气体压缩机的制作方法

1.本发明涉及气体压缩机，特别涉及多台气体压缩机的台数控制。


背景技术：

2.作为与各种负载变动相应地效率良好地使多台气体压缩机运转的气体压缩机的台数控制系统的背景技术，有专利文献1。专利文献1中，记载了一种压缩机的台数控制系统，其特征在于，具有：多台驱动频率为一定值的定速压缩机；规定台数的驱动频率可变的逆变器压缩机；将该定速压缩机和逆变器压缩机的压缩气体排出侧共通地连接，向压缩气体需求设备侧送气的空气配管；检测该空气配管的压力的压力传感器；和根据该压力传感器检测出的压力值控制上述逆变器压缩机的驱动频率而随时进行容量调整，基于来自该逆变器压缩机的驱动频率信号和上述压力传感器的检测值控制上述定速压缩机的运转台数的台数控制单元，与压缩气体需求设备相应地切换为最优的运转模式。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2005
‑
48755号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.专利文献1中，对压缩机进行多台运转控制时，使用从外部控制压缩机的台数控制单元进行控制。但是，需要另外设置控制压缩机用的装置，存在昂贵这样的课题。
8.本发明的目的在于鉴于这些课题，实现一种价廉且简易的气体压缩机的台数控制。
9.用于解决课题的技术方案
10.本发明的一例是一种气体压缩机，其被设定为对n台气体压缩机从机进行台数控制的气体压缩机主机，所述气体压缩机具有：通信i/f，其能够与气体压缩机从机进行通信；和控制部，控制部在将与n台气体压缩机从机以n次的通信组进行通信的1个周期作为全部台数通信周期时，在首次全部台数通信周期中，用第一次至第n次的通信组，分别对第一台至第n台气体压缩机从机发送第一响应请求，在接收了来自气体压缩机从机的响应的情况下判断为与该气体压缩机从机的通信连接已成功，在没有接收到来自该气体压缩机从机的响应的情况下判断为与该气体压缩机从机的通信连接已失败，在第二次以后的全部台数通信周期中，对通信连接已成功的气体压缩机从机按每个所述通信组发送第二响应请求，对通信连接已失败的气体压缩机从机分别在不同的时机再次发送第一响应请求。
11.发明效果
12.根据本发明，能够实现价廉且简易的气体压缩机的台数控制。
附图说明
13.图1是实施例的气体压缩机的概略结构图。
14.图2是实施例的控制装置的概略结构图。
15.图3是实施例的多台气体压缩机的配管连接和通信连接的结构图。
16.图4是表示实施例的首次全部台数通信周期时的通信连接成功时的通信序列的图。
17.图5是实施例的主机与各从机之间的通信数据格式。
18.图6是表示实施例的首次全部台数通信周期时的通信连接失败时的通信序列的图。
19.图7是实施例的从机连接确认表的更新例。
20.图8是表示实施例的首次全部台数通信周期时的通信序列的图。
21.图9是表示实施例的第二次全部台数通信周期时的通信序列的图。
22.图10是表示实施例的第t次全部台数通信周期中与从机的通信成功的情况下的通信序列的图。
23.图11是实施例的来自主机的通信没有被发送至从机的情况下的通信异常的说明图。
24.图12是实施例的从机的通信没有被发送至主机的情况下的通信异常的说明图。
25.图13是实施例的来自主机或从机的通信报文损坏的情况下的通信异常的说明图。
具体实施方式
26.以下，使用附图说明本发明的实施例。
27.实施例1
28.本实施例中，能够不使用从外部控制气体压缩机的外部控制盘，将多台气体压缩机之间连接，仅通过新追加的气体压缩机的通信连接和设定而编入多台运转控制中，实现价廉且简易的气体压缩机的台数控制。
29.本实施例中，以将空气压缩的气体压缩机为例进行说明。图1是本实施例中的气体压缩机的概略结构图。图1中，气体压缩机1经由吸入过滤器2、吸入节流阀3吸入空气，吸入的空气被用电动机5驱动的压缩机主体4压缩至规定压力。压缩空气经过调压止回阀6、后冷却器、干燥机(未图示)之后从排出口10向外部输出。压力传感器7检测压缩空气的排出压力，控制装置8对用压力传感器7检测出的排出压力与设定压力进行比较，控制电动机5以使得检测出的排出压力成为目标压力。另外，控制装置8通过控制开闭装置9的开闭，使来自吸入节流阀3的空气流入量变化，而进行气体压缩机1的运转控制。
30.图2是本实施例中的控制装置8的概略结构图。图2中，具有：进行上述气体压缩机1的运转控制和后述的通信控制等的处理的控制部11；暂时保存控制部11执行用的处理程序和执行用的数据的存储器12；存储执行控制部11的处理用的处理程序和各种参数的存储装置13；操作控制部11或输出控制部11的处理结果用的输入输出接口(i/f)14；和与其他气体压缩机通信连接用的通信接口(i/f)15。即，控制部11在本机是主机的情况下进行本机的气体压缩机的控制并且控制与通信i/f5连接的其他气体压缩机即各从机。在本机是从机的情况下依据与通信i/f5连接的其他气体压缩机即主机的指示来控制本机的气体压缩机。
31.图3是本实施例中的多台气体压缩机的配管连接和通信连接的结构图。图3中，是将4台气体压缩机连接的例子，示出了其中1台是主机m80、其他3台是1～3号从机s1～s3(81～83)的情况。图3中，由主机m80、与主机m80通过集中配管90连接的1～3号从机s1～s3(81～83)、由集中配管90连接的贮存压缩气体用的接受储罐91、和位于接受储罐91之后的使用压缩气体的设备92构成。另外，通过将主机m80与各1～3号从机s1～s3(81～83)用有线或无线的方式进行通信连接93而构成。另外，追加新的从机的情况下，能够将新的从机连接至集中配管90和通信连接93从而编入多台的控制中。
32.本实施例中，连接的多台气体压缩机在设置时，任意地设定各自的单机编号和作为主机的单机编号。这是因为仅以压缩机进行台数控制的情况下，考虑到作为通信的主机的气体压缩机的维护等时，需要能够变更主机。例如，将4台连接的情况下，对于各气体压缩机设定no.1至no.4的单机编号，并且，如果主机是no.3，则对于各气体压缩机进行主机是no.3的设定。具体而言，控制部11基于经由图2的输入输出i/f14输入的信息，设定自身的气体压缩机的单机编号和主机编号。
33.作为通信序列，按照与主机相比no.较大的单机从小到大的顺序进行台数控制的通信。与主机相比no.较小的单机，在与主机相比no.较大的单机的通信全部完成之后，按no.从小到大的单机的顺序进行通信。例如，主机是no.3号机的情况下，按照no.4、no.1、no.2号机的顺序进行通信。
34.本实施例中，即使在台数控制运转中时也无需停止就能够在台数控制中追加从机。即，使可连接的全部台数的从机与集中配管90连接，在未连接通信线或未设定台数控制设定等情况下能够追加在台数控制中。因此，主机对于未连接通信线或未设定台数控制设定等情况下的、不能进行通信的从机，需要持续进行是否能够通信的确认。但是，对于不能通信的单机进行通信时，需要进行不能通信的判断的通信待机时间即超时等待时间。因此，对能够正常通信的单机的通信会耗费多余的时间。于是，并非总是进行是否能够通信的连接确认，而是在进行运转控制等的通常通信周期之外，设置连接确认的周期。即，连接确认的通信以比通常的通信慢的周期进行，由此减少通信耗费的时间。详情在后文中叙述。
35.图4是表示将对可连接的全部台数进行通信的1个周期作为全部台数通信周期时，本实施例中首次的全部台数通信周期时的通信连接成功时的通信序列的图。图4中，以图3的结构为前提，示出了将4台气体压缩机连接、其中1台是主机m、另外3台是1～3号从机s1～s3的情况。
36.图4中，从机是3台，因此按照由3次的通信组构成1个全部台数通信周期的情况进行说明。首先，用第一次的通信组(1)，从主机m对1号从机s1发送第一响应请求(空心箭头)。此处，第一响应请求指的是用于进行连接确认的响应请求，例如能够通过对作为对象的从机发送伪停止指令来应对。对此，接收了来自主机m的第一响应请求的1号从机s1对主机m发送响应。接收了来自1号从机s1的响应的主机m判断为1号从机s1能够进行多台运转控制。
37.用接下来的第二次的通信组(2)从主机m对于响应了第一响应请求的判断为能够进行多台运转控制的1号从机s1发送第二响应请求。此处，第二响应请求指的是对于具体的运转指令的响应请求。接收了来自主机m的第二响应请求的1号从机s1对主机m发送响应。另外，从主机m对2号从机s2发送第一响应请求(空心箭头)。从主机m接收了第一响应请求的2号从机s2对主机m发送响应。接收了来自2号从机s2的响应的主机m判断为2号从机s2能够进
行多台运转控制。
38.此处，说明本实施例中的主机与各从机之间的通信数据格式。图5是本实施例中的主机与各从机之间的通信数据格式。图5中，(a)是从主机对从机发送的通信数据格式，(b)是相反的从从机对主机发送的通信数据格式。
39.图5(a)中，501是起始码，502是作为对象的从机的地址，503是通信量，504是通信种类，505是数据，506是crc校验码，507是终止码。此处，数据505是表示作为运转控制指令的起动/停止指令、负载/卸载指令等的数据，进而也包括作为运转状态的表示连接台数的数据。关于表示连接台数的数据，考虑维护等时，需要主机的变更，因此需要全部单机当前连接了多少台的信息，因为每当进行维护时对全部压缩机再次设定连接台数是麻烦的，所以目的在于周期性地发送连接确认的通信，自动地得知当前的连接台数。
40.另外，图5(b)中，601是起始码，602是发送源的从机的地址，603是通信量，604是通信种类，605是数据，606是crc校验码，607是终止码。此处，数据605是表示指令响应的数据，进而也包括作为状态信息的正常/异常的数据。
41.返回图4，接下来用第三次的通信组(3)从主机m对于响应了第一响应请求的判断为能够进行多台运转控制的1号从机s1发送第二响应请求。此处的指令内容与第二次的通信组(2)中的指令内容不同。从主机m接收了第二响应请求的1号从机s1对主机m发送响应。另外，从主机m对于响应了第一响应请求的判断为能够进行多台运转控制的2号从机s2发送第二响应请求。从主机m接收了第二响应请求的2号从机s2对主机m发送响应。另外，从主机m对3号从机s3发送第一响应请求(空心箭头)。从主机m接收了第一响应请求的3号从机s3对主机m发送响应。从3号从机s3接收了响应的主机m判断为3号从机s3能够进行多台运转控制。以后，从主机对于响应了第一响应请求的从机按每个通信组发送第二响应请求，进行台数控制。以上是首次的全部台数通信周期时的主机与全部从机的通信连接成功时的通信序列。
42.接着，说明首次的全部台数通信周期时的通信连接失败时的通信序列。图6是表示本实施例中的首次的全部台数通信周期时的通信连接失败时的通信序列的图。
43.图6中，第一次的通信组(1)与图5相同，但在第二次的通信组(2)中，从主机m对2号从机s2发送第一响应请求之后，主机m从2号从机s2的对第一响应请求的响应的接收失败、或者未设定台数控制的2号从机s2没有对主机m响应的情况下，主机m判断为通信连接失败而判断为2号从机s2不能进行多台运转控制。
44.然后，在接下来的第三次的通信组(3)中，从主机m对于响应了第一响应请求的判断为能够进行多台运转控制的1号从机s1发送第二响应请求。从主机m接收了第二响应请求的1号从机s1对主机m发送响应。另外，从主机m对3号从机s3发送第一响应请求(空心箭头)。从主机m接收了第一响应请求的3号从机s3对主机m发送响应。从3号从机s3接收了响应的主机m判断为3号从机s3能够进行多台运转控制。以上是在首次全部台数通信周期时主机m与1号从机s1、3号从机s3的通信连接成功，但与2号从机s2的通信连接失败的情况下的通信序列。
45.另外，以后，从主机m对于响应了第一响应请求的1号从机s1、3号从机s3按每个通信组发送第二响应请求并进行台数控制，对于未能接收对于第一响应请求的响应的2号从机s2，按全部台数通信组周期发送第一响应请求，每当接收对于第一响应请求的响应时追
加至台数控制中。详情在后文中叙述。
46.图7是本实施例中的从机连接确认表的更新例。图7中，示出了将6台气体压缩机连接、其中1台是主机、另外5台是1～5号从机s1～s5的情况。
47.图7中，设对可连接的全部台数进行通信的周期为t时，在首次的全部台数通信周期t1中，对1号从机s1发送来自主机的第一响应请求。如果从1号从机s1收到响应则将表中的s1从
“‑”
更新为
“○”
。
48.在t1后的下一个全部台数通信周期t2中，因为t1中s1是
“○”
，所以对1号从机s1发送来自主机的第二响应请求，并对2号从机s2发送第一响应请求。如果从1号从机s1收到响应则使表中的s1保持为
“○”
，如果从2号从机s2收到响应则将表中的s2从
“‑”
更新为
“○”
。
49.在t2后的下一个全部台数通信周期t3中，因为t2中s1和s2是
“○”
，所以对1号从机s1和2号从机s2发送来自主机的第二响应请求，并对3号从机s3发送第一响应请求。如果从1号从机s1和2号从机s2收到响应则使表中的s1和s2保持为
“○”
，如果从3号从机s3收到响应则将表中的s3从
“‑”
更新为
“○”
。
50.在t3后的下一个全部台数通信周期t4中，因为t3中s1和s2和s3是
“○”
，所以对1号从机s1和2号从机s2和3号从机s3发送来自主机的第二响应请求，并对4号从机s4发送第一响应请求。如果从1号从机s1和2号从机s2和3号从机s3收到响应则使表中的s1和s2和s3保持为
“○”
，如果没有从4号从机s4收到响应则使表中的s4保持为
“‑”
。
51.在t4后的下一个全部台数通信周期t5中，因为t4中s1和s2和s3是
“○”
，所以对1号从机s1和2号从机s2和3号从机s3发送来自主机的第二响应请求，并对5号从机s5发送第一响应请求。如果从1号从机s1和2号从机s2和3号从机s3收到响应则使表中的s1和s2和s3保持为
“○”
，如果从5号从机s5收到响应则将表中的s5从
“‑”
更新为
“○”
。
52.在t5后的下一个全部台数通信周期t6以后，对1号从机s1和2号从机s2和3号从机s3和5号从机s5发送第二响应请求。由主机将最大连接台数决定为6台的情况下，为了防止多余的通信，对4号从机再次发送第一响应请求的时机是从t5起4t之后的t9。即，最大连接台数是n、第t次的全部台数通信周期中的第n台从机的通信组次序由以下式(1)决定。
53.(n
‑
1)(t
‑
1)+n
……
(1)
54.以上例子中，是(6
‑
1)(2
‑
1)+4＝9。
55.按各通信组产生了台数控制的控制用信号的情况下，如图5(a)所示，第二响应请求中包括各单机的运转控制指令。在第一响应请求中表中被更新为
“○”
的从机没有对第二响应请求响应的情况下将表中的
“○”
更新为
“×”
并视为通信异常。对于因为没有对第二响应请求进行响应而被更新为
“×”
的从机，如果发送第一响应请求并收到响应，则从
“×”
更新为
“○”
。
56.接着，使用图8、图9说明连接的气体压缩机是6台，主机是no.3，no.2、4、6已完成台数控制设定，no.1、5未连接通信线或未设定台数控制设定的情况下的通信序列。图8是表示首次的全部台数通信周期时的通信序列的图。图9是表示第二次的全部台数通信周期时的通信序列的图。
57.图8、图9中，依据上述通信序列，按与主机相比no.较大的单机从小到大的顺序进行台数控制的通信，与主机相比no.较小的单机在与主机相比no.较大的单机的通信全部完成之后，按no.从小到大的单机顺序进行通信。即，因为主机(主机)是no.3号机，所以按
no.4、no.5、no.6、no.1、no.2号机的顺序进行通信。详情与图4、5是同样的，所以省略其说明，但如图8、图9所示，对于通信已成功的no.2、4、6按通信组每次进行通信，对于未连接的no.1、5分别在不同的时机周期性地进行是否已连接的连接确认的通信。即，no.1号机的情况下，按照以上式(1)，因为最大连接台数n＝6，是第t次全部台数通信周期中的第四台从机，所以用第(6
‑
1)(t
‑
1)+4＝5(t
‑
1)+4次的通信组进行连接确认的通信。另外，no.5号机的情况下，因为是第二台从机，所以用第5(t
‑
1)+2次的通信组进行连接确认的通信。
58.另外，图10示出了no.1号机在第t次的全部台数通信周期中以第5(t
‑
1)+4次的通信组通信成功的情况。
59.接着说明通信异常的详情。图11是来自主机的通信没有被发送至从机的情况下的说明图。图11中，主机(master)是no.1，no.2是从机，no.3是单独设定的气体压缩机。图11中，在(a)中，通过台数控制通信，主机no.1与从机no.2正常地进行了通信的情况下，在之后的通信(b)中，通信没有从主机被发送至从机的情况下，因为不能接收响应，所以主机等待超时等待时间，判断为第一次通信异常。另外，在之后的通信(c)、(d)中，同样地，通信没有从主机被发送至从机，主机等待超时等待时间，在判断为连续3次通信异常的情况下，判断为通信异常确定。另外，从机no.2也连续3次未接收通信，判断为通信异常确定。另外，对于并非多台控制而是单独设定的no.3，不判断为通信异常。
60.图12是从机的通信没有被发送至主机的情况下的说明图。图12中，主机(master)是no.1，no.2是从机，在(a)中，通过台数控制通信，主机no.1与从机no.2正常地进行了通信的情况下，在之后的通信(b)中，通信没有从从机被发送至主机的情况下，因为不能接收响应，所以主机等待超时等待时间，判断为第一次通信异常。另外，在之后的通信(c)、(d)中，同样地，通信没有从从机被发送至主机，主机等待超时等待时间，在判断为连续3次通信异常的情况下，判断为通信异常确定。另外，从机no.2通过连接确认通来确定通信异常。
61.图13是来自主机或从机的通信报文损坏的情况下的说明图。图13中，主机(master)是no.1、no.2是从机，在(a)中，通过台数控制通信，主机no.1与从机no.2正常地进行了通信的情况下，在之后的通信(b)中，通信报文损坏的情况下，主机视为发生错误，判断为第一次通信异常。另外，在之后的通信(c)、(d)中，通信报文同样地损坏的情况下，主机判断为连续3次通信异常，判断为通信异常确定。另外，从机no.2通过连接确认通信来确定通信异常。
62.另外，上述图11至图13的情况下，对于通信异常的单机以后也视为未连接机器，在连接确认的通信周期中进行连接确认，如果消除了通信异常则使其自动恢复。另外，也可以使显示部显示通信异常的从机编号或能够确定其的编号。
63.如以上所述，根据本实施例，能够不使用从外部控制气体压缩机的外部控制盘，将多台气体压缩机之间连接，仅通过新追加的气体压缩机的通信连接和设定而编入多台运转控制中，实现价廉且简易的气体压缩机的台数控制。
64.以上对于实施例进行了说明，但本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具有说明的全部结构。
65.附图标记说明
66.1：气体压缩机，2：吸入过滤器，3：吸入节流阀，4：压缩机主体，5：电动机，6：调压止
回阀，7：压力传感器，8：控制装置，9：开闭装置，10：排出口，11：控制部，12：存储器，13：存储装置，14：输入输出i/f，15：通信i/f，80：主机m，81～83：1～3号从机s1～s3，90：集中配管，91：接受储罐，92：设备，93：通信连接。