一種螺桿空壓機變頻控制系統的制作方法

本發明涉及一種變頻控制系統，尤其是一種螺桿空壓機變頻控制系統。

背景技術：

螺桿空壓機在企業的應用十分普遍, 主要為企業提供生產用氣。由于企業的生產是連續不間斷的, 因此要求螺桿空壓機常年連續運行。如果停止運行，輕則影響生產, 重則造成設備損壞甚至人員傷亡。在設計之初選擇螺桿空壓機的電動機容量時, 通常是按照設備滿負荷長時間運行來選擇的, 故設計容量一般都偏大。在實際運行中電機的負載率偏低, 且輕載運行的時間所占的比例很大。螺桿空壓機一般通過調整出口門開度來調整出口壓力。當出口門開度減小時, 電機的運行功率減少并不多, 螺桿空壓機運行在低效狀態, 造成大量電能浪費。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種螺桿空壓機變頻控制系統，可大大提高螺桿空壓機電機的運行效率，起到節能的效果，并減小機械的磨損，延長設備的壽命。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種螺桿空壓機變頻控制系統，包括螺桿空壓機、儲氣罐、壓力變送器和變頻器，還包括PID調節器。螺桿空壓機通過管道連接儲氣罐，儲氣罐罐口處安裝壓力變送器，壓力變送器檢測儲氣罐壓力并將壓力值傳送至PID調節器，PID調節器根據預設的壓力值和檢測到的壓力值輸出控制量，變頻器根據PID調節器輸出的控制量輸出相應頻率的電流來控制螺桿空壓機電機的轉速，從而控制螺桿空壓機的輸出壓力。

優選的，儲氣罐罐口安裝自動放氣閥, 氣壓過高時自動放氣閥開啟以保證螺桿空壓機的安全。

優選的，所述的壓力變送器為電流型傳感器，輸出4-20mA標準工業信號，抗干擾能力強，以保證供氣系統的可靠性。

優選的，變頻器配備自動旁路柜，當變頻器故障時，螺桿空壓機可以自動切換到工頻旁路運行。

優選的，所述的預設壓力值可根據實際生產情況由用戶在PID調節器面板上設定，操作簡便。

此外，通常變頻器均具備正反轉功能，在螺桿空壓機的調試中應嚴格注意電機的轉向, 應當事先驗證變頻器啟動時的電機轉向，嚴禁電機反向運轉, 避免造成主機設備的重大損失。

本發明結合PID調節器和變頻器，根據儲氣罐的壓力自動調節螺桿空壓機電機的轉速來控制螺桿空壓機輸出壓力，管網氣壓波動在0.01Mpa以內；PID調節功能還能夠確保管網不受壓力突變的沖擊, 延長了管網的使用壽命, 降低了維修成本；變頻器配備自動旁路柜，當變頻器故障時，螺桿空壓機可以自動切換到工頻旁路運行，保證供氣系統的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明實施例1組成示意圖。

圖2為本發明實施例2組成示意圖。

圖3為本發明實施例3組成示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1：

一種螺桿空壓機變頻控制系統，如圖1所示，包括螺桿空壓機、儲氣罐、壓力變送器和變頻器，還包括PID調節器。螺桿空壓機通過管道連接儲氣罐，儲氣罐罐口處安裝壓力變送器，壓力變送器檢測儲氣罐壓力并將壓力值傳送至PID調節器，PID調節器根據預設的壓力值和檢測到的壓力值輸出控制量，變頻器根據PID調節器輸出的控制量輸出相應頻率的電流來控制螺桿空壓機電機的轉速，從而控制螺桿空壓機的輸出壓力。

優選的，儲氣罐罐口安裝自動放氣閥, 氣壓過高時自動放氣閥開啟以保證螺桿空壓機的安全。

優選的，所述的壓力變送器為電流型傳感器，輸出4-20mA標準工業信號，抗干擾能力強，以保證供氣系統的可靠性。

優選的，變頻器配備自動旁路柜，當變頻器故障時，螺桿空壓機可以自動切換到工頻旁路運行。

優選的，所述的預設壓力值可根據實際生產情況由用戶在PID調節器面板上設定，操作簡便。

PID調節器是通過調節比例系數Kp、積分時間Ti和微分時間Td，使得輸入量c(t)無限趨近于預設量c(∞)，同時限制超調量、減少振蕩次數和毛刺。在設定PID調節器參數時，應當以PID調節器的參數與系統動態性能和穩態性能之間的定性關系為依據，通過多次試驗來確定合適的參數。

實施例2：

目前市面上很多變頻器都內置PID調節功能，因此也可以選用內置PID調節功能的變頻器。

一種螺桿空壓機變頻控制系統，如圖2所示，包括螺桿空壓機、儲氣罐、壓力變送器和變頻器，其中變頻器具有PID調節功能。螺桿空壓機通過管道連接儲氣罐，儲氣罐罐口處安裝壓力變送器，壓力變送器檢測儲氣罐壓力并將壓力值傳送至變頻器，變頻器的PID調節模塊根據預設的壓力值和檢測到的壓力值輸出相應頻率的電流來控制螺桿空壓機電機的轉速，從而控制螺桿空壓機的輸出壓力。

所述的預設壓力值可根據實際生產情況由用戶在變頻器操作平臺上設定，操作簡便。

實施例3：

本發明對于螺桿空壓機組同樣適用，下面以三臺螺桿空壓機組為例。

一種螺桿空壓機變頻控制系統，如圖3所示，包括三臺螺桿空壓機（分別編號為1號、2號、3號）、儲氣罐、壓力變送器和變頻器，其中變頻器具有PID調節功能。1號、2號螺桿空壓機由50Hz交流電源供電，3號螺桿空壓機通過變頻器輸出電源供電。三臺螺桿空壓機均通過管道連接儲氣罐，儲氣罐罐口處安裝壓力變送器，壓力變送器檢測儲氣罐壓力并將壓力值傳送至變頻器，變頻器的PID調節模塊根據預設的壓力值和檢測到的壓力值輸出相應頻率的電流來控制其中3號螺桿空壓機電機的轉速，從而控制其輸出壓力。

假設一臺螺桿空壓機額定輸出壓力為1Mpa，那么三臺并網運行的螺桿空壓機的總額定輸出壓力為3Mpa。若需要系統輸出壓力為2.5Mpa，則保證1號、2號滿負荷運行，通過設定預設壓力值使得3號螺桿空壓機輸出壓力穩定在0.5Mpa；若需要系統輸出壓力為1.5Mpa，則可以手動斷開或者通過變頻器IO輸出控制斷開1號或者2號螺桿空壓機的供電電源，再通過設定預設壓力值使得3號螺桿空壓機輸出壓力穩定在0.5Mpa；若需要系統輸出壓力為0.5Mpa，則可以手動斷開或者通過變頻器IO輸出控制斷開1號和2號螺桿空壓機的供電電源，再通過設定預設壓力值使得3號螺桿空壓機輸出壓力穩定在0.5Mpa。上述數值均為理想情況，實際情況應以現場實踐為準。

以上所述，僅為本發明的具體實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。