BE1017230A3

BE1017230A3 - Werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie en controller en persluchtinstallatie voor het toepassen van zulke werkwijze.

Info

Publication number: BE1017230A3
Application number: BE2006/0393A
Authority: BE
Inventors: Tine Maria Antoinette Lefebvre; Johan Georg Urban Pettersson
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2008-05-06
Also published as: WO2008009072A1; JP5344700B2; BRPI0714368A2; KR20090029792A; EP2041435B1; BRPI0714368B1; ES2705167T3; US20090320929A1; EP2041435A1; RU2422677C2; US9828985B2; RU2009105495A; KR101149174B1; JP2009543964A

Abstract

Werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie die bestaat uit meerdere persluchtnetten (2 en 3) die minstens één gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel vertonen, daardoor gekenmerkt dat, op basis van meetgegevens van minstens één van de voornoemde persluchtnetten (2 en 3), minstens het voornoemde gemeenschappelijk onderdeel (11) wordt aangestuurd door minstens één controller (20).

Description

Werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie en controller en persluchtinstallatie voor het toepassen van zulke werkwijze.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie.

Meer speciaal heeft de huidige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie die bestaat uit meerdere persluchtnetten die minstens één gemeenschappelijk en aanstuurbaar onderdeel vertonen.

Met persluchtinstallatie wordt hier elke installatie bedoeld die gebruik maakt van een samengeperst gas dat niet noodzakelijk beperkt is tot perslucht.

Tot op heden is het enkel bekend om gemeenschappelijke afsluiters van zulke persluchtnetten handmatig te openen of te sluiten, op basis van het al dan niet aangesloten zijn van één of meer persluchtgebruikers op de voornoemde persluchtnetten.

Een nadeel van zulke bekende werkwijze is dat zij duur is doordat er continu personeel dient te worden voorzien voor het openen en sluiten van zulke kleppen.

Nog een nadeel van zulke bekende werkwijze is dat de onderdelen van zulke persluchtnetten veel energie verbruiken en relatief snel verslijten en dat de geleverde perslucht relatief grote schommelingen vertoont in druk, debiet, temperatuur en/of dauwpunt.

De huidige uitvinding heeft als doel een antwoord te bieden aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie die bestaat uit meerdere persluchtnetten die minstens één gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel vertonen, waarbij, op basis van meetgegevens van minstens één van de voornoemde persluchtnetten, minstens het voornoemde gemeenschappelijk onderdeel wordt aangestuurd door minstens één controller.

Een voordeel van zulke werkwijze volgens de uitvinding is dat, door het invoeren van een continue regeling van het voornoemde gemeenschappelijke en aanstuurbare onderdeel, het energieverbruik kan worden beperkt en schommelingen in druk, debiet en/of dauwpunt van de geleverde perslucht wordt tegengegaan.

Hierdoor wordt de persluchtinstallatie meer flexibel, goedkoper bij aankoop en goedkoper tijdens bedrijf.

Nog een voordeel van zulke werkwijze volgens de uitvinding is dat personeelskosten kunnen worden uitgespaard, terwijl een nauwkeurige, continue sturing mogelijk wordt gemaakt.

Doordat de sturing gebeurt op basis van meetgegevens van minstens één van de voornoemde persluchtnetten, kan zeer vlug en nauwkeurig worden ingespeeld op de behoeften van de persluchtgebruikers en kunnen tal van fysische toestandsparameters van de geleverde perslucht worden gecontroleerd.

De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een controller die is voorzien van een aansluiting voor minstens één gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel dat deel uitmaakt van meerdere persluchtnetten, waarbij deze controller is voorzien van een algoritme dat, op basis van meetgegevens van minstens één van de voornoemde persluchtnetten, minstens het voornoemde gemeenschappelijk onderdeel aanstuurt volgens de voornoemde werkwijze.

Tenslotte heeft de huidige uitvinding nog betrekking op een persluchtinstallatie voor het toepassen van zulke werkwijze, welke persluchtinstallatie bestaat uit meerdere persluchtnetten die minstens één gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel vertonen, waarbij minstens het voornoemde gemeenschappelijke aanstuurbare onderdeel is verbonden met minstens één controller voor het aansturen van dit onderdeel.

Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, is hierna een voorkeurdragende werkwijze volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekening, waarin een persluchtinstallatie 1 is weergegeven die wordt aangestuurd met een werkwijze volgens de uitvinding.

In dit geval bestaat de voornoemde persluchtinstallatie uit twee persluchtnetten 2 en 3.

Het voornoemde eerste persluchtnet 2 omvat in dit geval een eerste compressor 4 en een daarmee parallel geschakelde tweede compressor 5 die met hun respectievelijke uitlaatgangen via een leiding 6 verbonden zijn met een eerste drukvat 7 waarop een druksensor 8 is aangesloten.

Het voornoemde eerste drukvat 7 is met zijn uitlaat verbonden met een eerste en een tweede persluchtgebruiker 9, respectievelijk 10, die dezelfde drukvereisten vertonen.

Tenslotte omvat het eerste persluchtnet 2 nog een derde compressor 11 waarvan de uitgangen via een aanstuurbaar ventiel 12 is aangesloten op de voornoemde leiding 6 tussen de compressoren 4 en 5, enerzijds, en het eerste drukvat 7, anderzijds.

Het voornoemde tweede persluchtnet 3 omvat een vierde compressor 13 en een parallel daarmee geschakelde vijfde compressor 14, waarbij de respectievelijke uitgangen van deze compressoren 13 en 14, via een gezamenlijke persleiding 15, verbonden zijn met een tweede drukvat 16 waarop een druksensor 17 is aangebracht en waarop, op de uitlaat, een derde persluchtgebruiker 18 is aangesloten die, in dit geval, doch niet noodzakelijk, andere drukvereisten vertoont dan de voornoemde eerste en tweede persluchtgebruikers 9 en 10.

Tot slot omvat het tweede persluchtnet 3 tevens de voornoemde derde compressor 11 waarvan de uitlaatzijde via een gestuurd ventiel 19 aansluit op de voornoemde persleiding 15 tussen de voornoemde compressoren 13 en 14, enerzijds, en het tweede drukvat 16, anderzijds.

In dit geval is elk van de voornoemde compressoren 4, 5, 11, 13 en 14 aanstuurbaar uitgevoerd, bijvoorbeeld doordat zij op bekende wijze worden aangedreven door een niet in de figuur weergegeven motor met regelbaar toerental die is aangesloten op een controller 20.

Ook de voornoemde ventielen 12 en 19 zijn in dit geval aanstuurbaar uitgevoerd, bijvoorbeeld doordat zij worden aangestuurd door middel van een niet in de figuur weergegeven Servomotor die eveneens verbonden is met de voornoemde controller 20.

Ook de voornoemde druksensoren 8 en 17 zijn in dit geval verbonden met de voornoemde controller 20.

De werkwijze voor het aansturen van de persluchtinstallatie 1 is daardoor gekenmerkt dat de voornoemde controller 20 op basis van meetgegevens afkomstig van minstens één van de persluchtnetten 2 en 3, en in dit geval op basis van de meetgegevens afkomstig van de druksensoren 8 en 17, minstens de gemeenschappelijke compressor 11 aanstuurt en bij voorkeur, doch niet noodzakelijk, ook de aanstuurbare ventielen 12 en 19.

In dit geval worden ook de overige compressoren 4, 5, 13 en 14 aangestuurd door deze controller 20, doch, dit is volgens de uitvinding geen vereiste.

Een werkwijze volgens de uitvinding voor het sturen van een persluchtinstallatie is bij voorkeur gecentraliseerd, wat betekent dat minstens één controller de werkingstoestand van al de aangestuurde onderdelen van de persluchtinstallatie 1 bepaalt.

Het is echter duidelijk dat met een werkwijze volgens de uitvinding ook een verdeelde sturing kan worden toegepast, waarbij meerdere controllers worden toegepast die geen van alle de werkingstoestand van al de aanstuurbare onderdelen bepalen.

Een werkwijze volgens de uitvinding kan tevens sequentieel worden uitgevoerd, waarbij verschillende van de aanstuurbare onderdelen van de persluchtinstallatie 1 in een vooraf bepaalde sequentie worden geplaatst.

Bij zulke sequentiële werkwijze wordt, telkens wanneer niet aan de vereisten van een persluchtgebruiker 9, 10 en/of 18 kan worden beantwoord door de reeds geactiveerde onderdelen of wanneer de goede werking van de persluchtinstallatie 1 niet verder kan worden gegarandeerd, een volgend onderdeel uit de sequentie geactiveerd.

Omgekeerd kan, wanneer de werking van alle onderdelen niet meer vereist is voor het kunnen beantwoorden aan de vereisten van de voornoemde persluchtgebruiker 9, 10 en/of 18, het laatste onderdeel uit de voornoemde sequentie worden uitgeschakeld.

Volgens de uitvinding is het mogelijk dat onderdelen van een verschillend type, zoals persluchtbronnen, persluchtgebruikers, behandelingsapparaten voor perslucht en persluchtventielen, per type van onderdeel in een afzonderlijke sequentie kunnen worden opgenomen, evenals dat deze verschillende types door elkaar in sequenties kunnen zijn opgenomen.

De verschillende sequenties kunnen volgens de uitvinding worden ingesteld door een operator en/of kunnen worden gedefinieerd op basis van identificeerbare variabelen, zoals bijvoorbeeld op basis van één of meer van de volgende niet beperkende variabelen: tijd, datum, druk, debiet, dauwpunt, luchtkwaliteit en/of temperatuur.

Volgens een bijzonder kenmerk van een werkwijze volgens de uitvinding kan het sturen van de verscheidene aanstuurbare onderdelen van de persluchtinstallatie 1 zodanig gebeuren dat zij elk een bepaalde tijdspanne in werking zijn, teneinde de slijtage van deze verschillende onderdelen te spreiden en aldus de levensduur van de persluchtinstallatie 1 te rekken.

De voornoemde tijdsinstellingen kunnen door een operator worden ingegeven en/of kunnen gebaseerd zijn op identificeerbare variabelen, zoals bijvoorbeeld op basis van één of meer van de volgende niet beperkende variabelen: tijd, datum, druk, debiet, dauwpunt, luchtkwaliteit en/of temperatuur.

In een werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur een algoritme opgenomen dat ervoor zorgt dat het onderhoud van verschillende onderdelen van de persluchtinstallatie 1 gelijktijdig kan worden uitgevoerd.

De aansturing van de verschillende onderdelen van de persluchtinstallatie 1 kan worden gebaseerd op verschillende parameters die invloed hebben op de onderhoudsvereisten, zoals onder andere het aantal werkuren en de werkomstandigheden.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding wordt bij de werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie 1 een energiebesparingsalgoritme toegepast, waarbij een geoptimaliseerd energieverbruik van minstens een gedeelte van de persluchtinstallatie 1 wordt verwezenlijkt door het werkingspunt van één of meer van de onderdelen ervan zodanig in te stellen dat het energieverbruik zo laag mogelijk is, terwijl toch een goede werking van de persluchtinstallatie 1 gegarandeerd blijft.

Optioneel kan een werkwijze volgens de uitvinding zodanig worden gerealiseerd dat de sturing van de onderdelen van de persluchtinstallatie 1 zodanig gebeurt dat de exploitatiekosten, zoals bijvoorbeeld kosten van het verbruik, het onderhoud, herstellingen, vervangingen en dergelijke van onderdelen van de persluchtinstallatie 1 en/of van de persluchtinstallatie 1 in haar geheel, steeds minimaal worden gehouden.

Tenslotte kan voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding nog een regelalgoritme worden gebruikt waarin de sturing van de persluchtinstallatie 1 zodanig wordt verwezenlijkt dat één of meer parameters, met als niet beperkend voorbeeld: temperatuur, druk, dauwpunt, volume, luchtkwaliteit en debietwaarden, naar een bepaalde richtwaarde wordt gestuurd of doordat één of meer van deze parameters binnen een bepaald bereik worden gehouden door het aansturen van de geschikte onderdelen door middel van de voornoemde controller 20.

In het weergegeven voorbeeld wordt het gemeenschappelijk onderdeel van beide persluchtnetten 2 en 3 gevormd door de compressor 11, doch, het is duidelijk dat de uitvinding niet als dusdanig beperkt is en dat het voornoemde gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel kan worden gevormd door minstens één van de volgende onderdelen of een combinatie daarvan: een persluchtgebruiker, een persluchtbron, een behandelingsapparaat voor perslucht of een persluchtventiel.

Met de term persluchtgebruiker worden hier alle mogelijke gebruikers van perslucht bedoeld, zoals bijvoorbeeld pneumatische werktuigen.

Met de term persluchtbron worden alle bronnen van samengedrukt gas bedoeld, zoals bijvoorbeeld schroefcompressoren, zuigercompressoren, ventilatoren en dergelijke die niet beperkt zijn tot het leveren van samengeperste lucht, doch die tevens voor elk ander samengeperst gas kunnen worden toegepast.

Met een behandelingsapparaat voor perslucht wordt hier alle apparatuur bedoeld die tot doel heeft om de kwaliteit of de fysische parameters van de perslucht te wijzigen, zoals bijvoorbeeld drogers, warmtewisselaars, filters, vocht- en olieafschelders en dergelijke.

Met persluchtventielen worden alle mogelijke uitvoeringsvormen van aanstuurbare ventielen, kleppen, afsluiters, mengkranen, smoringsventielen en dergelijke bedoeld.

In het weergegeven voorbeeld zijn de voornoemde compressoren 4, 5, 11, 13 en 14, de ventielen 12 en 19 en de druksensoren 8 en 17 verbonden met de voornoemde controller 20 door middel van fysische leidingen. Het is duidelijk dat zulke verbinding ook draadloos kan worden verwezenlijkt en dat zij niet noodzakelijk rechtstreeks dient te worden gerealiseerd, doch, dat zij ook onrechtstreeks kan worden uitgevoerd, bijvoorbeeld via aparte communicatiestations.

Volgens de uitvinding kan de communicatie tussen de respectievelijke onderdelen van de persluchtnetten 2 en 3 en de controller 20 ook over een communicatienetwerk verlopen.

Het is duidelijk dat de voornoemde controller 20 kan worden uitgevoerd in de vorm van een afzonderlijke eenheid, evenals in de vorm van een inbouwelement dat, al dan niet, één of meer van de volgende elementen omvat: een rekeneenheid, een geheugen, een beeldscherm, randapparatuur en/of sensoren voor de input van gegevens en/of een communicatiedeel voor het zenden en ontvangen van signalen.

Het spreekt tevens voor zich dat de werkwijze volgens de uitvinding niet beperkt is tot het gebruik van slechts één controller 20, doch dat ook meerdere controllers kunnen worden aangewend voor het aansturen van de, al dan niet gemeenschappelijke, aanstuurbare onderdelen van de persluchtinstallatie 1.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven werkwijze, doch, een werkwijze volgens de uitvinding voor het sturen van een persluchtinstallatie en een controller en persluchtinstallatie voor het toepassen van zulke werkwijze kunnen volgens velerlei varianten worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

1. Werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie die bestaat uit meerdere persluchtnetten (2 en 3) die minstens één gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel vertonen, daardoor gekenmerkt dat, op basis van meetgegevens van minstens één van de voornoemde persluchtnetten (2 en 3) , minstens het voornoemde gemeenschappelijk onderdeel (11) wordt aangestuurd door minstens één controller (20).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde gemeenschappelijk onderdeel minstens wordt gevormd door één van de volgende onderdelen: een persluchtgebruiker, een persluchtbron (11), een behandelingsapparaat voor perslucht of een persluchtventiel.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde persluchtnetten (2 en 3) zijn voorzien van meerdere gemeenschappenj ke onderdelen die door minstens één controller (20) worden aangestuurd.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij gecentraliseerd is, met andere woorden dat minstens één controller de werkingstoestand van al de aangestuurde onderdelen van de persluchtinstallatie (1) bepaalt.

5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 3, daardoor gekenmerkt dat zij verdeeld is, met andere woorden dat meerdere controllers worden toegepast die geen van alle de werkingstoestand van al de aanstuurbare onderdelen van de persluchtinstallatie (1) bepalen.

6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij sequentieel is uitgevoerd, met andere woorden dat verschillende van de voornoemde aanstuurbare onderdelen van de persluchtinstallatie (1) in een vooraf bepaalde sequentie worden geplaatst en op basis van het persluchtverbruik van de persluchtnetten (2 en 3) worden aan- of uitgeschakeld volgens deze sequentie.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat onderdelen van een verschillend type, in een afzonderlijke sequentie zijn opgenomen.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat onderdelen van een verschillend type door elkaar in sequenties zijn opgenomen.

9. Werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de verschillende sequenties worden ingesteld door een operator en/of worden gedefinieerd op basis van identificeerbare variabelen, zoals bijvoorbeeld op basis van één of meer van de volgende niet beperkende variabelen: tijd, datum, druk, debiet, dauwpunt, luchtkwaliteit en/of temperatuur.

10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het sturen van de verscheidene aanstuurbare onderdelen van de persluchtinstallatie (1) zodanig gebeurt dat zij elk een bepaalde tijdspanne in werking zijn, teneinde de slijtage van deze verschillende onderdelen te spreiden.

11. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusie, daardoor gekenmerkt dat de onderdelen van de persluchtinstallatie (1) zodanig worden aangestuurd, op basis van omgevingsparameters, dat het onderhoud van deze onderdelen gelijktijdig kan worden uitgevoerd.

12. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij gebruik maakt van een energiebesparingsalgoritme, waarbij een geoptimaliseerd energieverbruik van minstens een gedeelte van de persluchtinstallatie (1) wordt verwezenlijkt door het werkingspunt van één of meer van de onderdelen ervan zodanig in te stellen dat het energieverbruik zo laag mogelijk is.

13. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een algoritme dat ervoor zorgt dat de exploitatiekosten, zoals bijvoorbeeld kosten van het verbruik, het onderhoud, herstellingen, vervangingen en dergelijke van onderdelen van de persluchtinstallatie (1) en/of van de persluchtinstallatie (1) in haar geheel, steeds minimaal worden gehouden.

14. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij een regelalgoritme toepast waarin de sturing van de persluchtinstallatie (1) zodanig wordt verwezenlijkt dat één of meer parameters naar een bepaalde richtwaarde worden gestuurd of dat één of meer van deze parameters binnen een bepaald bereik worden gehouden door het aansturen van de geschikte onderdelen van de persluchtinstallatie (1) door middel van de voornoemde controller (20) .

15. Controller die is voorzien van een aansluiting voor minstens één gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel dat deel uitmaakt van meerdere persluchtnetten (2 en 3) , daardoor gekenmerkt dat deze controller (20) is voorzien van een algoritme dat, op basis van meetgegevens van minstens één van de voornoemde persluchtnetten (2 en 3) , minstens het voornoemde gemeenschappelijk onderdeel (11) aanstuurt volgens een werkwijze van één van de voorgaande conclusies.

16. Persluchtinstallatie die bestaat uit meerdere persluchtnetten (2 en 3) die minstens één gemeenschappelijk aanstuurbaar onderdeel vertonen, daardoor gekenmerkt dat minstens het voornoemde gemeenschappelijke aanstuurbare onderdeel is verbonden met minstens één controller (20) voor het aansturen van dit onderdeel volgens een werkwijze van één van de conclusies 1 tot 14.