СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИЛИ ЖЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

1. Способ управления или же регулирования компрессорной станцией (1), которая включает в себя по меньшей мере несколько объединенных друг с другом в сеть компрессоров (2), прежде всего с разными техническими характеристиками, и, факультативно, другие приборы компрессорной техники,
который, прежде всего в циклах управления, может не только формировать стратегии (10) переключений посредством электронной системы (3) управления для оказания влияния на количество имеющейся в любое время в распоряжении одного или нескольких пользователей компрессорной станции (1) сжатой текучей среды (4) в компрессорной станции (1), но и в состоянии приспосабливать имеющееся в любое время в распоряжении одного или нескольких пользователей компрессорной станции (1) количество сжатой текучей среды (4) к будущим условиям работы компрессорной станции (1) адаптивно к отбираемому количеству сжатой текучей среды (4) из компрессорной станции (1),
при этом перед запуском стратегии (10) переключений разные стратегии (10) переключений проверяют способом (20) прогностического моделирования, взяв за основу модель (21) компрессорной станции (1), и из проверенных стратегий (10) переключений с помощью по меньшей мере одного установленного критерия (22) качества выбирают относительно наиболее предпочтительную стратегию (10) переключений и выбранную стратегию (10) переключений направляют системе (3) управления для выполнения в компрессорной станции (1).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно заданные верхние границы давления и/или нижние границы давления учитывают как подлежащие соблюдению граничные условия в способе, прежде всего в способе (20) прогностического моделирования.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ (29) прогностического моделирования для проверки соответственно одной стратегии (10) переключений выполняют быстрее, чем это соответствует моделируемому периоду времени, и предпочтительно за более короткое время, чем длительность цикла управления.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ (20) прогностического моделирования для проверки соответственно одной стратегии (10) переключений, прежде всего, включает в себя изменение во времени содержащихся в модели (21) компрессорной станции (1) параметров состояния для периода времени прогностического моделирования (20).
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что модель (21) компрессорной станции (1) основана на наборе зависящих от времени и/или нелинейных, а также от случая к случаю для имитации нестабильностей и/или времен запаздывания в поведении компрессоров и/или факультативных других приборов компрессорной техники дифференциальных уравнений с переменной структурой, которые также позволяют регистрацию воздействия прошлых событий на текущие параметры состояния компрессорной станции (1).
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в способе (20) прогностического моделирования прогнозируют или же вычисляют развитие различных стратегий (10) переключений на предварительно определенный интервал (23) времени дискретными или непрерывными шагами.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что прогностическое моделирования (20) выполняют на предварительно определенный интервал (23) времени от 1 с до 1000 с, предпочтительно от 10 с до 300 с.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что интервал времени прогностического моделирования (20) адаптивно приспосабливают посредством критерия прекращения на основе параметров и/или параметров состояния модели компрессорной станции (1), прежде всего ситуаций с давлением, и/или записей или прогнозов потребления сжатого воздуха.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что проверенные с помощью способа (20) прогностического моделирования стратегии (10) переключений включают в себя дискретные или непрерывные изменения рабочего состояния компрессоров (2) и, факультативно, других приборов компрессорной станции (1) в начале, конце и/или в любой момент времени внутри интервала времени прогностического моделирования (20).
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность моделируемого интервала (23) времени способа (20) прогностического моделирования устанавливают в зависимости от технических рабочих характеристик компрессора (2) компрессорной станции (1) и/или в зависимости от текущей нагрузки на отдельные компрессоры (2) и/или прошлых колебаний нагрузки.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что прогностическое моделирование (20) проводят дискретными шагами от 0,1 с до 60 с, предпочтительно в 1 с.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в прогностическом моделировании (20) учитывают по меньшей мере некоторые нестабильности и/или времени запаздывания в поведении компрессоров (2) и/или других дополнительных приборов компрессорной техники, прежде всего начинающуюся с задержкой выработку сжатого воздуха и дополнительное потребление энергии компрессорами (2) в связи с изменениями их рабочего состояния, таким образом, что отдельный учет за пределами прогностического моделирования (20) в системе (3) управления уже не является настоятельно требуемым.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве группы альтернативных стратегий (10) переключений различные верхние величины (41) давления или нижние величины (42) давления рассматривают как критерий для начала выполнения заранее установленных стратегий (10) переключения в рамках способа (20) прогностического моделирования.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве группы альтернативных стратегий (10) переключений по меньшей мере для одного из объединенных друг с другом в сеть компрессоров рассматривают различные верхние величины (41) давления или нижние величины (42) давления по меньшей мере для одной заранее установленной стратегии (12) отключения или по меньшей мере одной заранее установленной стратегии (13) подключений в рамках способа (20) прогностического моделирования.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что по меньшей мере одна заранее установленная стратегия (12) отключения или по меньшей мере одна заранее установленная стратегия (13) подключения образуется из соответственно жестко предварительно заданных в виде списка последовательностей отключения или подключения.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве группы альтернативных стратегий (10) переключений рассматривают также подключение или отключение различных групп компрессоров (5а, 5b) при установленных или еще подлежащих оценке в способе (20) прогностического моделирования верхних величинах (41) давления или нижних (42) величинах давления.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ (20) прогностического моделирования выполняют, основываясь на теории гибридных автоматов.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ (20) прогностического моделирования выполняют, основываясь на базе реализуемой с помощь компьютера и, предпочтительно, детерминированной модели.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что критерий (22) качества определяют посредством по возможности минимального потребления энергии или по меньшей мере учитывают его в решающей степени.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ (20) прогностического моделирования выдает по меньшей мере один набор (6) данных с предсказанными, будущими изменениями во времени параметров состояния модели компрессорной станции (1) в различных стратегиях (10) переключений в различные, не обязательно равноотстоящие моменты времени и/или следующими из них показателями, предпочтительно для всего цикла управления.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ включает в себя, при необходимости, автоматическую адаптацию модели компрессорной станции (1) к актуализированным и/или сначала лишь приблизительно известным и/или не точно установленным параметрам установки.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что адаптация модели компрессорной станции (1) к актуализированным параметрам установки происходит за счет того, что из многих альтернативных наборов параметров установки выбирают те, с которыми выполненное позднее моделирование работы компрессорной станции (1) для прошедшего интервала времени лучше всего согласовано с реально наблюдавшимся ходом работы компрессорной станции (1).
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что для поддержки адаптивного приспособления отдельных параметров модели к измененным параметрам установки последовательно проводят целенаправленные изменения рабочего состояния соответственно отдельного прибора компрессорной станции.
24. Способ по п.1, отличающийся тем, что в способе (20) прогностического моделирования учитывают текущие переменные параметры (56) состояния системы компрессорной станции (1), прежде всего информацию о рабочем состоянии по меньшей мере одного ресивера (8) сжатой текучей среды, например его давлении и/или его температуре, и/или информацию о рабочем состоянии отдельных компрессоров (2), например их текущем состоянии управления и/или текущем состоянии работы и/или информацию в отношении изменения количества сжатой текучей среды (4) в компрессорной станции (1), например отбор количества сжатой текучей среды за единицу времени.
25. Способ по п.1, отличающийся тем, что в способе (20) прогностического моделирования в качестве постоянных параметров (55) состояния компрессорной станции (1) учитывают информацию о количестве поставляемой сжатой текучей среды (4) отдельными компрессорами (2) и/или о потреблении энергии отдельными компрессорами (2) в различных состояниях нагрузки и/или информацию о временах запаздывания компрессоров (2) и/или о типичных для компрессорной станции (1) границах минимального и максимального давления.
26. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ходе прогностического моделирования (20) в течение моделируемого интервала (23) времени не происходит никаких изменений в конфигурации находящихся под нагрузкой компрессоров (51) и не находящихся под нагрузкой компрессоров (52) компрессорной станции (1).
27. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компрессора (54) для выравнивания давления из числа находящихся под нагрузкой компрессоров выбирают наименьший по производительности компрессор (2), который, согласно прогностическому моделированию (20), имеет наибольшее остаточное время в режиме холостого хода, в случае, если этот компрессор (2) переведут из находящегося под нагрузкой компрессора (51) в не находящийся под нагрузкой компрессор (52).
28. Способ по одному из пп.13-27, отличающийся тем, что для определения нижней величины (42) давления проводят по меньшей мере два прогностических моделирования (20) с одинаковыми параметрами, но по разному выбранными цифровыми величинами нижней величины (42) давления, и задают моделируемые моменты времени снижения давления ниже нижней величины (42) давления.
29. Способ по п.8, отличающийся тем, что для определения верхней величины (41) давления проводят по меньшей мере два прогностических моделирования (20) с одинаковыми параметрами, но по разному выбранными цифровыми величинами верхней величины (41) давления, и компрессор (54) для выравнивания давления переводят в находящийся под нагрузкой компрессор (54) тогда, когда давление сжатой текучей среды (4) в компрессорной станции (1) снижается ниже нижней величины (42) давления, и затем переводят в не находящийся под нагрузкой компрессор (52), когда давление сжатой текучей среды (4) в компрессорной станции (1) превышает верхнюю величину (41) давления.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что определенная в прогностическом моделировании (20) как предпочтительно установленная верхняя величина (41) давления происходит из совокупности всех полученных в прогностическом моделировании (20) верхних величин (41) давления, и она была выбрана в качестве предпочтительной в отношении смоделированного потребления энергии всех компрессоров (2).
31. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что определенные в прогностическом моделировании (20) верхние величины (41) давления для определения предпочтительной верхней величины (41) давления устанавливают с шагами ≤0,5 бар, предпочтительно ≤0,1 бар, при этом проверенные верхние величины (41) давления не обязательно должны быть равноотстоящими.
32. Способ по п.1, отличающийся тем, что прогностическое моделирование (20) использует стохастические модели для развития во времени поведения пользователей в отношении отбора сжатой текучей среды (4) из компрессорной станции (1).
33. Способ по п.1, отличающийся тем, что прогностическое моделирование (20) использует программы искусственного интеллекта и/или обучающиеся цифровые программы в отношении развития во времени поведения пользователя с точки зрения отбора сжатой текучей среды (4) из компрессорной станции (1).
34. Способ по п.1, отличающийся тем, что программно-техническая реализация способа определена с использованием объектно-ориентированных методов программирования, при этом по меньшей мере компрессоры (2) рассматривают как объекты.
35. Способ управления или же регулирования компрессорной станцией (1), которая включает в себя по меньшей мере несколько объединенных друг с другом в сеть компрессоров (2), прежде всего с разными техническими характеристиками, и, факультативно, другие приборы компрессорной техники, прежде всего согласно одному из вышеприведенных пунктов,
при этом способ, который реализован в электронной системе управления компрессорной станцией (1), перерабатывает информацию о существенных параметрах состояния компрессорной станции (1) в качестве входящей информации и выдает управляющие команды на управление по меньшей мере некоторым компрессорам (2) и другими дополнительными компонентами компрессорной станции (1),
отличающийся тем, что
способ имеет следующие функциональные структуры:
- моделирующее ядро (70), в котором для описания поведения по меньшей мере некоторых компонентов компрессорной станции (1) содержатся динамические и, предпочтительно, нелинейные модели этих компонентов,
при этом моделирующее ядро (70) имеет такую конфигурацию, что оно в качестве результатов моделирования заранее рассчитывает изменение во времени параметров состояния всех содержащихся в модели компонентов компрессорной станции (1) на основе альтернативных стратегий (10) переключений,
при этом модели ядра (70) моделирования учитывают существенные нелинейности и/или нестабильности и/или времена запаздывания в поведении компонентов, прежде всего компрессоров (2),
- алгоритмическое ядро (71), которое содержит параметры для описания компонентов компрессорной станции (1), топологическую информацию о монтажной схеме отдельных компонентов, эвристические методы для формирования альтернативных стратегий (10) переключений и критерии оценки для полученных моделирующим ядром (70) изменений во времени параметров состояния компонентов компрессорной станции (1) для альтернативных стратегий (10) переключений, и которое на этой основе выбирает относительно наиболее предпочтительные стратегии (10) переключений и подготавливает или же передает соответствующие управляющие команды по меньшей мере на некоторые компрессоры (2), и
- информационную базу (72), которая, наряду со сформированным из показаний датчиков и, при необходимости, предоставленных алгоритмическим ядром (71) параметров исполнительных устройств образом процесса, содержит также и результаты моделирования для альтернативных стратегий (10) переключений,
при этом информационная база (72) представляет собой по меньшей мере часть общей базы данных алгоритмического ядра (71) и моделирующего ядра (70) и служит для обмена данными между алгоритмическим ядром (71) и моделирующим ядром (70).
36. Способ по п.35, отличающийся тем, что эвристические методы для формирования альтернативных стратегий переключений реализуют посредством содержащейся в имитационной модели модели системы управления компрессорной станцией, которая при выполнении моделирования перенимает управление и регулирование моделируемой компрессорной станцией, при этом посредством задания альтернативных управляющих и регулирующих параметров для модели системы управления образуют альтернативные стратегии переключений, из которых соответственно выбирают относительно наиболее предпочтительную стратегию переключения для выполнения в реальной компрессорной станции.
37. Система (3) управления компрессорной станцией (1), которая включает в себя несколько объединенных друг с другом в сеть компрессоров (2), прежде всего с разными техническими характеристиками, и, факультативно, другие приборы компрессорной техники, которая, прежде всего в циклах управления, может не только формировать стратегии (10) переключений исполнительных устройств (7) компрессорной станции (1) и/или различных компрессоров (2) для оказания влияния на количество имеющейся в любое время в распоряжении одного или нескольких пользователей компрессорной станции (1) сжатой текучей среды (4) в компрессорной станции (1), но и в состоянии приспосабливать имеющееся в любое время в распоряжении одного или нескольких пользователей компрессорной станции (1) количество сжатой текучей среды (4) к будущим условиям работы компрессорной станции адаптивно к отбираемому количеству сжатой текучей среды (4) из компрессорной станции (1),
при этом перед выполнением стратегии (10) различные стратегии (10) переключений проверяют в способе (20) прогностического моделирования с использованием модели (21) компрессорной станции (1), и из стратегий (10) переключений с помощью по меньшей мере одного установленного критерия (22) качества выбирают относительно наиболее предпочтительную стратегию (10) переключений, и система (3) управления на основе выбранной стратегии (10) переключений генерирует команду (30) на переключения.
38. Система управления компрессорной станцией по п.37, отличающаяся тем, что для проведения прогностического моделирования (20) используют отдельное аппаратное обеспечение (60), которое через систему (61) шин обменивается информацией с системой (3) управления, которая, в свою очередь, коммуникационно связана с компрессорами (2) и, факультативно, с другими устройствами компрессорной техники.