MX2011006811A

MX2011006811A - Un metodo para controlar un sistema de compresoras.

Info

Publication number: MX2011006811A
Application number: MX2011006811A
Authority: MX
Inventors: Thomas Oppel
Original assignee: Kaeser Kompressoren Gmbh
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-07-20
Also published as: WO2010072808A3; RU2539232C2; AU2009331503A1; US20110286860A1; JP2012513564A; EP3961038A1; CA2747066C; DE102008064490A1; BRPI0918207B1; EP2376784B1; CN102265035B; BRPI0918207A2; JP5702302B2; AU2009331503A2; ES2902991T3; CA2747066A1; US20220049693A1; EP2376784A2; RU2011130186A; EP2573400B1

Abstract

Un método para controlar un sistema de compresoras que comprende una pluralidad de compresoras, donde el sistema de compresoras está destinado a mantener un exceso predefinido de presión en un sistema de fluido a presión; donde se toman decisiones a intervalos fijos o variables en cuanto a las operaciones de conmutación para adaptar el sistema a las condiciones actuales, donde, en un paso de preselección, se excluyen alternativas de conmutación de la pluralidad de alternativas de conmutación combinatoriamente disponibles; en un paso de selección principal, se sopesan las alternativas de conmutación restantes, unas contra las otras, al mismo tiempo que se hace referencia a uno o más criterios de optimización (criterios) y se seleccionan las alternativas de conmutación óptimas de entre los criterios dados; y, en un paso de control, se da salida a la alternativa de conmutación seleccionada para su implementación en el sistema de compresoras.

Description

UN MÉTODO PARA CONTROLAR UN SISTEMA DE COMPRESORAS Campo de la Invención La invención se refiere a un método para controlar un sistema de compresoras que comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes. Concurrentemente, la invención se refiere a medios de control para dicho sistema de compresoras, asi como a un registro de datos para el control de ese sistema de compresoras .

Antecedentes de la Invención Para el suministro de fluido a presión suficiente, los sistemas de compresoras, opcionalmente, los sistemas de compresoras provistos para aplicaciones industriales, requieren típicamente de un gran número de compresoras individuales para suministrar ese fluido a presión. A fin de operar eficientemente dicho sistema de compresoras, la efectividad de costo de los componentes individuales, así como el de todo el sistema de compresoras, no solamente se tiene cada vez más en cuenta durante el diseño y la planificación del sistema de compresoras, sino también durante su operación. Estos aspectos, en cuanto a la efectividad de costo del sistema de compresoras, se toman en cuenta típicamente además de los reglamentos ambientales y los requerimientos de calidad que deben satisfacerse también. El consumo de energía de un sistema de compresoras también puede llegar en este contexto hasta el 80 por ciento de los costos totales de operación, una razón por la que la demanda de energía es el principal factor de costo para un operador de un sistema de compresoras.

Para utilizar los potenciales de ahorro de energía, en un sistema de compresoras, se encontró, además de las medidas como la recuperación del calor o la reducción de las fugas, por ejemplo, que el uso de sistemas de control y de regulación apropiados permite una reducción importante en los costos de operación de un sistema de compresoras. El control o la regulación del sistema de compresoras, por ejemplo, permite que varias compresoras se dividan adecuadamente y reduce consecuentemente el riesgo de fallas, y respectivamente facilita el mantenimiento del sistema de compresoras. En caso de que una compresora falle, por ejemplo, las demás compresoras que están sin carga o inactivas, pueden localizadas por el control o la regulación y hacer que provean fluido a presión, a fin de prevenir que caiga la presión de operación del sistema o que se detenga su estado .

En el caso más simple, se usan regulaciones de cascada o banda de presión para controlar los sistemas de compresoras que incluyen una pluralidad de compresoras, que deciden qué compresora del sistema de compresoras está, en cada caso, conectada o desconectada, a las condiciones de operación predefinidas. En la regulación de cascada, cada compresora es asignada a un rango determinado de presión, de acuerdo con el cual el control determina la conexión o la desconexión de una compresora respectiva. Gracias a esa definición de los rangos de presión individuales, también llamados bandas de presión, que se asignan a las compresoras, la cantidad demandada de fluido a presión puede ser cubierta aun a las tasas de extracción elevadas del fluido a presión, conectando un número mayor de compresoras, respectivamente, conectando compresoras que tengan una cantidad de suministro incrementada, en comparación con las otras. Sin embargo, una desventaja en estas regulaciones es que el consumo actual del fluido a presión, o el cambio en la extracción de fluido a presión actual típicamente no se toma en cuenta.

Los controles de banda de presión mejorados utilizan la posibilidad de controlar cualquier número deseado de compresoras mediante una sola banda de presión. Dicho método de control puede obtener la reducción de la presión máxima del fluido a presión que prevalece en el sistema de compresoras, por una parte, y simultáneamente, disminuir también ciertas pérdidas energéticas en el sistema de compresoras, por la otra.

En efecto, se ha demostrado que la regulación por banda de presión, a una graduación típica de compresoras individuales, unas con respecto a las otras, a una extracción fluctuante de fluido a presión desde el sistema de compresoras, no es adecuada para controlar un sistema de compresoras, de modo que la demanda de fluido a presión pueda ser cubierta lo suficiente, por una parte, y por la otra, de una manera energéticamente eficiente. Por ejemplo, pueden presentarse estados operacionales o constelaciones en el sistema de compresoras que conducen a un suministro insuficiente de fluido a presión o bien conducen a un suministro extremadamente ineficiente, desde el punto de vista energético, del fluido a presión. De acuerdo con esas desventajas conocidas de la técnica anterior, por lo tanto, la tarea es proponer un método mejorado para controlar un sistema de compresoras que permita un suministro suficiente de fluido a presión, incluso a una extracción fluctuante de fluido a presión desde el sistema de compresoras, donde, concurrentemente, las operaciones de conmutación provocadas por el control deban ser lo más económicas posible.

De acuerdo con la invención, esta tarea se soluciona por medio de un método para controlar un sistema de compresoras que comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 3. Además, se soluciona la tarea por medio de medios de control para dicho sistema de compresoras, de acuerdo con las reivindicaciones 25 y 26, asi como mediante un registro de datos para controlar ese sistema de compresoras, de acuerdo con las reivindicaciones 27 y 28.

La tarea en la que se basa la invención se soluciona opcionalmente, mediante un método para controlar un sistema de compresoras, que comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes; donde el sistema de compresoras está destinado a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de una extracción posiblemente incluso fluctuante, de fluido a presión, desde el sistema de fluido a presión; donde se satisfacen decisiones a intervalos fijos o variables, en cuanto a las operaciones de conmutación para adaptar el sistema a las condiciones actuales, se excluyen alternativas de conmutación de la multitud de alternativas de conmutación combinatoriamente disponibles, donde en un paso de selección se sopesan las alternativas de conmutación restantes, unas contra las otras, al mismo tiempo que se hace referencia a un criterio de optimización o a más criterios de optimización, y se seleccionan alternativas de conmutación óptimas entre los criterios dados; y donde, en un paso de control, la alternativa de conmutación seleccionada es escogida para su implementación en el sistema de compresoras .

Se soluciona además la tarea mediante un método para controlar un sistema de compresoras, que comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes; donde se destina el sistema de compresoras a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de una extracción de fluido a presión, posiblemente incluso fluctuante, desde el sistema de fluido a presión; donde el control del sistema toma medidas para incrementar la generación de fluido a presión comprimido al alcanzar una presión de conmutación a conectado posiblemente variable, y para reducir la generación de fluido a presión comprimido al alcanzar una presión de conmutación a desconectado; donde la presión de conmutación a desconectado es variable y puede ser cambiada como una función de la configuración actual del sistema de compresoras y/o en consideración de una operación de conmutación definida (un cambio definido de la configuración del sistema de compresoras) .

Aquí y en lo siguiente, se efectuará el mantenimiento de un exceso de presión predefinido de tal manera que la presión de adaptación que puede ser alcanzada por el proceso de presión real no se recorte o sólo de manera insignificante y/o breve, y operacionalmente, no se sobrepase un limite superior de presión, o sólo de manera insignificante y/o breve.

Sumario de la Invención El propósito de la invención, adicionalmente, es solucionado por medios de control para un sistema de compresoras, que comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diferentes diseños y/o funcionamiento, donde el sistema de compresoras está destinado a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de una extracción de fluido a presión, posiblemente incluso fluctuante, desde el sistema de fluido a presión; donde se satisfacen decisiones a intervalos fijos o variables en cuanto a las operaciones de conmutación para adaptar el sistema a las condiciones actuales; y donde los medios de control comprenden: medios de exclusión que excluyen, de preferencia en consideración de las condiciones actuales, alternativas de conmutación de una multitud de alternativas de conmutación combinatoriamente disponibles; medios de selección, que sopesan las alternativas de conmutación restantes, una contra las otras, al mismo tiempo que hacen referencia a uno o más criterios de optimización, y seleccionan una alternativa de conmutación óptima de entre los criterios dados, asi como medios de salida, que están configurados para dar salida a la alternativa de conmutación seleccionada para su implementación en el sistema de compresoras .

La tarea en la que se basa la invención se soluciona adicionalmente por medio de medios controladores para un sistema de compresoras que comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes; donde el sistema de compresoras está destinado a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de la extracción de fluido a presión, posiblemente incluso fluctuante, desde el sistema de fluido a presión; y donde los medios de control comprenden: medios determinadores de la presión de conmutación a desconexión que, en la sobreproducción de fluido a presión, determinan una presión de conmutación a desconexión, como una función de la configuración actual del sistema de compresoras, y/o en consideración de una operación de conmutación definida (un cambio definido de la configuración del sistema de compresoras) .

La tarea de la invención se soluciona adicionalmente mediante un registro de datos que, de preferencia, está configurado para la trasmisión, en una red de datos, o su almacenamiento en un soporte de datos, para controlar un sistema de compresoras; donde el sistema de compresoras comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes; y donde el sistema de compresoras está destinado a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de la extracción de fluido a presión, posiblemente incluso fluctuante, desde el sistema de fluido a presión; donde se satisfacen decisiones a intervalos fijos o variables, en cuanto a las operaciones de conmutación para adaptar el sistema a las condiciones actuales; donde, en un paso de preselección, de preferencia en consideración de las condiciones actuales, se excluyen alternativas de conmutación de la multitud de alternativas de conmutación combinatoriamente disponibles; donde, en un paso de selección principal, se sopesan las alternativas de conmutación restantes una contra las operas, con referencia a uno o más criterios de optimización, y se seleccionan las alternativas de conmutación óptimas de entre los criterios dados; y donde, en un paso de control, se da salida a la alternativa de conmutación seleccionada para su implementación en el sistema de compresoras.

Además, se soluciona la tarea de la invención por medio de un registro de datos que, de preferencia, está configurado para su trasmisión en una red de datos, o su almacenamiento en un soporte de datos, para controlar un sistema de compresoras; donde el sistema de compresoras comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diferentes diseño y/o funcionamiento; y donde el sistema de compresoras está destinado a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de la extracción de fluido a presión, posiblemente incluso fluctuante, desde el sistema de fluido a presión; donde el control del sistema toma medidas para incrementar la generación de fluido a presión comprimido, cuando se alcanza una presión de conmutación a conexión, posiblemente variable, y para reducir la generación de fluido a presión comprimido cuando se alcanza una presión de conmutación a desconexión; donde la presión de conmutación a desconexión es variable y se puede cambiar como una función de la configuración actual del sistema de compresoras y/o en consideración de una operación de conmutación definida (un cambio definido en la configuración del sistema de compresoras) .

Aquí y en lo que sigue, se deberá entender que el término control significa una regulación. Puesto que el método para controlar un sistema de compresoras, asi como las modalidades individuales del método pueden exhibir tanto aspectos específicos de control como específicos de regulación, se abandonó actualmente una discriminación estricta de términos molestos a favor de una legibilidad comprensible .

La idea central de la presente invención es tener en cuenta, en cada caso, una multitud de posibles alternativas de conmutación, antes de implementar una operación de conmutación para adaptar el sistema de fluido a presión a las condiciones actuales, y dichas alternativas de conmutación se sopesan una contra las otras, al mismo tiempo que se refieren a un criterio de optimización o a más criterios de optimización, de manera que se pueda seleccionar una alternativa de conmutación, la mejor posible, para su implementación . Al hacerlo así, se puede excluir numerosas alternativas posibles de conmutación, debido al uso de un paso de preselección antes de efectuar el paso de selección principal; con lo que, a continuación, sólo tiene que compararse un número menor de posibles alternativas de conmutación, una contra las otras. Esta separación de diferentes pasos de selección permite una selección relativamente rápida de la mejor alternativa de conmutación posible, que a continuación se saca en un paso de control, por medio de un comando de conmutación, para su implementación en un sistema de compresoras.

Como consecuencia, se pueden efectuar las operaciones de conmutación a intervalos de tiempo más breves y consecutivos, de manera que se puede obtener una adaptación mejorada del sistema de fluido a presión, a las condiciones actuales del sistema de compresoras. Como otra consecuencia, se incrementa la efectividad de costo de la operación de la compresora. Si se presenta una extracción importante de fluido a presión desde el sistema de fluido a presión, por ejemplo, es posible el control del sistema de compresoras efectuando el paso de preselección para evitar consideraciones innecesariamente complicadas al comparar un número relativamente grande de posibles alternativas de conmutación, al mismo tiempo que se refiere a uno o más criterios de optimización, y restringir la consideración a un número menor de posibles alternativas adecuadas de conmutación. Consecuentemente, es posible que el control de la presente responda en un tiempo muy breve, pero con una alternativa de conmutación adecuada y la mejor posible, para una extracción importante de fluido a presión, desde el sistema de fluido a presión.

Otra idea central de la presente invención es que el control del sistema de compresoras tome medidas al alcanzar una presión de conmutación a desconexión, para reducir la generación de fluido a presión comprimido; donde la presión de conmutación a desconexión es variable. Consecuentemente, el control de la presente difiere de un control de banda de presión típico, conocido de la técnica anterior, en el que la operación de conmutación es una regla y se dispara cuando se alcanzan valores de presión predefinidos, fijos. El diseño variable de la presión de conmutación a desconexión permite que una adaptación adecuada de una operación accionadora a la configuración actual del plano de compresoras, respectivamente, también pueda tener en cuenta operaciones de accionamiento definidas, de acuerdo con un cambio definido de la configuración del sistema de compresoras .

Las razones esenciales para la ineficiencia del uso de un sistema de compresoras que utiliza un control de banda de presión puede ser que, por una parte, una banda de presión dada, demasiado grande, conduce a presiones innecesariamente altas en el sistema de fluido a presión, con lo que las compresoras bajo carga trabajan innecesariamente. Por otra parte, una banda de presión dada, demasiado pequeña, puede conducir a operaciones de conmutación innecesariamente frecuentes, que a largo plazo, pueden dar por resultado un trabajo innecesario, asociado con esas operaciones de conmutación .

En lo que antecede, y en lo que viene posteriormente, se debe entender una presión de conmutación a conexión como un valor de presión virtual, al alcanzar la cual el control del sistema de compresoras hace que se implementen las operaciones de conmutación que contrarrestan la caída del exceso de presión que prevalece en el sistema de fluido a presión. Por consiguiente, la presión de conmutación a conexión es inferior a la presión de conmutación a desconexión, que se define asimismo como un valor de presión virtual, al alcanzar la cual las operaciones de conmutación son provocadas de igual manera en el sistema de compresoras, a un perfil de presión real que se incrementa, que da por resultado que las compresoras sean conmutadas a desconexión. La conmutación a conexión, así como la conmutación a desconexión de las compresoras puede comprender aquí no solamente la conmutación a conexión o desconexión de toda la unidad compresora a operación con carga o a operación sin carga o, respectivamente a un estado detenido, sino también a un cambio gradual de la salida a valores más altos o más bajos.

De acuerdo con la alternativa de conmutación implementada en el sistema de compresoras, se llega a un perfil de cambio de la presión prevalente (exceso de presión) en el sistema de compresoras. Este perfil de presión, que constituye un parámetro verdaderamente mensurable, exhibe valores mínimo local y máximo local durante su curso en el tiempo, que son el resultado de la extracción de fluido a presión desde el sistema de fluido a presión o el suministro de fluido a presión por las respectivas compresoras. Las operaciones de conmutación típicas que se van a ejecutar cuando se sobrepasa la presión de conmutación a desconexión, son la conmutación de una compresora o de un grupo de compresoras de operación con carga a operación sin carga, o a un estado detenido, o incluso la reducción de la potencia de operación de las compresoras que operan con carga o de grupos de compresoras que operan con carga. Las operaciones típicas de conmutación que se implementan en el sistema de compresoras al caer por debajo de la presión de conmutación a conexión, que es menor en comparación con la presión de conmutación a desconexión, son la conmutación de una compresora a un estado detenido o de la operación sin carga a operación con carga, de compresora o de grupos de compresoras, a fin de obtener la trasportación incrementada de fluido a presión.

Debido a las características técnicas estructurales de las compresoras, las operaciones de conmutación, al sobrepasar la presión de conmutación a desconexión, se implementan esencialmente en forma inmediata. Sin embargo, las operaciones de conmutación que se efectúan a una disminución del exceso de presión en el sistema de compresoras y que cae por debajo de la presión de conmutación a conexión, típicamente se implementan sólo a un cierto retardo de tiempo (tiempo muerto) , puesto que un arranque de una compresora desde el estado detenido o de operación sin carga, a la velocidad de operación deseada, requiere una operación preliminar técnicamente necesaria.

Consecuentemente, dichos tiempos de operación previa son más cortos cuando se conmuta a desconexión una compresora, en comparación con la conmutación a conexión de una compresora; sin embargo, las dos operaciones de conmutación llevan a una implementación de las operaciones de conmutación inducidas que típicamente se escalonan en el tiempo.

Como consecuencia, la presión de conmutación a desconexión virtual, en la práctica es idéntica a un valor máximo local del perfil de presión real que se va a alcanzar. Es cierto que son posibles excepciones, en caso de reducciones muy rápidas de la demanda de fluido a presión y/o de selección errónea de compresoras demasiado pequeñas que se van a conmutar a desconexión con carga, pero surgen raramente en la práctica. En contraste con esto, la presión virtual de conmutación a conexión, por lo general, está significativamente por arriba de la presión de adaptación virtual que se debe alcanzar, a la que debe corresponder el valor mínimo del curso de presión real, puesto que, aunque se hace que se implementen las operaciones de conmutación a conexión cuando cae por debajo de la presión de conmutación a encendido, solamente pueden iniciar el suministro pleno de fluido a presión escalonado en el tiempo, debido a los tiempos de retardo inmanentes de las compresoras.

Por consiguiente, una tarea del presente método para controlar un sistema de compresoras es determinar la presión de conmutación a encendido de tal manera que los valores mínimos del perfil de presión real alcancen la presión de adaptación de la manera más precisa posible, pero sin caer por debajo de ella. En otras palabras, la presión de adaptación es un valor virtual de presión que deben alcanzar los valores del perfil real de presión con la mayor precisión posible. Por consiguiente, el valor de adaptación es un valor por defecto para que un valor real de presión no se recorte, de ser posible, lo que en una modalidad posible se puede determinar de manera variable, como una función del estado de operación actual del sistema de compresoras.

Para adaptarse a los límites de resistencia a la presión de los componentes dentro del sistema de fluido a presión, típicamente también es necesario que el perfil real de presión no sobrepase un límite superior de presión, de ser posible. Consecuentemente, cuando se alcanza el límite superior de presión en las últimas operaciones de conmutación apropiadas, se dispara en el sistema de compresoras, por ejemplo, la conmutación a desconexión de las compresoras bajo carga, de modo que el perfil real de presión no sobrepase el límite superior de presión, de ser posible. En la práctica, usualmente se puede fijar el límite superior de presión para que sea tan alto que esté por encima de las presiones de conmutación a conexión, que se determinan sobre la base de caso por caso, debido a los criterios para reducir al mínimo el consumo de energía, de modo que las presiones de conmutación a desconexión y los valores máximos del perfil real de presión que les correspondan en gran medida, entren sin influir en el limite superior de presión y, por consiguiente, dentro de la tolerancia de presión entre la presión de adaptación y el limite superior de presión, preponderantemente o exclusivamente desde los aspectos energéticos .

Si la presión virtual de conmutación a conexión para las operaciones de conmutación individuales, se determina sobre la base de caso por caso, de modo que el perfil real de presión alcance la presión de adaptación a un perfil de presión que disminuye, de la manera más precisa posible, esto tiene efectos positivos sobre el consumo de energía de todo el sistema de compresoras, puesto que se previene un incremento innecesario del nivel de presión, debido a que las compresoras están siendo conmutadas a conexión demasiado anticipadamente, y no ocurre un funcionamiento de trabajo innecesario.

Se debe notar en este punto que la determinación de la presión virtual variable de conmutación a conexión por el control del sistema de compresoras, tiene lugar de tal manera que los valores mínimos del perfil de presión real alcancen la presión de adaptación dada de la manera más precisa posible, pero no vayan más allá de ella, o sólo de manera insignificante y/o breve. Para este propósito, se determina la presión de conmutación a conexión de tal manera que el tiempo de respuesta a la conmutación de conexión de una compresora o de un grupo de compresoras que se van a conmutar a carga, siga un perfil de presión pronosticado. También se puede efectuar la determinación de la presión de conmutación a conexión o de conmutación a desconexión por el control del sistema de compresoras, mediante un control del sistema de compresoras sobre la base de tiempo, en lugar de sobre la base de presión; reemplazándose la determinación de la presión de conmutación a encendido o de conmutación a desconexión determinando apropiadamente un tiempo de conmutación a conexión o de conmutación a desconexión. Un control con base en el tiempo, por lo tanto, es equivalente al control de la presente que se basa en la presión. La determinación de un tiempo de conmutación a conexión, al contrario de la determinación de una presión de conmutación a conexión (lo mismo se aplica a la conmutación a desconexión por tiempo o a la conmutación a desconexión por presión) en cada caso es ejecutada caso por caso, para futuras operaciones de conmutación.

Adicionalmente, se debe hacer notar que el método provisto para suministrar una sobrepresión definida previamente en un sistema de fluido a presión, también se puede usar, análogamente, en un sistema de vacio, en el que no se debe exceder de una presión negativa y se debe mantener para que esté disponible para los usuarios. La conmutación a conexión de una bomba comprendida en un sistema correspondiente, consecuentemente, implicaría una caída de presión del fluido a presión en el sistema, y la conmutación a desconexión de una bomba o de un grupo de bombas, consecuentemente, implicaría un incremento en la presión del sistema de fluido a presión, en caso de que se esté extrayendo un vacío o se esté deteriorando un vacío, por ejemplo, debido a fugas. De acuerdo con la comprensión de las personas expertas en la materia, una transferencia del método de la presente para controlar un sistema para mantener una sobrepresión predefinida a un método para controlar una compresora o un sistema de bombas, donde no se debe sobrepasar una presión negativa predefinida, se puede obtener de manera análoga.

Una modalidad preferida del método para controlar un sistema de compresoras provee que el control del sistema, al alcanzar una presión de conmutación a conexión, posiblemente variable, tome medidas para incrementar la generación de fluido a presión comprimido y, al alcanzar una presión de conmutación a desconexión, posiblemente variable, y medidas para reducir la generación de fluido a presión comprimido.

Otra modalidad preferida del método para controlar un sistema de compresoras provee que se determine la presión de conmutación a desconexión, opcionalmente, se calcule en una optimización de energía, sobre la base de caso por caso. Consecuentemente, los sistemas de compresora son controlados primariamente con el objetivo de optimizar, es decir, reducir al mínimo la demanda de energía; donde se mantiene concurrentemente una sobrepresión definida previamente, es decir, de preferencia no se recorta o sólo de manera insignificante y/o de manera breve. Se debe entender en lo que sigue la optimización y, respectivamente, la reducción al mínimo, meramente como una optimización, o respectivamente reducción al mínimo dentro del alcance de las posibles alternativas de conmutación. Debido a esta reducción al mínimo de la demanda de energía, el método de la presente difiere significativamente de los métodos de control de banda de presión convencionales, que controlan la presión en el sistema de fluido a presión, como el parámetro de control más importante, en vez de la demanda de energía del sistema de compresoras. Se puede obtener un ahorro de energía a alcanzar debido a la explotación de los grados técnicos de libertad que se ponen a disposición al seleccionar una alternativa de conmutación adecuada a partir de una multitud de diferentes alternativas de conmutación. Opcionalmente, se puede determinar la presión de conmutación a conexión variable, en este caso, de manera que, cuando el perfil de presión real caiga por debajo de la presión de conmutación a conexión, la presión de adaptación virtual corresponda, en el punto de inversión del perfil de presión real lo más precisamente posible, a los valores mínimos de la presión real. Dicha optimización, por una parte permite que se mantenga el nivel de presión deseada y, por la otra, que se mantenga bajo el número de operaciones de conmutación necesarias, lo que da por resultado una operación de costo efectivo .

En ora modalidad del método de acuerdo con la invención, se determina la presión óptima de conmutación a desconexión reduciendo al mínimo, por computadora, el cociente de la pérdida total de trabajo en un inérvalo de tiempo periódico predefinido, que se refiere a una alternativa de conmutación, y el propio intervalo de tiempo. En este caso, la pérdida total de trabajo comprende la suma de pérdida de trabajo de todas las compresoras que operan bajo carga en dicho intervalo de tiempo; la pérdida de trabajo de la operación sin carga de todas las compresoras que se van a conmutar a encendido en dicho intervalo de tiempo, y la pérdida de trabajo de conmutación de todas las compresoras que se van a conmutar a conexión y a desconexión en dicho intervalo de tiempo. El intervalo de tiempo periódico, en este caso, está basado en la observación de los llamados ciclos de conmutación. Dichos ciclos de conmutación (virtuales) son perfiles de tiempo-presión, que se repiten similarmente (periódicamente) dentro del intervalo de tiempo (duración del ciclo de conmutación) , formando un mínimo y un máximo y caen de nuevo a un valor mínimo de presión que se elevaría a una extracción temporal esencialmente constante de fluido a presión; es decir, por lo menos durante el tiempo de duración del ciclo de conmutación. Para simplificar el cálculo, se puede suponer que la extracción de fluido a presión del sistema de fluido a presión se efectúa de manera que el perfil de presión real, entre el valor de presión mínimo y máximo, puede suponerse, en cada caso, que es lineal, o aproximadamente de líneas rectas. La compresora o las compresoras que se van a conmutar a carga al alcanzar la presión de conmutación a conexión, o respectivamente a desconexión de carga, cuando se alcanza la presión de conmutación a desconexión, se presupone que se conocen y que también se pueden seleccionar de antemano por medio de la heurística apropiada. Además, también se supone típicamente que los estados de operación de las compresoras restantes solamente son influenciadas por el perfil de presión de la presión real y que de otra manera permanecen sin variaciones.

Un ciclo de conmutación se refiere a la extensión de un periodo del perfil de presión real, asimismo periódico. Teniendo en cuenta las suposiciones simplificadoras que se presuponen, la demanda media de energía de todas las compresoras comprendidas en el sistema de compresoras, durante un ciclo de conmutación, o sea, durante el intervalo de tiempo periódico previamente descrito, se puede reducir al mínimo en una expresión matemática cerrada. Sin embargo, al hacerlo así, no se requiere la observación de la demanda total de energía media de todas las compresoras, sino que se puede suponer una pérdida Pv de potencia total, apropiadamente definida, como una simplificación que es tratada sustitutoriamente. En el caso más simple, esta pérdida de potencia se puede calcular de la pérdida de trabajo total descrita previamente, así como de la duración del intervalo de tiempo periódico de un ciclo de conmutación, como cociente. La pérdida de potencia total así definida es una pérdida de potencia promediada temporalmente dentro de un ciclo de conmutación. Como se explicará con mayor detalle después, una simple manipulación matemática permite que se calcule la diferencia de presión para un ciclo de conmutación optimizado, que se puede derivar de parámetros que son simples de determinar. Se define la diferencia en el ciclo de conmutación mediante la diferencia entre la presión de conmutación a desconexión y la presión de adaptación.

Las pruebas han mostrado que los métodos de control o regulación que se refieren a la optimización de la diferencia de presión en el ciclo de conmutación como criterio para optimizar, han tenido éxito considerable en la reducción del consumo de energía del sistema de compresoras.

Otro desarrollo del método de la invención puede proveer además que se introduzcan los siguientes parámetros en el cálculo de la presión de conmutación a desconexión: la demanda de energía de las compresoras que operan bajo carga, opcionalmente, con una transportación contra una presión que aumenta continuamente y/o pérdidas de operación sin carga de las compresoras que se van a conmutar a operación sin carga o a estado detenido y/o las pérdidas de operación sin carga de las compresoras que operan sin carga y/o la conmutación de baja energía de las compresoras que se van a conmutar mediante la alternativa de conmutación. Al hacerlo así, se pueden establecer los parámetros relacionados de acuerdo con la heurística conocida o bien se pueden determinar en pruebas apropiadas, respectivamente, por medio de métodos de cálculo apropiados. Opcionalmente, pueden incluir también el comportamiento temporal de las compresoras individuales en la forma de gráficos de tiempo para todos los estados: con carga, sin carga o los estados de conmutación, en forma cuantitativa; donde el retardo de tiempo entre un tiempo de conmutación y la implementación completa de una operación de conmutación también puede ser tomada en cuenta explícitamente. Por lo tanto, los tiempos de retardo también pueden entrar en la determinación de una presión apropiada de conmutación o conexión o conmutación a desconexión, como parámetro de cálculo.

De acuerdo con la modalidad, también es posible que se calcule la presión de conmutación a conexión en el método para controlar un sistema de compresoras, de la manera que el perfil de presión real alcance, lo más precisamente posible, una presión de adaptación calculada, que está por debajo de la presión de conmutación a conexión, de preferencia a una desviación de menos del 5 por ciento; más preferible, menos del 2 por ciento; y todavía más preferible, que no esté por debajo de ella, o sólo insignificantemente y/o por poco tiempo. Correspondientemente, se puede asegurar el mantenimiento de una sobrepresión en el sistema de compresoras, donde tiene lugar concurrentemente un control de costo efectivo y eficiente del sistema de compresoras.

Otra modalidad del método de acuerdo con la invención provee que se evalúen las alternativas de conmutación para reducir la generación de fluido a presión, de acuerdo con criterios de optimización diferentes de las alternativas de conmutación para incrementar la generación de fluido a presión. Otras adaptación diferenciada del método de la invención puede tener lugar, consecuentemente; mediante la cual se puede alcanzar, por ejemplo, que el perfil real de presión, en sus puntos de inversión, es decir, sus valores de presión mínimo y máximo, alcance lo más precisamente posible, la presión de adaptación predefinida y la presión de conmutación de desconexión, que se calcula o se determina sobre la base de caso por caso, de acuerdo con los criterios de optimización del consumo de energía, durante la duración de un ciclo de conmutación.

En otra modalidad de desarrollo del método de acuerdo con la invención, para controlar un sistema de compresoras, se cumplen decisiones en cuanto a sopesar y seleccionar las alternativas de conmutación para la reducción de la generación de fluido a presión, entre criterios de optimización que tienen en cuenta primariamente o exclusivamente, los desembolsos totales respectivos por la energía, de diferentes alternativas de conmutación que se estén considerando.

En otra modalidad más de desarrollo, el tener en cuenta el desembolso total de energía de las diferentes alternativas de conmutación incluye por lo menos: la demanda de energía de las compresoras que operan bajo carga y/o las pérdidas de operación sin carga de las compresoras que se van a conmutar en la operación en vacío o en un estado detenido y/o las pérdidas de operación sin carga de las compresoras que operan en vacío y/o la energía de pérdida por conmutación de las compresoras que se van a conmutar por alternativa de conmutación. Puesto que el desembolso total por energía se calcula de una manera optimizada sobre la base de caso por caso durante todos los periodos de tiempo de la utilización del sistema de compresoras y se introduce directamente en la selección de una alternativa de conmutación apropiada, se obtiene un control particularmente eficiente en energía del sistema de compresoras.

De acuerdo con la modalidad, la evaluación y la selección de la alternativa de conmutación puede tener lugar en tiempo real. Aquí y en lo que viene después, se entenderá por tiempo real una dimensión de tiempo que es considerablemente más corta que la secuencia de tiempo de dos alternativas de conmutación que se van a implementar. Consecuentemente, la evaluación y la selección de la alternativa de conmutación tiene lugar a una velocidad suficiente, de manera que se esté en capacidad de también tener en cuenta los cambios importantes, inesperados, del fluido a presión provisto en el sistema de fluido a presión. En otras palabras, el retardo provocado por la evaluación y la selección de la alternativa de conmutación no necesita ser explícitamente tenido en cuenta en el método de control.

En otra modalidad del método de acuerdo con la invención, la determinación de la presión de conmutación a desconexión y/o conmutación a conexión se efectúa en tiempo real. Consecuentemente, se puede efectuar una adaptación inmediata del control para cambiar los estados de operación en el sistema de fluido a presión, a una velocidad suficiente, sin que se presenten estados de operación fundamentalmente nuevos durante el tiempo necesario para determinar la presión de conmutación a desconexión y/o de conmutación a conexión, que necesitaría la selección de otra alternativa de conmutación.

En una modalidad preferida adicional del método de acuerdo con la invención, se efectúa el control del sistema en consideración de parámetros de experiencia de las operaciones de conmutación pasadas (control adaptativo) . El control puede determinar, opcionalmente, la presión de conmutación a conexión, de manera que el comienzo de producción de una compresora conmutada a carga, se efectúe con suficiente antelación a fin de lograr que suceda la inversión de presión del perfil de presión real lo más cerca posible de la presión de adaptación. Al hacerlo así, el método de control puede determinar adaptativamente un tiempo de respuesta de conmutación a conexión para cada compresora que tiene que entenderse como un espacio de tiempo entre la transmisión de un comando de conmutación a conexión, para implementar una alternativa de conmutación, y el inicio real del efecto sobre el perfil de presión real. Se puede seleccionar la presión de conmutación a conexión de tal manera que el tiempo de respuesta de conmutación a conexión es igual al espacio de tiempo en el que se espera que caiga el perfil de presión real desde la presión de conmutación a conexión, hasta la presión de adaptación. Este espacio de tiempo se puede estimar mediante un pronóstico del perfil de presión adicional basado en suposiciones adecuadas, por ejemplo, basado en la suposición de un perfil de presión que cae linealmente .

Un conocimiento adaptativo del tiempo de respuesta de conmutación a conexión para cada compresora puede efectuarse, inter alia, evaluando los perfiles de presión reales de numerosos intervalos de tiempo periódicos, seleccionados, del perfil de presión real de una compresora o de un grupo de compresoras. Se pueden actualizar adicionalmente los tiempos de respuesta de conmutación a conexión, conocidos adaptativamente, incluso continuamente, formando apropiadamente nuevos valores, por ejemplo, moviendo los valores promedio.

Al hacerlo asi, el comportamiento de conocimiento adaptativo del control, soporta decisivamente el blanco a alcanzar para optimizar la demanda de energía del sistema de compresoras. El comportamiento adaptativo, en este caso, se basa típicamente en algoritmos de aprendizaje, subyacentes, y en parámetros adaptativos; y dichos parámetros se reajustan mediante el control en el curso del método de control y están disponibles para el control de una manera actualizada, para cualquier evaluación y selección ulteriores de una alternativa de conmutación. Consecuentemente, el comportamiento de conocimiento adaptativo permite que el control se adapte automáticamente a cualquier característica de regulación tecnológicamente relevante y a cualquier condición del sistema de compresoras, durante la operación de trabajo. Puesto que los parámetros de aplicación tecnológicamente relevantes también pueden ser recolectados y evaluados (nivel de la demanda de energía) , la flexibilidad del control se adapta al comportamiento del sistema de compresoras, en el estado de operación, en términos de una optimización energética.

Los algoritmos de conocimiento subyacentes pueden calcular los parámetros adaptativos designados evaluando un valor de medición que se trazó sobre un periodo de tiempo mayor o evaluando un número adecuado de eventos individuales. Ambas aproximaciones son adecuadas para reajustar los parámetros adaptativos durante la operación de trabajo del sistema de compresoras, al mismo tiempo que se mantienen las influencias a corto plazo o las influencias singulares, fuera del cálculo de los parámetros adaptativos.

El comportamiento adaptativo del control permite proceder con sólo relativamente pocos parámetros de control; donde el comportamiento de control del control no necesita ser optimizado ni reoptimizado manualmente, e incluso con expansiones o alteraciones de construcción del sistema de compresoras, no se requiere que se hagan otras adaptaciones. El parámetro esencial, en este caso, típicamente es la presión de adaptación; mientras que la presión de conmutación a desconexión o la diferencia de presión del ciclo de conmutación, será el resultado de la presión de conmutación a desconexión y la presión de adaptación con base en criterios con respecto a la reducción al mínimo de la demanda de energía. Consecuentemente, el desembolso por tecnología de operación y por tecnología de mantenimiento, para el arranque y el mantenimiento del control, es mínimo.

En una modalidad adicional desarrollada del método de acuerdo con la invención, los parámetros de experiencia comprenden el nivel de la demanda de energía (demanda de energía por cantidad de fluido) de las compresoras individuales o de ciertas combinaciones de compresoras y/o el tiempo de respuesta de conmutación a conexión de las compresoras y/o el comportamiento de consumo de los consumidores del fluido a presión y/o el tamaño del acumulador de presión y/o la compensación de presión de las compresoras o de ciertas combinaciones de compresoras.

El nivel de demanda de energía describe la utilización de energía de las compresoras individuales o de combinaciones de compresoras en la operación de trabajo, como un parámetro adaptativo y está representado como la proporción de demanda de energía y la cantidad de fluido trasportado a través de las compresoras involucradas. En este caso, la demanda de energía, así como la cantidad de fluido transportado son calculados durante un periodo de tiempo apropiadamente seleccionado, integrando numéricamente el consumo de energía o la cantidad transportada que hayan sido puestos a disposición por medio de una computadora y/o de manera metrológica. Puesto que el cómputo del nivel de la demanda de energía describe todos los trabajos realmente efectuados (trabajo con carga, trabajo sin carga, pérdida en trabajo, pérdida en el trabajo de conmutación) , así como la cantidad de fluido realmente transportada, con suficiente precisión, el nivel de demanda de energía, en contraste, por ejemplo, a los valores calculados a partir de valores nominales puramente teóricos de las compresoras, puede reflejar la utilización energética real en la operación de trabajo, de una manera relativamente precisa.

Al hacer esto, se puede tener en cuenta en el control que para las compresoras o los grupos de compresoras que, debido a ciclos de carga pasados, energéticamente desfavorables exhiben una utilización de energía correspondientemente menor y probablemente están clasificadas falsamente desde hace mucho en la selección de los agregados para ser carga conmutada a conexión, como de nivel bajo (realimentación positiva), el nivel de demanda de energía se adapta sucesivamente a las características de utilización de energía actuales del sistema de compresoras, por medio de un mecanismo de compensación.

En este caso se debe notar también que, cuando se conmuta a carga, típicamente las compresoras que no están bajo carga tienen una potencia sin carga remanente comparativamente grande; se prefieren a las compresoras que tienen un trabajo sin carga remanente comparativamente menor o el motor de las cuales ya ha sido conmutado a desconectado a fin de ahorrar energía, evitando la pérdida de trabajo sin carga y el trabajo de arranque. Además, cuando se conmuta desde la carga, típicamente se prefieren aquellas compresoras de tamaño igual o similar que tienen una pérdida de trabajo sin carga pequeña, esperada, a fin de ahorrar así energía al evitar el trabajo sin carga.

El efecto tecnológico de la presión de las compresoras individuales sobre el control se describe en la forma de un grado de compensación de presión de las compresoras, como un parámetro adaptativo, y se puede determinar por medio del efecto compensador de presión de las operaciones de conmutación, promediando un número apropiado de eventos individuales. En este caso, el efecto compensador de presión de las operaciones de conmutación se puede tomar de la variación cronológica de presión.

Puesto que, al seleccionar las compresoras que se van a conmutar, se toman en cuenta de preferencia sólo las compresoras o los grupos de compresoras, el efecto compensador de presión (la suma de los grados de compensación de presión) de ellas se adapta al estado de operación actual (perfil actual de presión) del sistema de compresoras, la conmutación de las compresoras seleccionadas induce típicamente que se establezca el perfil de presión deseado a tiempo, de modo que, en la práctica, no se requiere de operaciones de conmutación adicionales, energéticamente desventajosas .

En los estados de operación que se caracterizan por un cambio rápido en la reducción del fluido a presión, se pueden seleccionar las compresoras bajo condiciones definida, el efecto compensador de presión de las cuales no puede compensar por completo el perfil de presión real en términos de una inversión de la dirección de presión, lo que constituye una compensación insuficiente del perfil de presión real en el momento de la conmutación. En tales casos, por lo tanto, el control puede avanzar el momento de conmutación en un lapso de tiempo que está adaptado para el grado de compensación insuficiente. De acuerdo con la modalidad, se provee un amortiguador de tiempo, de manera que conmute compresoras adicionales en el tiempo, de ser necesarias, con lo que se obtiene que, a lo mejor, no sea necesario conmutar más compresoras o que, después de una operación de conmutación a conexión, la presión pueda por lo menos estabilizarse a un nivel energéticamente favorable, durante un periodo de tiempo relativamente mayor.

Además, puede suceder, en casos muy raros, que la presión de adaptación sea inadmisiblemente recortada bajo condiciones de fluctuaciones fuertes del fluido a presión que está siendo extraído del sistema de compresoras. En tales situaciones, el control puede contrarrestar la desviación del perfil de presión real de la presión de adaptación, cuando se requiera inmediatamente, y adaptarlo a la situación conmutando inmediatamente una o más compresoras adicionales a carga. También durante la operación de conmutación a conexión de operación, es decir, antes que se haya iniciado el efecto compensador de presión de las compresoras conmutadas a conexión, se puede comprobar, sobre la base del perfil de presión real, si es de esperar que el efecto compensador de presión futuro sea suficiente para establecer un perfil de presión real deseado. Si se determina que el efecto compensador de presión futuro es suficiente, no se conmutará a carga ninguna compresora adicional. De otra manera, se conmutarán a carga, de inmediato, una o más compresoras .

En una modalidad alternativa del método de acuerdo con la invención, los parámetros de experiencia pueden comprender: el grado de compensación de presión de una compresora, dependiendo del volumen de almacenamiento y del esquema de instalación del sistema de fluido a presión y/o del nivel de demanda de energía de una compresora, que depende de su modo de operación previo, la temperatura ambiental, el mantenimiento, los estados de desgaste y contaminación y/o el tiempo de respuesta a la conmutación de conexión, así como el grado de compensación de presión de una compresora, dependiendo de patrones típicos del cambio de extracción del fluido a presión. Consecuentemente, el control también puede aprender de manera adaptativa no puramente las características específicas para la compresora, sino también, en parte, las características que resultan de la interacción de las compresoras y del estado de operación o del ambiente de uso respectivo.

En otra modalidad preferida del método de acuerdo con la invención, éste se caracteriza porque se efectúa una conmutación a encendido de las compresoras o de una combinación de compresoras, lo suficientemente anticipada como para que, en consideración del comportamiento de arranque de la compresora o de la combinación de compresoras, opcionalmente, en consideración de los tiempos de respuesta a conmutación de conexión preferiblemente aprendidos adaptativamente, el perfil de presión real alcance la presión de adaptación con tanta precisión como sea posible, de preferencia a una desviación de menos de 5 por ciento; más preferible, menos de 2 por ciento y todavía más preferible, que no caiga o sólo lo haga de manera insignificante y/o breve por debajo de ella. Consecuentemente, el perfil de presión real, a sus valores de presión mínimos, dentro de límites relativamente estrechos, alcanza la presión de adaptación virtualmente determinada, con la máxima precisión posible .

Otra modalidad más del método de acuerdo con la invención puede proveer que de preferencia se seleccione dicha compresora o combinación de compresoras, en la determinación de alternativas de conmutación de compresoras que se van a conmutar a carga, que tengan valores favorables de parámetros de experiencia para el nivel de demanda de energía. Consecuentemente, se garantiza que será posible una operación ahorradora de energía del sistema de compresoras.

En otra modalidad del método para controlar un sistema de compresoras, de preferencia en la determinación de las alternativas de conmutación de las compresoras que se van a conmutar a carga, se seleccionan aquellas compresoras que estén sin carga o que todavía tengan un tiempo largo permaneciendo en operación sin carga, o que permanezcan trabajando sin carga y/o de preferencia se seleccionan como las compresoras que van a ser conmutadas a un estado sin carga o detenido, aquellas compresoras que tengan poco tiempo operando sin carga o que no tengan pérdida de trabajo sin carga. Consecuentemente, la pérdida total de trabajo, como la suma de todas las pérdidas de trabajo, se reduce también, puesto que se toma en cuenta la reducción de la potencia sin carga al determinar la alternativa de conmutación que se va a seleccionar, en términos de la optimización energética.

Otra modalidad preferida del método de acuerdo con la invención provee que la determinación de las alternativas de conmutación y/o la determinación de una presión de conmutación a desconexión y/o la determinación de una presión de conmutación a conexión, se efectúen suponiendo una reducción constante en el fluido a presión. En este caso, la suposición de una reducción constante en el fluido a presión se efectúa sólo razonablemente para la determinación de la respectiva presión después de la conmutación a conexión o de la conmutación a desconexión. Para la siguiente determinación de una presión futura y después de la conmutación a conexión o de la conmutación a desconexión, se toma como base un nuevo valor constante para la reducción del fluido a presión, según la necesidad. Esta suposición de una reducción constante en el fluido a presión permite que se calcule el perfil de presión real durante un ciclo de conmutación que incluye la siguiente operación de conmutación a conexión, usando expresiones matemáticamente simples de manejar, en términos de energía. Consecuentemente, también se puede calcular un óptimo energético o una eficiencia máxima relacionadas con la operación del sistema de compresoras, para el periodo de un ciclo de conmutación.

En otra modalidad más del método de acuerdo con la invención, se efectúa la determinación de un valor actual de la extracción del fluido a presión mediante un dispositivo medidor y/o se calcula desde el perfil de presión real pasado, el estado de operación de las compresoras y/o el posible tamaño de acumulador aprendido adaptativamente, del sistema de compresoras.

En otra modalidad del método de acuerdo con la invención, éste se caracteriza porque, bajo condiciones predefinidas, los comandos de conmutación a conexión o de conmutación a desconexión, que se van a provocar al llegar a la presión de conmutación a conexión o a la presión de conmutación a desconexión se pueden suprimir y/o se pueden provocar comandos adicionales de conmutación a conexión o comandos de conmutación a desconexión, independientes de si se alcanza la presión de conmutación a conexión o la presión de conmutación a desconexión. De esa manera se pueden provocar comandos adicionales de conmutación a desconexión, por ejemplo, cuando se aproxima al límite superior de presión, a fin de prevenir que el perfil de presión real sobrepase el límite superior de presión. Además, se puede suprimir un comando de conmutación a conexión determinado por una curvatura positiva, distinta y durable, del perfil de presión que disminuye, debido a una extracción que se reduce del fluido a presión, desde el sistema de fluido a presión, de modo que se esté en capacidad de estimar mejor el perfil real de presión adicional. Consecuentemente, también se pueden suprimir comandos de conmutación a desconexión por una curvatura negativa distinta y durable, de un perfil real de presión que aumenta, que resulta de que se esté extrayendo más fluido a presión. Aquí también se suprime inicialmente la alternativa de conmutación seleccionada por el control para efectuar un cálculo energético mejorado, de modo que se esté en capacidad de estimar mejor el perfil de presión adicional y, consecuentemente, efectuar una operación mejorada de conmutación futura, con respecto al consumo de energía .

Cuando en otra modalidad, asimismo preferida, del método de acuerdo con la invención, se determina una pluralidad de alternativas de conmutación como criterios adicionales energéticamente equivalentes, tales como el número de horas que está operando una compresora en cuestión, éstas también se toman en cuenta. Consecuentemente, se puede garantizar que el número de horas de operación de las diferentes compresoras de que consta el sistema de compresoras es sumamente uniforme, con lo que se puede reducir, en grado predeterminado, las detenciones contingentes de mantenimiento o contingentes de uso de las compresoras individuales.

De acuerdo con otra modalidad más del método de acuerdo con la invención, la conmutación a desconexión determinada únicamente es emitida por el control cuando se asegure de que se puede efectuar una operación de conmutación a conexión posiblemente necesaria en el momento en consideración del comportamiento de arranque de una posible combinación de conmutación. Dicha consideración del comportamiento de arranque de una compresora, o de una combinación de compresoras, del sistema de compresoras, permite que se mantenga siempre un exceso de presión predefinido en el sistema de fluido a presión. De esa manera se puede evitar una conmutación a conexión imprevista y, en casos normales, energéticamente desfavorable, de otras compresoras o grupos de compresoras, debido al comando de una operación de conmutación determinada, que no puede ser implementada a tiempo.

Otras modalidades de la invención resultarán de las reivindicaciones dependientes.

Se describirá con mayor detalle la invención en lo que sigue, sobre la base de modalidades de ejemplo, que serán explicadas por medio de los dibujos. En ellos, se muestra que: Descripción de las Figuras de la Invención La figura 1 es una representación esquemática de un sistema de compresoras que comprende una pluralidad de compresoras .

La figura 2 es una representación esquemática de una modalidad de los medios de control de acuerdo con la invención, para controlar el sistema de compresoras mostrado en la figura 1.

La figura 3 es una representación esquemática de una modalidad del control de acuerdo con la invención, en una representación de diagrama de flujo.

La figura 4 es una representación de un perfil de presión real en un sistema de compresoras, que indica parámetros de control específicos de acuerdo con una modalidad del método de control de acuerdo con la invención.

Descripción Detallada de la Invención La figura 1 muestra una representación esquemática de un sistema de compresoras 1, que comprende seis compresoras 2 en total, cada una conectada con un colector 5 de comunicaciones. Por medio de las líneas de presión apropiadas, cada una de las compresoras 1 está conectada a elementos procesadores 21, que pueden ser ejemplificados como secadoras o como filtros, por ejemplo. Las seis compresoras 2 alimentan con fluido un depósito central 3 de fluido a presión, que tiene adicionalmente medios medidores 20 que están acoplados de manera comunicada con el colector de comunicaciones 5. Los medios medidores 20 permiten en este caso, por ejemplo, que se mida continuamente el estado de presión dentro del depósito 3 de fluido a presión, y es capaz de enviar los parámetros medidos al control del sistema de compresoras 1, a través del colector de comunicaciones 5, que está disponible en el método de control 41 (actualmente no mostrado), en términos de ingeniería de control.

El fluido a presión alimentado por las compresoras 2 en el depósito 3 de fluido a presión es enviado a un usuario para la extracción del fluido a presión a través de una línea de presión apropiada, que puede comprender alternativamente otros elementos funcionales 22 (en el presente caso, por ejemplo, una válvula de control) . El control o la regulación de la sobrepresión mantenida dentro del depósito 3 de fluido a presión, se efectúa por medio de medios de control centrales 4, que no están mostrados en la presente, pero que están acoplados de manera comunicada con el colector de comunicaciones. En este caso, puede efectuarse la comunicación entre las compresoras 2 y el colector de comunicaciones 5, por medio de lineas de señal cableadas, convencionales, o bien por medio de trayectorias inalámbricas de comunicación.

De acuerdo con la modalidad, el protocolo de comunicación seleccionado puede asegurar el método de control explicado más adelante con más detalle, que se va a ejecutar en tiempo real. La presión que prevalece dentro del depósito 3 de fluido a presión es detectada por los medios medidores 20, de preferencia también en tiempo real. Prácticamente es adecuado para este propósito un muestreo a intervalos de tiempo de menos de un segundo, de preferencia menos de una décima de segundo. En las aplicaciones de fluido a presión típicas, los medios medidores 20 medirán una sobrepresión dentro del depósito a presión 3. En aplicaciones de vacío, también posibles, los medios medidores 20 medirán, como se describe arriba, una presión negativa correspondiente, que también puede estar provista en el depósito 3 de fluido a presión. Como será claro para las personas con experiencia en la materia, las compresoras 2 son reemplazadas, para este propósito, por bombas de vacío apropiadas. El valor de presión detectado por los medios medidores 20 puede ser más o menos suavizado, evaluado sobre una base absoluta o de diferencial de tiempo o sobre una base combinatoria, dependiendo del propósito de uso, a fin de ser introducido en el método de control o regulación. El valor de presión asi acondicionado puede ser usado, entre otros fines, para calcular una presión 103 de conmutación a desconexión, energéticamente óptima (no mostrada en el presente) para calcular un grado de compensación de presión de las compresoras, y para calcular los tiempos de respuesta a la conmutación de conexión de las compresoras, en el estado detenido o en el estado sin carga.

Además, se puede proveer medios de soporte adicionales, de manera soportadora, que de igual manera estén conectados a los medios de control central y determinen el consumo de fluido a presión medido, o respectivamente la extracción de fluido a presión, a fin de determinar, por ejemplo, los tiempos de respuesta a la conmutación a conexión, con mayor exactitud.

Los datos de operación de las compresoras, intercambiados con los medios de control central a través del colector 5 de comunicaciones, se refieren, entre otros, al estado de operación actual de cada compresora. Es necesaria esta información por el método de control o de regulación, entre otras cosas, para seleccionar las compresoras que se van a conmutar a carga. Además, esta información comprende la velocidad del motor, basado en la cual el método de control puede determinar el consumo de energía de una compresora o de un grupo de compresoras. También puede incluir adicionalmente información sobre los sensores de presión internos en las compresoras, para determinar los tiempos después de trabajo, cuando la compresora, por ejemplo, está operando sin carga, y respectivamente los tiempos posteriores a la operación, cuando la compresora está operando bajo carga, así como la información de si la compresora está en operación con carga o no lo está en absoluto. Alternativamente, algunos datos de operación mencionados, o todos ellos, de las compresoras, también pueden ser remodelados o aproximados por medio de procesamiento de datos, de manera que no necesiten ser intercambiados a través del colector de comunicaciones 5, y todos ellos estén disponibles para los medios de control central, en una aproximación suficiente.

Por razones de aplicación tecnológica, el sistema de compresoras 1 puede comprender además elementos de edición 21, que dan lugar a un cambio característico de las presiones de fluido internas del sistema. La influencia de los elementos de edición 21 dentro del sistema de compresoras 1, sin embargo, puede ser compensada apropiadamente por un comportamiento de aprendizaje adaptativo adecuado del control o de la regulación. Un retardo de tiempo que aumenta en la transportación de fluido a presión entre una compresora y el depósito central de fluido a presión, debido a que un filtro está cada vez más contaminado, en la forma de un incremento en el tiempo de respuesta a la conmutación a conexión de la compresora, desde el estado desconectado, así como desde el estado de operación sin carga, por ejemplo, puede ser compensado adaptativamente . Dicho incremento en el tiempo de respuesta a la conmutación a conexión puede ser compensado simplemente por el control, de modo que la contaminación cada vez mayor del filtro no afecte el mantenimiento de la sobrepresión predefinida dentro del depósito 3 de fluido a presión .

Con base en consideraciones tecnológicas de aplicación, el sistema 1 de compresoras puede comprender además una o más válvulas reguladoras de presión para la estabilización de la presión.

La figura 2 muestra una representación esquemática del método de control de los medios de control 4. Los medios de control 4, en este caso, están en contacto de comunicación con el colector de comunicaciones 5, y ambos leen los datos de entrada y de salida. Los medios de control, opcionalmente, pueden trasmitir comandos de conmutación a las compresoras individuales 2, a través del colector 5 de comunicaciones. Para alimentar los parámetros de control, y respectivamente introducir los datos para caracterizar las compresoras 2, los medios de control 4 incluyen una interfaz de alimentación 40. Se trasmiten dichos datos al método de control 41, que se puede implementar como una aplicación de software, en términos de un método de control adaptativo. El método de control 41 genera comandos de control adecuados, y respectivamente comandos de conmutación para controlar las compresoras 2, que son trasmitidos a las compresoras 2 por medio del colector 5 de comunicaciones. El método de control 41 incluye un algoritmo de control 42 con el propósito de que optimice la demanda de energía del sistema de compresoras, dentro de un rango de tolerancia de presión, entre la presión de adaptación 101 y el límite superior de presión 104. Se debe hacer notar aquí que el algoritmo de control 42 también se puede entender como un algoritmo regulador. Los medios de control 4 comprenden además un reloj de sistema, actualmente no mostrado, que tiene un controlador de tiempo apropiado, que es capaz de proveer una sincronización apropiada al método de control 41.

De acuerdo con la modalidad, el algoritmo de control 42 permite una regulación adaptativa guiadas por energía y determina una presión 103 de conmutación a desconexión para que las compresoras sean conmutadas a sin carga, dentro del rango de tolerancia de presión disponible, de una manera energéticamente dirigida. Para ese propósito, el algoritmo de control 42 calcula la presión 103 de conmutación a desconexión, energéticamente óptima, en una forma matemáticamente analítica. Esta presión óptima 103 de conmutación a desconexión se define de acuerdo con la modalidad, mediante el valor mínimo de una función que describe la pérdida total de potencia de todas las compresoras 2 del sistema de compresoras 1, durante un ciclo de conmutación, dependiendo de la presión 103 de conmutación a desconexión. De acuerdo con la modalidad, entra aquí la suposición en el cálculo de que la extracción de fluido a presión permanece constante en promedio y que, por lo tanto, el ciclo de conmutación se repite uniformemente entre dos valores de presión mínimos o máximos sucesivos, respectivamente. La suposición de una extracción de fluido a presión efectuada constante en promedio, permite que se tomen en cuenta las fluctuaciones del perfil de presión, también en el perfil de presión real.

Al hacerlo así, el algoritmo de control 42 guiado por energía, utiliza los grados tecnológicos de regulación presentes, de la libertad, ya que esos grados de libertad no son ocupados ni están limitados por parámetros de control predeterminados fijamente, ni tampoco por una escala de regulación de presión predeterminada de manera estricta; sino que la optimiza con respecto a la energía. Tanto la selección de las compresoras 2 que se van a conmutar como los puntos en el tiempo, o respectivamente las presiones para las operaciones de conmutación que se van a implementar, no son derivadas de parámetros, sino que son calculadas por el método de control 41, sobre la base de caso por caso, de una manera energéticamente optimizada.

Además de la guía de energía del método de control 41, se caracteriza también éste por el comportamiento adaptativo con respecto a adaptar parámetros adaptativos durante la operación de trabajo. Al hacerlo así, el comportamiento adaptativo soporta decisivamente la optimización de la demanda de energía del sistema de compresoras 1. El comportamiento adaptativo se basa en un algoritmo 43 de adaptación, constituido por el método de control 41, que ajusta todos los parámetros adaptativos durante la operación del sistema de compresoras, y las pone a disposición para el algoritmo de control 42. El comportamiento adaptativo también permite seleccionar las compresoras que se van a conmutar para que sean adaptadas automáticamente a las características fijas y variables, relevantes para la regulación, o respectivamente a las condiciones del sistema de compresoras, así como a su uso en la operación de trabajo. Los ejemplos de tales parámetros adaptativos pueden ser la demanda energética por cantidad de fluido transportada, de una compresora 2, así como el volumen de almacenamiento tecnológicamente activo, a presión, del sistema de fluido a presión y el comportamiento de conmutación temporal de las compresoras 2.

La figura 3 muestra una representación esquemática de la secuencia de pasos individuales, de acuerdo con una modalidad del método de la invención, para controlar un sistema de compresoras 1 en una representación de diagrama de flujo. En este caso, se excluyen determinadas alternativas de conmutación 13 en un paso de preseleccion 10, en un medio de exclusión 6 de un medio de control 4, no mostrado, con mayor detalle, de la multitud de alternativas de conmutación 13, combinatoriamente disponibles, de preferencia mientras se tienen en cuenta las condiciones actuales. La preseleccion, por ejemplo, se puede efectuar sobre la base de criterios de selección que tienen en cuenta la factibilidad técnica de la alternativa de conmutación 13 predeterminada. En el presente caso, por ejemplo, son en total ocho alternativas de conmutación 13 combinatoriamente posibles, de las cuales cuatro alternativas de conmutación 13 (deseleccionadas por tachado) han mostrado ser inapropiadas para las actuales condiciones de operación y, por consiguiente, se deseleccionan con antelación. De las cuatro alternativas de conmutación 13 restantes, se selecciona una alternativa de conmutación 13 en un paso de selección principal 11 en un medio selector 7 de los medios de control 4, no mostrados con mayor detalle, al mismo tiempo que se hace referencia a uno o más criterios de optimización, sopesando todas las alternativas de conmutación 13 una contra las otras, que no había sido deseleccionadas en el paso de preseleccion 10. La alternativa de conmutación 13 seleccionada, determinada en el paso de selección principal 11, es sacada en un paso de control en un medio de salida 8 de los medios de control 4, no mostrado con mayor detalle, para ser implementada en el sistema de compresoras 1. En el presente caso, se ha ilustrado la salida simbólicamente como una forma de envío de información desde los medios de salida 8 al colector de comunicaciones 5 que, sin embargo, no debe entenderse aquí como una limitación.

La figura 4 muestra una representación del perfil de presión real 105 en el sistema de fluido a presión durante un intervalo de tiempo periódico Tconmutador- La longitud del inérvalo de tiempo periódico Tconmutador se refiere aquí a sólo la longitud de un ciclo de conmutación. De acuerdo con una modalidad del método de control de la invención, el control determina una presión individual 103 de conmutación a desconexión para la compresora 2 que se va a conmutar de carga dentro del rango de tolerancia de presión disponible, de acuerdo con los principios de optimización energética. El rango de tolerancia de presión, en este caso, es el rango de presión entre una presión de adaptación 103 que no se va a recortar, y un límite de presión superior 104, que no se va a sobrepasar. De acuerdo con la modalidad, la diferencia de presión del ciclo de conmutación energéticamente óptimo y la presión 103 de conmutación a desconexión, energéticamente óptima para las compresoras 2 que se van a conmutar a carga, se calcula matemáticamente de forma analítica, como un óptimo energético. Para este cálculo, se supondrá que la extracción de fluido a presión es en promedio constante. La caída de presión se puede representar, consecuentemente, como una elevación de una línea recta que cae linealmente, que describe aproximadamente el perfil real de presión. De manera análoga, el incremento del fluido a presión dentro del sistema de fluido a presión, se puede describir por medio de un promedio matemático en gran medida similar, del perfil de presión que se eleva realmente, como una línea recta que se eleva monótonamente.

Bajo estas presuposiciones de la extracción constante promedio del fluido a presión, el ciclo de conmutación que incluye la siguiente operación de conmutación a conexión se puede describir energéticamente mediante una simple representación matemática. Debido a esta representación matemática simple, es posible calcular el óptimo energético o, respectivamente, la eficiencia máxima del sistema de compresoras durante dicho ciclo de conmutación. Para ese propósito, el método de control 41 regula la presión 103 de conmutación a desconexión de las compresoras 2 que se van a conmutar, de tal manera que la pérdida de potencia total completa, que depende del ciclo de conmutación (pérdida de trabajo total por intervalo de tiempo periódico TCOnmutador) , se vuelve mínima.

Tanto la operación bajo carga como la conmutación y la operación en vacío de las compresoras 2, contribuyen a esta pérdida de potencia, dependiendo del ciclo de conmutación. La demanda de energía de las compresoras que operan bajo carga (trabajo bajo carga) aumenta con la diferencia en la presión del ciclo de conmutación, puesto que su diferencia de presión de trabajo interna aumenta en promedio. En contraste con ello, la pérdida de trabajo de conmutación, así como la pérdida de trabajo sin carga de las compresoras que se van a conmutar, disminuye al aumentar la diferencia de presión del ciclo de conmutación, puesto que el número (la frecuencia) de los ciclos de conmutación, disminuye. La suma de los componentes de la pérdida en una optimización energética ocupa un mínimo en la diferencia de presión del ciclo de conmutación, calculada. La expresión que se va a minimizar se obtiene de acuerdo con la siguiente ecuación ( 1 ) : Pv = (AWcarga + ???5?? carga + AWconmutador ) / Tconmutador (1) En este caso, AWcarga es la pérdida de trabajo de las compresoras que operan bajo carga por ciclo de conmutación, debida a la elevación de presión, en comparación con la presión de conmutación a conexión, AWSin carga es la pérdida de trabajo sin carga de las compresoras que se van a conmutar por ciclo de conmutación, debida a los desempeños sin carga y un tiempo de operación posterior, AWCOnmutador es la pérdida de trabajo de conmutación por ciclo de conmutación de las compresoras 2 que se van a conmutar, debida al proceso de compensación lento en la presión interna, durante la conmutación en la operación sin carga, probablemente de un restablecimiento de motor, y la adaptación de presión interna cuando se conmuta a carga, Tconmutador es la duración de un ciclo de conmutación, que se extiende temporalmente sobre un incremento de presión periódico y la caída de presión subsiguiente .

Los componentes individuales de la pérdida de trabajo total, en este caso, se calculan de acuerdo con la ecuación (2) : AWcarga = 0.5 · rcarga •APConmutador2# ( cargal / ldp/dtlpromediol + rcarga2 / ldp/dtlpromedio2) (2) En este caso, rcarga es el incremento relativo del desempeño bajo carga de la compresora 2 que opera bajo carga, por unidad de presión; APconmutador es la diferencia en el ciclo de conmutación; PCargai es el desempeño bajo carga de las compresoras, incluidas las compresoras 2 que se van a conmutar, que están operando bajo carga hacia la presión 103 de conmutación a desconexión, en el curso del perfil de presión, a la presión 102 de conmutación a conmutación; ldp/dtlpComedioi es la cantidad del incremento de presión promedio esperado, durante el perfil de presión real, hacia la presión 103 de conmutación a desconexión, calculado sobre la base de un periodo de tiempo conmensurado; PCarga2 es el desempeño bajo carga de las compresoras, excluidas las compresoras 2 que se van a conmutar, que están operando bajo carga, hacia la presión 103 de conmutación a desconexión, en el curso del perfil de presión, a la presión de conmutación a conexión 102; ldp/dtlpr0medio2 es la cantidad de incremento de presión promedio esperada durante el perfil de presión hacia la presión 102 de conmutación a conexión, desde ldp/dtlpromedioi/ y el efecto compensador de presión de las compresoras 2 que se van a conmutar.

Se calcula la pérdida de trabajo sin carga ?8?? carga sobre la base de la siguiente ecuación (3) : A sj_n carga — ? ( Psin carga * Tsín carga) 3 En este caso, PSin carga es el desempeño sin carga de las compresoras individuales que se van a conmutar, y T3in cargan el tiempo de operación posterior sin carga, de las compresoras individuales que se van a conmutar, restringido a un tiempo entre la conmutación a conexión y la conmutación a desconexión .

La pérdida de trabajo de conexión AWconmutador se calcula como la suma de las pérdidas de trabajo de conmutación WConmutador por ciclo de las compresoras 2 que se van a conmutar, de acuerdo con la siguiente ecuación (4): A conmutador = ? Wconmutador ( ) Adicionalmente, el intervalo de tiempo periódico Tconmutador de un ciclo de conmutación se puede calcular fácilmente de acuerdo con la ecuación (5), con base en la siguiente correlación, que es el resultado de consideraciones geométricas simples, de acuerdo con la figura 4: Tconmutador = · (1 / dtlpr0mediol + 1 / ldp / dt lpromedio2 (5) Se puede efectuar el cálculo de la diferencia de presión del ciclo de conmutación, energéticamente óptima APconmutador, opt usando la ecuación (1), insertando simplemente los términos para las pérdidas de trabajo individuales AWcarga, AWsin carga/ A COnmutador asi como la duración del intervalo de tiempo periódico (duración del ciclo de conmutación) Tconmutador en la fórmula de acuerdo con la ecuación 1, para la pérdida de potencia Pv, que depende del ciclo de conmutación, derivando luego de acuerdo con la diferencia de presión del ciclo de conmutación APconmutador y poniendo a cero correspondientemente la derivación. Consecuentemente, la diferencia de presión del ciclo de conmutación, energéticamente óptima APconmutador, opt puede representarse como una expresión matemáticamente fácil de manejar, de acuerdo con la ecuación (6) : APconmutador, opt = ^{ [ ? ( Psin carga*Tsin carga) + ? ^conmutador] / [0.5•rCarga* \ >¦ cargal / ldp/dtlpromediol + Pcarga2 / ldp/dtlpromedio2) ] } (6) La presión de conmutación a desconexión energéticamente óptima en aplicaciones de fluido a presión resulta como una suma de la presión de adaptación 101 y la diferencia de presión del ciclo de conmutación energéticamente óptima, calculada APCOnmutador, opt- En aplicaciones de vacío correspondientes, por ejemplo, la presión 103 de conmutación a desconexión energéticamente óptima resulta como la diferencia de los dos valores previamente mencionados, como podrán verlo claramente las personas con experiencia en la materia.

Además, se debe señalar que el método de control de acuerdo con la modalidad tiene en cuenta los tiempos de retardo de las compresoras individuales 2 o las combinaciones de compresoras 2, que se determinan de los tiempos entre la conmutación a conexión o la conmutación a desconexión de una compresora 2, y los puntos de tiempo de la implementación real del cambio de estado. Consecuentemente, los tiempos de conmutación a conexión Ton lo mismo que los tiempos de conmutación a desconexión T0ff son avanzados temporalmente en comparación con los valores mínimos de presión del perfil de presión real 105, o respectivamente los valores de presión máximos .

Adicionalmente, la figura 4 muestra un ciclo de conmutación parcialmente idealizado para propósitos ilustrativos. Se define un límite superior de presión 104 mediante una contingencia de sistema, por ejemplo, mediante la resistencia a la presión de los componentes. La línea más baja en el diagrama representa la presión de adaptación 101, que ya había sido discutida varias veces. El perfil de presión en el ciclo de conmutación ilustrado aquí se mueve entre un valor mínimo (local Pmin y un valor máximo (local) Pmax. En un punto de tiempo TAB, o sea, cuando se alcanza la presión 103 de conmutación a desconexión, a un perfil de presión que se eleva, se toman medidas para reducir la generación de fluido a presión comprimido, lo que tiene el efecto de que la presión se eleva poco por encima de la presión 103 de conmutación a desconexión, hasta el valor máximo (local) Pmax, pero luego el incremento de presión se invierte hacia una caída de presión. Una vez que se alcanza la presión de conmutación 102 a un perfil de presión descendente, se toman medidas para incrementar la generación de fluido a presión comprimido, de manera que la presión disminuya adicionalmente hasta un valor mínimo (local) Pmin pero luego se invierte la caída de presión hacia un nuevo incremento de presión.

Se debe notar en este punto que todos los componentes descritos en lo que antecede, ya sea solos o en cualquier combinación, se reivindican como esenciales para la invención, opcionalmente, los detalles ilustrados en los dibujo. Sus variaciones serán familiares para los expertos en la materia.

LISTA DE LOS NÚMEROS DE REFERENCIA 1 Sistema de compresoras 2 Compresora 3 Depósito de fluido a presión 4 Medios de control 5 Colector de comunicaciones 6 Medios de exclusión 7 Medios de selección 8 Medios de salida 9 Medios determinadores de la presión de conmutación a desconexión 10 Paso de preselección 11 Paso selector principal 12 Paso de control 13 Alternativa de conmutación 20 Medios medidores 21 Elemento procesador 22 Elemento funcional 30 Registro de datos 40 Interfaz de alimentación 41 Método de control 42 Algoritmo de control 43 Algoritmo de adaptación 101 Presión de adaptación 102 Presión de conmutación a conexión 103 Presión de conmutación a desconexión 104 Limite superior de presión 105 Perfil de presión real Ton Tiempo de conmutación a conexión T0ff Tiempo de conmutación a desconexión

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Un método para controlar un sistema de compresoras (1) que comprende una pluralidad de compresoras (2), opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes; donde el sistema de compresoras (1) está destinado a mantener un exceso predefinido de presión en un sistema de fluido a presión, a pesar de una extracción posiblemente incluso fluctuante de fluido a presión desde el sistema de fluido a presión; donde se toman decisiones a intervalos fijos o variables a fin de conmutar operaciones para adaptar el sistema a las condiciones actuales, que: - en un paso de preselección (10) se excluyen alternativas de conmutación (13) de la pluralidad de alternativas de conmutación (13) combinatoriamente disponibles, de preferencia, en consideración de las condiciones actuales; - en un paso de selección principal (11) se sopesan las alternativas de conmutación (13) restantes, unas contra las otras, al mismo tiempo que se hace referencia a uno o más criterios de optimización, y se seleccionan alternativas de conmutación (13) óptimas, de entre los criterios dados; y - en un paso de control (12), se da salida a la alternativa de conmutación (13) seleccionada, para su implementación en el sistema de compresoras (1) .

2. - El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el control del sistema (1) toma medidas para incrementar la generación de fluido a presión comprimido cuando alcanza una presión (102) de conmutación a conexión, posiblemente variable, y para reducir la generación de fluido a presión comprimido cuando alcanza una presión (103) de conmutación a desconexión, posiblemente variable.

3. - El método para controlar un sistema de compresoras (1) que comprende una pluralidad de compresoras (2), opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes, donde el sistema de compresoras (1) está destinado a mantener un exceso predefinido de presión en un sistema de fluido a presión, a pesar de una extracción posiblemente incluso fluctuante de fluido a presión, desde el sistema de fluido; donde el control del sistema (1) toma medidas para incrementar la generación del fluido a presión comprimido cuando alcanza una presión (102) de conmutación a conexión, posiblemente variable, y para reducir la generación de fluido a presión comprimido cuando alcanza una presión (103) de conmutación a desconexión, opcionalmente, de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la presión (103) de conmutación a desconexión es variable y se puede cambiar como una función de la configuración actual del sistema de compresoras (1) y/o en consideración a una operación de conmutación definida (un cambio definido en la configuración del sistema de compresoras) .

4. - El método de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque se determina la presión (103) de conmutación a desconexión, y opcionalmente, se calcula, sobre la base de la optimización de la energía, en caso por caso.

5. - El método de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la presión (103) óptima de conmutación a desconexión es determinada reduciendo computacionalmente al mínimo el cociente de la pérdida total de trabajo en un intervalo de tiempo periódico, predefinido, relacionado con una alternativa (13) de conmutación y su intervalo de tiempo; donde la pérdida total de trabajo comprende la suma de la pérdida de trabajo de todas las compresoras (2) que operan bajo carga en dicho intervalo de tiempo, la pérdida de trabajo de todas las compresoras (2) que operan sin carga que se van a conmutar en dicho intervalo de tiempo, y la pérdida de trabajo por conmutación de todas las compresoras (2) que se van a conmutar a conexión y a desconexión en dicho intervalo de tiempo.

6. - El método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque se calcula la presión (103) óptima de conmutación a desconexión sobre la base de la siguiente fórmula : Pswitch, opt = [ ? ( Psin carga*Tsin carga) ? Wswitch] / [ 0.5*rcarga* ( Pcargal / ldp/dtlpromediol + ?carga2 / ldp/dtlpromedio2) ] } (6) .

7. - El método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque lo siguiente entra en el cálculo de la presión (103) de conmutación a desconexión: - la demanda de energía de las compresoras (2) que operan bajo carga, opcionalmente, cuando se suministra contra una presión que se incrementa continuamente; y/o - las pérdidas de operación sin carga de las compresoras que se van a conmutar a operación sin carga o a estado detenido; y/o - las pérdidas de operación sin carga de las compresoras que operan sin carga y/o - la pérdida de energía por conmutación, de las compresoras que se van a conmutar, por alternativa de conmutación (13) .

8. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque se calcula la presión (102) de conmutación a conexión, en el método para controlar un sistema de compresoras (1), de manera que el perfil de presión real alcance una presión (101) de adaptación calculada, que es inferior a la presión (102) de conmutación a conexión, lo más precisamente posible, de preferencia a una desviación de menos del 5 por ciento, más preferible, inferior al 2 por ciento y, todavía más preferible, que no caiga, o sólo de manera insignificante y/o breve, por debajo de aquélla.

9. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las alternativas de conmutación (13) para reducir la generación de fluido a presión, se evalúan de acuerdo con criterios de optimización diferentes de las alternativas de conmutación (13) para incrementar la generación de fluido a presión.

10. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se toman decisiones en cuanto a sopesar y seleccionar las alternativas de conmutación (13) para reducir la generación de fluido a presión, entre los criterios de optimización, que primariamente o exclusivamente tienen en cuenta al gasto total de energía respectivo de las diferentes alternativas de conmutación (13) que se están considerando.

11. - El método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque está incluido en la consideración del gasto total de energía de las diferentes alternativas de conmutación (13), por lo menos lo siguiente: - la demanda de energía de las compresoras que operan bajo carga; y/o - las pérdidas de operación sin carga de las compresoras que se van a conmutar a operación sin carga o a un estado detenido; y/o - las pérdidas de operación sin carga de las compresoras que operan sin carga; y/o - la energía perdida por conmutación en las compresoras que se van a conmutar, por alternativa de conmutación (13) .

12. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la evaluación y la selección de la alternativa de conmutación (13) tiene lugar en tiempo real.

13. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la determinación de la presión (103) de conmutación a desconexión y/o la presión (102) de conmutación a conexión se determina en tiempo real.

14. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el control del sistema (1) se efectúa en consideración de parámetros empíricos de operaciones de conmutación pasadas (control adaptativo) .

15. - El método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque los parámetros empíricos comprenden: - el nivel de demanda de energía (demanda de energía por cantidad de fluido) de las compresoras individuales (2) o de ciertas combinaciones de compresoras (2); y/o - los tiempos de respuesta a la conmutación a conexión de las compresoras (2); y/o - el comportamiento de consumo de los consumidores de fluido a presión; y/o - el tamaño del acumulador de presión; y/o - el grado de compensación de presión de las compresoras (2) o de ciertas combinaciones de compresoras (2) .

16. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado porque los parámetros empíricos comprenden: - el grado de compensación de presión de una compresora (2), dependiendo del volumen de almacenamiento y del esquema de instalación del sistema de fluido a presión; y/o - el nivel de demanda de energía de una compresora (2) , dependiendo de su modo de operación, su temperatura ambiente; su mantenimiento; su desgaste y sus estados de contaminación, previos; y/o - el tiempo de respuesta a la conmutación a conexión y el grado de compensación de presión de una compresora (2), dependiendo de los patrones típicos del cambio de extracción del fluido a presión.

17. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se efectúa una conmutación a conexión de las compresoras (2) o de una combinación de compresoras (2), con suficiente antelación, de manera que, en consideración del comportamiento de arranque de la compresora (2) o de la combinación de compresoras; opcionalmente, en consideración de los tiempos de respuesta a la conmutación de conexión de preferencia aprendidos adaptativamente, el perfil de presión real alcance la presión de adaptación (101) con la mayor precisión posible, de preferencia con una desviación de menos del 5 por ciento; más preferible, menos del 2 por ciento; y todavía más preferible, que no caiga, o sólo lo haga de manera insignificante y/o breve, por debajo de aquélla.

18. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque de preferencia dichas compresoras (2) o combinaciones de compresoras (2) se seleccionan en la determinación de las alternativas de conmutación (13) de las compresoras (2) que se van a conmutar a carga, que tienen valores favorables de parámetros empíricos para el nivel de demanda de energía.

19. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque de preferencia se seleccionan dichas compresoras (2) en la determinación de las alternativas de conmutación (13) de las compresoras (2) que se van a conmutar a carga, que están sin carga y todavía tienen un tiempo largo de operación sin carga restante, y/o se seleccionan dichas compresoras (2), de preferencia, como las compresoras (2) que se van a conmutar al estado sin carga o al estado detenido, que tienen un trabajo sin carga bajo restante

20. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la determinación de las alternativas de conmutación (13) y/o la determinación de una presión (103) de conmutación a desconexión y/o la determinación de una presión (102) de conmutación a conexión se efectúa suponiendo una reducción constante en el fluido a presión.

21. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque la determinación de un valor actual de la extracción de fluido a presión se determina mediante un dispositivo de medición o bien se calcula desde el perfil de presión real pasado, el estado de operación de las compresoras (2) y/o el tamaño del acumulador, posiblemente ajustado de manera adaptativa, del sistema de compresoras (1).

22. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque, se suprimen, bajo condiciones predefinidas, los comandos de conmutación a conexión o de conmutación a desconexión se originan al alcanzar la presión (102) de conmutación a conexión o la presión (103) de conmutación a desconexión y/o comandos adicionales de conmutación a conexión o comandos adicionales de conmutación a desconexión, originados independientemente de que se alcance la presión (102) de conmutación a conexión o la presión (103) de conmutación a desconexión.

23. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque, al determinar que una pluralidad de alternativas de conmutación (13) son equivalentes en términos de energía, se tienen en cuenta adicionalmente otros criterios, tales como el número de horas de operación de una compresora (2) en cuestión.

24. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque la conmutación a desconectado determinada solamente es originada por el control cuando se asegura de que se puede efectuar una operación de conmutación a conexión, posiblemente necesaria, a tiempo, en consideración del comportamiento de arranque de una posible combinación de conmutación.

25. - Medios de control (4) para un sistema de compresoras (1) que comprende una pluralidad de compresoras (2) opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes, opcionalmente, para implementar el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, donde el sistema de compresoras (1) está destinado a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de una extracción posiblemente incluso fluctuante, de fluido a presión desde el sistema de fluido a presión; donde se toman decisiones a intervalos fijos o variables, en cuanto a las operaciones de conmutación para adaptar el sistema a las condiciones actuales; y donde los medios de control comprenden: - medios excluyentes (6) que excluyen, de preferencia en consideración de las condiciones actuales, alternativas de conmutación (13) de entre una pluralidad de alternativas de conmutación (13), combinatoriamente disponibles; - medios selectores (7) que sopesan las alternativas de conmutación restantes (13) unas contra las otras, al mismo tiempo que hacen referencia a uno o más criterios de optimización y seleccionan una alternativa de conmutación (13) óptima de entre los criterios dados, asi como: - medios de salida (8) que están configurados para dejar salir la alternativa de conmutación (13) seleccionada para ser implementada en el sistema de compresoras.

26.- Los medios de control (4) para un sistema de compresoras (1) que comprende una pluralidad de compresoras (2), opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes, opcionalmente, para implementar el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, donde el sistema de compresoras (1) está destinado a mantener un exceso predefinido de presión en un sistema de fluido a presión, a pesar de una extracción posiblemente incluso fluctuante de fluido a presión, del sistema de fluido a presión; y donde los medios de control (4) comprenden: - medios determinadores (9) de la presión de conmutación a desconexión que, en un exceso de producción de fluido a presión, determina una presión de conmutación a desconexión (103), como una función de la configuración actual del sistema de compresoras y/o en consideración de una operación de conmutación definida (un cambio definido en la configuración del sistema de compresoras) .

27.- Un registro de datos (30) configurado de preferencia para la trasmisión en una red de datos o el almacenamiento en un soporte de datos, para controlar un sistema de compresoras (1), opcionalmente, para ejecutar el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, donde el sistema de compresoras (1) comprende una pluralidad de compresoras (2), opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes; donde el sistema de compresoras (1) está destinado a mantener un exceso predefinido de presión en un sistema de fluido a presión, a pesar de la extracción posiblemente incluso fluctuante, de fluido a presión del sistema de fluido a presión; donde se toman decisiones a intervalos fijos o variables en cuanto a las operaciones de conmutación para adaptar el sistema a las condiciones actuales; de manera que: en un paso (10) de preselección, de preferencia en consideración de las condiciones actuales, se excluyen alternativas de conmutación (13) de la pluralidad de alternativas de conmutación (13) combinatoriamente disponibles; - en un paso de selección principal (11) se sopesan las alternativas restantes de conmutación (13) unas contra las otras, al mismo tiempo que se hace referencia a uno o más criterios de optimización, (criterios) y se seleccionan las alternativas de conmutación (13) óptimas de entre los criterios dados; y - en un paso de control (12) se da salida a la alternativa de conmutación (13) seleccionada, para su implementación en el sistema de compresoras (1).

28.- El registro de datos (30) configurado de preferencia para la trasmisión en una red de datos o el almacenamiento en un soporte de datos, para controlar un sistema de compresoras (1), opcionalmente, para ejecutar el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en el que el sistema de compresoras comprende una pluralidad de compresoras, opcionalmente, de diseño y/o funcionamiento diferentes; donde el sistema de compresoras está destinado a mantener un exceso de presión predefinido en un sistema de fluido a presión, a pesar de la extracción, posiblemente incluso fluctuante, de fluido a presión desde el sistema de fluido a presión; donde el control del sistema (1) toma medidas para incrementar la generación de fluido a presión comprimido cuando alcanza una presión (102) de conmutación a conexión, posiblemente variable, y para reducir la generación de fluido a presión comprimido, cuando alcanza una presión (103) de conmutación a desconexión, posiblemente variable, opcionalmente, de acuerdo con la reivindicación 1; caracterizado porque la presión (103) de conmutación a desconexión es variable y puede cambiar como una función de la configuración actual del sistema de compresoras (1) y/o en consideración de una operación de conmutación definida cambio definido en la configuración del sistema compresoras) .