Exemplos de controlo sequencial para compressores de ar

Há muitas formas de poupar energia em sistemas industriais de ar comprimido. As sequenciadores para compressores de ar é uma tecnologia comum que é instalada no lado do fornecimento e proporciona poupanças significativas. No entanto, muitos deles são desligados ou não funcionam corretamente. A seguir, veremos por que razão os sistemas de controlo sequencial para compressores de ar têm frequentemente problemas e como evitá-los através de uma integração adequada do sequenciador e da conceção do controlo.

O que é um sequenciador de compressor de ar?

Os sequenciadores são sistemas de controlo que arrancam sequencialmente vários sistemas de compressores industriais, fazendo funcionar apenas o número mínimo necessário, com base num sinal de pressão, normalmente com apenas um a funcionar em modo de carga parcial e os restantes a plena carga ou desligados. Dependendo do algoritmo, existem 3 tipos básicos de sequenciadores para compressores de ar. As duas primeiras destinam-se apenas ao controlo discreto, utilizando uma interface binária ou de relé, e são mais adequadas para compressores de parafuso de carga e descarga ou compressores alternativos. O terceiro pode ser aplicado ao controlo proporcional, que inclui compressores de velocidade variável (VS) e centrífugos.

Sequenciadores em cascata para compressores 

Os sequenciadores mais simples utilizam um algoritmo em cascata. Isto envolve o arranque e carregamento sequencial dos compressores de acordo com a pressão a jusante, e o inverso para a pressão a montante. Este algoritmo vem da era pré-computador. Os seqüenciadores começaram como seletores de pressão acionados mecanicamente, usando relés, cames e temporizadores. Quando a pressão cai, o próximo compressor inicia e carrega, e então o próximo compressor inicia e carrega se a pressão continuar a cair. Quando a pressão sobe, acontece o contrário. O último arranque carrega e descarrega quando o número de compressores em funcionamento estabiliza. O sequenciador troca a ordem para igualar o desgaste. O algoritmo em cascata é mais adequado para compressores de deslocamento positivo e alternativos. Os sequenciadores em cascata têm um amplo diferencial de pressão de funcionamento.

Sequenciador de alvos

Com o advento da tecnologia dos PLC e dos controladores incorporados, foram concebidos diferentes algoritmos. Uma alternativa comum ao algoritmo em cascata é o algoritmo de objetivo. Existem variantes, mas a mais simples utiliza uma banda de pressão para o compressor de ajuste e uma banda de pressão mais larga para ativar os compressores de carga de base. O sequenciador gere o número de compressores de carga de base que funcionam sem ter de esperar que a pressão continue a descer. Na primeira vez que a pressão cai para o ponto de carga de base inferior, o compressor de ajuste já está totalmente carregado e o compressor de carga de base número 1 é ativado. Na segunda vez que atinge o mesmo ponto de carga de base, arranca o número 2, e assim sucessivamente. O oposto acontece no limite superior da banda de pressão mais alargada, mas em sentido inverso. Outra forma é usar temporizadores em vez da banda de pressão mais ampla para determinar se o próximo compressor deve iniciar. Os seqüenciadores de destino têm um diferencial de pressão operacional estreito.

Estas concepções comuns parecem simples, mas os sequenciadores simples acima descritos assumem as seguintes caraterísticas do sistema para uma implementação sem problemas:

• Todos os compressores são da mesma idade, marca, tipo e tamanho.
• Todos estão no mesmo local
• Todos podem ser operados em modo de carga e descarga e podem ser iniciados e parados remotamente.
• Todos estão ligados a um coletor comum, de dimensões generosas, de preferência antes dos secadores.
• Existe um armazenamento adequado.

Infelizmente, o sistemas de controlo sequencial para compressores de ar onde são implementados, muitas vezes não se parecem com isto.

Sequenciadores personalizados

Este tipo de sequenciador, incluído no sistema de controlo sequencial para compressores de ar, consegue reduções de pressão como resultado do controlo apertado da banda de pressão, o que ajuda a reduzir consideravelmente o consumo de energia de pequenos e grandes sistemas de ar comprimido.

Existem vários tipos:

• Baseado no fluxoO número e a dimensão ideais dos compressores de carga de base são executados num determinado momento com base no rendimento total e não numa ordem sequencial rigorosa. É necessário um processador e um algoritmo mais avançados. Se a dimensão ou o tipo de compressores de carga de base forem muito diferentes, este algoritmo é adequado.
• Partilha de cargaCompressores proporcionais: Vários compressores proporcionais funcionam à mesma pressão e percentagem de carga. O sistema de gestão acciona as regulações locais para que isto aconteça. Isto alarga o intervalo de funcionamento efetivo da regulação eficiente, tornando o sistema mais estável e reduzindo a descarga. Vários compressores centrífugos de tamanho semelhante são uma boa escolha para este algoritmo.
• Corte de base híbridoOs compressores de regulação funcionam com um algoritmo em cascata ou alvo, por vezes a uma pressão elevada e atrás de um controlador de pressão-fluxo. Os compressores de carga de base são controlados por um algoritmo separado e funcionam a uma pressão mais baixa, frequentemente a pressão final do sistema. Uma boa opção seria uma mistura de centrífugos e parafusos.

Atualmente, nenhum sistema de ar comprimido energeticamente eficiente está completo sem a instalação de um sistema de sequenciação para compressores de ar. É a solução de controlo ideal para estações de ar comprimido, controlando de forma inteligente vários compressores de velocidade fixa.