ES2552591T3 - Procedimiento de control para sistema multibomba implementado sin sensor y sistema multibomba - Google Patents

Procedimiento de control para sistema multibomba implementado sin sensor y sistema multibomba Download PDF

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Abstract

Procedimiento de control implementado en una unidad (UC) de tratamiento empleada en el control de un sistema multibomba, comprendiendo dicho sistema multibomba un conducto (IN) de entrada destinado a recibir un fluido, dos bombas (P1, P2) conectadas en paralelo a dicho conducto de entrada y un conducto de salida unido a las salidas de las dos bombas (P1, P2), estando al menos una de las dos bombas controlada por un variador (VSD) de velocidad, estando cada bomba (P1, P2) definida por una primera curva (HQcurva_n) característica de caudal-altura manométrica a la velocidad máxima y por una segunda curva (PQcurva_n) característica de caudal-potencia recibida, constando el procedimiento de control de las siguientes etapas: - determinación del caudal (QP1) de la bomba controlada por el variador (VSD) de velocidad a partir de la segunda curva (PQcurva_n) característica, de una velocidad (W1) estimada de dicha bomba y de una potencia suministrada a dicha bomba por el variador (VSD) de velocidad; - determinación de la altura (HMPS) manométrica de dicha bomba (P1) controlada por el variador de velocidad a partir del caudal (QP1) determinado y de la primera curva (HQcurva_1) característica de dicha bomba; - determinación del caudal (QPn) de cada bomba (Pn) del sistema multibomba a partir de la altura (HMPS) manométrica determinada, de la velocidad (Wn) de cada bomba y de la primera curva (HQcurva_n) característica; - determinación del caudal (Qtotal) total del sistema multibomba mediante la suma de los caudales (QPn) obtenidos para cada bomba.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de control para sistema multibomba implementado sin sensor y sistema multibomba Campo tecnico de la invencion
La presente invencion se refiere a un procedimiento de control para sistema multibomba. Antecedentes de la invencion
Un sistema multibomba consta al menos de dos bombas, siendo al menos una de estas dos bombas de velocidad variable controlada en velocidad mediante un variador de velocidad y la otra de velocidad fija o de velocidad variable. En el sistema multibomba, las dos bombas estan conectadas en paralelo a un mismo conducto de entrada y sus salidas se juntan en un conducto de salida comun.
Algunas soluciones de control de un sistema multibomba necesitan una medicion de caudal total en el conducto de salida. Para medir este caudal las soluciones actuales emplean un caudalfmetro o utilizan metodos poco satisfactorios. Es el caso en particular de las patentes JP 2004-124814 y JP 2006-307682. Existe, por lo tanto, en la actualidad la necesidad de poder estimar de manera simple, con una instalacion minima, el caudal total de un fluido que circula en el conducto de salida de un sistema multibomba.
El objetivo de la invencion es, por lo tanto, ofrecer un procedimiento de control implementado en una unidad de tratamiento, lo que permite poder determinar el caudal total de un fluido que circula a traves del conducto de salida, sin tener que emplear un caudalfmetro, siendo este procedimiento facil de implementar y requiriendo solo un mmimo de sensores.
Descripcion de la invencion
Este objetivo se alcanza mediante un procedimiento de control implementado en una unidad de tratamiento empleada en el control de un sistema multibomba, comprendiendo dicho sistema multibomba un conducto de entrada destinado a recibir un fluido, dos bombas conectadas en paralelo a dicho conducto de entrada y un conducto de salida unido a las salidas de las dos bombas, estando al menos una de las dos bombas controlada por un variador de velocidad, definiendose cada bomba por una primera curva caractenstica caudal-altura manometrica a la velocidad maxima y por una segunda curva caractenstica caudal-potencia recibida, constando el procedimiento de control de las siguientes etapas:
- determinacion del caudal de la bomba controlada por el variador de velocidad a partir de la segunda curva caractenstica, de una velocidad estimada de dicha bomba y de una potencia suministrada a dicha bomba por el variador de velocidad;
- determinacion de la altura manometrica de dicha bomba controlada por el variador de velocidad a partir del caudal determinado y de la primera curva caractenstica de dicha bomba;
- determinacion del caudal de cada bomba del sistema multibomba a partir de la altura manometrica determinada, de la velocidad de cada bomba y de la primera curva caractenstica;
- determinacion del caudal total del sistema multibomba mediante la adicion de los caudales obtenidos para cada bomba.
De acuerdo con una particularidad, la velocidad de la bomba controlada por el variador de velocidad se determina a partir de la referencia de velocidad inyectada en un circuito cerrado de regulacion o de una medicion de velocidad.
La invencion tambien se refiere a un variador de velocidad que consta de una unidad de tratamiento dispuesta para implementar el procedimiento de control tal como se ha definido con anterioridad.
Breve descripcion de las figuras
Se van a mostrar otras caractensticas y ventajas en la descripcion detallada que viene a continuacion hecha en relacion con los dibujos adjuntos que se enumeran a continuacion:
- la figura 1 representa un sistema multibomba, estando una de las bombas controlada por un variador de velocidad;
- la figura 2 ilustra, de manera esquematica, el principio de funcionamiento del procedimiento de control de la invencion.
Descripcion detallada de al menos una forma de realizacion
Con referencia a la figura 1, un sistema multibomba consta al menos de dos bombas Pi, P2 conectadas en paralelo. Cada bomba es, por ejemplo, de tipo centnfugo y esta destinada a aspirar un fluido por una entrada y a expulsarlo por una salida. Una bomba puede ser de velocidad variable (P1), controlada por un variador VSD de velocidad, o de velocidad fija (P2) controlada por un simple arrancador ST. En un sistema multibomba, al menos una de las dos
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bombas es de velocidad variable, mientras que la otra puede ser de velocidad variable o de velocidad fija.
A continuacion en la descripcion, consideramos un sistema multibomba con solo dos bombas P1, P2 (designadas Pn de manera general. Por supuesto, la invencion se puede aplicar perfectamente a un sistema que conste de mas de dos bombas.
En el sistema multibomba, las dos bombas Pi, P2 empleadas estan unidas en paralelo. Se alimentan mediante una red RD de distribucion electrica. De este modo, el sistema consta de un conducto IN de entrada comun que une las entradas de las dos bombas Pi, P2 y de un conducto OUT de salida comun que une las salidas de las dos bombas Pi, P2. La bomba Pi esta controlada por un variador VSD de velocidad.
Por otra parte, de manera conocida, cada bomba Pi, P2 esta definida por una primera curva (HQcurva_i, HQcurva_2, designada de manera general HQcurva_n) caractenstica de bomba. Esta curva ilustra la relacion existente entre la altura H manometrica de la bomba y su caudal Q volumetrico a la velocidad maxima. La altura H manometrica de la
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bomba se expresa en metros mientras que el caudal Q volumetrico se expresa, por ejemplo, en m /h. Cada bomba esta tambien definida por una segunda curva (PQcurva_i, PQcurva_2, designada de manera general PQcurva_n) caractenstica de bomba que expresa la relacion entre la potencia suministrada al motor de la bomba y el caudal QPn en la salida de la bomba a la velocidad maxima.
El procedimiento de control de la invencion se implementa en una unidad UC de tratamiento. Esta unidad UC de tratamiento esta, por ejemplo, incluida dentro del variador VSD de velocidad empleado para el control de una o varias bombas del sistema multibomba.
El procedimiento de control de la invencion presenta la particularidad de funcionar sin ningun sensor.
La figura 2 ilustra el principio de funcionamiento de la invencion. La unidad UC de tratamiento lanza un primer modulo Mi de software que permite estimar el caudal de la bomba Pi controlada por el variador VSD de velocidad. Para ello, el primer modulo Mi de software recibe en la entrada:
- la velocidad Wi de la bomba Pi controlada por el variador VSD de velocidad, pudiendo estimarse esta velocidad a partir de la referencia de velocidad inyectada en el circuito cerrado de regulacion del variador de velocidad o medida por medio de un sensor;
- la potencia Pmoti suministrada a la bomba Pi controlada por el variador de velocidad, estimandose esta potencia a partir de los datos del variador VSD de velocidad;
- la segunda curva PQcurva_i caractenstica de la bomba Pi considerada, que se extrapolara a la velocidad Wi de la bomba Pi, utilizando las leyes de afinidad de las bombas centnfugas.
Una vez determinado el caudal Qpi en la salida de la bomba Pi, la unidad UC de tratamiento lanza un segundo modulo M2 de software que permite determinar la altura Hi manometrica asociada a este caudal. Para ello, el segundo modulo M2 de software se basa en la primera curva HQcurva_i caractenstica de la bomba Pi.
En el punto de funcionamiento considerado, la altura Hmps manometrica del sistema multibomba es identica para todas las bombas Pn, ya sean de velocidad fija o de velocidad variable. Por consiguiente, la altura Hi manometrica determinada corresponde a la altura Hmps manometrica del sistema multibomba.
Una vez determinada la altura Hmps manometrica, la unidad UC de tratamiento lanza, para cada bomba Pn, un tercer modulo M3 de software que permite determinar el caudal Qpn en la salida de la bomba. Este modulo M3 recibe en la entrada los siguientes valores:
- el valor de la altura Hmps manometrica determinada;
- un valor de la velocidad Wn de la bomba considerada en el sistema multibomba;
- la curva (HQcurva_n) caractenstica caudal/altura manometrica de la bomba cuyo caudal se busca, que se extrapolara a la velocidad Wn de la bomba, utilizando las leyes de afinidad de las bombas centnfugas.
La velocidad Wn de la bomba puede derivarse de diferentes fuentes. Para una bomba de velocidad variable, esta velocidad se puede basar en la referencia de velocidad aplicada en la entrada del circuito cerrado de regulacion del variador de velocidad o en una medicion de velocidad. Para una bomba de velocidad fija, se trata solo de tener en cuenta la dinamica de funcionamiento de la bomba.
Una vez que la unidad UC de tratamiento ha determinado el caudal Qpn del fluido en la salida de cada bomba, solo hay que sumar estos caudales para obtener el caudal Qtotal total.

Claims (4)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de control implementado en una unidad (UC) de tratamiento empleada en el control de un sistema multibomba, comprendiendo dicho sistema multibomba un conducto (IN) de entrada destinado a recibir un fluido, dos bombas (P1, P2) conectadas en paralelo a dicho conducto de entrada y un conducto de salida unido a las salidas de las dos bombas (P1, P2), estando al menos una de las dos bombas controlada por un variador (VSD) de velocidad, estando cada bomba (Pi, P2) definida por una primera curva (HQcurva_n) caractenstica de caudal-altura manometrica a la velocidad maxima y por una segunda curva (PQcurva_n) caractenstica de caudal-potencia recibida, constando el procedimiento de control de las siguientes etapas:
    - determinacion del caudal (Qpi) de la bomba controlada por el variador (VSD) de velocidad a partir de la segunda curva (PQcurva_n) caractenstica, de una velocidad (Wi) estimada de dicha bomba y de una potencia suministrada a dicha bomba por el variador (VSD) de velocidad;
    - determinacion de la altura (Hmps) manometrica de dicha bomba (Pi) controlada por el variador de velocidad a partir del caudal (Qpi) determinado y de la primera curva (HQcurva_i) caractenstica de dicha bomba;
    - determinacion del caudal (Qpn) de cada bomba (Pn) del sistema multibomba a partir de la altura (Hmps) manometrica determinada, de la velocidad (Wn) de cada bomba y de la primera curva (HQcurva_n) caractenstica;
    - determinacion del caudal (Qtotal) total del sistema multibomba mediante la suma de los caudales (Qpn) obtenidos para cada bomba.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque la velocidad (Wn) de la bomba controlada por el variador de velocidad es determinada a partir de la referencia de velocidad inyectada en un circuito cerrado de regulacion o de una medicion de velocidad.
  3. 3. Sistema multibomba que comprende un conducto (IN) de entrada destinado a recibir un fluido, dos bombas (P1, P2) conectadas en paralelo a dicho conducto de entrada y un conducto de salida unido a las salidas de las dos bombas (P1, P2), estando al menos una de las dos bombas controlada por un variador (VSD) de velocidad, estando cada bomba (P1, P2) definida por una primera curva (HQcurva_n) caractenstica de caudal-altura manometrica a la velocidad maxima y por una segunda curva (PQcurva_n) caractenstica de caudal-potencia recibida, constando dicho sistema de una unidad (UC) de tratamiento que comprende:
    - un modulo de determinacion del caudal (QP1) de la bomba controlada por el variador (VSD) de velocidad a partir de la segunda curva (PQcurva_n) caractenstica, de una velocidad (W1) estimada de dicha bomba y de una potencia suministrada a dicha bomba por el variador (VSD) de velocidad;
    - un modulo de determinacion de la altura (Hmps) manometrica de dicha bomba (P1) controlada por el variador de velocidad a partir del caudal (Qp1) determinado y de la primera curva (HQcurva_1) caractenstica de dicha bomba;
    - un modulo de determinacion del caudal (Qpn) de cada bomba (Pn) del sistema multibomba a partir de la altura (Hmps) manometrica determinada, de la velocidad (Wn) de cada bomba y de la primera curva (HQcurva_n) caractenstica;
    - unos medios de determinacion del caudal (Qtotal) total del sistema multibomba mediante la suma de los caudales (Qpn) obtenidos para cada bomba.
  4. 4. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque la velocidad (Wn) de la bomba controlada por el variador de velocidad es determinada a partir de la referencia de velocidad inyectada en un circuito cerrado de regulacion o de una medicion de velocidad.
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