CN1940294A - 空气压缩装置的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种空气压缩装置的控制装置，不使用流量传感器而是根据压缩空气的消耗量来控制空气压缩装置的排出容量而减少消耗电力。空气压缩装置(1)由向罐箱(8)各自供给压缩空气的四台压缩机(2A～2D)构成。在罐箱上安装有压力传感器(13)和温度传感器(14)，并把它们连接在压缩机的控制电路(7A～7D)上。控制电路使用压力传感器的压力Pm(t)和温度传感器的温度Tt来运算到达罐箱最低压Pmin和最高压Pmax的时间tu和td。这时由于时间tu和td是使用罐箱的压力变化值ΔP来进行运算的，所以是根据压缩空气消耗量的值。因此，控制电路能根据压缩空气的消耗量来控制压缩机的运转台数。

Description

空气压缩装置的控制装置

技术领域

本发明涉及用于由例如对罐箱各自供给压缩空气的多台压缩机构成的空气压缩装置的适用的空气压缩装置的控制装置。

背景技术

一般、作为空气压缩装置有对罐箱并列连接多台压缩机的(例如参照专利文献1、2)结构。这时设置测量罐箱内的压力的压力传感器，并把由该压力传感器得到的压力检测值与预先决定的多个控制阈值进行比较，这样来进行各压缩机加载-卸载以及起动-停止的控制。由此，根据罐箱内的压力增减压缩机的运转台数，调整向罐箱供给的压缩空气的排出量。

专利文献1：特开2003-21072号公报

专利文献2：特开2003-35273号公报

在上述的现有技术中是比较罐箱内的压力检测值和控制压力值来控制压缩机的运转台数。因此，例如就算罐箱内消耗的压缩空气的消耗量非常少，但由于比规定的控制阈值低了，所以仍有起动超过需要台数的多台压缩机的问题。相反，也有在罐箱内的压力达到最高压之前与压缩空气消耗量无关而驱动多台压缩机，浪费消耗电力的问题。

另一方面也可以在罐箱的输出配管上设置流量传感器，使用该流量传感器来检测压缩空气的消耗量，并根据压缩空气的消耗量来进行压缩机的控制。但这时需要新设置流量传感器，再加上设置流量传感器的工时数增加，所以有制造成本变高的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术问题而开发的，本发明的目的在于提供一种不使用流量传感器而是根据压缩空气的消耗量来控制空气压缩装置的排出容量，能减少消耗电力的空气压缩装置的控制装置。

为了解决上述课题，本发明空气压缩装置的控制装置包括：多台空气压缩装置，其压缩并排出空气；罐箱，其储存该空气压缩装置压缩排出的压缩空气；压力检测机构，其检测该罐箱内的压力；控制机构，其根据该压力检测机构检测出的所述罐箱内的压力来增加或减少所述多台空气压缩装置的运转台数以控制所述空气压缩装置的排出容量。。

方案1所采用结构的特点在于：所述控制机构根据所述压力检测机构检测出的罐箱内的压力单位时间增加率的大小进行控制以得到所述空气压缩装置运转台数当该增加率大时与当增加率小时相比少的趋势。

方案2所采用结构的特点在于：所述控制机构根据所述增加率的大小进行控制以使所述空气压缩装置的运转台数减少时的罐箱内的压力当该增加率大时与当增大率小时相比低。

方案3所采用结构的特点在于：所述控制机构根据所述增加率计算将到达罐箱压的上限压之前的上限到达时间，当该上限到达时间是规定时间以下时减少所述空气压缩装置的运转台数。

方案4所采用结构的特点在于：所述控制机构根据所述增加率的大小进行控制以使所述空气压缩装置的运转台数降低时的罐箱内的压力的阈值随着该增加率变大而减小。

方案5所采用结构的特点在于：所述控制机构当所述增加率超过规定的增加率时减少所述空气压缩装置的运转台数。

方案6所采用结构的特点在于：所述控制机构根据所述压力检测机构检测出的罐箱内的压力每单位时间减少率的大小进行控制以得到所述空气压缩装置的运转台数当该增加率大时与当增加率小时相比多的趋势。

方案7所采用结构的特点在于：所述控制机构当由所述多台空气压缩装置中一台空气压缩装置的运转时间和停机时间构成的一周期比规定周期时间短时，维持现时的运转状态。

方案8所采用结构的特点在于：所述控制机构当所述罐箱内的压力达到规定的上限压时使所述多台空气压缩装置全部停止。

方案9所采用结构的特点在于：所述控制机构当所述罐箱内的压力为规定的下限压以下时使所述多台空气压缩装置全部运转。

根据方案1的发明，控制机构根据压力检测机构检测出的罐箱内的压力单位时间增加率的大小进行控制以得到所述空气压缩装置运转台数当该增加率大时与当增加率小时相比少的趋势，这样是根据压缩空气的消耗量来调整空气压缩装置的运转台数而能调整排出容量。其结果是由于空气压缩装置能抑制超过压缩空气消耗量的不需要的压缩空气的排出，所以能降低空气压缩装置的消耗电力。

且由于使用的是罐箱内的压力，所以不需要在罐箱的输出配管上设置流量传感器。且由于压力检测机构能使用设置在罐箱上的已有的压力传感器，所以能降低制造成本。

根据方案2的发明，控制机构根据所述增加率的大小进行控制以使空气压缩装置的运转台数减少时的罐箱内的压力当该增加率大时与当增大率小时相比低，这样能根据压缩空气的消耗量来降低罐箱内的压力，所以更能降低空气压缩装置的消耗电力。

根据方案3的发明，控制机构根据所述增加率计算将到达罐箱压的上限压之前的上限到达时间，当该上限到达时间是规定时间以下时减少所述空气压缩装置的运转台数，这样在压缩空气的消耗量少时就以罐箱内的压力是低的压力来使上限到达时间是规定以下，所以作为结果是能把罐箱内的压力抑制得低，更能降低空气压缩装置的消耗电力。

根据方案4的发明，控制机构根据所述增加率的大小进行控制以使空气压缩装置的运转台数降低时的罐箱内的压力的阈值随着该增加率变大而减小。这样能把增加率抑制成低的值，更能降低空气压缩装置的消耗电力。

根据方案5的发明，控制机构当所述增加率超过规定的增加率时减少所述空气压缩装置的运转台数，这样能把增加率抑制成低的值，更能降低空气压缩装置的消耗电力。

根据方案6的发明，控制机构根据所述压力检测机构检测出的罐箱内的压力每单位时间减少率的大小进行控制以得到所述空气压缩装置的运转台数当该增加率大时与当增加率小时相比多的趋势，这样是根据压缩空气的消耗量来调整空气压缩装置的运转台数而能调整排出容量。其结果是由于空气压缩装置能在压缩空气的消耗量大而减少率大时就增加空气压缩装置的运转台数，所以能防止罐箱内的压力不足。

根据方案7的发明，所述控制机构当由所述多台空气压缩装置中一台空气压缩装置的运转时间和停机时间构成的一周期比规定周期时间短时，维持现时的运转状态，这样能防止一台空气压缩装置在短时间内反复进行运转和停机，提高了耐久性。

根据方案8的发明，控制机构当所述罐箱内的压力达到规定的上限压时使所述多台空气压缩装置全部停止，这样就防止了罐箱内的压力过高。

根据方案9的发明，控制机构当所述罐箱内的压力为规定的下限压以下时使所述多台空气压缩装置全部运转，这样在罐箱内的压力过低时就能一下子使罐箱压上升，防止有罐箱内空气不足的状态。

附图说明

图1是表示把第一实施例的空气压缩装置连接在罐箱上状态的整体结构图；

图2是表示图1中空气压缩装置台数控制处理的流程图；

图3是表示压缩空气的供给量、消耗量、罐箱内的压力等时间变化的特性线图；

图4是使用第一实施例和现有技术的台数控制处理时表示罐箱内的压力等时间变化的特性线图；

图5是表示第二实施例台数控制处理的流程图；

图6是表示第三实施例台数控制处理的流程图；

图7是在第三实施例中使用的压力变化值ΔP与压缩机台数减少压力阈值H与压缩机台数增加压力阈值L关系的控制图。

图中附图标记的说明：

1空气压缩装置

2A～2D压缩机

7A～7D控制电路(控制机构)

8罐箱

13压力传感器(压力检测机构)

14温度传感器

具体实施方式

以下作为本发明实施例的空气压缩装置，把使用四台压缩机对罐箱各自供给压缩空气的结构情况为例详细依照附图进行说明。

首先图1到图4表示了第一实施例。图中1表示由四台压缩机2A～2D构成的空气压缩装置。在此压缩机2A大体包括：电动机3A、被该电动机3A驱动的压缩机本体4A、把从该压缩机本体4A排出的压缩空气临时储存的临时储存罐箱5A。其他的压缩机2B～2D也与压缩机2A一样地分别包括：电动机3B～3D、压缩机本体4B～4D、临时储存罐箱5B～5D。压缩机2A～2D全都具有相同的排出容量Fa～Fd(例如Fa～Fd＝605(NL/min))。

各临时储存罐箱5A～5D上安装有检测内部压力的压力传感器6A～6D。且各压缩机2A～2D上还分别设置有控制电动机3A～3D的运转、停止的控制电路7A～7D。控制电路7A～7D分别具有例如RS485等的通信部，通过该通信部能相互进行通信。

通过通信在控制电路7A～7D之间相互传送机种信息、开动信息、异常信息、环境设定信息这四种信息。这样，控制电路7A～7D就共有这四种信息。这时，机种信息是电动机3A～3D的容量(kW)、压缩机本体4A～4D的排出流量(NL/min)、临时储存罐箱5A～5D的容量(L)等。开动信息是各压缩机2A～2D的开动时间(min)、ON/OFF次数(次)等。异常信息是热跳闸故障、干燥器故障等给压缩机2A～2D运转带来障碍的信息。环境设定信息是后述的罐箱8的容量(L)、成为台数控制对象的压缩机2A～2D的台数(台)、在主机和从机切换前的主机切换时间(min)、由使用者设定的罐箱8内的最低压Pmin(Mpa)和最高压Pmax(Mpa)。环境设定信息例如在由设置作业者等设置压缩机2A～2D时是把专用的输入终端(未图示)连接在控制电路7A～7D上来进行输入。这时环境设定信息中包含有：通信用的各压缩机2A～2D的ID(识别号码)、主机/从机的设定等信息。

环境设定信息也可以不使用专用的输入终端，而是例如利用装配在控制电路7A～7D上的多个开关(未图示)ON/OFF的组合条件来进行输入。

控制电路7A～7D采用的是分散方式的控制方式，把任一台作为主要的(主机)，把其余三台作为次要的(从机)来控制压缩机2A～2D的运转、停止。这样，控制电路7A～7D就构成控制机构，如后所述，根据罐箱8的压力Pm和压力变化值ΔP来进行增减压缩机2A～2D运转台数的台数控制处理。

8是把从临时储存罐箱5A～5D排出的压缩空气进行收集储存的罐箱，该罐箱8通过排出配管9A～9D与临时储存罐箱5A～5D连接，并且在各排出配管9A～9D的中途设置止回阀10A～10D。且在罐箱8上安装了具备取出阀12的输出配管11。这样罐箱8就通过输出配管11与外部的空压机(未图示)连接，同时能通过打开取出阀12而向该空压机供给压缩空气。

13是连接在罐箱8上的作为压力检测机构的压力传感器，该压力传感器13检测罐箱8内压缩空气的压力Pm，并根据压力Pm输出压力信号。

14是连接在罐箱8上的作为温度检测机构的温度传感器，该温度传感器14检测罐箱8内压缩空气的温度Tt，并根据温度Tt输出温度信号。

压力传感器13和温度传感器14分别连接在压缩机2A～2D的控制电路7A～7D上。这样任一个控制电路7A～7D就都能检知罐箱8内的压力Pm和温度Tt。

压力传感器13和温度传感器14并不限定于是分别连接在所有的控制电路7A～7D上，例如也可以仅连接在控制电路7A上。这时例如4～20mA电流环等那样把控制电路7A～7D进行环连接，就能对其余的控制电路7B～7D也输出压力信号和温度信号。

本实施例的空气压缩装置1具有如上述那样的结构，下面一边参照图1到图2一边说明根据罐箱8的压力Pm等来进行增减压缩机2A～2D运转台数的台数控制处理。

图2所示的台数控制处理按照预先决定的采样周期(例如100ms)进行。

首先，步骤1是使用来自压力传感器13的压力信号来以一定的采样周期测量现时罐箱8的压力Pm(t)。

接着在步骤3如下面式1所示运算现时的压力Pm(t)与上次压力Pm(t-1)的差，求出压力变化值ΔP。该压力变化值ΔP是正值时则是每个采样周期的压力增加率，是负值时则是每个采样周期的压力减少率。

[式1]

ΔP＝Pm(t)-Pm(t-1)

接着在步骤4如下面式2所示，把使用者设定的罐箱8最低压Pmin与现时压力Pm(t)的差除以压力变化值ΔP，这样来求出在现时运转状况下到达最低压Pmin(下限压)的时间td(下限到达时间)。

[式2]

$\mathrm{td}=\frac{(P\min -\mathrm{Pm}\left(t\right))}{(\mathrm{\ΔP}/S)}$

式2中，S表示采样周期，通过把压力变化值ΔP除以采样周期S(例如0.1秒)而被换算成每单位时间(1秒)的压力变化。这样时间td也就作为秒单位的值被算出。

接着在步骤5与步骤4同样地如下面式3所示，把使用者设定的罐箱8最高压Pmax(上限压)与现时压力Pm(t)的差除以压力变化值ΔP，这样来求出在这时的运转状况下到达最高压Pmax的时间tu(上限到达时间)。

[式3]

$\mathrm{tu}=\frac{(P\max -\mathrm{Pm}\left(t\right))}{(\mathrm{\ΔP}/S)}$

接着在步骤6中判断现时罐箱8内的压力Pm(t)是否比最低压Pmin高(Pm(t)＞Pmin)。当步骤6判断为是[NO]时，则由于罐箱8内的压力Pm(t)比最低压Pmin低，所以转移到步骤7把压缩机2A～2D顺次起动直到四台压缩机2A～2D全部成为运转状态，在步骤14返回。

另一方面当步骤6判断为是[YES]时，则是罐箱8内的压力Pm(t)比最低压Pmin高。因此转移到步骤8来判断在现时压缩机2A～2D的运转状态下到达最低压Pmin的时间td是否是在0秒到2秒之间(0＜td＜2。

当步骤8判断为是[YES]时，则认为压缩空气的消耗量比供给量多，在两秒以内罐箱8内的压力Pm(t)比最低压Pmin低。因此转移到步骤9而把压缩机2A～2D的运转台数增加一台。这时在主压缩机2A是停止中的情况下则从该压缩机2A开始起动。另一方面在主压缩机2A是运转中的情况下则按照预先决定的次序(例如压缩机2B→压缩机2C→压缩机2D的次序)把停止中的次要压缩机2B～2D起动。把压缩机2A～2D的运转台数增加一台后则转移到步骤14返回。

另一方面当步骤8判断为是[NO]时，则认为压力Pm(t)上升了或是即使降低了也是在两秒以上到达最低压Pmin。即认为确保了与压缩空气消耗量平衡的供给量，到达最低压Pmin在时间上有足够的余量。因此转移到步骤10来判断现时罐箱8内的压力Pm(t)是否比最高压Pmax低(Pm(t)＜Pmax。

当步骤10判断为是[NO]时，则由于罐箱8内的压力Pm(t)比最高压Pmax高，所以转移到步骤11把压缩机2A～2D立刻停止直到四台压缩机2A～2D全部成为停止状态，在步骤14返回。

另一方面当步骤10判断为是[YES]时，则是罐箱8内的压力Pm(t)比最高压Pmax低。因此转移到步骤12来判断在现时压缩机2A～2D的运转状态下到达最高压Pmax的时间tu是否是在0秒到10秒之间(0＜tu＜10。

当步骤12判断为是[YES]时，则认为压缩空气的供给量比消耗量多而过剩，在十秒以内罐箱8内的压力Pm(t)上升到高于最高压Pmax。因此转移到步骤13而把压缩机2A～2D的运转台数减少一台。这时在次要压缩机2B～2D的任一台是运转中时则按照预先决定的次序(例如压缩机2D→压缩机2C→压缩机2B的次序)把运转中的次要压缩机2B～2D停止。另一方面在次要压缩机2B～2D的任一台都是停止中的情况下则停止主压缩机2A。把压缩机2A～2D的运转台数减少一台后则转移到步骤14返回。

另一方面当步骤12判断为是[NO]时，则认为压力Pm(t)降低了或是即使上升了也是在十秒以上到达最高压Pmax。即认为确保了与压缩空气消耗量平衡的供给量，到达最高压Pmax在时间上有足够的余量。因此维持压缩机2A～2D现时的运转状况，转移到步骤14返回。

在以上的台数控制处理中把压缩机2A作为主机，把压缩机2B～2D作为从机进行了说明。但主机和从机例如每按使用者设定的一定时间顺次进行切换。即主机以压缩机2A→压缩机2B→压缩机2C→压缩机2D的次序切换，在压缩机2D之后再返回到压缩机2A。随着主机的切换而从机的运转顺序也顺次进行切换。这样能防止压缩机2A～2D的运转频度有偏重，能提高耐久性。

在压缩机2A～2D中有一台出现异常时则把出现异常的压缩机(例如压缩机2D)从台数控制中分离出去，以其余的三台压缩机(例如压缩机2A～压缩机2C)进行台数控制。有两台压缩机出现异常时也同样，以其余的两台压缩机进行台数控制。

下面讨论本实施例在进行台数控制处理时罐箱8内的压力与压缩空气的供给量和消耗量的关系。其一例表示在图3中。图3表示了预先把罐箱8内的压力Pm上升到最低压Pmin(使用者设定的设定压力)以上的状态。

如图3所示，在罐箱8内的压力Pm逐渐减少时(到时间A)，即压缩空气的供给量与消耗量虽然大致平衡但消耗量是稍高于供给量的情况时，由于能预见到即使维持现时的运转状态，压力Pm也不会急剧降低到低于最低压Pmin。因此这时在时间A后的两秒到达最低压Pmin，在压缩机2A的基础上起动压缩机2B。在到达时间B之前罐箱8内的压力Pm上升。另一方面在如时间B-C之间那样罐箱8内的压力Pm在时间A之前有大量减少时，即相对于压缩空气的供给量而消耗量多时，则能预见到若维持现时的运转状态则压力Pm会比最低压Pmin低而压缩机不能使用。因此，在比时间A的压力高的压力时就起动压缩机2C。

如时间D-E之间那样罐箱8内的压力Pm急剧上升时，即压缩空气的供给量远超过消耗量时，则能预见到即使停止起动中的压缩机也不会有大的压力降低。因此这时在预想10秒后达到最高压Pmax的比较低的压力时就停止压缩机2A。之后能预见到如时间E-F之间那样在罐箱8内的压力Pm逐渐上升时，若停止起动中的压缩机则消耗量与供给量的平衡被打破而压力Pm会有大的减少。因此，这时在最高压Pmax附近比较高的压力时就停止次要的压缩机2B(时间F)。

在上述的说明中，为了防止压缩机2A～2D中同一台压缩机在短时间内反复进行ON、OFF，所以在起动压缩机时是起动停止时间最长的压缩机。

且把现有技术根据压力阈值来决定压缩机台数的控制与本实施例的台数控制处理进行了比较。其结果表示在图4。图4中的实线表示本实施例进行台数控制处理时罐箱8内的压力Pm。而图4中的虚线表示现有技术进行台数控制时罐箱8内的压力Pm′。

如图4所示，了解到在本实施例的台数控制处理中整体来说压力Pm是在低的区域，即消耗电力少的区域中运转压缩机2A～2D。在图4中把电力之间进行比较时，则是本实施例的电力少于现有技术的电力(图4中斜线图形的部分)。

根据本实施例，控制电路7A～7D是使用压力传感器13在规定时间(采样周期S)之前就运算后面的罐箱8内压力Pm的差，并使用该压力变化值ΔP来设定空气压缩装置1的排出容量。具体说就是使用压力变化值ΔP来运算到达最低压Pmin的时间tu和到达最高压Pmax的时间td，并使用这些时间tu、td来设定压缩机2A～2D的运转台数。这时由于压力变化值ΔP是随压缩空气的供给量和消耗量而变化的，所以控制电路7A～7D能根据压缩空气的消耗量来调整空气压缩装置1的排出容量。

现有技术是比较罐箱8内的压力Pm与预先决定的压力阈值来控制空气压缩装置1的排出容量，相对地本实施例是根据压力变化值ΔP来控制空气压缩装置1的排出容量。因此本实施例在压力下降而压缩空气的消耗量少时能把压缩机2A～2D的起动推迟到使用者设定的压力(最低压Pmin)附近。且本实施例在压力上升而压缩空气的消耗量少时能在到达最高压Pmax之前就停止压缩机2A～2D。其结果是空气压缩装置1能抑制超过压缩空气消耗量的不需要压缩空气的排出，所以能降低空气压缩装置1的消耗电力。

由于控制电路7A～7D是使用压力变化值ΔP来设定空气压缩装置1的排出容量，所以不需要在罐箱8的输出配管11上设置流量传感器。且使用罐箱8上设置的已有的压力传感器13就能控制空气压缩装置1的排出容量，所以能降低装置整体的制造成本。

且由于控制电路7A～7D是通过增减压缩机2A～2D的运转台数来设定控制空气压缩装置1的排出容量，所以在压缩空气的消耗量比供给量多时能增加压缩机的运转台数，在压缩空气的消耗量比供给量少时能减少压缩机的运转台数。

压缩机2A～2D能一台一台地起动。因此与多台压缩机2A～2D同时起动时电源负载急剧增大的情况相对，能防止这种电源负载的急剧增大。

且由于控制电路7A～7D是通过通信使压缩机2A～2D的异常信息也共有的结构，所以能把出现异常的压缩机2A～2D从台数控制中分离出去。因此在一台压缩机(例如压缩机2D)出现异常时，也能使用其余的压缩机(例如压缩机2A～压缩机2C)来进行台数控制。

步骤8的下限到达时间规定范围是0到2秒、步骤12的上限到达时间规定范围是0到10秒的值，但并不特别限定于该值，任意设定便可。通过增大该下限侧的时间(2秒)则增加罐箱的平均压力，通过增大该上限侧的时间(10秒)则减少罐箱的平均压力。因此通过设定该上限侧的时间和下限侧的时间就能设定平均罐箱压。

在上述第一实施例中是通过上限到达时间和下限到达时间来进行控制的，但在每单位时间罐箱压的增加率大时则上限到达时间变短，即使罐箱压是在低的状态下也是减少运转台数，实质上该控制是根据变化率(增加率和减少率)的大小来增减压缩机运转台数的。

在上述第一实施例中表示了设置临时储存罐箱5A～5D的例，但不是特别需要则也可以仅设置罐箱8。这时也可以把所有的机器容纳在一个壳体内由一台控制基板进行控制。

下面把本发明的第二实施例表示在图5，本实施例的特点是控制方法与图2的不同。本实施例在与所述第一实施例相同的结构要素上付与相同的附图标记而省略其详细说明。

首先，步骤1是使用来自压力传感器13的压力信号来以一定的采样周期测量现时罐箱8的压力Pm(t)。

接着在步骤3运算现时的压力Pm(t)与上次压力Pm(t-1)的差，并求出压力变化值ΔP。该压力变化值ΔP是正值时则每采样周期的压力是增加率，是负值时则每采样周期的压力是减少率。

接着在步骤6中判断压力Pm(t)是否比最低压Pmin高。当步骤6判断为是[NO]时，则转移到步骤7把压缩机2A～2D顺次起动直到四台压缩机2A～2D全部成为运转状态，在步骤14返回。

另一方面当步骤6判断为是[YES]时，则转移到步骤21来判断压力变化值ΔP是否比预先设定的-A大。在此在判断为是[YES]时压力变化值ΔP是负的小的值，这意味是每单位时间罐箱压的减少率比规定值A小。

在此，通过把规定值A设定成是比罐箱压在Pmin附近时一台压缩机在采样周期开动时变化的压力变化值稍微小的值，就能通过开动一台来把罐箱压变成增加方向。

当步骤21判断为是[NO]时，则是压缩空气的消耗量比供给量多的情况，转移到步骤9而把压缩机2A～2D的运转台数增加一台。

另一方面当步骤21判断为是[YES]时，则认为压力Pm(t)上升了或是即使降低了也是减少率小。即认为确保了与压缩空气消耗量平衡的供给量，到达最低压Pmin在时间上有足够的余量。因此转移到步骤10来判断现时罐箱8内的压力Pm(t)是否比最高压Pmax低。

当步骤10判断为是[NO]时，则由于罐箱8内的压力Pm(t)比最高压Pmax高，所以转移到步骤11把压缩机2A～2D立刻停止直到四台压缩机2A～2D全部成为停止状态，在步骤14返回。

另一方面当步骤10判断为是[YES]时，则是罐箱8内的压力Pm(t)比最高压Pmax低。

于是转移到步骤22来判断压力变化值ΔP是否比预先设定的B小。在此在判断为是[NO]时压力变化值ΔP是正的大的值，这意味是每单位时间罐箱压的增加率比规定值B大。

在此，通过把规定值B设定成是比罐箱压在Pmin附近时一台压缩机在采样周期开动时变化的压力变化值稍微大的值，就能即使终止一台运转也不会使罐箱压减少地来维持是增加的方向。

当步骤22判断为是[NO]时，则认为压缩空气的供给量比消耗量多而过剩。因此转移到步骤13而把压缩机2A～2D的运转台数减少一台，但在之前的步骤23中确认：要被步骤13所停止的停止压缩机把从上次停止时开始的时间进行累计的时间(由运转时间与停止时间构成的一周期)是否经过了规定时间(例如一分钟)，在是经过了之前不停止所述停止压缩机。

这是由于若以过短的时间反复停止运转则会缩短电机和开关等机器寿命的缘故。

于是在步骤13中在次要压缩机2B～2D的任一台是运转中时则按照预先决定的次序(例如压缩机2D→压缩机2C→压缩机2B的次序)把运转中的次要压缩机2B～2D停止。另一方面在次要压缩机2B～2D的任一台都是停止中的情况下则停止主压缩机2A。把压缩机2A～2D的运转台数减少一台后则转移到步骤14返回。

另一方面当步骤22判断为是[YES]时，则认为压力Pm(t)降低了或是即使上升了也是需要时间来到达最高压Pmax。即认为确保了与压缩空气消耗量平衡的供给量，到达最高压Pmax在时间上有足够的余量。因此维持压缩机2A～2D现时的运转状况，转移到步骤14返回。

在本第二实施例中由于是根据罐箱8内压力的增加率和减少率来增加和减少运转台数，所以减少增加率和减少率的结果就是能把压缩空气的供给量与消耗量控制成接近的值，所以能降低空气压缩装置1的消耗电力。

由于通过步骤23在要停止的压缩机上次停止时到经过了规定时间之前不进行下一次的停止，所以防止了一台压缩机在短时间内反复被起动停止，能延长机器的寿命。

本第二实施例的步骤23也可以放在第一实施例的步骤13之前。

下面把本发明的第三实施例表示在图6、图7，本实施例的特点是控制方法与图2和图6的不同。本实施例在与所述第一和第二实施例相同的结构要素上付与相同的附图标记而省略其详细说明。

首先，步骤1是使用来自压力传感器13的压力信号来以一定的采样周期测量现时罐箱8的压力Pm(t)。

接着在步骤3运算现时的压力Pm(t)与上次压力Pm(t-1)的差，并求出压力变化值ΔP。该压力变化值ΔP是正值时则每采样周期的压力是增加率，是负值时则每采样周期的压力是减少率。

在步骤31中根据压力变化值ΔP来决定压缩机台数减少压力阈值H和压缩机台数增加压力阈值L。这需要预先在控制装置中准备图7所示的图。通过该图在ΔP是正值(增加)时则设定压缩机台数减少压力阈值H，在ΔP是负值(减少)时则设定压缩机台数增加压力阈值L。对于H是设定成ΔP越大(罐箱压的增加率大)则越小的值，对于L是设定成ΔP越小(罐箱压的减少率大)则越大的值。这是由于变化率越大，则通过及早地进行压缩机的增减就能把压缩空气的供给量和消耗量控制成接近的值的缘故。

接着在步骤6中判断压力Pm(t)是否比最低压Pmin高。当步骤6判断为是[NO]时，则转移到步骤7把压缩机2A～2D顺次起动直到四台压缩机2A～2D全部成为运转状态，在步骤14返回。

另一方面当步骤6判断为是[YES]时，则转移到步骤32来判断现时的压力Pm(t)是否是比压缩机台数增加压力阈值L高。

步骤32判断为是[NO]则是压缩空气的消耗量比供给量多而正在接近罐箱压下限的情况，转移到步骤9而把压缩机2A～2D的运转台数增加一台。

另一方面当步骤32判断为是[YES]时，则认为压力Pm(t)上升了或是即使降低了也是罐箱压仍然是高的状态。即认为确保了与压缩空气消耗量平衡的供给量，到达最低压Pmin在时间上有足够的余量。因此转移到步骤10来判断现时罐箱8内的压力Pm(t)是否比最高压Pmax低。

当步骤10判断为是[NO]时，则由于罐箱8内的压力Pm(t)比最高压Pmax高，所以转移到步骤11把压缩机2A～2D立刻停止直到四台压缩机2A～2D全部成为停止状态，在步骤14返回。

另一方面当步骤10判断为是[YES]时，则是罐箱8内的压力Pm(t)比最高压Pmax低。

于是转移到步骤32来判断现时的压力Pm(t)是否是比压缩机台数减少压力阈值H低。

当步骤33判断为是[NO]时，则认为压缩空气的供给量比消耗量多而过剩。因此转移到步骤13而把压缩机2A～2D的运转台数减少一台，但在之前的步骤23中确认：要被步骤13所停止的停止压缩机把从上次停止时开始的时间进行累计的时间(由运转时间与停止时间构成的一周期)是否经过了规定时间(例如一分钟)，在是经过了之前不停止所述停止压缩机。

这是由于若以过短的时间反复停止运转则会缩短电机和开关等机器寿命的缘故。

于是在步骤13中在次要压缩机2B～2D的任一台是运转中时则按照预先决定的次序(例如压缩机2D→压缩机2C→压缩机2B的次序)把运转中的次要压缩机2B～2D停止。另一方面在次要压缩机2B～2D的任一台都是停止中的情况下则停止主压缩机2A。把压缩机2A～2D的运转台数减少一台后则转移到步骤14返回。

另一方面当步骤22判断为是[YES]时，则认为压力Pm(t)降低了或是即使上升了也是需要时间来到达最高压Pmax。即认为确保了与压缩空气消耗量平衡的供给量，到达最高压Pmax在时间上有足够的余量。因此维持压缩机2A～2D现时的运转状况，转移到步骤14返回。

在本第三实施例中由于是根据罐箱8内压力的增加率和减少率来变更用于增加和减少运转台数的阈值，所以减少增加率和减少率的结果就是能把压缩空气的供给量与消耗量控制成接近的值，所以能降低空气压缩装置1的消耗电力。

上述各实施例的空气压缩装置把四台压缩机的排出容量Fa～Fd设定成是相同的，但并不限定于此，也可以使用每台压缩机的排出容量不同的压缩机。这时通过压缩机的组合能进行更细致的控制。

作为本发明的压缩机可以使用活塞式、螺旋式、涡旋式等压缩机，也可以把这些压缩机组合使用。

在上述各实施例中表示了运转和停止压缩机任一台的例，但对于活塞式等能卸载运转的压缩机来说在减少运转台数时也可以在规定的时间内进行卸载运转，然后再停止。

Claims (9)

1、一种空气压缩装置的控制装置，其包括：多台空气压缩装置，其压缩并排出空气；罐箱，其储存该空气压缩装置压缩排出的压缩空气；压力检测机构，其检测该罐箱内的压力；控制机构，其根据该压力检测机构检测出的所述罐箱内的压力来增加或减少所述多台空气压缩装置的运转台数以控制所述空气压缩装置的排出容量，其特征在于，

所述控制机构根据所述压力检测机构检测出的罐箱内的压力单位时间增加率的大小进行控制，该增加率在大时与小时相比，具有使所述空气压缩装置运转台数减少的趋势。

2、如权利要求1所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构根据所述增加率的大小进行控制，该增加率在大时与小时相比，使所述空气压缩装置的运转台数减少时的罐箱内的压力降低。

3、如权利要求2所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构根据所述增加率计算将到达罐箱压的上限压之前的上限到达时间，当该上限到达时间是规定时间以下时，减少所述空气压缩装置的运转台数。

4、如权利要求2所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构根据所述增加率的大小进行控制，以使所述空气压缩装置的运转台数降低时的罐箱内的压力的阈值随着该增加率变大而减小。

5、如权利要求1所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构当所述增加率超过规定的增加率时减少所述空气压缩装置的运转台数。

6、如权利要求1到5任一项所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构根据所述压力检测机构检测出的罐箱内的压力每单位时间减少率的大小进行控制，该减少率在大时与小时相比，具有使所述空气压缩装置运转台数增加的趋势。

7、如权利要求1到5任一项所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构当由所述多台空气压缩装置中一台空气压缩装置的运转时间和停机时间构成的一周期比规定周期时间短时，维持现时的运转状态。

8、如权利要求1到5任一项所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构当所述罐箱内的压力达到规定的上限压时使所述多台空气压缩装置全部停止。

9、如权利要求1到5任一项所述的空气压缩装置的控制装置，其特征在于，所述控制机构当所述罐箱内的压力为规定的下限压以下时使所述多台空气压缩装置全部运转。

Images