20 julio 2012

Sistema y método de presión constante para control de velocidad de bomba de velocidad variable con ecualización local para bombas disimilares




Hablamos en este artículo de los sistemas de bombeo de velocidad variable, los cuales varían la velocidad de las bombas usando variables de frecuencia variable para mantener una presión del sistema constante. Donde se requieren bombas múltiples para mantener la presión deseada, las bombas con bombeo y curvas de carga pueden experimentar un desequilibrio no deseado en la demanda para mantener la presión deseada si todas las bombas operan a la misma velocidad. Sería deseable ser capaz de ecualizar el perfil de carga para que todas las bombas operen mientras que a la vez mantienen la presión del sistema.
Un método para operar con estas bombas es ajustar la velocidad de todas las bombas de operación basándonos en la presión del sistema mientras ecualizamos el perfil de carga para todas las bombas de operación. Mientras se está operando, los variadores de frecuencia variable sienten varios parámetros tales como la frecuencia de operación, corriente y voltaje. Tales datos pueden obtenerse tanto de forma analógica como digital.

Los datos pueden adquirirse de bombas desplazadas vía un link de datos, tal como un link de datos serie usando un sistema de telecomunicación, o vía una red computerizada, por ejemplo internet. La carga de corriente para cada bomba de interés puede ser establecida y comparada con la máxima carga para una bomba particular.
Ante este problema sería deseable tener capacidad para ecualizar el perfil de carga para todas las bombas de operación mientras al mismo tiempo mantienen el sistema bajo presión.

Descripción del sistema

El fundamento de este sistema es ajustar la velocidad de todas las bombas de operación basándonos en la presión del sistema deseado mientras se ecualiza el perfil de carga para todas las bombas de operación. Mientras opera, el variador de frecuencia variable siente varios parámetros tales como la frecuencia de operación, la corriente y el voltaje. Tales datos están disponibles en forma analógica o digital.
Los datos pueden ser adquiridos de bombas desplazadas vía un link de datos, tal como un link de datos serie implementado un sistema de telecomunicaciones públicamente disponible, o vía una red computerizada, por ejemplo internet. También puede determinarse la carga del variador de frecuencia variable, y de aquí la carga de la bomba. La carga de corriente para cada bomba de interés puede ser establecida y comparada con la máxima carga para cada bomba particular.
El porcentaje de plena carga a la que opera una unidad particular puede establecerse para cada miembro de la pluralidad de bombas en operación. Si una bomba seleccionada tiene una carga que está por debajo del promedio para todas las bombas de operación, entonces la velocidad de la bomba puede ser incrementada. Si una bomba seleccionada tiene una carga que excede el promedio, la velocidad de la bomba se incrementaría. Si se desea, un parámetro requerido de velocidad, o punto de referencia, puede ser establecido para cada elemento de la pluralidad de las bombas.
Una configuración puede incorporar varios bucles PID. Un bucle PID primario procesa la velocidad requerida para controlar las salidas para todos los motores de las bombas en un sistema. Este bucle incrementa o decrementa la velocidad de todos los motores de la bomba para mantener la salida de presión del fluido del sistema deseado. Cada una de las bombas de operación y motores asociados contribuyen a la presión y caudal de salida. El bucle primario tiene un tiempo de respuesta más corta que otros bucles de control operando en el sistema.
Un bucle de control PID secundario está asociado con cada una de las bombas de operación en el sistema. Este bucle de control genera una velocidad requerida para controlar el respectivo motor variador/bomba. Este bucle de control incrementa la velocidad del motor respectivo para rastrear el porcentaje del valor de carga que es generado de los datos recibidos  de todas las combinaciones variador/ motor bomba en el sistema. Los elementos de la pluralidad de bucles PID específicos de la bomba tienen cada uno un tiempo de respuesta mayor de lo que el bucle de control previamente notó.
Los circuitos de control pueden implementarse con uno o más procesadores programables, y software de control ejecutable asociado, almacenable en un medio de lectura de una computadora. Las entradas a los circuitos pueden incluir un setpoint de presión del sistema, un indicador de presión de realimentación y uno o más parámetros de realimentación de los elementos de la pluralidad de bombas. Los circuitos de control pueden implementarse con uno o más procesadores programables, tales como el software de control ejecutable almacenado en un medio legible de un ordenador. Las entradas a los circuitos pueden incluir un punto de referencia de presión del sistema, un indicador de presión de realimentación y uno o más parámetros de realimentación.

Bibliografía:

System and method of constant pressure, variable speed pump control with local equalization for dissimilar pumps. US 2009/0287357 A1

Palabras clave:

PID loop processes, pump PID feedback loop
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