本實用新型涉及柴油驅(qū)動螺桿式空氣壓縮機領(lǐng)域，具體涉及一種柴油驅(qū)動螺桿式空氣壓縮機控制屏。

背景技術(shù)：

在野外沒有市電供電的地方，需要用到移動式空氣壓縮機，在施工負(fù)荷比較大的諸如鑿巖、開礦、開路等場合，通常使用柴油驅(qū)動的移動式空氣壓縮機。

根據(jù)空氣壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,目前市場上的空氣壓縮機主要分為螺桿式空氣壓縮機、活塞式空氣壓縮機、離心式空氣壓縮機等。離心式空氣壓縮機主要應(yīng)用于用氣量非常大的場合，一般企業(yè)應(yīng)用很少?；钊娇諝鈮嚎s機設(shè)備投資低，以往很多企業(yè)都采用，但是產(chǎn)氣效率較差，正逐步被螺桿式空氣壓縮機所取代。

對于移動式螺桿式空氣壓縮機，當(dāng)空氣壓縮機啟動時，氣動控制系統(tǒng)使進(jìn)氣閥處于打開的狀態(tài)，這就意味著壓縮機啟動時的負(fù)荷比較大，而這就要求比較大的來自柴油發(fā)動機的動力輸入。而這時柴油發(fā)動機是從零速度慢慢上升至額定轉(zhuǎn)速，在柴油發(fā)動機還未到達(dá)額定轉(zhuǎn)速時，較大的扭矩很容易使得發(fā)動機熄火。這一缺陷在設(shè)備選配的柴油發(fā)動機沒有那么好的啟動性能、或者在低溫啟動性能更差勁的工況下會凸出體現(xiàn)，從而影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。而目前國內(nèi)的移動式螺桿式空氣壓縮機對于這個問題，一種是以在選配柴油發(fā)動機時預(yù)留更多的余量來解決，這種方式不僅增加了開發(fā)成本，也浪費了資源。對于發(fā)動機的啟動困難問題還有一種做法是把常開式進(jìn)氣閥更改成常閉式，但這需要氣動控制系統(tǒng)控制實現(xiàn)，這種更改會引起柴油發(fā)動機油耗升高，同樣不利于節(jié)約資源和提高產(chǎn)品品質(zhì)。

如上，現(xiàn)有技術(shù)中，是通過空氣壓縮機的氣動控制系統(tǒng)來驅(qū)動柴油發(fā)動機調(diào)速、以及驅(qū)動進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)開度，從而實現(xiàn)空氣壓縮機輸出氣壓和氣量的控制。具體來說，一路壓力氣體進(jìn)入柴油發(fā)動機的調(diào)速氣缸，通過調(diào)速氣缸控制柴油發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)速，而一路壓力氣體則進(jìn)入進(jìn)氣閥控制缸，通過進(jìn)氣閥控制缸對進(jìn)氣閥進(jìn)行開度控制。氣動控制系統(tǒng)控制存在調(diào)節(jié)速度慢、控制精度低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型提出了一種柴動螺桿式空壓機控制屏，該電控制系統(tǒng)采用電控制器與柴油發(fā)動機ECU通信來直接控制柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速，該電控制器還直接電氣控制進(jìn)氣閥的開度,電控制系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)速度快、控制精度高的優(yōu)點；

該電控制屏還能實現(xiàn)正常連續(xù)用氣、間斷用氣時氣壓調(diào)節(jié)及壓力穩(wěn)定，以及啟動時電動關(guān)閉進(jìn)氣閥，更加節(jié)能。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下的技術(shù)方案：

柴動螺桿式空壓機控制屏，包括螺桿式空氣壓縮機，所述螺桿式空氣壓縮機內(nèi)的螺桿由柴油發(fā)動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述柴油發(fā)動機內(nèi)設(shè)有啟動其內(nèi)部起動機的啟動電瓶，所述螺桿式空氣壓縮機的入口設(shè)有進(jìn)氣閥，所述螺桿式空氣壓縮機的出口連接氣罐，所述柴油發(fā)動機上設(shè)有電子控制單元ECU，所述進(jìn)氣閥由驅(qū)動電機驅(qū)動調(diào)節(jié)開度，該驅(qū)動電機由進(jìn)氣閥驅(qū)動板驅(qū)動；

所述氣罐上設(shè)有檢測氣罐內(nèi)氣體壓力的氣壓傳感器和檢測氣罐內(nèi)氣體溫度的氣溫傳感器，所述柴油發(fā)動機上設(shè)有檢測其油箱內(nèi)柴油油位的油位傳感器，所述柴動螺桿式空壓機控制屏還包括電控制器，所述電控制器與所述ECU、進(jìn)氣閥驅(qū)動板、氣壓傳感器、氣溫傳感器、油位傳感器分別電連接，所述電控制器由柴油發(fā)動機內(nèi)的所述啟動電瓶供電；

所述電控制器通過CAN總線與所述ECU通信連接，電控制器通過ECU讀取柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并發(fā)送柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制指令給ECU，以控制柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；所述電控制器通過總線與所述進(jìn)氣閥驅(qū)動板通信連接，電控制器發(fā)送信號給進(jìn)氣閥驅(qū)動板以控制所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動角度，從而控制所述進(jìn)氣閥的開度；所述電控制器具有液晶顯示屏，該液晶顯示屏由液晶屏驅(qū)動板驅(qū)動，所述電控制器和液晶屏驅(qū)動板通過總線通信連接，以驅(qū)動液晶顯示屏顯示柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速、氣壓傳感器采集的氣罐內(nèi)氣壓、氣溫傳感器采集的氣罐內(nèi)氣體溫度、油位傳感器采集的柴油發(fā)動機內(nèi)油箱油位；

所述控制屏可按鍵輸入或觸屏輸入氣壓設(shè)定值，正常連續(xù)用氣和間斷用氣時使氣罐內(nèi)氣壓穩(wěn)定在氣壓設(shè)定值，此時螺桿式空氣壓縮機的出氣和用氣設(shè)備的用氣達(dá)到平衡，供需平衡可以更加節(jié)能。

進(jìn)一步地，啟動時電控制器通過所述進(jìn)氣閥驅(qū)動板使進(jìn)氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，以減少螺桿式空氣壓縮機的啟動負(fù)荷。

進(jìn)一步地，當(dāng)氣罐內(nèi)氣壓超過氣壓設(shè)定值時，電控制器通過ECU優(yōu)先降低柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速，柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速可一直降低至怠速，若怠速時氣罐內(nèi)氣壓還高于氣壓設(shè)定值，則電控制器再通過進(jìn)氣閥驅(qū)動板降低進(jìn)氣閥開度，如此可以最大限度利用柴油發(fā)動機的輸出功率。

進(jìn)一步地，所述電控制器通過PID控制方式調(diào)節(jié)柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并發(fā)送柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制指令給ECU，并且，電控制器通過PID控制方式調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥的開度，并發(fā)送進(jìn)氣閥開度控制指令給進(jìn)氣閥驅(qū)動板。

進(jìn)一步地，所述電控制器包括單片機最小系統(tǒng)，所述單片機最小系統(tǒng)通過多路CAN總線與所述ECU通信連接，所述單片機最小系統(tǒng)通過485總線與所述進(jìn)氣閥驅(qū)動板通信連接，所述單片機最小系統(tǒng)通過232總線和所述液晶屏驅(qū)動板通信連接；所述單片機最小系統(tǒng)和CAN總線之間連接有CAN總線驅(qū)動電路，單片機最小系統(tǒng)和485總線之間連接有485總線驅(qū)動電路，單片機最小系統(tǒng)和232總線之間連接有232總線驅(qū)動電路；

所述氣壓傳感器、氣溫傳感器、油位傳感器輸出的電信號通過線性放大電路、限壓保護(hù)電路連接所述單片機最小系統(tǒng)的模擬信號輸入端口，所述線性放大電路用于放大氣壓傳感器、氣溫傳感器、油位傳感器輸出的電信號，所述限壓保護(hù)電路用于限制線性放大電路的輸出電壓以避免損害單片機最小系統(tǒng)，所述電控制器預(yù)留有與其他傳感器連接的接口；

數(shù)字量輸入端口、頻率信號輸入端口通過光耦隔離電路連接所述單片機最小系統(tǒng)，所述數(shù)字量輸入端口可用于柴油發(fā)動機的啟動按鈕、停機按鈕、加載按鈕、減載按鈕的信號輸入，所述頻率信號輸入端口可用于安裝在柴油發(fā)動機的輸出軸上的轉(zhuǎn)速傳感器的頻率信號輸入，在電控制器內(nèi)轉(zhuǎn)速傳感器輸入的頻率信號通過F/V轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換成電壓信號，以供電控制器識別；

所述單片機最小系統(tǒng)通過光耦隔離電路連接數(shù)字量輸出端口和PWM輸出端口，所述數(shù)字量輸出端口可用于連接柴油發(fā)動機的啟動繼電器的電磁線圈，所述PWM輸出端口可輸出占空比預(yù)設(shè)的PWM信號；

所述光耦隔離電路用于輸入側(cè)和輸出側(cè)之間的電隔離，以保護(hù)單片機最小系統(tǒng)不受高電平損害。

本實用新型的有益效果在于：

1、提出了一種柴動螺桿式空壓機控制屏，所述電控制器通過CAN總線與ECU通信連接，電控制器通過ECU讀取柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并發(fā)送柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制指令給ECU，以控制柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，所述電控制器通過485總線與所述進(jìn)氣閥驅(qū)動板通信連接，電控制器發(fā)送信號給進(jìn)氣閥驅(qū)動板以控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動角度，從而控制所述進(jìn)氣閥的開度；和現(xiàn)有技術(shù)中通過氣動控制系統(tǒng)來驅(qū)動柴油發(fā)動機調(diào)速以及驅(qū)動進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)開度相比，該電控制系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)速度快、控制精度高的優(yōu)點。

2、正常連續(xù)用氣和間斷用氣時使氣罐內(nèi)氣壓穩(wěn)定在氣壓設(shè)定值，此時螺桿式空氣壓縮機的出氣和用氣設(shè)備的用氣達(dá)到平衡，可以更加節(jié)能，穩(wěn)定的氣罐內(nèi)氣壓還可保護(hù)與氣罐連接的用氣設(shè)備不受損害；

當(dāng)氣罐內(nèi)氣壓超過氣壓設(shè)定值時，電控制器通過ECU優(yōu)先降低柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速，柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速可一直降低至怠速，若怠速時氣罐內(nèi)氣壓還高于氣壓設(shè)定值，則電控制器再通過進(jìn)氣閥驅(qū)動板降低進(jìn)氣閥開度，如此可以最大限度利用柴油發(fā)動機的輸出功率，更加節(jié)能。

3、啟動時電控制器通過進(jìn)氣閥驅(qū)動板使進(jìn)氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣可以減小螺桿式空氣壓縮機的啟動負(fù)荷，啟動時壓縮機無需要較大的柴油發(fā)動機動力輸入，容易啟動且更加節(jié)能；由于進(jìn)氣閥的關(guān)閉通過電控制系統(tǒng)而不是氣動控制系統(tǒng)實現(xiàn)，可以避免通過氣動控制系統(tǒng)關(guān)閉帶來的柴油發(fā)動機油耗升高，更加節(jié)能。

附圖說明

圖1為本實用新型柴動螺桿式空壓機控制屏實施例的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型柴動螺桿式空壓機控制屏實施例的電控制器的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實用新型柴動螺桿式空壓機控制屏實施例的工作流程圖。

圖4為圖3中的空壓機啟動子程序的流程圖。

圖5為圖3中的系統(tǒng)恒壓子程序的流程圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施方式，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的實施方式僅用于具體闡述本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。

參照圖1-圖5：柴動螺桿式空壓機控制屏，包括螺桿式空氣壓縮機1，所述螺桿式空氣壓縮機1內(nèi)的螺桿由柴油發(fā)動機2驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述柴油發(fā)動機2內(nèi)設(shè)有啟動其內(nèi)部起動機的啟動電瓶3，所述螺桿式空氣壓縮機1的入口設(shè)有進(jìn)氣閥4，所述螺桿式空氣壓縮機1的出口連接氣罐5，所述柴油發(fā)動機2上設(shè)有電子控制單元ECU 6，所述進(jìn)氣閥4由驅(qū)動電機驅(qū)動調(diào)節(jié)開度，該驅(qū)動電機由進(jìn)氣閥驅(qū)動板7驅(qū)動；

所述氣罐5上設(shè)有檢測氣罐5內(nèi)氣體壓力的氣壓傳感器8和檢測氣罐5內(nèi)氣體溫度的氣溫傳感器9，所述柴油發(fā)動機2上設(shè)有檢測其油箱內(nèi)柴油油位的油位傳感器10，所述柴動螺桿式空壓機控制屏還包括電控制器11，所述電控制器11與所述ECU 6、進(jìn)氣閥驅(qū)動板7、氣壓傳感器8、氣溫傳感器9、油位傳感器10分別電連接，所述電控制器11由柴油發(fā)動機2內(nèi)的所述啟動電瓶3供電；

所述電控制器11通過CAN總線與所述ECU 6通信連接，電控制器11通過ECU 6讀取柴油發(fā)動機2轉(zhuǎn)速，并發(fā)送柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制指令給ECU 6，以控制柴油發(fā)動機2的轉(zhuǎn)速；所述電控制器11通過485總線與所述進(jìn)氣閥驅(qū)動板7通信連接，電控制器11發(fā)送信號給進(jìn)氣閥驅(qū)動板7以控制所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動角度，從而控制所述進(jìn)氣閥4的開度；所述電控制器11具有液晶顯示屏，該液晶顯示屏由液晶屏驅(qū)動板12驅(qū)動，所述電控制器11和該液晶屏驅(qū)動板12通過232總線通信連接，以驅(qū)動液晶顯示屏顯示柴油發(fā)動機2轉(zhuǎn)速、氣壓傳感器8采集的氣罐5內(nèi)氣壓、氣溫傳感器9采集的氣罐5內(nèi)氣體溫度、油位傳感器10采集的柴油發(fā)動機2內(nèi)油箱油位；

所述電控制器11通過PID控制方式調(diào)節(jié)柴油發(fā)動機2的轉(zhuǎn)速，并發(fā)送柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制指令給ECU 6，并且，電控制器11通過PID控制方式調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥4開度，并發(fā)送進(jìn)氣閥開度控制指令給進(jìn)氣閥驅(qū)動板7。

啟動時電控制器11通過進(jìn)氣閥驅(qū)動板7使進(jìn)氣閥4處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣可以減小螺桿式空氣壓縮機1的啟動負(fù)荷，啟動時螺桿式空氣壓縮機1無需要較大的柴油發(fā)動機2動力輸入，更加節(jié)能，且無需選配余量大的螺桿式空氣壓縮機1，避免增加開發(fā)成本和浪費資源；由于進(jìn)氣閥4的關(guān)閉通過電控制系統(tǒng)而不是現(xiàn)有技術(shù)中的氣動控制系統(tǒng)實現(xiàn)，可以避免由氣動控制系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)氣閥4帶來的柴油發(fā)動機2油耗升高，更加節(jié)能。

所述控制屏可按鍵輸入或觸屏輸入氣壓設(shè)定值，正常連續(xù)用氣和間斷用氣時使氣罐5內(nèi)氣壓穩(wěn)定在氣壓設(shè)定值，此時螺桿式空氣壓縮機1的出氣和用氣設(shè)備的用氣（氣罐5連接在螺桿式空氣壓縮機1和用氣設(shè)備之間）達(dá)到平衡，供需平衡可以更加節(jié)能，穩(wěn)定的氣罐5內(nèi)氣壓還可保護(hù)與氣罐5連接的用氣設(shè)備不受損害。

當(dāng)氣罐5內(nèi)氣壓超過氣壓設(shè)定值時，電控制器11通過ECU 6優(yōu)先降低柴油發(fā)動機2轉(zhuǎn)速，柴油發(fā)動機2轉(zhuǎn)速可一直降低至怠速，若怠速時氣罐5內(nèi)氣壓還高于氣壓設(shè)定值，則電控制器11再通過進(jìn)氣閥驅(qū)動板7降低進(jìn)氣閥4開度，這樣可以最大限度利用柴油發(fā)動機2的輸出功率，更加節(jié)能。相對于比如同時降低柴油發(fā)動機2轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣閥4開度的方法，除最大限度利用柴油發(fā)動機2的輸出功率外，還可減少進(jìn)氣閥4開度控制時的耗電。

圖2所示為柴動螺桿式空壓機控制屏的電控制器的結(jié)構(gòu)圖，所述電控制器11包括單片機最小系統(tǒng)，所述單片機最小系統(tǒng)通過兩路CAN總線與所述ECU 6通信連接，一路CAN總線用于單片機最小系統(tǒng)發(fā)送信號給ECU，一路CAN總線用于ECU發(fā)送信號給單片機最小系統(tǒng)，所述單片機最小系統(tǒng)通過485總線與所述進(jìn)氣閥驅(qū)動板7通信連接，所述單片機最小系統(tǒng)通過232總線和所述液晶屏驅(qū)動板12通信連接；所述單片機最小系統(tǒng)和CAN總線之間連接有CAN總線驅(qū)動電路，單片機最小系統(tǒng)和485總線之間連接有485總線驅(qū)動電路，單片機最小系統(tǒng)和232總線之間連接有232總線驅(qū)動電路；

所述氣壓傳感器8、氣溫傳感器9、油位傳感器10輸出的電信號通過線性放大電路、限壓保護(hù)電路連接所述單片機最小系統(tǒng)的模擬信號輸入端口，所述線性放大電路用于放大氣壓傳感器8、氣溫傳感器9、油位傳感器10輸出的電信號，所述限壓保護(hù)電路用于限制線性放大電路的輸出電壓以避免損害單片機最小系統(tǒng)，所述電控制器11預(yù)留多路有與其他傳感器連接的接口；

數(shù)字量輸入端口、頻率信號輸入端口通過光耦隔離電路連接所述單片機最小系統(tǒng)，所述數(shù)字量輸入端口可用于柴油發(fā)動機2的啟動按鈕、停機按鈕、加載按鈕、減載按鈕的信號輸入，所述頻率信號輸入端口可用于安裝在柴油發(fā)動機2的輸出軸上的轉(zhuǎn)速傳感器的頻率信號（一般為周期性方波信號）輸入，在電控制器11內(nèi)轉(zhuǎn)速傳感器輸入的頻率信號通過F/V轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換成電壓信號，以供電控制器11識別；

所述單片機最小系統(tǒng)通過光耦隔離電路連接數(shù)字量輸出端口和PWM輸出端口，所述數(shù)字量輸出端口可用于連接柴油發(fā)動機2的啟動繼電器的電磁線圈，通過給電磁線圈上電來使啟動繼電器閉合，所述PWM輸出端口可輸出占空比預(yù)設(shè)的PWM信號；

所述光耦隔離電路用于輸入側(cè)和輸出側(cè)之間的電隔離，以保護(hù)單片機最小系統(tǒng)不受高電平損害。

上述單片機最小系統(tǒng)為STM32F105最小系統(tǒng)。

本實施例中，所述螺桿式空氣壓縮機1可以為單螺桿式空氣壓縮機，也可以為雙螺桿式空氣壓縮機。

圖3所示為本實用新型柴動螺桿式空壓機控制屏的流程圖。在輸出柴油發(fā)動機啟動信號和命令后，進(jìn)入空壓機啟動子程序，之后進(jìn)入恒壓子程序，如果檢測到關(guān)機信號，則輸出停機信號和命令，如果沒有檢測到關(guān)機信號，則一直運行恒壓子程序。恒壓子程序使氣罐5內(nèi)氣壓穩(wěn)定在氣壓設(shè)定值，氣壓設(shè)定值可通過電控制器11進(jìn)行按鍵輸入或觸屏輸入。

圖4為圖3中的空壓機啟動子程序的流程圖。首先關(guān)閉進(jìn)氣閥啟動，以減少啟動負(fù)荷，然后讓柴油發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)進(jìn)行暖機，之后輸出柴油發(fā)動機提高轉(zhuǎn)速命令，之后，讀取柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速并判斷柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否達(dá)到怠速，達(dá)到怠速則輸出進(jìn)氣閥全開指令，未達(dá)到怠速則繼續(xù)輸出柴油機提高轉(zhuǎn)速命令，使柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速達(dá)到怠速。

圖5為圖3中的系統(tǒng)恒壓子程序的流程圖。首先進(jìn)行柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速PID計算，之后，判斷計算結(jié)果是否低于設(shè)定怠速值，如果不低于設(shè)定怠速值則輸出柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制指令，通過下降柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速來使氣罐內(nèi)氣壓穩(wěn)定在氣壓設(shè)定值，如果低于設(shè)定怠速值則輸出進(jìn)氣閥開度控制指令，通過降低進(jìn)氣閥開度來降低氣罐內(nèi)氣壓，直至達(dá)到氣壓設(shè)定值。

上述的進(jìn)氣閥驅(qū)動板7是調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥開度的驅(qū)動電機的驅(qū)動電路板，液晶屏驅(qū)動板12是液晶顯示屏的驅(qū)動電路板。

氣壓傳感器、氣溫傳感器設(shè)于氣罐上，“上”包括位于氣罐內(nèi)部、或者氣罐實體上、或者與氣罐實體有連接關(guān)系的物件上等等，油位傳感器同理。

總之，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。