本發(fā)明涉及壓縮空氣的制取和分配技術(shù)。
背景技術(shù)：
空氣壓縮機(jī)工作原理：驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)后，經(jīng)傳送帶帶動(dòng)壓縮機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)曲柄桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。外界空氣經(jīng)濾清器，吸氣閥進(jìn)入氣缸，缸內(nèi)空氣被壓縮壓力升高，壓縮空氣經(jīng)管路進(jìn)入儲(chǔ)氣罐內(nèi)，從而獲得所需的壓縮空氣。
專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01310661533x的發(fā)明提供了一種鉆機(jī)空壓機(jī)的空氣壓力控制方法和系統(tǒng)，該鉆機(jī)空壓機(jī)的空氣壓力具有工作壓力狀態(tài)和卸荷狀態(tài)，工作壓力狀態(tài)下的空氣壓力大于卸荷狀態(tài)下的空氣壓力，工作壓力狀態(tài)至少包括第一工作壓力狀態(tài)和第二工作壓力狀態(tài)，第二工作壓力狀態(tài)下的空氣壓力小于第一工作壓力狀態(tài)下的空氣壓力；在儲(chǔ)氣罐和鉆機(jī)空壓機(jī)之間并聯(lián)設(shè)置第一調(diào)壓支路、第二調(diào)壓支路和卸荷支路，分別控制第一工作壓力狀態(tài)、第二工作壓力狀態(tài)和卸荷狀態(tài)的啟停。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?4116568x的一種空壓機(jī)壓力控制開(kāi)關(guān)裝置，其系在一本體內(nèi)部并列設(shè)有二氣缸，二氣缸內(nèi)分別裝設(shè)有低壓感測(cè)機(jī)構(gòu)和高壓感測(cè)機(jī)構(gòu)，高、低壓感測(cè)機(jī)構(gòu)分別由套設(shè)于氣缸中的活塞、彈簧、調(diào)節(jié)螺絲組成，由轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲即可設(shè)定活塞之阻抗，使其可在感受到設(shè)定的壓力時(shí)。
上述兩個(gè)發(fā)明的高低壓的狀態(tài)不能有機(jī)聯(lián)系，自控程度較低，不能按需靈活調(diào)節(jié)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：
本發(fā)明提供一種壓力和流量分別控制，能夠輸出兩種壓力氣體的空壓機(jī)組的雙反饋控制系統(tǒng)及其控制方法。
技術(shù)方案：
本發(fā)明提供的一種空壓機(jī)組的雙反饋控制系統(tǒng)，包括提供低壓空氣的小型壓縮機(jī)組（單臺(tái)或者數(shù)量較少的空壓機(jī)并聯(lián)）及其至低壓氣用戶的低壓管路（其中流通的是低壓空氣，低壓空氣的壓力設(shè)計(jì)值為0.35-0.45mpa，簡(jiǎn)稱(chēng)低壓值）和提供高壓空氣的大型壓縮機(jī)組（數(shù)量較多的空壓機(jī)并聯(lián)連接）及其至高壓氣用戶的高壓管路（其中流通的是高壓空氣，高壓空氣的壓力設(shè)計(jì)值為0.55-0.65mpa，簡(jiǎn)稱(chēng)高壓值）；在低壓管路與高壓管路之間具有互通管路，互通管路上具有控制其通斷的流量分配閥。
在互通管路與低壓氣用戶之間的低壓管路上具有低壓流量計(jì)和低壓壓力計(jì)，在互通管路與高壓氣用戶之間的高壓管路上具有高壓壓力計(jì)，（或有高壓流量計(jì)，以便對(duì)高壓氣用戶的壓縮空氣的壓力進(jìn)行更精確的計(jì)量和控制）。
還有流量控制器，流量控制器通過(guò)流量信號(hào)線連接低壓流量計(jì)并能接受其流量信號(hào)，流量控制器通過(guò)壓力信號(hào)線c連接低壓壓力計(jì)并能接受其壓力信號(hào)，流量控制器通過(guò)流量控制線連接流量分配閥并能控制器開(kāi)合。
另有壓力控制器，壓力控制器具有壓力信號(hào)線a連接低壓壓力計(jì)并能接受其壓力信號(hào)，壓力控制器具有壓力控制線a連接小型壓縮機(jī)組并能接控制其啟停；壓力控制器具有壓力信號(hào)線b連接高壓壓力計(jì)并能接受其壓力信號(hào)，壓力控制器具有壓力控制線b連接大型壓縮機(jī)組并能接控制其啟停。及時(shí)采集各個(gè)支路的氣體壓力及其變化，并作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使得氣源充分保障供給，又不浪費(fèi)壓縮機(jī)的能源消耗。
流量控制器與壓力控制器之間優(yōu)選具有聯(lián)動(dòng)感應(yīng)控制線路，以實(shí)現(xiàn)組合調(diào)控功能，基本不需要人工管控，減少人工成本，提供自動(dòng)化水平。
控制方法及工作過(guò)程描述：
工作時(shí)，高壓氣壓計(jì)的壓力信號(hào)傳送給壓力控制器，高于高壓值時(shí)，壓力控制器控制大型壓縮機(jī)組停止。低于高壓值時(shí)，壓力控制器控制大型壓縮機(jī)組啟動(dòng)。
低壓氣壓計(jì)的壓力信號(hào)傳送給壓力控制器，高于低壓值時(shí)，壓力控制器控制小型壓縮機(jī)組停止。該壓力信號(hào)低于低壓值時(shí)，分兩種情形：
1）低壓流量計(jì)的流量信號(hào)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，流量控制器控制流量分配閥打開(kāi)，高壓側(cè)的壓縮空氣通過(guò)流量分配閥流走一部分，進(jìn)入低壓管路補(bǔ)充低壓側(cè)壓縮空氣，高壓側(cè)的壓縮空氣壓力稍許有所下降，可以不需不需啟動(dòng)大型壓縮機(jī)組補(bǔ)給（減少啟停次數(shù)，節(jié)約能源消耗，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。當(dāng)其壓力低于預(yù)設(shè)的高壓值時(shí)，壓力控制器再控制大型壓縮機(jī)組啟動(dòng)）。
2）低壓流量計(jì)的流量信號(hào)小于預(yù)設(shè)值時(shí)，流量控制器控制流量分配閥保持閉合，流量控制器通過(guò)壓力控制器聯(lián)動(dòng)感應(yīng)控制小型壓縮機(jī)組進(jìn)行變頻加速啟動(dòng)（小型壓縮機(jī)組為變頻壓縮機(jī)組），稍許補(bǔ)充低壓側(cè)壓縮空氣，使得其壓力略有提高（因?yàn)榱髁坎淮?，無(wú)需提升壓力過(guò)度）。
提供上述過(guò)程的控制，使得采用本發(fā)明的設(shè)備中，無(wú)論低壓管路和高壓管路，各自的壓縮空氣的流量是可以變化的，各自的壓縮空氣的壓力則保持在比較窄的范圍內(nèi)變化。
壓力控制器中可以采用預(yù)測(cè)模型軟件控制運(yùn)行，預(yù)測(cè)模型軟件優(yōu)選通過(guò)具有非線性對(duì)象的最小二乘支持向量機(jī)進(jìn)行建立的，既適合于模型樣機(jī)建立，也適用于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，將單機(jī)的人工模擬化操作轉(zhuǎn)換為精確的全局化數(shù)字控制，獲得最優(yōu)化的空氣氣流供應(yīng)和分配效果。
有益效果：
本發(fā)明能夠精確提供兩種壓力的壓縮空氣供不同的用戶使用。而且聯(lián)動(dòng)控制，無(wú)需太多人工值守。即時(shí)補(bǔ)充空氣壓力和流量，供氣效率較高，動(dòng)力消耗較低。尤其是通過(guò)流量和壓力的雙重信號(hào)采集和反饋控制，使得兩種不同類(lèi)型的用戶均能得到合適的氣源，氣源參數(shù)波動(dòng)時(shí)能夠精確調(diào)控恢復(fù)正常供給。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及流程簡(jiǎn)單，采用的零部件較少，成本較低，便于在工廠或生活區(qū)等多種不同場(chǎng)所推廣應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明控制系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
1-大型壓縮機(jī)組；2-小型壓縮機(jī)組；3-壓力控制器；4-低壓管路；5-壓力信號(hào)線a；6-低壓壓力計(jì)；7-低壓流量計(jì)；8-低壓用戶；9-流量信號(hào)線；10-聯(lián)動(dòng)感應(yīng)控制線路；11-流量控制器；12-流量控制線；13-高壓用戶；14-高壓壓力計(jì)；15-高壓管路；16-壓力信號(hào)線b；17-流量分配閥；18-互通管路；19-壓力控制線b；20-壓力控制線a；21-壓力信號(hào)線c。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的空壓機(jī)組的雙反饋控制系統(tǒng)，包括提供低壓空氣的小型壓縮機(jī)組及其至低壓氣用戶的低壓管路和提供高壓空氣的大型壓縮機(jī)組及其至高壓氣用戶的高壓管路，在低壓管路與高壓管路之間具有互通管路，互通管路上具有控制其通斷的流量分配閥。
在互通管路與低壓氣用戶之間的低壓管路上具有低壓流量計(jì)和低壓壓力計(jì)，在互通管路與高壓氣用戶之間的高壓管路上具有高壓壓力計(jì)。
另有流量控制器和壓力控制器，流量控制器通過(guò)流量信號(hào)線連接低壓流量計(jì)并能接受其流量信號(hào)，流量控制器通過(guò)壓力信號(hào)線c連接低壓壓力計(jì)并能接受其壓力信號(hào)，流量控制器通過(guò)流量控制線連接流量分配閥并能控制器開(kāi)合。壓力控制器具有壓力信號(hào)線a連接低壓壓力計(jì)并能接受其壓力信號(hào)，壓力控制器具有壓力控制線a連接小型壓縮機(jī)組并能接控制其啟停；壓力控制器具有壓力信號(hào)線b連接高壓壓力計(jì)并能接受其壓力信號(hào)，壓力控制器具有壓力控制線b連接大型壓縮機(jī)組并能接控制其啟停。
流量控制器與壓力控制器之間具有聯(lián)動(dòng)感應(yīng)控制線路，以實(shí)現(xiàn)組合調(diào)控功能。
其控制過(guò)程如下：高壓氣壓計(jì)的壓力信號(hào)傳送給壓力控制器，高于高壓值時(shí)，壓力控制器控制大型壓縮機(jī)組停止；低于高壓值時(shí)，壓力控制器控制大型壓縮機(jī)組啟動(dòng)；低壓氣壓計(jì)的壓力信號(hào)傳送給壓力控制器，高于低壓值時(shí)，壓力控制器控制小型壓縮機(jī)組停止。
壓力控制器中采用預(yù)測(cè)模型軟件控制運(yùn)行，預(yù)測(cè)模型軟件是通過(guò)具有非線性對(duì)象的最小二乘支持向量機(jī)建立的。采用上述系統(tǒng)和控制方法，能夠精確提供兩種壓力的壓縮空氣供不同的用戶使用，即時(shí)補(bǔ)充空氣壓力和流量，供氣效率較高，動(dòng)力消耗較低。