一種空氣壓縮機控制系統及其控制方法與流程
2023-05-08 23:27:21 2
本發明屬於空氣壓縮機控制領域，尤其涉及一種空氣壓縮機控制系統及其控制方法。
背景技術：
空氣壓縮機已廣泛應用於各行各業，對空氣壓縮機的可靠性、準確性、節能等要求也越來越高。現有技術的空氣壓縮機通常使用壓力開關器件使壓力控制在一定範圍內，隨著電子產品技術的發展，制動系統技術也朝著電子制動控制方向發展。對於空氣壓縮機來說，一般是使用1臺逆變器驅動1臺空氣壓縮機不間斷地將空氣壓縮到儲氣罐中，依靠洩氣閥保證制動系統氣壓值不超標，使輸出壓力控制在一定範圍內。本發明的發明人在對現有技術研究和實踐中發現：現有技術的空氣壓縮機不能在較大的範圍內設定和調整壓力，壓力控制也不夠準確，系統非智能控制，安全性不高。
技術實現要素：
為解決空氣壓縮機控制不夠準確，安全性不高等技術問題，本發明提供了一種空氣壓縮機控制系統及其控制方法，提高了控制系統的安全性。本發明的技術方案是：本發明的空氣壓縮機控制系統包括：用於控制系統啟停及運轉的控制模塊、用於驅動空壓機運轉的第一功率模塊和第二功率模塊、信號採集模塊、第一空壓機、第二空壓機、電磁閥和儲氣罐，所述信號採集模塊採集所述儲氣罐的壓力並將壓力信號發送到所述控制模塊，所述控制模塊根據所述壓力信號發出控制信號並傳送到所述第一功率模塊和第二功率模塊，所述第一功率模塊根據所述控制信號控制所述第一空壓機運行，所述第二功率模塊根據所述控制信號控制所述第二空壓機運行，所述第一空壓機和所述第二空壓機分別通過所述電磁閥與所述儲氣罐連接。可選的，所述控制模塊包括第一控制模塊和第二控制模塊，所述第一控制模塊分別與所述信號採集模塊和所述第一功率模塊電連接，所述第二控制模塊分別與所述信號採集模塊和所述第二功率模塊電連接。所述第一控制模塊與所述第一功率模塊之間採用連接有第一光電隔離模塊，所述第二控制模塊與所述第二功率模塊之間連接有第二光電隔離模塊。可選的，所述第一功率模塊、所述第二功率模塊和所述控制模塊均由降壓、整流、濾波的電源單元供電。所述電磁閥和所述儲氣罐之間設有單向閥。所述信號採集模塊包含有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述儲氣罐相連。可選的，還包括故障檢測模塊和選擇控制單元，所述故障檢測模塊通過所述選擇控制單元分別與所述第一控制模塊、所述第二控制模塊相連，所述故障檢測模塊連接所述第一空壓機、第二空壓機、第一功率模塊、第二功率模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊。一種空氣壓縮機控制系統的控制方法，所述空氣壓縮機控制系統為以上所述控制系統，所述控制方法包括：用於控制系統啟停及運轉的控制模塊、用於驅動空壓機運轉的第一功率模塊和第二功率模塊、信號採集模塊、第一空壓機、第二空壓機、電磁閥和儲氣罐、所述信號採集模塊採集所述儲氣罐的壓力並將壓力信號P0發送給所述控制模塊；所述控制模塊根據所述壓力信號P0和預設值進行比較並根據比較結果發出控制信號；所述第一功率模塊根據所述控制信號控制第一空壓機運行，所述第二功率模塊根據所述控制信號控制第二空壓機運行；閉合或斷開所述電磁閥。可選的，所述預設值包括第一預設壓力值P1和第二預設壓力值P2，P1<P2，所述控制方法包括：當P0P2時，所述第一功率模塊根據所述控制信號控制所述第一空壓機停止運行，所述第二功率模塊根據所述控制信號控制所述第二空壓機停止運行，斷開所述電磁閥。可選的，當所述故障檢測模塊檢測到第一光電隔離模塊、第一功率模塊或者第一空壓機的故障時，所述選擇控制單元控制所述第一控制模塊停止工作；當所述故障檢測模塊檢測到所述第二光電隔離模塊、第二功率模塊或者第二空壓機的故障時，所述選擇控制單元控制所述第二控制模塊停止工作。本發明具有以下優點：通過使用兩個功率模塊和兩個空壓機的控制系統可使整個空氣壓縮機控制系統運行更加安全可靠。附圖說明圖1是本發明空氣壓縮機控制系統的一種實施方式的示意圖。圖2是本發明空氣壓縮機控制系統的第二種實施方式的示意圖。圖3是本發明空氣壓縮機控制系統的控制方法的一種實施方式的流程圖。具體實施方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。以下結合附圖對本發明做進一步詳細的描述：前面寫到各個部分的時候可以說明某個部分帶來的優點。如圖1所示，本發明一種實施方式的空氣壓縮機控制系統，包括：用於空氣壓縮機控制系統啟停及運轉的控制模塊1、用於驅動空壓機運轉的第一功率模塊2和第二功率模塊3、信號採集模塊16、第一空壓機4、第二空壓機5、電磁閥7和儲氣罐8，所述信號採集模塊16採集所述儲氣罐8的壓力並將壓力信號發送到所述控制模塊1，所述控制模塊1根據所述壓力信號發出控制信號並傳送到所述第一功率模塊2和第二功率模塊3，所述第一功率模塊2根據所述控制信號控制所述第一空壓機4運行，所述第二功率模塊3根據所述控制信號控制所述第二空壓機5運行，所述第一空壓機4和所述第二空壓機5分別通過所述電磁閥7與所述儲氣罐8連接。圖2為本發明空氣壓縮機控制系統提供的第二種實施方式的示意圖。具體實施中，空氣壓縮機控制系統中，所述控制模塊1包括第一控制模塊11和第二控制模塊12，所述第一控制模塊11分別與所述信號採集模塊16和所述第一功率模塊2電連接，所述第二控制模塊12分別與所述信號採集模塊16和所述第二功率模塊3電連接。具體實施中：所述第一控制模塊11和所述第二控制模塊12採用DSP（數位訊號處理器）作為控制單元，所述第一功率模塊2和所述第二功率模3採用IPM（智能功率模塊）分別驅動所述第一空壓機4和所述第二空壓機5的運行，簡化了電路的複雜程度，降低了成本，使整個控制系統更加簡單可靠。在此需要說明的是：當空氣壓縮機控制系統中的所述第一控制模塊11和所述第二控制模塊12採用DSP作為控制單元，同時所述第一功率模塊2和所述第二功率模塊3採用IPM驅動控制第一空壓機4和第二空壓機5的運行時，所述第一控制模塊11與所述第一功率模塊2之間連接有第一光電隔離模塊9，所述第二控制模塊12與所述第二功率模塊3之間連接有第二光電隔離模塊10。在此需要說明的是：所述第一光電隔離模塊9在所述第一控制模塊11與所述第一功率模塊2之間起電氣隔離的作用；所述第二光電隔離模塊10在所述第二控制模塊12與所述第二功率模塊3之間起電氣隔離的作用。具體實施中，所述第一光電隔離模塊9和所述第二光電隔離模塊10均採用快速光耦（HCPL4504）隔離驅動所述第一功率模塊2和第二功率模塊3。所述第一功率模塊2、第二功率模塊3和控制模塊1由電源單元13供電，所述電源單元13為將外接電源降壓、整流、濾波、穩壓形成的單元。所述電磁閥7和所述儲氣罐8之間設有單向閥6，保證所述儲氣罐8中的氣體不能返回所述第一空壓機4或所述第二空壓機5中。在此需說明的是：所述信號採集模塊16可包含有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述儲氣罐8相連，用於檢測所述儲氣罐8中氣體的壓力信號，所述信號採集模塊16將所述壓力信號傳送到所述控制模塊1進行運算處理。具體實施中，所述空氣壓縮機控制系統還可包括故障檢測模塊15和選擇控制單元14，所述故障檢測模塊15與所述選擇控制單元14連接，所述選擇控制單元14分別與所述第一控制模塊11、所述第二控制模塊12相連，所述故障檢測模塊15連接所述第一空壓機4、第二空壓機5、第一功率模塊2、第二功率模塊3、第一光電隔離模塊9、第二光電隔離模塊10，所述故障檢測模塊15用於檢測所述第一空壓機4、第二空壓機5、第一功率模塊2、第二功率模塊3、第一光電隔離模塊9、第二光電隔離模塊10的故障信息，並將所述的故障信息傳送到所述選擇控制單元14，所述選擇控制單元14根據所述故障信息作出判斷，控制停止所述第一控制模塊11或第二控制模塊12的動作。增加所述故障檢測模塊能快速檢測出各模塊的故障信號，並經過所述選擇控制單元作出反應，使系統維持正常運行。如圖3所示，一種空氣壓縮機控制系統的控制方法的一種實施方式流程圖，參照圖1及圖3，所述空氣壓縮機控制系統包括用於控制系統啟停及運轉的控制模塊1、用於驅動空壓機運轉的第一功率模塊2和第二功率模塊3、信號採集模塊16、第一空壓機4、第二空壓機5、電磁閥7和儲氣罐8，所述信號採集模塊16採集所述儲氣罐8的壓力並將壓力信號P0發送給所述控制模塊1；所述控制模塊1根據所述壓力信號P0和預設值進行比較並根據比較結果發出控制信號；所述第一功率模塊2根據所述控制信號控制第一空壓機4運行，閉合或斷開所述電磁閥7，所述第二功率模塊3根據所述控制信號控制第二空壓機5運行，閉合或斷開所述電磁閥7。具體實施中，所述空氣壓縮機控制方法：所述預設值包括第一預設壓力值P1和第二預設壓力值P2，P1<P2，所述控制方法包括：當P0P2時，所述第一功率模塊2根據所述控制信號控制所述第一空壓機4停止運行，所述第二功率模塊3根據所述控制信號控制所述第二空壓機5停止運行，斷開所述電磁閥7。需要說明的是：所述控制模塊1可預設所述第一壓力值P1為0.6MPa，預設所述第二壓力值P2為0.8MPa，所述信號採集模塊16採集所述儲氣罐8的壓力信號P0，並把所述壓力信號P0傳送到所述控制模塊1，所述控制模塊1將所述壓力信號P0與所述預設的壓力值P1、P2進行運算比較，當P0P1時，所述控制模塊1繼續檢測所述壓力信號P0，當P0P2時，所述控制模塊1把運算比較結果傳送到所述第一功率模塊和所述第二功率模塊，由所述第一功率模塊和所述第二功率模塊發出控制信號，所述控制信號控制所述第一空壓機4和所述第二空壓機5停止運行。需要說明的是：所述控制方法還包括當所述故障檢測模塊15檢測到第一光電隔離模塊9、第一功率模塊2或者第一空壓機4的故障時，所述選擇控制單元14選擇控制所述第一控制模塊11停止工作；當所述故障檢測模塊15檢測到第二光電隔離模塊10、第二功率模塊3或者第二空壓機5的故障時，所述選擇控制單元14選擇控制所述第二控制模塊12停止工作。本發明的空氣壓縮機控制系統提高了系統運行的安全性，使用兩個控制模塊和兩個功率模塊分別控制兩個空壓機，任意一個損壞都能保證系統的安全運行。作為進一步優選的方案，系統採用了DSP（數位訊號處理器）作為控制單元以及使用IPM（智能控制模塊）驅動空氣壓縮機的運行，大大簡化了電路的複雜程度，同時提高了電路的可靠性。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。