空壓機控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空壓控制領(lǐng)域，特別涉及一種空壓機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在棉紡廠使用空壓機的地方越來越廣泛，例如清花、條卷并卷、精梳、細紗、絡(luò)筒 都是用氣壓的，隨著紡織設(shè)備在不斷更新中，對于壓縮空氣的使用范圍、消耗量也在不斷的 擴大和提高。以GA90VSD空壓機為例，這是一種固定單級的變速驅(qū)動式的螺桿壓縮機，屬于 阿特拉斯?科普柯公司生產(chǎn)的微油螺桿式系列壓縮機，它通過變速驅(qū)動壓縮機從而避免了 從滿載到空載的極低效過渡周期，以及消除過多的卸載功率消耗，從而能夠很好地滿足應 用所需的耗氣量。
[0003] 空壓機使用時間長以后，很多元器件會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從而影響到空壓機的正常 使用，以申請人使用的上述型號為GA90VSD的空壓機為例，設(shè)備制造日期是1999年，正常情 況下是需要全天開啟使用，使用時間達14年，許多元器件出現(xiàn)老化現(xiàn)象。其中空壓機變頻 控制板老化嚴重，經(jīng)過專業(yè)維修商反復維修后也不能使用?？諌簷C是保證棉紡廠生產(chǎn)運行 所必需的生產(chǎn)設(shè)備，一般需要通過購買新機、或者交給廠家提供技術(shù)升級的方式來保證生 產(chǎn)的正常運行，而這兩種方式都需要耗費空壓機使用方不菲的費用。針對GA90空壓機，目 前有對GA90空壓機電腦控制器改造升級的方案，以解決空壓機花屏、段字、黑屏、顯示故障 代碼等故障，但沒有對其空壓機控制系統(tǒng)進行改造替代的先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，本發(fā)明的目的在于提供空壓機控制系統(tǒng)，其可以替代空壓機上已有的控 制系統(tǒng)對空壓機進行控制，在空壓機變頻控制板老化嚴重的情況下，也可以正常使用空壓 機，保證生產(chǎn)的正常運行。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明實施例采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種空壓機控制系統(tǒng)，包括：控制器，與所述控制器連接的變頻器，所述變頻器與 空壓機的電機連接，所述控制器還與壓強檢測元件連接，所述控制器采集所述壓強檢測元 件檢測到的壓強值，根據(jù)設(shè)定PID控制函數(shù)、所述壓強值向所述變頻器輸出模擬量，基于該 模擬量通過所述變頻器對所述電機的轉(zhuǎn)速進行控制。
[0007] 基于上述本發(fā)明實施例的方案，其通過配置控制器和變頻器，控制器與空壓機上 已有的壓強檢測元件連接，可以基于壓強檢測元件輸出的壓強值通過變頻器對電機的轉(zhuǎn)速 進行控制，由于空壓機中的壓強檢測元件的性能未知，因而需要通過實際測試得出PID控 制函數(shù)，基于該PID控制函數(shù)通過變頻器對空壓機中電機的轉(zhuǎn)速進行控制，從而，即便是在 空壓機上的變頻控制板老化嚴重或者原電腦控制系統(tǒng)損壞的情況下，基于本發(fā)明方案的控 制系統(tǒng)，可以對原電腦控制系統(tǒng)進行替換，從而可以實現(xiàn)對空壓機的控制，可以正常使用空 壓機，保證生產(chǎn)的正常運行，且實現(xiàn)方便便捷。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明實施例的空壓機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本 發(fā)明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明， 并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0010] 圖1中示出了本發(fā)明實施例的空壓機控制系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 如圖1所示，本實施例中的空壓機控制系統(tǒng)100包括：控制器101，與控制器101連 接的變頻器102,變頻器102與空壓機的電機201連接，控制器101還與空壓機原有的壓強 檢測元件202連接，控制器101采集壓強檢測元件202檢測到的壓強值，根據(jù)設(shè)定PID (Pro portion-Integral-Differential.，比例-積分-微分）控制函數(shù)、該壓強值向變頻器201 輸出模擬量，基于該模擬量通過變頻器102對電機201的轉(zhuǎn)速進行控制。
[0012] 基于上述本發(fā)明實施例的方案，其通過配置控制器和變頻器，控制器與空壓機上 已有的壓強檢測元件連接，可以基于壓強檢測元件輸出的壓強值通過變頻器對電機的轉(zhuǎn)速 進行控制，由于空壓機中的壓強檢測元件的性能未知，因而需要通過實際測試得出PID控 制函數(shù)，基于該PID控制函數(shù)通過變頻器對空壓機組的電機的轉(zhuǎn)速進行控制，從而，即便是 在空壓機上的變頻控制板老化嚴重或者原電腦控制系統(tǒng)損壞的情況下，基于本發(fā)明方案的 控制系統(tǒng)，可以對原電腦控制系統(tǒng)進行替換，從而可以實現(xiàn)對空壓機的控制，可以正常使用 空壓機，保證生產(chǎn)的正常運行。
[0013] 其中，上述控制器101可以采用PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏 輯控制器）來實現(xiàn)，
[0014] 上述PID控制函數(shù)可以基于多次測試的結(jié)果實際確定。本發(fā)明實施例中采用PID 控制的方式，運用PLC中的PID (Proportion-Integral-Differential，比例-積分-微分） 功能指令，以控制變頻器輸入的方式控制執(zhí)行電機的運行。其通過采集壓強檢測元件輸出 的壓強值，該壓強值為空壓機當前輸出的壓強的當前值，并將該壓強值與PID控制中設(shè)定 的輸出壓強值進行比較，對比較所得到的差值進行PID運算，對差值進行PID運算的目的 是讓系統(tǒng)的輸出壓強值達到或者保持在上述設(shè)定壓強值，對差值進行PID運算得到的結(jié)果 (即上述模擬量），輸出到變頻器102,變頻器102基于該模擬量進行工作，從而據(jù)此調(diào)整空 壓機組的電機的轉(zhuǎn)速。當壓強的當前值小于設(shè)定的輸出壓強值時，空壓機組的馬達（例如 變頻馬達）轉(zhuǎn)速上升，輸出壓強增大，趨近設(shè)定的輸出壓強值；當當前的壓強值大于設(shè)定的 輸出壓強值時，空壓機組的馬達（例如變頻馬達）轉(zhuǎn)速下降，也是趨近于設(shè)定值。在上述 PID控制方式中，可以通過修改PID的比例、微分、積分參數(shù)實時修改控制輸出的效果。
[0015] 此外，本發(fā)明實施例中，還可以通過人機界面實時顯示相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)，還可以通 過人機界面對相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置。據(jù)此，如圖1所示，本實施例中的系統(tǒng)還可以包括有觸摸 屏104,用以實現(xiàn)這種人機交互。
[0016] 上述基于采集到的壓強值與設(shè)定的輸出壓強值的比較結(jié)果對變頻器進行控制，進 而對空壓機組的電機的轉(zhuǎn)速進行控制的方式，本發(fā)明實施例中可將其稱之為PID控制模 式。本發(fā)明實施例中還可以設(shè)置有另外一種模式，稱之為恒頻模式，在實際運行過程中，可 在這兩種模式間進行切換，以充分利用保證空壓機工作的性能。
[0017] 在一個實施例中，上述控制器101可以PID控制模式下工作時，即在基于上述模擬 量通過變頻器101對電機的轉(zhuǎn)速進行控制時，若監(jiān)測到滿足PID恒頻轉(zhuǎn)換條件，則從PID控 制模式切換到恒頻模式運行，即根據(jù)設(shè)定恒頻值、設(shè)定轉(zhuǎn)速模擬量函數(shù)確定恒定模擬當量， 基于該恒定模擬當量通過變頻器102控制空壓機的電機運行，在恒頻模式運行時，即在基 于所述恒定模擬當量通過變頻器102控制空壓機的電機運行時，若監(jiān)測到滿足恒頻PID轉(zhuǎn) 換條件，則從恒頻模式切換到PID控制模式運行，即基于上述模擬量通過變頻器102對空壓 機的電機的轉(zhuǎn)速進行控制。
[0018] 在一個具體示例中，上述PID恒頻轉(zhuǎn)換條件可以做如下設(shè)定：上述壓強值大于第 一預設(shè)壓強當量、上述模擬量小于預設(shè)轉(zhuǎn)速當量；上述恒頻PID轉(zhuǎn)換條件可以做如下設(shè)定： 上述壓強值小于第二預設(shè)壓強當量。其中，上述第一預設(shè)壓強當量可以由控制器根據(jù)設(shè)定 第一預設(shè)壓強閾值、上述設(shè)定壓強函數(shù)確定，上述第二預設(shè)壓強當量可以根據(jù)設(shè)定第二預 設(shè)壓強閾值、上述設(shè)定壓強函數(shù)確定，上述預設(shè)轉(zhuǎn)速當量可以根據(jù)設(shè)定電機轉(zhuǎn)速閾值、設(shè)定 轉(zhuǎn)速函數(shù)確定。
[0019] 上述第一預設(shè)壓強閾值、第二預設(shè)壓強閾值、設(shè)定電機轉(zhuǎn)速閾值可以是基于多 次測試的結(jié)果進行綜合確定，在一個具體示例中，上述第一預設(shè)壓強閾值可以設(shè)置為 0· Ibar (巴，壓強單位，1巴（bar) = 100千帕（KPa) = 10牛頓/平方厘米=0· IMPa)，上述 第二預設(shè)壓強閾值可以設(shè)置為0. 3bar，上述設(shè)定電機轉(zhuǎn)速閾值可以為1980轉(zhuǎn)每分鐘。
[0020] 其中，在上述從PID控制模式轉(zhuǎn)換到恒頻模式時，以及從恒頻模式切換到PID控制 模式時，可以是在延時一定時間段后，再進行模式的切換，以防止誤動作。即在監(jiān)測到滿足 PID恒頻轉(zhuǎn)換條件時，在延時預定時間段后，再基于上述恒定模擬當量通過變頻器控制空壓 機的電機運行；在監(jiān)測到滿足恒頻PID轉(zhuǎn)換條件時，在延時預定時間段后，再基于模擬量通 過變頻器對電機的轉(zhuǎn)速進行控制。兩個預定時間段可以基于實際需要進行設(shè)定，可以設(shè)置 為相同，也可以設(shè)置為不同，例如可以均設(shè)置為40秒。
[0021] 如圖1所示，在一個具體示例中，本發(fā)明實施例中的空壓機控制系統(tǒng)還可以包括 有溫度傳感器103,該溫度傳感器103與控制器101連接，控制器101采集溫度傳感器103 檢測到的溫度值，根據(jù)設(shè)定溫度函數(shù)、溫度報警值確定溫度報警當量，根據(jù)上述設(shè)定溫度函 數(shù)、溫度停機值確定溫度停機當量，并在溫度值大于或者等于溫度報警當量時進行報警，在 溫度值大于或者等于溫度停機當量時控制空壓機停止工作。該報警的信息可以在觸摸屏 104上進行顯示，同時可進行其他的相關(guān)提示。
[0022] 如圖1所示，在一個具體示例中，控制器101還與空壓機系統(tǒng)中已有的壓差檢測元 件203連接，控制器101采集壓差檢測元件203輸出的壓差值，根據(jù)設(shè)定壓差函數(shù)確定與壓 差報警值對應的壓差報警當量，在該壓差值小于或者等于壓差報警當量時，進行報警。該報 警的信息可以在觸摸屏104上進行顯示，同時可進行其他的相關(guān)提示。
[0023] 此外，上述控制器101還可以根據(jù)設(shè)定壓強函數(shù)、壓強報警值確定壓強報警當量， 根據(jù)設(shè)定壓強函數(shù)、壓強停機值確定壓強停機當量，在上述壓強值大于或者等于壓強報警 當量時進行報警，在壓強值大于或者等于壓強停機當量時控制空壓機停止工作。該報警的 信息可以在觸摸屏104上進行顯示，同時可進行其他的相關(guān)提示。
[0024] 其中，在上述控制空壓機停止