Come scegliere il giusto controllo sequenziale per compressori d'aria

Para una instalación con múltiples compresores de aire, el uso de un sistema de control secuenciador es una buena práctica para optimizar el funcionamiento de los compresores secuenciados. Si los perfiles operativos, es decir, los datos del perfil de consumo de corriente del sistema de aire comprimido para cada compresor, indican que los compresores estaban infrautilizados, funcionan con una eficiencia del sistema más baja. En este caso, la secuencia de los compresores automáticos será decidida por un controlador PLC para operar los compresores más eficientes. Esta actualización del secuenciador por sí sola puede ahorrar una cantidad significativa de costos operativos del compresor.

Los secuenciadores son sistemas de control que ponen en marcha secuencialmente múltiples sistemas de compresores industriales, haciendo funcionar sólo el número mínimo necesario, basándose en una señal de presión, normalmente con sólo uno funcionando en modo de carga parcial y el resto a plena carga o apagado.

En este artículo queremos presentarte los problemas más comunes que puedes encontrarte con los secuenciadores para compresores de aire y cómo elegir el equipo adecuado.

Problemas con los sistemas de control secuencial para compresores de aire

1. Algoritmo inadecuado para la situación. Por ejemplo, el control en cascada de los compresores centrífugos. Esto casi garantiza que una centrífuga estará en soplado la mayor parte del tiempo, desperdiciando alrededor del 75% de su potencia a plena carga.
2. La lógica de control y el cableado no se modifican cuando se cambian los equipos, especialmente los compresores.
3. No todos los compresores funcionan correctamente en modo automático. Esto puede ser causado por:
   • Cableado y/o programación de la interfaz incompleta o inadecuada, con mayor frecuencia en el lado del compresor.
   • El compresor se pone manualmente en local por razones reales o percibidas de fiabilidad.
4. Varios compresores están en carga parcial. Tres ejemplos comunes:
   • Integración incompleta: Si el compresor está haciendo poco o nada de aire debido a la descarga local o a la modulación, el secuenciador arrancará y cargará el siguiente compresor en carga parcial.
   • Ajuste local incorrecto: Los ajustes de modulación local están en el mismo rango que los ajustes del secuenciador. El secuenciador arranca el compresor una vez, pero la presión nunca llega a ser lo suficientemente alta como para descargarlo. Los ajustes locales reducen primero la capacidad. Entonces, se acaba llamando a otro compresor para que se ponga en marcha cuando la demanda aumenta. El secuenciador tampoco es consciente de ello.
   • Compresores muy separados: Los controles locales activan un compresor para que funcione fuera de fase con la entrada del control maestro, que está lejos de él.
5. Ciclos cortos (carga/descarga rápida): Esto puede causar arrastre de aceite en los compresores de tornillo inundados de aceite y problemas de fiabilidad en los de tornillo y centrífugos sin aceite. Tiene varias causas:
   • Diferencial de presión de funcionamiento demasiado ajustado.
   • Almacenamiento de control inadecuado, causando tiempos rápidos de bombeo y purga.
   • Diferencia de presión excesiva a través del equipo de tratamiento. La banda de control efectiva del compresor se reduce por la caída de presión dinámica a través del tratamiento. Esto suele estar causado por un compresor aislado detrás de un secador y un filtro restrictivo individual.
   • Diferentes puntos de control locales y del secuenciador. El secuenciador podría estar utilizando la presión aguas abajo del secador y el compresor se descarga en base a una presión aguas arriba.
6. Arranques excesivos del motor. Esto puede dañar el motor. Además de los problemas de ciclos cortos, puede ser causado por:
   • Los temporizadores en el secuenciador no están bien ajustados o no se pueden ajustar.
   • El secuenciador no está bien ajustado.

   Integración incorrecta de un compresor VS. Esto puede causar lo siguiente:

   • El compresor VS se controla de forma discreta, podría estar en carga base (velocidad máxima), apagarse o funcionar sin control, dependiendo de los ajustes. Todos los compresores VS controlan su propia velocidad mediante sus controles internos, por lo que un simple secuenciador suele ser ajeno a estos problemas.
   • El VS podría cazar, «persiguiendo» al compresor que está siendo cargado y descargado por el secuenciador. La falta de almacenamiento, afinación o ubicación del compresor podría causar esto.

Cómo elegir bien los secuenciadores para compresores de aire

Estas son nuestras recomendaciones para que un sistema de control secuencial para compresores de aire tenga éxito y siga funcionando durante toda la vida del sistema.

1. Seleccionar una arquitectura de control que sea la más adecuada para gestionar el sistema de aire comprimido. Hay que tener en cuenta que el aire comprimido es un servicio esencial cuyo funcionamiento es muy caro, y aún más caro si falla. Escatimar en los controles y, en particular, en la supervisión, puede acabar siendo una mala decisión a largo plazo.
2. Realizar primero una auditoría del sistema y evaluar el sistema existente con tanto detalle como sea rentable. Se recomienda lo siguiente:
   • Registrar las variables primarias de la sala de compresores durante 1 ó 2 semanas.
   • Calcular el perfil del flujo total de aire comprimido, la potencia total y la eficiencia del sistema (acfm/kW).
   • Desarrollar varios conceptos de proyectos alternativos, desde controles de readaptación hasta nuevos equipos, en función del presupuesto.
   • Desarrollar una especificación preliminar del sistema de gestión del aire comprimido.

   Algunos proveedores de compresores están cualificados para ello. Los auditores independientes también tienen un valor significativo.

3. Seleccionar la mejor empresa para diseñar e instalar el sistema de gestión del aire comprimido en función de las cuestiones de arquitectura y los resultados de la auditoría.
4. Desarrollar los planos de aprobación del sistema de gestión y revíselos. Esto debería incluir una secuencia lógica escrita.
5. Seleccionar un contratista para instalar el sistema de gestión. Debe ser capaz de trabajar en estrecha colaboración con el auditor, el electricista/ingeniero local, el proveedor del sistema de gestión y el vendedor de compresores. Si se están realizando otras cuestiones mecánicas al mismo tiempo (almacenamiento, tuberías, secadores), se debe considerar la posibilidad de convertirlos en subcontratistas de un solo contratista llave en mano.
6. Identificar y modificar primero las interfaces de los compresores. Se debe probar para asegurarse de que están listas para ser controladas por el sistema de gestión.
7. Tras la aprobación, construya y programe el sistema de gestión.
8. Hacer que se completen y aprueben todos los aspectos mecánicos y de instrumentación.
9. Entregar el sistema de gestión.
10. Probar las interfaces y poner en marcha el sistema. Debe pasar por los modos de fallo y de excepción suficientes para poner a punto el sistema.
11. Recoger los datos durante al menos una semana y entregarlos al proveedor del sistema de gestión o al auditor para que los revise. Si es posible, permitir tener acceso remoto directo para extraer los datos, ya sea a través del sistema HMI de la planta o de un módem GSM.
12. Desarrollar un informe de puesta a punto/comisión basado en estos datos.
13. Realizar la puesta a punto final.
14. Documentar bien el sistema. Como mínimo, debe incluir un P&ID general, esquemas eléctricos para el controlador y el cableado de la interfaz, y la secuencia de funcionamiento por escrito.
15. Colgar un cartel grabado en la pared cerca del controlador con los puntos de ajuste aprobados.
16. Formar a los operarios.
    Las cuestiones más importantes que afectan al rendimiento del sistema de control secuencial para compresores de aire están relacionadas con las personas y la empresa. Se debe asegurar que las personas idóneas estén haciendo lo correcto con la tecnología, precio, forma y en la secuencia adecuada. Si se ejecuta correctamente un proyecto de integración, los secuenciadores para compresores de aire tendrán muchas más posibilidades de funcionar correctamente.