文献1公开的空气压缩机运行控制装置中，根据管道布局的设置状况，难以对控制设定值进行调节，存在供给压力发生变动的可能性。