Sistemele de aer comprimat sunt în mod obișnuit compuse din mai multe compresoare de dimensiuni similare sau diferite.
Deoarece un control corespunzător este esențial pentru a asigura funcționarea eficientă a sistemului, este nevoie de un controler central pentru a coordona funcționarea echipamentelor individuale: astfel producția de aer comprimat este precis adaptată la consumul real de aer comprimat iar eficiența maximă este asigurată în permanență.
Sistemele cunoscute ca și controlere interne ale compresoarelor trebuie considerate ca și sisteme de reglaj în vederea aplicării tehnicilor de reglare și control. În principal aceste tehnici de control se împart în patru grupe:
1. Control în cascadă
Controlul în cascadă este metoda clasică de control al unui grup de compresoare. Astfel fiecare compresor este scos sau adăugat în funcție de presiunile de comutare în vederea adaptării la consumul din sistem.
Dacă trebuie coordonate mai multe compresoare, prin această strategie rezultă un sistem de control în cascadă, sau în trepte.
Când cererea de aer comprimat este scăzută, funcționează un singur compresor iar presiunea crește și fluctuează în intervalul superior între presiunea minimă (pmin) și presiunea maximă (pmax) a acestui compresor.
Când cererea de aer comprimat crește, presiunea scade și sunt pornite alte compresoare pentru a o satisface (fig. 1).
Aceasta are ca rezultat o variație totală de presiune relativ mare cu valori maxime cu mult peste presiunea nominală de lucru, mărind importanța pierderilor de aer prin neetanșeități și a pierderilor de energie aferente; pe de altă parte, în cazul în care consumul este mare, presiunea scade mult sub valoarea presiunii nominale de lucru și rezerva de presiune din sistem este redusă.
Indiferent dacă se utilizează presostate clasice cu membrană, manometre cu contact sau senzori electronici de presiune, pentru controlul în cascadă, variația totală de presiune va fi foarte mare, datorită alocării individuale a compresoarelor pentru un anumit interval de presiune.
Cu cât numărul de compresoare utilizate este mai mare, cu atât crește și intervalul de variație generală a presiunii. Aceasta conduce la un reglaj ineficient cu deja menționatele presiuni mai mari, pierderi prin neetanșeități și pierderi de energie a compresoarelor.
Prin urmare, sistemele de reglaj în cascadă trebuie înlocuite cu alte metode de reglaj atunci când sunt utilizate în combinație cu mai mult de două compresoare.
2. Control în bandă de presiune
Spre deosebire de sistemele cu reglaj în cascadă, controlul în bandă de presiune (fig. 1 secțiunea 2) permite coordonarea mai multor compresoare într-un interval unic determinat de presiune.
Aceasta permite ca intervalul de presiune, în care este reglată stația de aer comprimat, să fie menținut într-o bandă relativ îngustă.
a) Control simplu în bandă de presiune
Versiunile simple de control în bandă de presiune nu sunt capabile să coordoneze funcționarea compresoarelor de dimensiuni diferite; prin urmare, acestea nu îndeplinesc cerințele pentru a acoperi sarcina de vârf în rețelele de aer comprimat care trebuie să se adapteze la un consum în continuă schimbare.
Prin urmare, această metodă a fost înlocuită cu un sistem care, bazat pe perioadele de scădere și creștere a presiunii, își propune să controleze compresoarele adecvate și astfel să acopere vârful de consum de aer comprimat. Această abordare de reglaj are totuși o bandă relativ mare pentru variația presiunii (fig. 2).
În plus, la fel ca la controlul în cascadă, reacțiile compresoarelor și rețeaua de aer comprimat nu sunt luate în considerare, ceea ce duce la o posibilă cădere a presiunii sub valoarea minimă. Prin urmare, este necesar să se mențină o distanță de siguranță între presiunea minimă necesară și cea mai mică presiune de comutare a sistemului de reglaj.
b) Control în bandă de presiune cu urmărirea presiunii stabilite
Controlul în bandă de presiune cu urmărirea presiunii stabilite a adus o îmbunătățire semnificativă importantă (fig. 1, secțiunea 3).
Această metodă se străduiește să mențină o anumită presiune stabilită și, în funcție de cererea de aer comprimat, poate decide comanda unor compresoare de dimensiuni diferite.
Avantajul principal al acestei variante de reglaj este că permite ca presiunea medie de funcționare a sistemului de aer comprimat să fie redusă semnificativ și, prin urmare, ajută la realizarea de economii considerabile de energie și bani.
3. Control presiune necesară
Controlul presiunii necesare (fig. 1, secțiunea 4) este în prezent metoda optimă de reglaj. La această variantă, nu sunt necesare limitele de presiune maximă și minimă ci doar cea mai mică presiune de lucru posibilă astfel încât presiunea în punctul de măsurare a senzorului de presiune să nu scadă sub presiunea minimă admisă (fig. 3).
Luând în considerare toate pierderile posibile cauzate de creșterea presiunii, timpul de pornire, perioadele de reacție și de mers în gol, precum și de controlul turației atunci când este cazul, această metodă de reglaj stabilește o performanță optimă în ceea ce privește comanda și selecția compresoarelor.
Datorită recunoașterii timpilor de reacție individuali, sistemul este capabil să evite scăderea presiunii de lucru sub presiunea minimă admisă (fig. 4).
Cu această nouă metodă adaptivă 3Dadvance Control, care este inclusă în controlerul central SIGMA AIR MANAGER 2 (SAM 2), este posibil să se reducă și mai mult consumul de energie față de controlul în bandă de presiune cu urmărirea presiunii stabilite.
În plus, potențialul de subestimare a presiunii stabilite este eliminat și este surprinzător de simplu pentru operator să ajusteze singur presiunea necesară.