(57)【要約】【課題】工場等の生産設備での生産品目に応じて、圧縮空気の供給配管における圧力管理を最適化する。【解決手段】この圧縮空気の供給圧力管理方法は、圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を初期供給圧力から段階的に下げつつ供給し（ステップＳ３〜５）、生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、供給される圧縮空気の設定圧力を、管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する（ステップＳ６）。【選択図】図２
2014234744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮するコンプレッサを運転して負荷となる生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力を管理する方法であって、
当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定工程と、
前記初期供給圧力設定工程で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給工程と、
前記初期圧縮空気供給工程で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給工程と、
前記圧縮空気減圧供給工程にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給工程とを含むことを特徴とする圧縮空気の供給圧力管理方法。
【請求項２】
空気を圧縮するコンプレッサを運転して負荷となる生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力管理システムであって、
当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定手段と、
前記初期供給圧力設定手段で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給手段と、
前記初期圧縮空気供給手段で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給手段と、
前記圧縮空気減圧供給手段にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給手段とを有することを特徴とする圧縮空気の供給圧力管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場等の生産設備にコンプレッサを運転し供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力を管理する方法および圧縮空気の供給圧力管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気を圧縮するコンプレッサから、負荷となる工場等の生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する運用においては、生産設備側での設定圧力が一定になるようにコンプレッサの吸込み弁開度を制御していた。しかし、生産品目として、種々の製品が生産される生産設備にあっては、製品毎に所要の圧縮空気量が異なる場合があるため、設定圧力を一定になるように制御する運用では、生産品目によっては必要以上の圧力にて圧縮空気を送気している場合があった。
【０００３】
ここで、例えば特許文献１には、工場等の生産設備にコンプレッサを運転し供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力を管理する技術として、圧力センサの測定圧力値に基づいて、圧縮空気用コンプレッサのロードとアンロードを切替える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７６６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同文献記載の技術は、圧力センサの測定圧力値に基づいて、圧縮空気用コンプレッサのロードとアンロードを切替えるので、生産品目として、種々の製品が生産される生産設備において、生産品目に応じて圧力設定を適切な状態に変更することができない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、工場等の生産設備での生産品目に応じて、圧縮空気の供給配管における圧力管理を最適化できる、圧縮空気の供給圧力管理方法、および圧縮空気の供給圧力管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る圧縮空気の供給圧力管理方法は、空気を圧縮するコンプレッサを運転して負荷となる工場等の生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力を管理する方法であって、当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定工程と、前記初期供給圧力設定工程で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給工程と、前記初期圧縮空気供給工程で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給工程と、前記圧縮空気減圧供給工程にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る圧縮空気の供給圧力管理システムは、空気を圧縮するコンプレッサを運転して負荷となる工場等の生産設備に供給配管を介して圧縮空気を供給する圧縮空気の供給圧力管理システムであって、当該生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定する初期供給圧力設定手段と、前記初期供給圧力設定手段で設定された初期供給圧力にて圧縮空気の供給を開始する初期圧縮空気供給手段と、前記初期圧縮空気供給手段で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を前記初期供給圧力から段階的に下げつつ供給する圧縮空気減圧供給手段と、前記圧縮空気減圧供給手段にて圧縮空気の設定圧力が減圧されたときに、前記生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、前記管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給する圧縮空気昇圧供給手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、生産設備での生産品目に応じて前記供給配管に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定し、初期供給圧力で圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を初期供給圧力から段階的に下げつつ供給し、生産設備において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い設定圧力に戻して供給するので、工場等の生産設備での生産品目に応じて、圧縮空気の供給配管における圧力管理を最適化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る供給圧力管理システムの一実施形態を説明するブロック図である。
【図２】図１の供給圧力管理システムで実行される圧力制御処理のフローチャートである。
【図３】図２の圧力制御処理に基づき、生産設備での製品毎に管理され、供給される圧縮空気の設定圧力の遷移の例を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、本実施形態の圧縮空気の供給圧力管理システムは、図１に示すように、空気を圧縮するコンプレッサ５を運転し、工場１に供給配管３を介して圧縮空気を供給するものである。
詳しくは、同図に示すように、負荷となる生産設備である工場１には、圧縮空気の供給配管３が接続されている。供給配管３には、吸込み弁４、コンプレッサ５、放風弁６、吐出弁７、流量計８、および圧力計９が、空気の吸込み側から工場１側に向かってこの順に装備され、工場１内の設備のアクチュエータや計器、パージ用のエア、およびその他圧縮空気の供給が必要な種々の設備に圧縮空気を供給可能になっている。なお、工場１稼働時は、例えば、放風弁６は常時閉、吐出弁７は常時開である。
【００１１】
また、本実施形態の圧縮空気の供給圧力管理システムは、プロセス制御コンピュータ（ＰＣ）２、および圧力制御装置（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ：ＤＣＳ）１０を備えて構成されている。プロセス制御コンピュータ２は、上記工場１を含む各制御装置とデータ通信可能なネットワークで相互に接続されており、生産情報の採集、分析、計算等を随時に行って、上位計算機として工場１全体の稼動プロセスを制御する。この例では、工場１との間が信号線２４を介して必要なデータを授受可能に接続されるとともに、圧力制御装置１０が、信号線２１を介して必要なデータを授受可能に接続されている。さらに、圧力制御装置１０は、上記圧力計９からの計測データを、信号線２２を介して受信可能とされるとともに、工場１との間が信号線２３を介して接続され、工場１において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が取得されるようになっている。
【００１２】
ここで、この圧力制御装置１０は、プロセス制御コンピュータ２の監視下で、信号線２０〜２４を介して必要な信号の授受を行って、工場１に対して供給する圧縮空気供給圧力を制御する。この例では、圧力制御装置１０は、圧力計９からの計測データを受信し、所定の圧力制御処理（後述）に基づいて、吸込み弁４の開度およびコンプレッサ５の駆動を制御し、供給配管３から供給する圧縮空気の供給圧力を所定圧力となるように制御する。
【００１３】
以下、上記圧力制御装置１０で実行される圧力制御処理について説明する。
圧力制御装置１０で圧力制御処理が実行されると、図２に示すように、まず、ステップＳ１に移行して、プロセス制御コンピュータ２から、工場１で現在生産している製品情報（つまり、生産品目）を取得する。続くステップＳ２では、取得した製品情報に応じ、当該製品情報に対応して予め設定されている圧縮空気の初期供給圧力を設定する。そして、フィードバック制御により、上記圧力計９からの計測データを常時監視しつつ、圧力計９の計測データが当該初期供給圧力となるように供給配管３に圧縮空気の供給制御を開始する。圧縮空気の供給制御は、信号線２０を介して吸込み弁４の開度を制御することにより行う。
【００１４】
続くステップＳ３では、所定時間が経過したか否かを監視し、所定時間が経過したならば（Ｙｅｓ）ステップＳ４に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ３で待機する。ステップＳ４では、吸込み弁４の開度を絞ることにより、現在の設定圧力を所定だけ下げて新たな設定圧力とし、フィードバック制御により、当該新たな設定圧力となるように供給配管３に圧縮空気の供給を継続してステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、工場１側からの上記管理限界警報の有無を監視し、管理限界警報が出力されたならば（Ｙｅｓ）ステップＳ６に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ３に処理を戻す。一方、ステップＳ６では、吸込み弁４の開度を開くことにより、所定だけ設定圧力を上げてステップＳ５に処理を戻す。ここで、「管理限界警報」とは、工場１内の設備のアクチュエータや制御機器、パージ用の圧縮空気、およびその他圧縮空気の供給が必要な種々の設備において、必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じて設定されたアラーム等の信号を用いる。
【００１５】
なお、本実施形態の圧縮空気の供給圧力管理システムの例では、上記「課題を解決するための手段」に記載の「初期供給圧力設定手段（工程）」は、当該ステップＳ１〜Ｓ２が対応し、また、「圧縮空気減圧供給手段（工程）」は、当該ステップＳ３、Ｓ４〜Ｓ５（Ｎｏ）が対応し、「圧縮空気昇圧供給手段（工程）」は、当該ステップＳ５（Ｙｅｓ）〜Ｓ６が対応している。
【００１６】
次に、上述の供給圧力管理システムの動作（つまり、本発明に係る圧縮空気の供給圧力管理方法でもある）並びにその作用効果について説明する。ところで、上記工場１においては、種々の製品（例えば製品Ａ〜Ｃ）が生産されるところ、各製品によって消費される圧縮空気の量が異なる場合がある。そこで、本実施形態では、図３を参照して、消費される圧縮空気の量が異なる二つの製品Ａ、Ｂの例について説明する。
【００１７】
今、工場１において製品Ａが生産される場合、信号線２４を介して工場１での現在の生産品目が製品Ａであるとの製品情報がプロセス制御コンピュータ２に送られる。同時に、圧力制御装置１０は、信号線２１を介して現在の生産品目が製品Ａであるとの製品情報を取得する（ステップＳ１）。圧力制御装置１０は、取得した製品情報が製品Ａであることから、製品Ａに対応した初期供給圧力を設定する（ステップＳ２）。図３に示す例では、製品Ａに対応した初期供給圧力ＰＡ１が４．５０（ｋｇｆ／ｃｍ２）とされている例である。そして、圧力制御装置１０は、信号線２２を介して圧力計９からの計測データを監視しつつ、信号線２０を介して吸込み弁４の開度を制御し、供給配管３から供給する圧縮空気の供給圧力が初期供給圧力ＰＡ１となるように圧力制御を行う（ステップＳ２）。
【００１８】
供給圧力が初期供給圧力ＰＡ１に設定された後に、圧力制御装置１０は、タイマー機能により所定時間が経過したか否かを監視し、所定時間が経過する毎に、所定だけ設定圧力を下げた新たな設定圧力とする。図３に示す例では、製品Ａに対応した所定の下げ幅が０．０５（ｋｇｆ／ｃｍ２）とされている例である。そして、この新たな設定圧力にて、信号線２２を介して圧力計９からの計測データを監視しつつ、信号線２０を介して吸込み弁４の開度を制御し、供給配管３から供給する圧縮空気の供給圧力が当該新たな設定圧力となるように圧力制御を行う（ステップＳ３、Ｓ４〜Ｓ５（Ｎｏ））。これにより、図３に示す例では、製品Ａの初期供給圧力ＰＡ１から、ＰＡ２→ＰＡ３→ＰＡ４と、段階的に徐々に設定圧力が下げられていく。
【００１９】
一方、圧力制御装置１０は、所定だけ設定圧力を下げていく処理と実質的に並行して、上記管理限界警報の有無を監視する（ステップＳ５）。そして、管理限界警報が工場１側から出力されたならば、所定だけ設定圧力を上げる（ステップＳ６）。図３に示す例では、設定圧力ＰＡ４（４．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２））の段階で管理限界警報Ｋが出力されたため、この例では、現在の設定圧力ＰＡ４よりも所定だけ設定圧力が高い一段手前の設定圧力ＰＡ３に設定圧力を上げ（つまり、この例では所定の上げ幅が０．０５（ｋｇｆ／ｃｍ２））、この新たな設定圧力ＰＡ４にて、信号線２２を介して圧力計９からの計測データを監視しつつ、信号線２０を介して吸込み弁４の開度を制御し、供給配管３から供給する圧縮空気の供給圧力が当該新たな設定圧力となるように圧力制御を行う。
【００２０】
以降、上記の処理が繰り返され、図３に示す例では、設定圧力ＰＡ３とＰＡ４が交互に繰り返し設定される。同様にして、図３に示す他の例は、製品Ｂに対応した初期供給圧力ＰＢ１が４．４０（ｋｇｆ／ｃｍ２）、および所定の上げ下げの幅が０．０５（ｋｇｆ／ｃｍ２））とされている例である。なお、圧力制御処理の実行内容および同図に示す設定圧力ＰＢ１〜ＰＢ４の設定圧力の遷移の例は、上記製品Ａでの例と同様なので製品Ｂに対応した説明については省略する。
【００２１】
以上のように、本実施形態の供給圧力管理システムによれば、工場１での生産品目に応じて供給配管３に供給する圧縮空気の初期供給圧力を設定し、圧縮空気の供給が開始された後に、供給される圧縮空気を初期供給圧力から段階的に下げつつ供給し、工場１において必要とされる圧縮空気の管理限界圧力に応じた管理限界警報が出力されたときに、供給される圧縮空気の設定圧力を、管理限界警報が出力されたときの設定圧力よりも高い一段階手前の設定圧力に戻して供給するので、工場１の生産品目に応じて、圧縮空気の供給配管３における圧力管理を最適化することができる。よって、コンプレッサ５の吐出圧力を低減して省電力化することができる。
【００２２】
なお、本発明に係る圧縮空気の供給圧力管理方法、および、本発明に係る圧縮空気の供給圧力管理システムは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、圧力制御処理が圧力制御装置１０で実行される例で説明したが、これに限定されず、上記圧力制御処理を実行可能であれば、供給圧力管理システムを構成する種々の演算装置を用いることができる。
【００２３】
また、上記実施形態では、図３の例に基づき、製品に対応した設定圧力の所定の下げ幅ないし上げ幅が０．０５（ｋｇｆ／ｃｍ２）とされている例で説明したが、これに限定されず、設定圧力の所定の下げ幅ないし上げ幅は適宜の値に設定することができる。また、設定圧力の所定の下げ幅ないし上げ幅の大きさについても、一定幅としてもよいし、所定の演算式により徐々に増減してもよい。例えば、現在の設定圧力に対して所定の割合（例えばＸ％）を乗算し、その所定割合に下げ幅ないし上げ幅の大きさを設定することができる。また、上記実施形態では、設定圧力の所定の下げ幅と上げ幅が同じ値とされている例で説明したが、これに限らず、相互を異なる値に設定してもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１    工場（生産設備）
２    プロセス制御コンピュータ（ＰＣ）
３    供給配管
４    吸込み弁
５    コンプレッサ
６    放風弁
７    吐出弁
８    流量計
９    圧力計
１０    圧力制御装置（ＤＣＳ）
２０〜２４    信号線
Ｋ    管理限界警報
【図１】
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【図２】
2014234744.tif 000004
【図３】
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