用于控制压缩机的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制压缩机（10）的方法。为了达到良好的效率而提出，所述方法具有下述步骤：a）传输压缩机（10）的参数（14）的至少一个期望值（12），b）根据期望值（12）确定压缩机（10）的至少两个致动元件（22，24，26，94）的至少两个致动值（16，18，20，90），c）根据致动值（16，18，20，90）确定压缩机（10）的基于模型的理论状态，d）根据理论状态迭代已校正的致动值（16，18，20，90）中的至少一个，e）根据致动值（16，18，20，90）控制致动元件（22，24，26，94）中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
用于为工业目的提供压缩气体的压缩机通常借助于一个或多个特征曲线族来进行控制。从DE19506790A中已知这样一种，其中借助于压缩机的传感器测量压缩机的实际值并且从所述测量值以及通流量的预设值中确定压缩机等熵功以及进入体积流。利用存储在计算机中的特征曲线族逐步地在压缩机工作时调整导向设备的角位置的效率优化的致动值。从EP1069314A1中已知一种压缩机控制器。为此，EP1069314A1提出，提供例如用于压缩机的质量流的期望值。从中，根据压缩机的两个特征曲线族确定两个致动值，例如进口导向列角和用于阀开度的调整值。然后，借助作为两个控制器的期望值的这两个致动值进行压缩机的控制或者压缩机的进口导向列的调节或者阀的调节。从US2009/0274565A1中已知一种，其中确定用于压缩机的三种参数的当前的测量值。根据压缩机的三个特征曲线族——每个特征曲线族表述所述参数中的两个的关联——为当前的测量值确定压缩机的工作点。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种压缩机的控制，借助所述控制实现高的效率。根据本专利技术，所述目的通过权利要求1的特征来实现。有利的设计方案和本专利技术的优点从其他的权利要求、附图和说明书中得出。本专利技术基于一种。根据本专利技术，该方法具有下述步骤:a.提供压缩机的参数的至少一个期望值，b.根据期望值确定压缩机的至少两个致动元件的至少两个致动值，c.根据致动值确定压缩机的基于模型的理论状态，d.根据理论状态迭代校正致动值中的至少一个，e.根据致动值控制致动元件中的至少一个。通过根据本专利技术的设计方案，能够有利地实现压缩机的大的运行范围和良好的效率。此外，能量消耗能够节约成本地保持得很低。在本文中，“压缩机”应当理解为是任何对于本领域技术人员而言显得有意义的压缩机，例如具有中间冷却装置和恒定转速的、马达驱动的、尤其多级的压缩机和/或涡轮驱动的变速压缩机或者单轴压缩机。“期望值”在此尤其为对于压缩机的功率要求，应当在确定致动值时考虑并且尤其争取达到所述功率要求。还可能的是，期望值包含其他或不同的要求，例如距喘振边界的距离、例如压缩机的小齿轮轴的各个变速器组件的最小负荷、压缩机的各个级的排量界限的维持、将压缩机的总功率保持在压缩机的功率最大值之下和/或其他的、对于本领域技术人员而言显得有用的要求。所述要求能够固定地存储在压缩机的控制器中和/或从外部输入。期望值能够由控制机构或者操作员预设进而提供，其中控制机构能够是压缩机的部件或者外部的机构。“参数”在此尤其应当理解为最终温度、最终压力、效率、能量消耗、体积流、质量流和尤其有效的质量流和/或其他的、对于本领域技术人员显得有意义的参数和/或参数的绝对值和该参数的极限值之间的商，其中“极限值”是最大值或最小值，在所述极限值的情况下压缩机仍能够可靠地工作。有利地从数据存储器中接收致动元件的致动值，例如从特征曲线族中接收致动元件的致动值，或者计算出来。所述致动值能够分别说明致动元件的状态，例如，阀等的位置，其中状态通常不是所涉及的致动元件的当前的状态，而是能够从预设的期望值中得出的理论状态。优选借助于控制单元根据期望值确定致动值，所述控制单元为此能够使用任何对于本领域技术人员而言显得有意义的确定或者计算方法和/或优化算法，例如DownhillSimplex方法、梯度方法、准牛顿方法和/或，尤其优选的序列二次规划的数值方法。在此，要保持的期望值作为方法的附加条件递交。所确定的致动值由控制单元传输给模型单元。通常，在此也能够考虑确定多于两个致动元件的多于两个致动值。致动值和致动元件能够是不同的或者相同的参数及不同的或者相同构成的组件。为了简单性，下面仅称为致动值和致动元件。在此，“基于模型的理论状态”尤其为根据模型单元的运算模型和尤其根据热动力学模型确定的状态。有利地，为了确定理论状态而模拟压缩机的性能。在此，当调整在致动元件上的致动值并且以所述参数运行压缩机时，模型单元根据热动力学模型有利地借助所传输的致动值计算例如压缩机的状态。由此，能够与对于压缩机的直接的变化无关地、设备友好地且过程可靠地确定压缩机的性能。此外，能够有利地避免在运行时的输送量的波动。此外，在确定理论状态时，在控制回路中逐步地使压缩机的性能匹配于期望值。在本文中，“控制回路”除了对状态严格目的明确地进行确定之外还理解为目的不明确地和/或混乱地和/或“方向不对地”和/或尤其根据序列二次规划的数值方法进行的确定。控制回路优选位于控制单元和模型单元之间。如果现在例如模型单元将所确定的理论状态的信息或者相关联的参数提供给控制单元，那么所述控制单元从中在参数预设地偏离于期望值的情况下重新确定致动值。所述致动值将新条件下的压缩机性能再次输出给模型单元以用于重新地计算理论状态。在根据序列二次规划的数值方法确定和修改致动值时，这根据对于本领域技术人员已知的方式和方法来进行。通过实现控制回路能够尤其有效且简单地进行致动值的精调。优选地，当理论状态的对应于期望值的参数达到与期望值的预设的近似时，才用致动值操控至少一个致动元件。在此，短语“与期望值的预设的近似”尤其应当理解为，在控制单元中存储有如下数值和/或能够由所述控制单元确定如下数值，所述数值确定参数与期望值的偏差的可靠的量和/或为涉及方法的优化函数的下降的速度的中止条件。本领域技术人员适当地选择匹配于方法的预设的近似的数值和/或所应用的压缩机的参数。由此，节约资源地防止压缩机的不利的或者甚至有害的工作。在本专利技术的另一设计方案中提出，压缩机的状态的至少一个实际值用于确定基于模型的理论状态。在本文中，“压缩机的状态的实际值”尤其应当理解为压缩机的测量的和/或瞬时的或者说当前的状态值，例如压力、体积流、温度和/或其他对于本领域技术人员而言显得有用的状态值，所述状态值位于离作出确定的时间点小于60秒的、优选小于30秒的并且尤其有利地小于10秒的时间窗口中。优选一个并且尤其优选至少两个温度用于计算或者用于热动力学模型，并且尤其采用压缩机的或者说压缩机的第一级的入口温度或者说所测量的抽吸温度和压缩机的或者说第一级的所测量的回冷温度，所述回冷温度相应于压缩机的至少一个第二级的抽吸温度。通过根据实际值并且尤其根据温度来确定状态而能够尤其简单且不耗费地确定状态。此外提出，所确定的基于模型的理论状态根据压缩机的状态的至少另一个实际值来校正。所述另一个实际值优选至少一个压力和/或体积流，并且尤其是第一级和/或第二级的所测量的抽吸压力和/或所测量的中间压力和/或所测量的体积流。然而通常也能够考虑任何其他对于本领域技术人员而言显得可用的实际值。优选地，热动力学模型持久地通过所述另一测量的实际值来补偿理论状态的确定，由此压缩机的真实的实际状态尽可能实时地且精确地包含到状态预测中。由此，能够实现对于压缩机进行尤其精确地适应于压缩机的实际状态的控制。此外能够有利的是，在存在至少一个预设的状态时，在避开基于模型的校正的情况下直接借助于至少一个未校正的致动值操控致动元件中的至少一个。在本文中，“预设的状态”尤其应当理解为下述压缩机的状态，在所述状态中借助于模型单元或者说热动力学模型进行的理论状态确定长久地持续，例如压缩机的最终压力的动态变化和/或期望值的快速的提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.09 DE 102010040503.51.关于控制压缩机(10)的方法，所述方法具有下述步骤: a)提供所述压缩机(10)的参数(14)的至少一个期望值(12)， b)根据所提供的所述期望值(12)从所述压缩机(10)的特征曲线族中确定所述压缩机(10)的至少两个致动元件(22，24，26，94)的至少两个致动值(16，18，20，90)， c)根据所述致动值(16，18,20,90)利用所述压缩机(10)的状态模型确定所述压缩机(10)的基于模型的理论状态，其中至少借助所述压缩机(10)的参数(14)的基于模型的理论期望值来描述所述压缩机(10)的基于模型的理论状态， d)根据所述基于模型的理论期望值从所述压缩机(10)的特征曲线族中确定所述至少两个致动元件(22，24，26，94)的至少两个已校正的致动值(16，18，20，90)， e)通过迭代地重复步骤c和d进行迭代校正，直到在相应的迭代中所确定的所述基于模型的理论期望值具有与所提供的所述期望值(12)的特定近似， f)根据所述致动元件(22，24，26，94)的在最后的迭代中校正的致动值(18，19，20，90)控制所述致动元件(22, 24, 26,94)中的至少一个。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述压缩机(10)的性能进行模拟以用于确定所述理论状态，其中所述性能在控制回路(28)中逐步地匹配于所提供的所述期望值(12)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当在相应的迭代中确定的所述基于模型的理论期望值达到与所提供的所述期望值(12)的特定近似时，才以致动值(16，18，20，90)操控所述致动元件(22，24，26，94)中的至少一个。4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述压缩机(10)的状态的至少一个实际值(32，34)用于确定所述基于模型的理论状态。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述压缩机(10)的状态的至少另一个实际值(36，38，40，42)校正所确定的所述基于模型的理论状态。6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在存在至少一个预设的状态时，在避开基于模型的校正的情况下直接借助于至少一个未校正的致动值(44，46，48，92)操控所述致动元件(22，24，26，94)中的至少一个。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设的状态是所述压缩机(10)的临界状态，所述临界状态通过直接地操控所述致动元件中的至少一个(26 )而转变到非临界状...

【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔格·温克斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：
国别省市：