用于具有基于速度的子系统的压缩机的控制系统、合成设备和控制方法技术方案

控制系统(200)布置成用于由旋转发动机驱动的旋转压缩机，且包括：第一控制子系统(210)、第二控制子系统(220)和选择器(230)；所述第一控制子系统(210)布置成提供随所述压缩机的性能(21)而变的第一控制信号(26)；所述第二控制子系统(220)布置成提供随所述压缩机的速度(22)而变的第二控制信号(27)；所述选择器(240)布置成选择所述第一控制信号(26)或所述第二控制信号(27)作为第三控制信号(24)以提供到所述发动机的功率控制输入。

Control system, synthesis equipment and control method for compressors with speed-based subsystems

The control system (200) is arranged for a rotary compressor driven by a rotary engine and includes: a first control subsystem (210), a second control subsystem (220) and a selector (230); a first control subsystem (210) is arranged to provide a first control signal (26) that changes with the performance of the compressor (21); and a second control subsystem (220) is arranged to provide a speed with the compressor. The selector (240) is arranged to select the first control signal (26) or the second control signal (27) as the third control signal (24) to provide the power control input to the engine.

【技术实现步骤摘要】
用于具有基于速度的子系统的压缩机的控制系统、合成设备和控制方法
本文中所公开的主题的实施例对应于用于由旋转发动机驱动的旋转压缩机的控制系统、合成设备和控制方法。
技术介绍
包括由发动机驱动的压缩机的装置非常普遍，尤其在“石油和天然气”领域内。用于此类装置的典型的控制系统，例如随附图1中所展示的系统100，基于压缩机的(检测到的)抽吸压力101确定(框102)负载需求103，接着基于先前确定的负载需求103确定(框104)速度设定点105，且最后基于先前确定的速度设定点105和压缩机的(检测到的)转速107确定(框106)控制信号108；如此确定的控制信号108被馈送到发动机的控制输入。举例来说，美国专利第3,979,655号中公开此类型的控制系统。如果来自压缩机上游或下游的单元的干扰效应或压缩机与所述单元之间的相互作用的效应在压缩机速度上和/或在受控制性能变量上为恒定的，那么此类典型的控制系统运行良好；例如，如果压缩机的入口处的气体混合物的组合物保持绝对恒定或至少非常恒定，那么这也适用。举例来说，在合成设备中使用上文所提及的装置以用于生产氨。用于生产氨的已知过程的实例是可从KBR授权的将在下文被称为“KBR过程”的过程。举例来说，在合成设备中，在压缩机上游存在布置成制备待由压缩机处理的气体混合物(常常含有氢和/或氮和/或一氧化碳)的单元。尽管所述设备被设计成将气体混合物的组合物维持恒定，但这些单元中的一个或多个在某些操作状况下可不利地影响组合物。举例来说，在实施“KBR过程”的氨设备中，在压缩机系统(包括两个压缩机)上游存在所谓的“纯化器”(包括冷凝重整器)，所述纯化器可引起气体混合物的组合物的变化。在此类合成设备中，归因气体混合物的组合物的(大幅)变化和压缩机的转速的(大幅)变化，典型的控制系统在相反的方向上实施控制动作以抑制干扰。出于此原因，控制系统必须从“自动模式”或“自动控制”切换成“手动模式”或“手动控制”以避免扩大扰乱及达到不稳定状况；在一些时间之后，控制系统切换回到“自动模式”或“自动控制”。这意味着控制系统是半自动的。需要具有全自动控制系统，其调整压缩机的转速以补偿压缩机的入口处的气体混合物的组合物的变化。
技术实现思路
本文中所公开的主题的第一实施例涉及一种用于由旋转发动机驱动的旋转压缩机的控制系统。根据此类第一实施例，一种用于由旋转发动机驱动的旋转压缩机的控制系统包括：第一控制子系统、第二控制子系统和选择器；所述第一控制子系统包括：性能输入，其布置成接收指示所述旋转压缩机的性能的第一测量信号；和第一控制输出，其布置成提供随所述第一测量信号而变的第一控制信号；所述第二控制子系统包括：速度输入，其布置成接收指示所述旋转压缩机或所述旋转发动机的转速的第二测量信号；和第二控制输出，其布置成提供随所述第二测量信号而变的第二控制信号；所述选择器包括：第一输入，其电连接到所述第一控制输出；第二输入，其电连接到所述第二控制输出；和第三控制输出，其布置成将第三控制信号提供到所述旋转发动机的功率控制输入；所述选择器布置成选择所述第一控制信号或所述第二控制信号作为所述第三控制信号以在所述第三控制输出处提供。本文中所公开的主题的第二实施例涉及一种合成设备。根据此类第二实施例，所述合成设备包括：旋转压缩机，其包括入口和出口，其中所述入口布置成接收气体混合物；旋转发动机，其驱动所述旋转压缩机；和如上文所阐述的控制系统。本文中所公开的主题的第三实施例涉及一种控制由旋转发动机驱动的旋转压缩机的方法。根据此类第三实施例，所述方法包括以下步骤：测量所述旋转压缩机的参数，所述参数指示所述旋转压缩机的性能；产生随所述参数而变的第一控制信号；测量所述旋转压缩机或所述旋转发动机的转速；产生随所述转速而变的第二控制信号；通过在所述第一控制信号与所述第二控制信号之间选择而产生第三控制信号；和将所述第三控制信号提供到所述旋转发动机的控制输入端子。除了上述实施例之外，本文还提供以下技术方案：技术方案1.一种用于由旋转发动机驱动的旋转压缩机的控制系统(200)，其包括：A)第一控制子系统(210)，其包括：-性能输入(211)，其布置成接收指示所述旋转压缩机的性能的第一测量信号(21)，和-第一控制输出(212)，其布置成提供随所述第一测量信号(21)而变的第一控制信号(26)；B)第二控制子系统(220)，其包括：-速度输入(221)，其布置成接收指示所述旋转压缩机或所述旋转发动机的转速的第二测量信号(22)，和-第二控制输出(222)，其布置成提供随所述第二测量信号(22)而变的第二控制信号(27)；C)选择器(240)，其包括：-第一输入(241)，其电连接到所述第一控制输出(212)，-第二输入(242)，其电连接到所述第二控制输出(222)，和-第三控制输出(244)，其布置成将第三控制信号(24)提供到所述旋转发动机的功率控制输入，其中所述选择器(240)布置成选择所述第一控制信号(26)或所述第二控制信号(27)作为所述第三控制信号(24)以在所述第三控制输出(244)处提供。技术方案2.根据技术方案1所述的控制系统(200)，其特征在于：所述选择器(240)布置成在至少以下条件中的一个或多个下选择所述第二控制信号(27)而非所述第一控制信号(26)：-所述第二控制信号(27)高于所述第一控制信号(26)，-所述第二控制信号(27)低于所述第一控制信号(26)。技术方案3.根据技术方案1所述的控制系统(500)，其特征在于：所述第二控制子系统包括PID类型的第一速度控制器(522)，其优选地仅使用P项和I项，其中所述第一速度控制器(522)布置成基于所述第二测量信号(56)和速度下限(57)确定控制信号(55-2A)，且在输出处提供所述控制信号。技术方案4.根据技术方案3所述的控制系统(500)，其特征在于：包括第一选择器(540A)，所述第一选择器布置成当所述第二测量信号(56)具有低值时在所述第一速度控制器(522)的所述输出处选择所述控制信号(55-2A)。技术方案5.根据技术方案1或3或4所述的控制系统(500)，其特征在于：所述第二控制子系统包括PID类型的第二速度控制器(526)，其优选地仅使用P项和I项，其中所述第二速度控制器(526)布置成基于所述第二测量信号(56)和速度上限(58)确定控制信号(55-2B)，且在输出处提供所述控制信号。技术方案6.根据技术方案5所述的控制系统(500)，其特征在于：包括第二选择器(540B)，所述第二选择器布置成当所述第二测量信号(56)具有高值时在所述第二速度控制器(526)的所述输出处选择所述控制信号(55-2B)。技术方案7.根据任一前述技术方案所述的控制系统(500)，其特征在于：所述第一控制子系统布置成计算作为性能设定点(51)与所述第一测量信号(52)之间的差的性能误差信号(53)。技术方案8.根据技术方案7所述的控制系统(500)，其特征在于：所述第一控制子系统包括负载控制器(514)，所述负载控制器布置成基于所述性能误差信号(53)确定负载需求(54)。技术方案9.根据技术方案8所述的控制系统(500)，其特征在于：所述第一控制子系统包括转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由旋转发动机驱动的旋转压缩机的控制系统(200)，其包括：A)第一控制子系统(210)，其包括：‑性能输入(211)，其布置成接收指示所述旋转压缩机的性能的第一测量信号(21)，和‑第一控制输出(212)，其布置成提供随所述第一测量信号(21)而变的第一控制信号(26)；B)第二控制子系统(220)，其包括：‑速度输入(221)，其布置成接收指示所述旋转压缩机或所述旋转发动机的转速的第二测量信号(22)，和‑第二控制输出(222)，其布置成提供随所述第二测量信号(22)而变的第二控制信号(27)；C)选择器(240)，其包括：‑第一输入(241)，其电连接到所述第一控制输出(212)，‑第二输入(242)，其电连接到所述第二控制输出(222)，和‑第三控制输出(244)，其布置成将第三控制信号(24)提供到所述旋转发动机的功率控制输入，其中所述选择器(240)布置成选择所述第一控制信号(26)或所述第二控制信号(27)作为所述第三控制信号(24)以在所述第三控制输出(244)处提供。

【技术特征摘要】
2017.09.08 IT 1020170001007341.一种用于由旋转发动机驱动的旋转压缩机的控制系统(200)，其包括：A)第一控制子系统(210)，其包括：-性能输入(211)，其布置成接收指示所述旋转压缩机的性能的第一测量信号(21)，和-第一控制输出(212)，其布置成提供随所述第一测量信号(21)而变的第一控制信号(26)；B)第二控制子系统(220)，其包括：-速度输入(221)，其布置成接收指示所述旋转压缩机或所述旋转发动机的转速的第二测量信号(22)，和-第二控制输出(222)，其布置成提供随所述第二测量信号(22)而变的第二控制信号(27)；C)选择器(240)，其包括：-第一输入(241)，其电连接到所述第一控制输出(212)，-第二输入(242)，其电连接到所述第二控制输出(222)，和-第三控制输出(244)，其布置成将第三控制信号(24)提供到所述旋转发动机的功率控制输入，其中所述选择器(240)布置成选择所述第一控制信号(26)或所述第二控制信号(27)作为所述第三控制信号(24)以在所述第三控制输出(244)处提供。2.根据权利要求1所述的控制系统(200)，其特征在于：所述选择器(240)布置成在至少以下条件中的一个或多个下选择所述第二控制信号(27)而非所述第一控制信号(26)：-所述第二控制信号(27)高于所述第一控制信号(26)，-所述第二控制信号(27)低于所述第一控制信号(26)。3.根据权利要求1所述的控制系统(500)，其特征在于：所述第二控制子系统包括PID类型的第一速度控制器(522)，其优选地仅使用P项和I项，其中所述第一速度控制器(522)布置成基于所述第二测量信号(56)和速度下限(57)确定控制信号(55-2A)，且在输出处提供所述控制信号。4.根据权利要求3所述的控制系统(500)，其特征在于：包括第一选择器(540A)，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡洛西，A·西诺里尼，M·帕斯奎蒂，P·G·莫斯卡特利，M·里泽利，M·佩莱拉，
申请(专利权)人：诺沃皮尼奥内技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT