12 septiembre 2012

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




Los sistemas de bombeo de velocidad variable varían la velocidad variable usando variadores de frecuencia variable para mantener la presión del sistema constante. Donde se requieren múltiples bombas para mantener la presión deseada, bombas con curvas de carga y bombeo disimilares pueden experimentar un desequilibrio no deseable en la demanda de cada bomba para mantener la presión deseable si todas las bombas operan a la misma velocidad. Sería deseable ser capaz de ecualizar dinámicamente el perfil de carga para que todas las bombas operen mientras que al mismo tiempo se mantenga la presión del sistema.

La solución al problema puede consistir en ajustar la velocidad de todas las bombas de operación basándonos en la presión deseada mientras que se ecualiza el perfil de carga para todas las bombas de operación. En la operación, el variador de frecuencia variable siente varios parámetros tales como la frecuencia, corriente, y voltaje de operación.

Los datos pueden adquirirse de bombas desplazadas vía un link de datos, tal como un link de datos serie implementado un sistema de telecomunicaciones disponible públicamente, o vía una red computerizada, por ejemplo internet. La carga de corriente para cada bomba de interés puede establecerse y compararse con la máxima carga para esa bomba particular.

El porcentaje respecto a plena carga a la que una unidad está operando puede ser establecida para cada elemento de la pluralidad de bombas de operación. Si una bomba seleccionada tiene una carga que está por debajo de todas las bombas de operación, entonces la velocidad de la bomba puede incrementarse. Si una bomba seleccionada tiene una carga que excede el promedio, la velocidad de la bomba no se incrementaría. Si se desea, un parámetro requerido de velocidad, un punto de ajuste, puede ser establecido para cada elemento de una pluralidad de bombas.

Una configuración puede incorporar varios bucles de control diferencial integral, proporcional (PID). Un proceso de bucle PID requiere salidas de control para todos los motores de bombas en el sistema. Este bucle incrementa o decrece la velocidad de todos los motores de las bombas para mantener una salida de presión del fluido del sistema deseada. Cada una de las bombas de operación y motor de transmisión asociado contribuye al caudal y presión. El bucle primario tiene un tiempo de respuesta más corto que otros bucles de control operando en el sistema.

Un bucle de control PID está asociado con cada una de las bombas operando en el sistema. Este bucle de control genera una salida de control requerida de velocidad para el motor/variador respectivo. Este bucle de control incrementa la velocidad del motor respectivo para trazar el porcentaje promedio de valor de carga que se generad de los datos recibidos de todas las combinaciones de motor bomba/variador en el sistema. Los elementos de la pluralidad de bucles PID específicos de la bomba cada uno tienen un tiempo de respuesta distinto.

Un sistema para el control de una pluralidad de bombas donde cada bomba tiene una unidad de control de velocidad asociada comprende:

Circuitos de control acoplados a cada una de las unidades de control de velocidad; y un sensor de presión acoplado en los circuitos de control, los circuitos de control mantienen un indicador de presión deseado, donde los circuitos de control implementan al menos una función de control de realimentación diferencial integral proporcional para establecer un parámetro de carga porcentual promedio del sistema asociado con todas las unidades de control de velocidad, los circuitos de control comparan un parámetro de carga local, para cada bomba, con el parámetro de carga promedio del sistema, y, responsable de establecer un parámetro de velocidad respectivo para al menos algunas unidades.

Bibliografía:

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