Gestió de sistemes de diversos compressors: utilitzar controls per millorar el rendiment
De Chad Larrabee, Ingersoll Rand Company
Un esquema de control no gestionat per a un banc de compressors d’ aire és una recepta per a un consum innecessari d’energia, així com un manteniment augmentat o no previst. Controlar compressors d'aire només amb els seus controladors a bord pot causar un o més dels problemes següents:
Hi ha massa compressors en marxa.
S'ha executat una combinació incorrecta de compressors.
La pressió és superior a la que cal.
Com es produeix això? El primer pas per comprendre la complexitat d'un sistema que només funciona pels controladors de bord és examinar els senyals, els diferencials i els punts de consigna. Considereu el diagrama d'una línia d'un sistema determinat a continuació:
Un sistema de tres compressors amb filtració i assecadores amb ubicació de senyal per a cada compressor (per simplificar, no es mostra el sistema de distribució).
Cada compressor té el seu propi senyal de pressió situat a la descàrrega del compressor i abans dels equips de tractament de l’aire (filtres i assecador). Per assegurar-se que cada compressor està “alineat” des d’una perspectiva de control, caldria calibrar perfectament els transductors de pressió.
Es mostra la pressió diferencial de cada sèrie de tractament amb aire.
També influeix en l'esquema de control la quantitat de pressió diferencial (o baixada de pressió) mesurada entre la descàrrega dels compressors (ubicació del senyal) i el dipòsit receptor aigües avall de l'equip de tractament d'aire. A menys que tots els equips de tractament de l'aire i les canalitzacions associades tinguin exactament la mateixa caiguda de pressió, el control dels compressors no s'alinearà. Malauradament, gairebé mai no és així a causa de diferents característiques dels equips de tractament de l'aire, configuracions de canonades de camp i intervals de manteniment. Amb diferències i senyals no coincidents, s’executen massa compressors, malgastant energia i augmentant intervals de manteniment innecessàriament.
Els punts establerts ara es mostren amb un delta de 10 psi al controlador, però el diferencial efectiu es redueix amb la caiguda de pressió en els equips de tractament de l'aire.
Finalment, el control dels compressors està influenciat pels punts establerts per al control del compressor. Si el compressor és de velocitat fixa, aquest serà controlat per una vàlvula d’entrada generalment en un mode de control de càrrega / descàrrega, el que significa que la vàlvula està oberta al 100% o tancada al 100%. Normalment els punts establerts per al punt de càrrega i el punt de descàrrega són de 10 psi. Si el compressor és controlat per la velocitat del motor, mitjançant un accionament de velocitat variable, els “punts d’entrada” es converteixen en una “pressió objectiu”. Amb diversos compressors en control local, els punts ajustats es fan en cascada sobre un ampli rang, provocant el primer compressors per funcionar a pressió elevada per mantenir el règim de control de cascades del punt de consigna.
Els punts de fixació d’un sistema de sis compressors es mostren amb una pressió del sistema de fins a 35 psi sobre la pressió requerida.
Els esquemes de control de cascades augmenten el consum d'energia en un sistema a causa de la pressió elevada. A l’exemple anterior, l’últim compressor que es posa en marxa s’estableix a la pressió mínima admissible de la planta, 90 psig. Tanmateix, el primer compressor que s’encén i, en conseqüència, l’últim que s’apaga amb reducció de la demanda s’ha de carregar a 115 psig i descarregar a 125 psig. En situacions de baixa demanda, el sistema pot funcionar entre 25 i 35 psig per sobre de la pressió mínima requerida. Això generaria un 15% més de consum d'energia al compressor del que es requereix per a la demanda. A més, la demanda no regulada a la planta ara consumiria més peus cúbics per minut (cfm) a nivell elevat de pressió, augmentant els residus. La pressió elevada malgasta energia i crea una demanda artificial en el sistema.
Exerceix el control amb controladors de sistema intel·ligents
Com podeu alinear els senyals, els diferencials i els punts de fixació per eliminar els residus i la pressió elevada? Un controlador del sistema actuarà com a conductor de la simfonia, dirigint els compressors per respondre a un senyal comú, una banda de pressió comuna i adaptar els diferencials. Un controlador del sistema amb els algorismes i la lògica adequats coincidirà dinàmicament amb el subministrament d'aire comprimit amb la demanda d'aire comprimit i només opera els compressors necessaris per proporcionar una combinació més eficient energèticament.
En el passat, es van controlar diversos sistemes de compressors mitjançant un seqüenciador rudimentari centrat en equilibrar l’ús dels compressors durant hores d’execució iguals. Si bé el seqüenciador tenia una banda de senyal i pressió comuna, no tenia la intel·ligència per tenir en compte la velocitat de canvi o la mida del compressor. Com a resultat, els compressors poden funcionar innecessàriament o en una combinació equivocada, fins i tot amb seqüenciació.
Un controlador intel·ligent del sistema genera informació intel·ligent, comptabilitzant la capacitat nominal de cada compressor, així com retards i punts de control iteratius proposats per assegurar que respon al que passa al sistema. A més d’aparellar dinàmicament l’oferta amb la demanda, s’incorpora una funcionalitat més gran en alguns controladors del sistema per garantir una eficiència millorada i un menor funcionament de compressors.
Un exemple és el control anticiclisme. Suposem que el senyal de pressió cau a un ritme determinat en funció d’un esdeveniment de demanda del sistema que demana més aire. A mesura que la pressió disminueix a la ubicació del senyal, el controlador pot carregar un altre compressor per satisfer la demanda, però el senyal de pressió continua disminuint. Això pot produir-se a causa de l’inici autoritzat del compressor, que és el temps que triga un compressor a iniciar i a subministrar aire a pressió nominal.
El pre-ompliment del sistema és un altre esquema de control diferenciat suportat per alguns controladors del sistema. El pre-ompliment proporciona un mètode eficient en l'energia per augmentar la pressió fins als nivells de funcionament normals a l'inici del sistema. Aquesta característica evita el potencial que tots els compressors puguin iniciar i carregar de manera ineficient en un intent d’aconseguir la pressió del sistema ràpidament fins als nivells normals.
A més, el mode d'espera del sistema ofereix la possibilitat de mantenir els compressors "fora de línia" per minimitzar les pèrdues a causa de les fuites del sistema en sistemes a pressió que estiguin inactius durant períodes no productius.
Els avantatges de la connectivitat remota
Es poden aplicar controls efectius del sistema a qualsevol marca de compressor i enllaçar-los per al control i control amb molts sistemes de control distribuït existents (DCS). Molts fabricants desenvolupen i subministren la seva pròpia interfície gràfica de control i monitorització per visualitzar el que està passant al sistema amb les tendències de dades que es requereixen. A més, normalment es disposa d'un control remot basat en web amb aquest tipus de sistemes.
Les comunicacions remotes tenen múltiples avantatges. Penseu en un compressor d'aire sense connectivitat remota que generi una alerta o es desencalli alarma durant un canvi de producció inferior on els membres del personal de manteniment experimentats no estiguin disponibles. La producció de plantes estaria en risc, ja que el personal de la planta ha de reaccionar davant la interrupció del subministrament d'aire comprimit. Segons el grau de procediments documentats, es podria perdre un temps important de producció mentre es localitza un servei d'emergència i es posa en contacte amb un proveïdor de serveis.
I considereu la reacció de l’encarregat de manteniment principal si es posa en contacte amb ell durant el seu temps personal. Ara considereu el mateix escenari però amb una notificació d'alerta mòbil integrada al sistema de control on l'alarma notifiqui immediatament al proveïdor de serveis. El proveïdor de serveis pot avaluar ràpidament la situació de forma remota, revisant els paràmetres de funcionament, la naturalesa de l’apagada i, fins i tot, reiniciar el compressor si es donen aquests permisos. La velocitat i la qualitat de resposta augmenta notablement.
Aquest és un escenari real i destaca les múltiples solucions que permet la connectivitat remota:
Informació i seguiment
Alertes i notificacions
Diagnòstics
Comandament a distància complet
Ajuts automatitzats Ajuden a supervisar el rendiment del sistema
A més d’accedir a l’estat del sistema per a la supervisió del rendiment i la salut, la solució remota també oferiria la possibilitat de valorar els paràmetres i tendències de funcionament clau amb capacitats gràfiques, indicant possibles fallides precoçment. Per tant, es pot planificar el manteniment i es redueix la probabilitat que es produeixi una alerta o un viatge intempestiu.
La funció d'informes dels controladors també es pot programar per enviar correus electrònics diàriament amb paràmetres de funcionament crítics al personal clau o al proveïdor de serveis. En el passat, els gestors de manteniment tradicionals han penjat un porta-retalls al compressor amb un llapis o bolígraf adjunt. Cada hora, el personal de manteniment havia de desplaçar-se per la pantalla del controlador local i registrar els paràmetres de funcionament al porta-retalls. Els fulls es van recollir diàriament i es van emmagatzemar ràpidament en un lloc que ningú va poder trobar quan calia. Penseu en accedir a aquest registre automàticament cada hora, o en qualsevol interval que desitgi l’usuari, i enregistrar-lo en un document PDF que es pot enviar per correu electrònic i / o emmagatzemar-lo de forma electrònica per a una recuperació fàcil.
Per al manteniment planificat, també s’ha d’especificar un planificador de manteniment. Els recordatoris i els planificadors són possibles, de manera que no es perdi cap manteniment, creant confiança en el temps de funcionament i la fiabilitat de l'equip.
Els controls continuen avançant amb l’increment del focus en la productivitat i la sostenibilitat millorades. Pot ser que una trucada al venedor sigui possible per millorar el vostre sistema operatiu per maximitzar la seva fiabilitat i eficiència.
---- http: //www.hqcompressor.com
