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JPS61155697A - Optimum control device of compressor - Google Patents

Optimum control device of compressor

Info

Publication number
JPS61155697A
JPS61155697A JP27514884A JP27514884A JPS61155697A JP S61155697 A JPS61155697 A JP S61155697A JP 27514884 A JP27514884 A JP 27514884A JP 27514884 A JP27514884 A JP 27514884A JP S61155697 A JPS61155697 A JP S61155697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
head
output
function generator
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP27514884A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0324599B2 (en
Inventor
Mitsuru Tamaoka
玉岡 満
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP27514884A priority Critical patent/JPS61155697A/en
Publication of JPS61155697A publication Critical patent/JPS61155697A/en
Publication of JPH0324599B2 publication Critical patent/JPH0324599B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable a power loss to be reduced to a minimum, by previously storing a characteristic, which shows a relation between the actual suction quantity and the head in a compressor, in a function generator and controlling a delivery pressure using an output of the function generator, inputting the actual suction quantity, as a head target value. CONSTITUTION:A control device, while a compressor 3 is in compressing action, receives by an arithmetic device 25 an output P1 of a pressure detector 21, output width(s) of a temperature detector 23 and an output DELTAP of a differential pressure detector 24, obtaining an actual suction quantity Qa. A function generator 26 previously stores a characteristic curve showing a relation between the actual suction quantity Qa and its corresponding surge control line. While the function generator 26, outputting a head target value SV corresponding to the actual suction quantity Qa to be given to a head adjusting meter 29 and performing an arithmetic control operation in relation to a head deviation quantity (PV-SV), partly releases compressed air by giving an opening instruction MV to an air release valve 12. Thus a working point is reset to return onto the surge control line. In this way, the control device, enabling said line to be set approaching to the surge line and suppressing the release of air when the compressor is in low load operation, enables a power loss to be reduced to a minimum.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧4M機のi+l制御装置の改良に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an improvement of an i+l control device for a pressure 4M machine.

(従来の技術) 圧JI機は、種々のプロセスの応用において多用されて
いる。第7図は、よく用いられる吸入ガイドベーン例の
空気圧Sl[(以下単に圧縮機と略す)の特性曲線の一
例を示す図である。図において、横軸は1M <Nl 
3 、/h ) 、縦軸は吐出圧力(Kg /ci+’
 )を示す。図には、ガイドベーン角度をパラメータに
した特性曲線が示されている。/1はサージラインであ
る。この優の圧縮機では、流はを減らしていくと吐出圧
力が増大するが、この圧力がある値以上になると異常動
作状態(振動、異常音の発生)になる。この臨界圧力の
包絡線がサージラインである。
(Prior Art) Pressure JI machines are widely used in various process applications. FIG. 7 is a diagram showing an example of a characteristic curve of air pressure Sl [(hereinafter simply referred to as compressor) of an example of a commonly used suction guide vane. In the figure, the horizontal axis is 1M <Nl
3,/h), and the vertical axis is the discharge pressure (Kg/ci+'
) is shown. The figure shows a characteristic curve with the guide vane angle as a parameter. /1 is the surge line. In this excellent compressor, the discharge pressure increases as the flow rate is reduced, but when this pressure exceeds a certain value, it becomes abnormally operating (vibrations and abnormal noises occur). The envelope of this critical pressure is the surge line.

12は定圧ラインで、通常は圧縮機の吐出圧力がこの定
圧ライン/2にのるような制御が行われる。13はサー
ジコントロールラインで、吐出圧力がサージライン/I
に届く前にその手前にライン!!3を引いて、如何なる
場合でも圧縮機がサージ現象(サージング)を引き起こ
さないような配慮がされている。
12 is a constant pressure line, and control is normally performed such that the discharge pressure of the compressor is placed on this constant pressure line/2. 13 is the surge control line, and the discharge pressure is surge line/I
There is a line in front of it before it reaches! ! Subtracting 3, care has been taken to ensure that the compressor does not cause surging under any circumstances.

第8図はサージング防止を施した圧縮IlliI1gI
l装置の一例を示す構成図である。吸入フィルタ1を通
過した空気はガイドベーン2を介して圧縮lI3に入り
、圧縮される。圧縮された空気は、調節弁4を介して負
荷に供給される。場合によっては、図に示すように他圧
縮機からの圧縮空気も加えられることがある。圧縮機出
口側の吐出圧力は、圧力検出115により検出されて、
圧力調節Hf 6に送られる。wA圧力調節計6は、圧
力測定値が予め定められた目W値に一致するように負荷
分配器7を介してガイドベーン2を駆動する。
Figure 8 shows compressed IlliI1gI with surging prevention.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a device. Air that has passed through the suction filter 1 enters the compressor 1I3 via the guide vane 2 and is compressed. Compressed air is supplied to the load via the control valve 4. In some cases, compressed air from other compressors may also be added as shown in the figure. The discharge pressure on the compressor outlet side is detected by pressure detection 115,
Sent to pressure regulation Hf 6. The wA pressure regulator 6 drives the guide vane 2 via the load distributor 7 so that the pressure measurement value matches a predetermined target W value.

この結果、所要負荷FitIIlの減少に伴い、ガイド
ベーン2の羽根角度は変えられ、第7図の12のライン
を矢印方向に進む定圧割部が行われる。ここで、制御点
が第7図のサージングコントロールラインIl!に達す
ると、流Il検出器8.開平演算器9.関数発生器10
.サージ調節計11及び放風弁12とで構成されるサー
ジング防止装置が働き、放風弁12から圧縮空気を放出
せしめて吐出圧力を下げ、サージングの発生を防止して
いる。
As a result, as the required load FitIIl decreases, the blade angle of the guide vane 2 is changed, and a constant-pressure dividing section is performed that moves along the line 12 in FIG. 7 in the direction of the arrow. Here, the control point is the surging control line Il! of FIG. When the flow Il detector 8. is reached, the flow Il detector 8. Square root calculator 9. Function generator 10
.. A surging prevention device composed of a surge controller 11 and a blowoff valve 12 works to release compressed air from the blowoff valve 12 to lower the discharge pressure and prevent the occurrence of surging.

次にサージング防1t[Ilの動作を概説すると、以下
のとおりである。圧縮機3人口部の流量は、流量検出器
8により検出された後、開平演算器9に入る。開平演算
a9の出力は、関数発生器10に入り、該関数発生11
10は、流量に対応した吐出圧力を目標1m5vとして
サージ調節計11に与える。一方、実際の吐出圧力は、
吐出側に設けられた圧)J検出器13によって検出され
、測定値P■としてサージ調節計11に与えられる。サ
ージXI!1節計111よPVがS■を越えそうになる
と、操作出力MVを放風弁12に与えて、弁を開き圧縮
空気の一部を放出し、吐出圧力を下げる。
Next, the operation of the surging prevention 1t[Il will be summarized as follows. After the flow rate of the compressor 3 is detected by the flow rate detector 8, it enters the square root calculator 9. The output of the square root operation a9 enters the function generator 10, and the function generator 11
10 supplies the discharge pressure corresponding to the flow rate to the surge controller 11 with a target of 1 m5v. On the other hand, the actual discharge pressure is
The pressure is detected by a pressure) J detector 13 provided on the discharge side, and is provided to the surge controller 11 as a measured value P■. Surge XI! When PV is about to exceed S, the operating output MV is applied to the blowoff valve 12, which opens the valve to release a portion of the compressed air and lower the discharge pressure.

(発明が解決しようとする問題点) 前述した従来の制t2Ile置によっても、サージング
を防止しながら[縮機の吐出圧力制御を適正に行うこと
ができるように考えられる。しかしながら、第7図に示
す圧縮機の特性は固定された一定のものではなく、吸入
圧力、i度、ガス定Wl(プロセスガス圧wi機の場合
)等の運転条件によって変化するものである。従って、
正確で安定な圧力制御を行うためには、第7図のサージ
コントロールライン/3を圧縮機3の特性変化に応じて
自動的に変えてやる必要がある。しかしながら、現実に
このような方法をとることは困難であり、このため、実
際の制御においては、圧縮機3の特性変化を見込んで、
サージコントロールライン/3をサージラインItに対
して相当のマージンを兄込んで設定せざるを得なかった
。このことは、マージン分だけ早めに放風弁12を開い
て放風を開始するということになり、低負荷運転時の動
力損失の一大原因ともなり、効率のよい運転をすること
ができなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) It is thought that the conventional control system described above can also appropriately control the discharge pressure of the compressor while preventing surging. However, the characteristics of the compressor shown in FIG. 7 are not fixed and constant, but change depending on operating conditions such as suction pressure, i degree, and gas constant Wl (in the case of a process gas pressure wi machine). Therefore,
In order to perform accurate and stable pressure control, it is necessary to automatically change the surge control line /3 in FIG. 7 according to changes in the characteristics of the compressor 3. However, it is difficult to implement such a method in reality, and therefore, in actual control, changes in the characteristics of the compressor 3 are taken into consideration, and
The surge control line/3 had to be set with a considerable margin in relation to the surge line It. This means that the blow-off valve 12 is opened earlier by the margin to start blowing air, which becomes a major cause of power loss during low-load operation, making it impossible to operate efficiently. Ta.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的はサージコントロールラインをサージラインぎ
りぎりに設定できて効率のよい運転を行うことができる
圧縮機の最適制御装置を実現することにある。
The present invention has been made in view of these points, and
The purpose is to realize an optimal control system for a compressor that can set the surge control line just close to the surge line and perform efficient operation.

(問題点を解決するための手段) 前記した問題点を解決する本発明は、圧縮機の実吸入量
とヘッドとの関係を示す特性を予め関数発生器に記憶さ
せておき、圧縮機入力部の温度。
(Means for Solving the Problems) The present invention, which solves the above-mentioned problems, stores characteristics indicating the relationship between the actual suction amount of the compressor and the head in advance in a function generator, and temperature.

圧力から実吸入層を痺出し、該実吸入量を入力とする前
記関数発生器の出力をヘッド目標値として圧縮機の吐出
圧力を制御するように構成したことを特徴とするもので
ある。
The present invention is characterized in that the actual suction layer is numbed from the pressure, and the discharge pressure of the compressor is controlled using the output of the function generator, which inputs the actual suction amount, as a head target value.

本発明の要旨は、圧縮機の特性を、直接計測できる吐出
圧力と1mの関係として把えるのではなく、圧縮機の真
の作動状態を示すヘッド(等温ヘッド又は断熱ヘッド)
と実吸入層の関係に変換して把えているところにある。
The gist of the present invention is that the characteristics of the compressor are not determined by the relationship between the discharge pressure and 1 m that can be directly measured, but by using a head (isothermal head or adiabatic head) that indicates the true operating state of the compressor.
It is understood by converting it into the relationship between this and the actual suction layer.

これにより圧縮機の特性は、一義的に固定され変化する
ものでなくなることから、関数発生器によってサージコ
ントロールラインをヘッドと実吸入量の関係として折線
開数により、サージラインぎりぎりに設定できる。
As a result, the characteristics of the compressor are uniquely fixed and do not change, so the function generator allows the surge control line to be set to the very edge of the surge line based on the relationship between the head and the actual suction amount using the polygonal number.

このことにより低負荷運転時の不要な放夙用を減らし、
動力損失を最小にしようというものである。
This reduces unnecessary emissions during low-load operation,
The aim is to minimize power loss.

更に、圧縮機特性をヘッドと実吸入層として把ええるこ
とにより、特性曲線は運転条件によらず一定のものとな
ることからCRTディスプレイ上に静画として表示する
ことができ、作動点をこの上にダイナミックに表示する
ことができる。このためオペレータは目視により圧縮懺
作初状態が作動範囲のどのような所で運転されているの
か容易に認識することができるようにしている。
Furthermore, by understanding the compressor characteristics in terms of the head and actual suction layer, the characteristic curve remains constant regardless of the operating conditions, so it can be displayed as a static image on a CRT display, and the operating point can be determined from this point. It can be displayed dynamically on the top. For this reason, the operator can easily visually recognize at what point in the operating range the initial state of compression printing is being operated.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実1i&例を詳細に説明
する。
(Example) Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

I′!1図は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図
である。第8図と同一のものは、同一の番号を付して示
す。図において、21.22は圧縮機3人口部の圧力を
検出する圧力検出器、23は圧縮機3人口部の空気の温
度を検出する温度検出器、24は同じく圧4113人口
部のオリフィス差圧を検出する差圧検出器である。25
は圧力検出器21の出力Pt、差圧検出器24の出力Δ
P及び温度検出器23の出力TSを受けて、これらのプ
ロセス変動−から吸入実風量(以下実吸入量と略す)Q
aを算出する第1の演陣器、26は該第1の演算112
5の出力Qaを入力として受tノ、実吸入量Qaに対応
したヘッド量を目標値Svとして出力する関数発生器で
ある。即ら、関数発生器26には、圧縮機3の真の作動
状態を示す実吸入IQaとヘッドとの関係を示す特性曲
線が格納されている。
I'! FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention. Components that are the same as those in FIG. 8 are designated by the same numbers. In the figure, 21 and 22 are pressure detectors that detect the pressure of the compressor 3 intake section, 23 is a temperature detector that detects the temperature of the air in the compressor 3 intake section, and 24 is the orifice differential pressure of the 3rd intake section of the compressor. This is a differential pressure detector that detects 25
are the output Pt of the pressure detector 21 and the output Δ of the differential pressure detector 24
P and the output TS of the temperature sensor 23, the actual intake air volume (hereinafter abbreviated as actual intake volume) Q is determined from these process fluctuations.
The first performance unit 26 calculates a, and 26 is the first calculation 112
This function generator receives the output Qa of No. 5 as input and outputs the head amount corresponding to the actual intake amount Qa as the target value Sv. That is, the function generator 26 stores a characteristic curve showing the relationship between the actual suction IQa, which shows the true operating state of the compressor 3, and the head.

第2図は、実吸入IQa  [鴎3../h]とヘッド
〈断熱ヘッド又は等温ヘッド)  [s ka、/ka
lとの関係を示す特性曲線の一例図である。図において
、横軸は実吸入ff1Qaを、縦軸はヘッドを示づ。1
11はサージライン、/Iンは折線構成のサージコント
ロールライン、l!11は運転ヘッドラインである。図
に示す特性も第7図に示した特性曲線と同様、ガイドベ
ーン角度をパラメータとして、変化する。
Figure 2 shows the actual inhalation IQa [U3. .. /h] and head (insulated head or isothermal head) [s ka, /ka
FIG. 3 is an example diagram of a characteristic curve showing a relationship between In the figure, the horizontal axis shows the actual suction ff1Qa, and the vertical axis shows the head. 1
11 is a surge line, /Iin is a surge control line with a broken line configuration, l! 11 is a driving headline. Similar to the characteristic curve shown in FIG. 7, the characteristics shown in the figure also change using the guide vane angle as a parameter.

27は、圧縮機3入口部の温度Ts、圧縮機3i:[前
の圧力Ps  (圧力検出器22の出力)及び圧縮機3
直後の圧力pd  (圧力検出器28の出力)を受けて
、圧縮機3の発生しているヘッドを算出する第2の演算
器である。尚、第2の演算器27には、更に別途ガス定
数及び比熱比が与えられる。
27 is the temperature Ts at the inlet of the compressor 3, the compressor 3i: [previous pressure Ps (output of the pressure detector 22) and the compressor 3
This is a second computing unit that calculates the generated head of the compressor 3 based on the immediately after pressure pd (output of the pressure detector 28). Note that the second computing unit 27 is further provided with a gas constant and a specific heat ratio.

29は関数発生器26の出力をヘッド目a*SV。29 is the output of the function generator 26 as head a*SV.

第2の演算器27の出力をヘッド測定*pvとするヘッ
ド調節計で、該II節計28の操作出力MVが放風弁1
2に印加されて、放風11mを行うようになっている。
In a head controller in which the output of the second computing unit 27 is head measurement *pv, the operation output MV of the II meter 28 is the blowoff valve 1.
2 is applied, and air is blown out 11 meters.

30は、第2の演算器27の出力(ヘッド測定値)を入
力として受け、図に示すような特性の曲線を発生させる
開数発生器である。開数発生器3Oは、ある動作点以下
での放風弁12とガイドベーン2との干渉を避けるため
のもので、サージコントロールライン/12とガイドベ
ーン開度一定の特性曲線との交点から、各ヘッドに対す
る最大調節角を与える折線ユニットである。
30 is a numerical number generator which receives the output (head measurement value) of the second arithmetic unit 27 as an input and generates a characteristic curve as shown in the figure. The opening number generator 3O is used to avoid interference between the blow-off valve 12 and the guide vane 2 below a certain operating point.From the intersection of the surge control line/12 and the characteristic curve of the constant guide vane opening, It is a fold line unit that provides maximum adjustment angle for each head.

31は関数発生!130の出力及び負荷分配置!17の
出力を受け、低い方の値を出力するローセレクタで、該
ローセレクタ30の出力はガイドベーン2を駆動するよ
うになっている。32は、実吸入lQaと測定ヘッドと
の関係を図示するCRTディスプレイである。このよう
に構成された装置の動作を説明すれば、以下のとおりで
ある。
31 is a function occurrence! 130 output and load arrangement! The low selector 30 receives the output of the low selector 30 and outputs the lower value.The output of the low selector 30 drives the guide vane 2. 32 is a CRT display illustrating the relationship between the actual intake lQa and the measuring head. The operation of the device configured as described above will be explained as follows.

先ず、通常の圧力Ill IIIについて説明する。圧
力検出器5は圧縮113の吐出圧力を計測して圧力調節
計6に測定1[PVとして与える。該圧力調節計6は、
測定値P■と予め与えられた目標値Svとを比較し、こ
れらの偏差に応じた操作信号MVを出力する。この圧力
調節計6の出力は、負両分配器7を経てO−セレクタ3
1に与えられる。ローセレクタ31は、圧力調節計6の
出力及び関数発生器30の出力のうち小さい方の値をセ
レクトしてガイドベーン2に伝える。この結果、ガイド
ベーン2は、ローセレクタ31の出力に応じてガイドベ
ーンの羽角度を変え、圧縮1113の吐出圧力を一定に
保つ。
First, normal pressure Ill III will be explained. The pressure detector 5 measures the discharge pressure of the compression 113 and provides it to the pressure regulator 6 as measurement 1 [PV. The pressure regulator 6 is
The measured value P■ is compared with a predetermined target value Sv, and an operation signal MV corresponding to the deviation between them is output. The output of this pressure regulator 6 passes through a negative and dual distributor 7 to an O-selector 3.
1 is given. The low selector 31 selects the smaller value of the output of the pressure regulator 6 and the output of the function generator 30 and transmits it to the guide vane 2 . As a result, the guide vane 2 changes the blade angle of the guide vane according to the output of the low selector 31 and keeps the discharge pressure of the compression 1113 constant.

一方、圧縮113が圧縮動作を行っている間に、第1の
演算!525は圧力検出器21の出力P1゜濃度検出器
23の出カフs及び差圧検出624の出力ΔPを受け、
実吸入IQaを計褌し求める。
On the other hand, while the compression 113 is performing the compression operation, the first operation! 525 receives the output P1 of the pressure detector 21, the output cuff s of the concentration detector 23, and the output ΔP of the differential pressure detection 624,
Calculate and find the actual inhalation IQa.

一方、関数発生器26には、実吸入ff1Qaとそれに
対するサージコントロールラインとの関係を承り第2図
のような特性曲線が予め格納されている。
On the other hand, the function generator 26 stores in advance a characteristic curve as shown in FIG. 2 based on the relationship between the actual suction ff1Qa and the corresponding surge control line.

第2図の/12がサージコントロールラインで、図に示
すような折線関数として格納される。この実吸入IQa
とヘッドとの関係を示す特性曲線は、前述したように圧
縮113に固有のものであり、ベーン角度に対して一義
的に定まる。
/12 in FIG. 2 is the surge control line, which is stored as a broken line function as shown in the figure. This actual inhalation IQa
As mentioned above, the characteristic curve showing the relationship between the head and the head is unique to the compression 113 and is uniquely determined with respect to the vane angle.

第2図の縦軸は、圧縮機ヘッドで、断熱ヘッド又は等温
ヘッドがとられる。圧縮FjA3としては、通常は多段
圧縮機が用いられることが多く、この場合中間冷却があ
るので等温ヘッドが用いられることが多い。関数発生器
26は、実吸入IQaに対応したヘッド目標ias v
を出力してヘッド調節計29に与える。
The vertical axis in FIG. 2 is the compressor head, which may be an adiabatic head or an isothermal head. As the compression FjA3, a multi-stage compressor is usually used, and in this case, since there is intermediate cooling, an isothermal head is often used. The function generator 26 generates a head target ias v corresponding to the actual intake IQa.
is output and given to the head controller 29.

一方、第2の演算器27は、圧縮1113の直前。On the other hand, the second arithmetic unit 27 is used immediately before compression 1113.

!後の圧力Ps 、Pd 、fil!Ts及びガス定数
、比熱比とから、以下の式によりヘッド測定値を計算に
より求める。
! Later pressures Ps, Pd, fil! The head measurement value is calculated from Ts, gas constant, and specific heat ratio using the following formula.

Had −(k 、/ (k−1) ’t −RTs 
x:(Pd/Ps )exp  ((k−1)/k )
−1]His−RTs 10(le  (Pd /Ps
 )    (2)但し、Hadは断熱ヘッドを、l−
1isは等温ヘッドを示す。Rはガス定数、Kは比熱比
である。演算器27は(1)、(2)式で与えられるヘ
ッドのうち何れか一方の演算を行って、その結果をヘッ
ド測定mpvとしてヘッド調節計29に与える。
Had −(k, / (k−1)′t −RTs
x: (Pd/Ps)exp ((k-1)/k)
-1] His-RTs 10(le (Pd /Ps
) (2) However, Had has a heat insulating head, l-
1is indicates an isothermal head. R is a gas constant, and K is a specific heat ratio. The computing unit 27 performs the computation for either head given by equations (1) and (2), and provides the result to the head controller 29 as the head measurement mpv.

今、負荷が減少してきて、圧力調節計6によって、第2
図/13ラインの矢印方向にガイドベーン角度が変化し
て、サージコントロールライン11z上の点Bまで到達
したものとする。第3図は8点近傍の拡大図である。8
点まで到達すると、ローセレクタ31はその出力をそれ
までの圧力調節計6の出力から関数発生器30の出力に
切換えてガイドベーン2に与える。従って、ガイドベー
ン角度はそれ以上変化し冑ないから、動作点は第3図に
示すように8点からサージライン/++に向かって矢印
方向に進もうとする。
Now that the load is decreasing, the pressure regulator 6 indicates that the second
Assume that the guide vane angle changes in the direction of the arrow on the line in Figure 13 and reaches point B on the surge control line 11z. FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of 8 points. 8
When this point is reached, the low selector 31 switches the output from the pressure regulator 6 to the function generator 30 and supplies it to the guide vane 2. Therefore, since the guide vane angle does not change any further, the operating point tends to proceed in the direction of the arrow from point 8 toward the surge line /++ as shown in FIG.

そうすると、ヘッドの偏差(PV−8V)がそれまでの
マイナスからプラスに逆転する。ヘッド調節計29は、
錫差沿に対してill all演弾を施し、放風弁に対
して開度指令MVを与えて、圧縮空気を一部放出し、第
3図に示すように動作点をサージコントロールラインI
!12上に引き戻す。このようにして、圧縮機3はサー
ジコントロールライン/12ぎりぎりのところで運転さ
れることになる。
Then, the head deviation (PV-8V) is reversed from negative to positive. The head controller 29 is
Ill all bullets are applied to the tin bridge, an opening command MV is given to the air discharge valve, a portion of the compressed air is released, and the operating point is set to the surge control line I as shown in Figure 3.
! 12 Pull back up. In this way, the compressor 3 will be operated just at the edge of the surge control line/12.

尚、第2の演算器27により運転状態における圧縮機3
のヘッドを(1)、(2)式により直接計算することは
容易ではない。そこで、第4因に示すように、折I関敗
と演算器の組合せによって、ヘッドを計算するようにし
ている。即ち、PsとPdは演算!!141に入ってP
d /PSの割算が行われ、続く関数発生!142によ
り (Pd /Ps ) exp  ((kl ) 、’k
 ) −1或いは   1toae  (Pd /Ps
 )が出力される。関数発生器42の出力は、演算器4
3に入って、(1)、(2)式に示すヘッド1−1ad
或いはHlSが算出される。
Note that the compressor 3 in the operating state is determined by the second computing unit 27.
It is not easy to directly calculate the head using equations (1) and (2). Therefore, as shown in the fourth factor, the head is calculated by a combination of a calculation unit and a calculation unit. In other words, Ps and Pd are calculations! ! Enter 141 and P
The division of d/PS is performed and the following function is generated! 142, (Pd /Ps) exp ((kl),'k
) -1 or 1toae (Pd /Ps
) is output. The output of the function generator 42 is
3, head 1-1ad shown in equations (1) and (2)
Alternatively, HIS is calculated.

第5図は、各部の動作波形を示すタイミングチャートで
ある。図において、flは負荷流量を、「2はガイドベ
ーン角度を、「3はヘッド目標値S■を、f4は圧縮機
ヘッド測定(ltlPVを、t5はヘッド調節計29の
出力をそれぞれ示す。今、時刻t1以前では一定であっ
た負荷流量が、時刻1、より減少し始めるとする。圧縮
機3の吐出圧力は圧力調節計6により、ガイドベーン角
度が調節されて一定圧力に制御される(つまりヘッド一
定)、負荷流量が更に減少し8点(圧縮機ヘッドーヘッ
ド目標1llI)に到達し、更に流量が時刻む2以後も
減少し続けると、第1のlIl@発生fi26によって
与えられるヘッド目111罐は大きく減少し、調節計に
は図のようにプラスの偏差が生じる。この偏差を打ち消
そうとヘッド調節1129は放風弁12に開放指令を出
すことにより吸入量が増加し、圧縮機動作点は第3図の
8点に引き戻される。
FIG. 5 is a timing chart showing operation waveforms of each part. In the figure, fl indicates the load flow rate, 2 indicates the guide vane angle, 3 indicates the head target value S, f4 indicates the compressor head measurement (ltlPV), and t5 indicates the output of the head controller 29. Assume that the load flow rate, which was constant before time t1, begins to decrease at time 1.The discharge pressure of the compressor 3 is controlled to a constant pressure by the pressure regulator 6 by adjusting the guide vane angle ( In other words, when the load flow rate further decreases and reaches point 8 (compressor head - head target 1llI), and the flow rate continues to decrease even after time 2, the head 111 given by the first lIl@ generation fi26 The capacity of the can is greatly reduced, and a positive deviation is generated on the controller as shown in the figure.In order to cancel this deviation, the head controller 1129 issues an opening command to the blow-off valve 12, thereby increasing the suction amount and increasing the suction amount to the compressor. The operating point is returned to point 8 in FIG.

このような、第5図に示されるような動作点の移動状況
は、CRTディスプレイ32により、オペレータに一目
瞭然に観察させることができる。
The movement of the operating points as shown in FIG. 5 can be clearly observed by the operator on the CRT display 32.

第6図は、CRTディスプレイ32の表示の一例を示す
図である。圧縮13の特性を第2図のようにヘッドと実
吸入量で表わすことにより、特1!E曲線は吸入状態、
ガスの物性変化によらず固定したものとなるので、CR
Tディスプレイ32上に静画としてバックグラウンド表
示しうる。更に出願人の製造に係るディジタルtllI
I2D装置CENTUMのG−DATAという機能を用
いてヘッドと実吸入量を動画としてilb表示すれば、
2直線の交点として動作点が表示され、実際の運転状態
を容易に認識することができる。更にヘッド曲線だ1プ
でなく、効率、軸動力をも表示しておけば、実測値と比
較することにより保守に対する一つの目安としうる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a display on the CRT display 32. By expressing the characteristics of compression 13 in terms of the head and actual suction amount as shown in Figure 2, it is possible to obtain special 1! E curve is inhalation state,
CR is fixed regardless of changes in the physical properties of the gas.
It can be displayed as a background image on the T display 32 as a still image. Furthermore, the digital tllI manufactured by the applicant
If you display the head and actual intake amount as a video using the G-DATA function of the I2D device CENTUM,
The operating point is displayed as the intersection of two straight lines, and the actual operating state can be easily recognized. Furthermore, if not only the head curve but also efficiency and shaft power are displayed, comparison with actual measurements can be used as a guideline for maintenance.

上述の説明においては、圧縮機3は定速回転駆動として
いるが、可変速駆動形の圧縮機によって容1111!!
される場合は、第2図のパラメータ(ガイドベーン開度
)を回転数と考えることにより、可変速駆動形の圧縮顆
にもそのまま本発明を適用することができる。
In the above description, the compressor 3 is driven by constant speed rotation, but a variable speed drive type compressor has a capacity of 1111! !
In this case, the present invention can be directly applied to a variable speed drive type compression condyle by considering the parameter (guide vane opening degree) in FIG. 2 as the rotation speed.

(凡用の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、圧縮機の
特性を実測値である吐出圧力と、$1準状態llA篩流
mの関係として把えるのではなく、ヘッドと実吸入睦の
関係として把えることにより、圧縮機特性を吸入状態や
ガス物性変動に影響されない固定したものとすることが
できる。このため上記変動を、サージング防止線を設定
するにあたってセイフテイー・マージンとして見込む必
要がなくなり、コントロールラインを圧縮機サージライ
ンに近接して設定することができる。このことはすでに
説明した制御Xl装Cによって実現される。これによっ
て低負荷運転時の不要なM風を極力押えることができ、
無駄な釣力損失がセーブされる。
(Common Effect) As explained in detail above, according to the present invention, the characteristics of the compressor are not understood as the relationship between the discharge pressure, which is an actual value, and the $1 quasi-state llA sieve flow m. By understanding the relationship between the head and the actual suction rod, the compressor characteristics can be fixed and unaffected by changes in suction conditions and gas physical properties. Therefore, it is no longer necessary to take the above-mentioned fluctuation into account as a safety margin when setting the surge prevention line, and the control line can be set close to the compressor surge line. This is realized by the control Xl arrangement C already described. This makes it possible to suppress unnecessary M wind during low-load operation as much as possible.
Unnecessary loss of fishing power is saved.

又、圧縮機特性曲線が[f縮機固有のものとして一義的
に固定されたことにより、特性曲線をCRT上にディス
プレイすることができ、この上に圧縮機動作点をダイナ
ミックに重ね表示することができる。これによ・す、サ
ージ制W装置の動作のみならず、圧縮機運転状態を個別
の指示計によるよりも総括的に捕えることができ、オペ
レータにとっては稼働状況全般がより容易に把握しうる
In addition, since the compressor characteristic curve is uniquely fixed as unique to the compressor, the characteristic curve can be displayed on a CRT, and the compressor operating point can be dynamically superimposed on this characteristic curve. I can do it. As a result, not only the operation of the surge control W device but also the operating state of the compressor can be grasped more comprehensively than with individual indicators, and the operator can more easily grasp the overall operating state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第2
図は圧縮機の特性を示す図、第3図はその一部拡大図、
第4図は演算器の具体的構成を示す図、第5図は各部の
動作を示すタイミングチせ一部、第6図はCRTディス
プレイの表示例を示す図、第7図は圧縮機の特性を示す
図、第8図は従来装置例を示す図である。 1・・・吸入フィルタ   2・・・ガイドベーン3・
・・圧縮!114・・・弁 5.21,22.28・・・圧力検出器6・・・圧力調
節計    7・・・負荷分配器8・・・流量検出器 9.25.27・・・演fliB 10.26.30・・・関数発生器 11・・・サージ調節計  12・・・放風弁23・・
・温度検出器   24・・・差圧検出器29・・・ヘ
ッド調節計  31・・・ローセレクタ32・・・CR
Tディスプレイ 41.43・・・演算器  42・・・関数発生器特許
出願人  tR河北辰m1機株式会社帛2図 M4図
FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows the characteristics of the compressor, and Figure 3 is a partially enlarged view.
Figure 4 is a diagram showing the specific configuration of the arithmetic unit, Figure 5 is a timing chart showing the operation of each part, Figure 6 is a diagram showing an example of a display on a CRT display, and Figure 7 is the characteristics of the compressor. FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional device. 1... Suction filter 2... Guide vane 3.
··compression! 114... Valve 5.21, 22.28... Pressure detector 6... Pressure regulator 7... Load distributor 8... Flow rate detector 9.25.27... Performance fliB 10 .26.30... Function generator 11... Surge controller 12... Air discharge valve 23...
・Temperature detector 24...Differential pressure detector 29...Head controller 31...Low selector 32...CR
T display 41. 43...Arithmetic unit 42...Function generator Patent applicant tR Kawakita Tatsu m1 machine Co., Ltd. 2 diagram M4 diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 圧縮機の実吸入量とヘッドとの関係を示す特性を予め関
数発生器に記憶させておき、圧縮機入力部の温度、圧力
から実吸入量を算出し、該実吸入量を入力とする前記関
数発生器の出力をヘッド目標値として圧縮機の吐出圧力
を制御するように構成したことを特徴とする圧縮機の最
適制御装置。
Characteristics indicating the relationship between the actual suction amount of the compressor and the head are stored in advance in the function generator, the actual suction amount is calculated from the temperature and pressure of the compressor input section, and the actual suction amount is input. An optimal control device for a compressor, characterized in that the discharge pressure of the compressor is controlled using the output of a function generator as a head target value.
JP27514884A 1984-12-28 1984-12-28 Optimum control device of compressor Granted JPS61155697A (en)

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JPH0324599B2 (en) 1991-04-03

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