用于控制壓縮機的方法

專利名稱：用于控制壓縮機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制壓縮機的方法。
背景技術(shù)：
用于為工業(yè)目的提供壓縮氣體的壓縮機通常借助于一個或多個特征曲線族來進行控制。從DE19506790A中已知這樣一種用于控制壓縮機的方法，其中借助于壓縮機的傳感器測量壓縮機的實際值并且從所述測量值以及通流量的預(yù)設(shè)值中確定壓縮機等熵功以及進入體積流。利用存儲在計算機中的特征曲線族逐步地在壓縮機工作時調(diào)整導(dǎo)向設(shè)備的角位置的效率優(yōu)化的致動值。從EP1069314A1中已知一種壓縮機控制器。為此，EP1069314A1提出，提供例如用于壓縮機的質(zhì)量流的期望值。從中，根據(jù)壓縮機的兩個特征曲線族確定兩個致動值，例如進口導(dǎo)向列角和用于閥開度的調(diào)整值。然后，借助作為兩個控制器的期望值的這兩個致動值進行壓縮機的控制或者壓縮機的進口導(dǎo)向列的調(diào)節(jié)或者閥的調(diào)節(jié)。從US2009/0274565A1中已知一種用于控制壓縮機的方法，其中確定用于壓縮機的三種參數(shù)的當(dāng)前的測量值。根據(jù)壓縮機的三個特征曲線族——每個特征曲線族表述所述參數(shù)中的兩個的關(guān)聯(lián)——為當(dāng)前的測量值確定壓縮機的工作點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種壓縮機的控制，借助所述控制實現(xiàn)高的效率。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)。有利的設(shè)計方案和本發(fā)明的優(yōu)點從其他的權(quán)利要求、附圖和說明書中得出。本發(fā)明基于一種用于控制壓縮機的方法。根據(jù)本發(fā)明，該方法具有下述步驟:a.提供壓縮機的參數(shù)的至少一個期望值，b.根據(jù)期望值確定壓縮機的至少兩個致動元件的至少兩個致動值，c.根據(jù)致動值確定壓縮機的基于模型的理論狀態(tài)，d.根據(jù)理論狀態(tài)迭代校正致動值中的至少一個，e.根據(jù)致動值控制致動元件中的至少一個。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案，能夠有利地實現(xiàn)壓縮機的大的運行范圍和良好的效率。此外，能量消耗能夠節(jié)約成本地保持得很低。在本文中，“壓縮機”應(yīng)當(dāng)理解為是任何對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯得有意義的壓縮機，例如具有中間冷卻裝置和恒定轉(zhuǎn)速的、馬達驅(qū)動的、尤其多級的壓縮機和/或渦輪驅(qū)動的變速壓縮機或者單軸壓縮機?！捌谕怠痹诖擞绕錇閷τ趬嚎s機的功率要求，應(yīng)當(dāng)在確定致動值時考慮并且尤其爭取達到所述功率要求。還可能的是，期望值包含其他或不同的要求，例如距喘振邊界的距離、例如壓縮機的小齒輪軸的各個變速器組件的最小負荷、壓縮機的各個級的排量界限的維持、將壓縮機的總功率保持在壓縮機的功率最大值之下和/或其他的、對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯得有用的要求。所述要求能夠固定地存儲在壓縮機的控制器中和/或從外部輸入。期望值能夠由控制機構(gòu)或者操作員預(yù)設(shè)進而提供，其中控制機構(gòu)能夠是壓縮機的部件或者外部的機構(gòu)?！皡?shù)”在此尤其應(yīng)當(dāng)理解為最終溫度、最終壓力、效率、能量消耗、體積流、質(zhì)量流和尤其有效的質(zhì)量流和/或其他的、對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯得有意義的參數(shù)和/或參數(shù)的絕對值和該參數(shù)的極限值之間的商，其中“極限值”是最大值或最小值，在所述極限值的情況下壓縮機仍能夠可靠地工作。有利地從數(shù)據(jù)存儲器中接收致動元件的致動值，例如從特征曲線族中接收致動元件的致動值，或者計算出來。所述致動值能夠分別說明致動元件的狀態(tài)，例如，閥等的位置，其中狀態(tài)通常不是所涉及的致動元件的當(dāng)前的狀態(tài)，而是能夠從預(yù)設(shè)的期望值中得出的理論狀態(tài)。優(yōu)選借助于控制單元根據(jù)期望值確定致動值，所述控制單元為此能夠使用任何對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯得有意義的確定或者計算方法和/或優(yōu)化算法，例如DownhillSimplex方法、梯度方法、準(zhǔn)牛頓方法和/或，尤其優(yōu)選的序列二次規(guī)劃的數(shù)值方法。在此，要保持的期望值作為方法的附加條件遞交。所確定的致動值由控制單元傳輸給模型單元。通常，在此也能夠考慮確定多于兩個致動元件的多于兩個致動值。致動值和致動元件能夠是不同的或者相同的參數(shù)及不同的或者相同構(gòu)成的組件。為了簡單性，下面僅稱為致動值和致動元件。在此，“基于模型的理論狀態(tài)”尤其為根據(jù)模型單元的運算模型和尤其根據(jù)熱動力學(xué)模型確定的狀態(tài)。有利地，為了確定理論狀態(tài)而模擬壓縮機的性能。在此，當(dāng)調(diào)整在致動元件上的致動值并且以所述參數(shù)運行壓縮機時，模型單元根據(jù)熱動力學(xué)模型有利地借助所傳輸?shù)闹聞又涤嬎憷鐗嚎s機的狀態(tài)。由此，能夠與對于壓縮機的直接的變化無關(guān)地、設(shè)備友好地且過程可靠地確定壓縮機的性能。此外，能夠有利地避免在運行時的輸送量的波動。此外，在確定理論狀態(tài)時，在控制回路中逐步地使壓縮機的性能匹配于期望值。在本文中，“控制回路”除了對狀態(tài)嚴格目的明確地進行確定之外還理解為目的不明確地和/或混亂地和/或“方向不對地”和/或尤其根據(jù)序列二次規(guī)劃的數(shù)值方法進行的確定?？刂苹芈穬?yōu)選位于控制單元和模型單元之間。如果現(xiàn)在例如模型單元將所確定的理論狀態(tài)的信息或者相關(guān)聯(lián)的參數(shù)提供給控制單元，那么所述控制單元從中在參數(shù)預(yù)設(shè)地偏離于期望值的情況下重新確定致動值。所述致動值將新條件下的壓縮機性能再次輸出給模型單元以用于重新地計算理論狀態(tài)。在根據(jù)序列二次規(guī)劃的數(shù)值方法確定和修改致動值時，這根據(jù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式和方法來進行。通過實現(xiàn)控制回路能夠尤其有效且簡單地進行致動值的精調(diào)。優(yōu)選地，當(dāng)理論狀態(tài)的對應(yīng)于期望值的參數(shù)達到與期望值的預(yù)設(shè)的近似時，才用致動值操控至少一個致動元件。在此，短語“與期望值的預(yù)設(shè)的近似”尤其應(yīng)當(dāng)理解為，在控制單元中存儲有如下數(shù)值和/或能夠由所述控制單元確定如下數(shù)值，所述數(shù)值確定參數(shù)與期望值的偏差的可靠的量和/或為涉及方法的優(yōu)化函數(shù)的下降的速度的中止條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員適當(dāng)?shù)剡x擇匹配于方法的預(yù)設(shè)的近似的數(shù)值和/或所應(yīng)用的壓縮機的參數(shù)。由此，節(jié)約資源地防止壓縮機的不利的或者甚至有害的工作。在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中提出，壓縮機的狀態(tài)的至少一個實際值用于確定基于模型的理論狀態(tài)。在本文中，“壓縮機的狀態(tài)的實際值”尤其應(yīng)當(dāng)理解為壓縮機的測量的和/或瞬時的或者說當(dāng)前的狀態(tài)值，例如壓力、體積流、溫度和/或其他對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯得有用的狀態(tài)值，所述狀態(tài)值位于離作出確定的時間點小于60秒的、優(yōu)選小于30秒的并且尤其有利地小于10秒的時間窗口中。優(yōu)選一個并且尤其優(yōu)選至少兩個溫度用于計算或者用于熱動力學(xué)模型，并且尤其采用壓縮機的或者說壓縮機的第一級的入口溫度或者說所測量的抽吸溫度和壓縮機的或者說第一級的所測量的回冷溫度，所述回冷溫度相應(yīng)于壓縮機的至少一個第二級的抽吸溫度。通過根據(jù)實際值并且尤其根據(jù)溫度來確定狀態(tài)而能夠尤其簡單且不耗費地確定狀態(tài)。此外提出，所確定的基于模型的理論狀態(tài)根據(jù)壓縮機的狀態(tài)的至少另一個實際值來校正。所述另一個實際值優(yōu)選至少一個壓力和/或體積流，并且尤其是第一級和/或第二級的所測量的抽吸壓力和/或所測量的中間壓力和/或所測量的體積流。然而通常也能夠考慮任何其他對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯得可用的實際值。優(yōu)選地，熱動力學(xué)模型持久地通過所述另一測量的實際值來補償理論狀態(tài)的確定，由此壓縮機的真實的實際狀態(tài)盡可能實時地且精確地包含到狀態(tài)預(yù)測中。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對于壓縮機進行尤其精確地適應(yīng)于壓縮機的實際狀態(tài)的控制。此外能夠有利的是，在存在至少一個預(yù)設(shè)的狀態(tài)時，在避開基于模型的校正的情況下直接借助于至少一個未校正的致動值操控致動元件中的至少一個。在本文中，“預(yù)設(shè)的狀態(tài)”尤其應(yīng)當(dāng)理解為下述壓縮機的狀態(tài)，在所述狀態(tài)中借助于模型單元或者說熱動力學(xué)模型進行的理論狀態(tài)確定長久地持續(xù)，例如壓縮機的最終壓力的動態(tài)變化和/或期望值的快速的提高?！拔葱Ｕ钠谕怠痹诖擞绕鋺?yīng)當(dāng)理解為下述致動值，所述致動值與熱動力學(xué)模型無關(guān)地進行確定。未校正的致動值能夠與期望值無關(guān)。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案，能夠提供對壓縮機進行尤其可靠且安全的控制。此外提出，預(yù)設(shè)狀態(tài)是壓縮機的臨界狀態(tài)，所述臨界狀態(tài)通過直接地操控致動元件中的至少一個而轉(zhuǎn)變到非臨界狀態(tài)中。在本文中，“臨界狀態(tài)”尤其應(yīng)當(dāng)理解為下述狀態(tài)，其中壓縮機在預(yù)設(shè)的負荷極限之上工作和/或在其工作中出現(xiàn)損害壓縮機和/或壓縮機的各個級的危險。因此，“非臨界狀態(tài)”是其中壓縮機在負荷極限之下工作的狀態(tài)。特別地，在臨界狀態(tài)中從期望值中確定的致動值或者所確定的致動值對于壓縮機的實際狀態(tài)而言是不匹配的或者說不再滿足實際狀態(tài)?！爸苯拥牟倏亍痹诖擞绕鋺?yīng)當(dāng)理解為沒有中間插入地確定理論狀態(tài)的非間接的操控。通過直接的操控能夠?qū)崿F(xiàn)過程安全的控制，進而有利地構(gòu)成可靠的壓縮機控制器。一個優(yōu)選改進形式在于，經(jīng)由至少一個比較器將至少一個根據(jù)理論狀態(tài)校正的致動值和至少一個未校正的致動值關(guān)聯(lián)。比較器從控制單元中獲得至少一個校正的致動值并且從例如喘振極限控制器的安全裝置中獲得至少一個未校正的致動值。借助于比較器能夠結(jié)構(gòu)上簡單地實現(xiàn)關(guān)于所加載的致動元件的直接操控的判定。此外提出，借助于未校正的致動值中的至少一個操控至少一個閥。閥優(yōu)選是連續(xù)閥并且尤其優(yōu)選是調(diào)節(jié)閥。通過閥能夠快速地并且結(jié)構(gòu)上簡單地進行從臨界狀態(tài)到不臨界狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。此外提出，預(yù)設(shè)的狀態(tài)包括期望值高于確定的期望值梯度的改變。在此，短語“期望值高于確定的期望值梯度的改變”尤其應(yīng)當(dāng)理解為，期望值和/或?qū)嶋H值的依據(jù)時間的變化快速地進行，使得借助于優(yōu)化算法根據(jù)期望值確定致動值無能力或者說不能夠?qū)τ谒鲎兓龀鲎銐蚩焖俚姆磻?yīng)。所述數(shù)值與控制單元的處理速度相關(guān)并且例如為0.5%/s。由此能夠確保，僅在極端的期望值變化的情況下才觸發(fā)避開基于模型的校正。此外有利的是，對致動元件中的至少一個的直接操控與借助于基于模型的校正相比引起將壓縮機的實際值更快速地匹配于期望值。實際值優(yōu)選是壓縮機的最終壓力，但是原則上也能夠是任何其他對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯得可用的實際值。所述直接操控借助于控制單元并且根據(jù)至少一個在那里確定的未校正的致動值來進行。由此，能夠提供如下控制模式，所述模式與模型計算無關(guān)地工作進而預(yù)先地轉(zhuǎn)達暫時仍未校正的致動值，以便快速地將壓縮機的狀態(tài)匹配于新的期望值進而改進壓縮機的運行效果。適當(dāng)?shù)?，控制壓縮機并且將期望值用作控制變量。在此，優(yōu)選借助于過程控制器進行控制，所述過程控制器例如為最終壓力控制器和/或任意其他對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯得可用的控制器。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案能夠尤其簡單地進行壓縮機的控制。此外提出，期望值是壓縮機的至少一個導(dǎo)向裝置的至少一個定位角和/或是閥的位置。在此，優(yōu)選多于一個或者多個導(dǎo)向裝置加載有一個致動值或者加載有多個致動值，其中每個導(dǎo)向裝置能夠借助相同的或者不同的期望值進行控制。通常，一組導(dǎo)向裝置也能夠加載有相同的期望值并且第二組加載有不同的期望值。尤其有利的是，在具有多于兩個級的壓縮機中每個級的每個導(dǎo)向裝置加載有不同于其他導(dǎo)向裝置的其他期望值的期望值。在此，優(yōu)選導(dǎo)向裝置的數(shù)量小于或者等于壓縮機級的數(shù)量。借助于調(diào)節(jié)導(dǎo)向裝置能夠結(jié)構(gòu)上簡單地改變壓縮機的自由橫截面，并且/或者能夠?qū)⑿骷又T于壓縮機的流體流，由此能夠有利地改變壓縮機的所輸送的流體量。此外，能夠通過閥快速地并且結(jié)構(gòu)上簡單地改變在壓縮機中的壓力和/或流體量。原則上也能夠考慮，改變壓縮機的轉(zhuǎn)速。為此，必須將特征曲線族的匹配的數(shù)值表存儲在模型單元中。由此例如能夠在兩級的壓縮機中達到三個自由度，這有利地提高變化可能性。因此有利的是，致動值是閥的位置和/或壓縮機的轉(zhuǎn)速。因此還能夠有利的是，致動值是壓縮機的至少一個導(dǎo)向裝置的至少一個定位角和/或壓縮機的轉(zhuǎn)速和/或閥的位置。如果現(xiàn)在優(yōu)選根據(jù)壓縮機的級的數(shù)量設(shè)置多個導(dǎo)向裝置，那么還能夠有利的是，致動值是壓縮機的多個導(dǎo)向裝置的多個定位角(α n)和/或是壓縮機的轉(zhuǎn)速和/或閥的位置。本發(fā)明的另一設(shè)計方案提出，測量氣體組分并且在確定基于模型的理論狀態(tài)中對其加以考慮，由此通過例如包括真實氣體方程將確定或者熱動力學(xué)模型適應(yīng)于以非理想氣體進行的工作或者說適應(yīng)于所應(yīng)用的氣體。然而原則上，根據(jù)數(shù)量值可以將氣體組分輸入到控制單元中，所述控制單元被模型單元包含到確定中和/或在存在至少一個恒定的壓縮范圍的情況下，能夠根據(jù)至少一個實際值或者根據(jù)所測量的測量變量和級所實現(xiàn)的壓力比來考慮氣體組分的確定。此外，本發(fā)明基于一種具有控制單元和模型單元的壓縮機。其提出，控制單元設(shè)置為用于，根據(jù)壓縮機的參數(shù)的所傳輸?shù)钠谕荡_定壓縮機的至少兩個致動元件的至少兩個致動值，并且模型單元設(shè)置為用于，根據(jù)致動值確定壓縮機的基于模型的理論狀態(tài)，并且控制單元設(shè)置為用于，根據(jù)理論狀態(tài)校正致動值中的至少一個并且根據(jù)致動值控制致動元件中的至少一個。通過所述設(shè)計方案能夠以最小的能量消耗同樣實現(xiàn)壓縮機的最佳的效率。此外可行的是，基于模型的理論狀態(tài)或者熱動力學(xué)模型的確定以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式匹配于多變的流動功和/或多變的效率。


根據(jù)一個在附圖中示出的實施例詳細闡明本發(fā)明。
具體實施例方式附圖中唯一的圖示出具有根據(jù)本發(fā)明的控制器的兩級馬達驅(qū)動的變速壓縮機形式的壓縮機10的示意圖。壓縮機10具有多個Z或一個第一級64和一個第二級66，在所述級的下游分別連接有換熱器68例如用于進行中間冷卻。此外，在每個級64、66上設(shè)置有具有導(dǎo)向裝置56、58形式的致動元件22、24，借助于所述致動元件能夠改變或者調(diào)節(jié)導(dǎo)向裝置56、58的葉片的定位角Qpa215因此，多個Z級相應(yīng)于多個Z的導(dǎo)向裝置56、58。換熱器68在過程中沿在此沒有詳細示出的例如氣體的工作流體的流動方向70設(shè)置在第二級66的下游并且設(shè)有呈調(diào)節(jié)閥72形式的閥52，經(jīng)由所述閥的位置β能夠調(diào)節(jié)流體的排放。此外，在壓縮機鏈74的端部上設(shè)置有止回閥76，所述止回閥將壓縮機10與另一在此沒有示出的系統(tǒng)分離。在壓縮機10起動之前和起動之時，閥52是打開的并且流體能夠漏出，由此在壓縮機10中存在低壓。如果現(xiàn)在另一系統(tǒng)中存在高于壓縮機10的壓力的壓力，那么保持止回閥76關(guān)閉。如果現(xiàn)在壓縮機10中的壓力由于壓縮機10啟動并且止回閥52關(guān)閉而上升并且所述壓力超過止回閥76的特征曲線，那么打開所述止回閥并且流體能夠漏出。此外，例如溫度測量探測器、壓力傳送器和通流傳送器形式的用于測量實際值32、
34、36、38、40、42、54的多個測量元件78設(shè)置在壓縮機鏈74上。在此，沿流動方向70在第一級64的上游確定抽吸溫度T1的實際值32、抽吸壓力P1的實際值36和抽吸側(cè)的體積流V的實際值38。在第二級66的上游，測量抽吸溫度T2的實際值34和抽吸壓力P2的實際值40。此外，在第二級66的下游并且在止回閥76的上游確定中間壓力Pzw的實際值42并且在止回閥76的下游確定最終壓力pEnd的實際值54。此外，壓縮機10具有控制單元60和模型單元62，所述控制單元和模型單元描述用于控制壓縮機10的方法。在此，將壓縮機10的參數(shù)14的期望值12，例如質(zhì)量流m、進而mS()11傳輸給控制單元60。這由最終壓力控制器形式的過程控制器80進行，所述過程控制器從最終壓力pEnd的輸送給所述過程控制器的實際值54中計算期望值12，由此控制壓縮機10并且將期望值12用作為控制變量。此外，過程控制器80從控制單元60中獲得參數(shù)14的最大值82，在此為mmax。如果期望值12高于最大值82，那么將所述最大值作為期望值12輸出給控制單兀60?？刂茊卧?0現(xiàn)在根據(jù)期望值12確定壓縮機10的致動元件22、24、26的或者導(dǎo)向裝置56、68的和閥52的三個致動值16、18、20。所述確定以對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式根據(jù)存儲在控制單元60中的序列二次規(guī)劃形式的數(shù)值算法來進行。現(xiàn)在將這三個所確定的致動值16、18、20傳輸給模型單元62，所述模型單元根據(jù)致動值16、18、20確定壓縮機10的基于模型的理論狀態(tài)，其中為了確定理論狀態(tài)而模擬壓縮機10的性能(運算模型見下)。所述基于模型的理論狀態(tài)或者說分配給所述理論狀態(tài)的預(yù)測的參數(shù)30例如效率η、能量消耗P、距喘振極限Spg的距離或者質(zhì)量流m被發(fā)送給控制單元60。在此，能夠?qū)H一個參數(shù)30或者優(yōu)選能將多個不同的參數(shù)30發(fā)送給控制單元60，為了簡單性在此僅處理一個參數(shù)30?？刂茊卧?0將參數(shù)30或者所確定的質(zhì)量流m與期望值12相比較并且在數(shù)值彼此偏差的情況下根據(jù)數(shù)值方法依據(jù)理論狀態(tài)校正致動值16、18、20。此外，所述控制單元將參數(shù)30與其他要求進行比較，所述要求例如為距喘振極限Src的距離、壓縮機10的各個小齒輪軸的最小負荷、級64、66的吸收極限的遵循、將壓縮機10的總功率保持在壓縮機10的最大功率之下，并且所述控制單元必要時將致動值16、18、20匹配于所述要求。所述要求能夠存儲在控制單元60中和/或從外部輸入。為了確定基于模型的理論狀態(tài)，將已校正的致動值16、18、20重新發(fā)送給模型單元62。因此，壓縮機10的性能如在控制單元60和模型單元62之間的控制回路28中逐步地匹配于期望值12。當(dāng)理論狀態(tài)的相應(yīng)于期望值12的參數(shù)30達到與期望值12的預(yù)設(shè)的近似時，才根據(jù)與理論狀態(tài)相關(guān)地校正的期望值16、18、20進行致動元件22、24、26的控制。在此，致動值16、18是壓縮機10的導(dǎo)向裝置56、58的定位角α1、α 2，并且致動值20是閥52的位置β。因此，經(jīng)由熱動力學(xué)模型和數(shù)值算法的共同作用進行控制。因此，在壓縮機10工作期間持續(xù)地通過改變?nèi)N致動值16、18、20或者說α1、α2和β由控制單元60將方案發(fā)送給熱動力學(xué)模型或模型單元62。熱動力學(xué)模型確定并且然后向回提供:然后在應(yīng)用所述致動值16、18、20的情況下例如關(guān)于質(zhì)量流m、效率η或者能量消耗P出現(xiàn)哪個理論狀態(tài)。因此，能夠確定，在維持總供應(yīng)量的情況下必須如何改變這三種致動值，因此例如能量消耗P變得盡可能小。熱動力學(xué)模型確定有效輸送的質(zhì)量流nwf。為此，需要下面的初步設(shè)想:所運輸?shù)牧黧w的摩爾量以及壓縮機10的轉(zhuǎn)速被認為是恒定的。壓縮機10的總的壓力提高n㈣由各個級64、66的壓力比Ji2組成并且根據(jù)
權(quán)利要求
1.關(guān)于控制壓縮機(10)的方法，所述方法具有下述步驟: a)提供所述壓縮機(10)的參數(shù)(14)的至少一個期望值(12)， b)根據(jù)所提供的所述期望值(12)從所述壓縮機(10)的特征曲線族中確定所述壓縮機(10)的至少兩個致動元件(22，24，26，94)的至少兩個致動值(16，18，20，90)， c)根據(jù)所述致動值(16，18,20,90)利用所述壓縮機(10)的狀態(tài)模型確定所述壓縮機(10)的基于模型的理論狀態(tài)，其中至少借助所述壓縮機(10)的參數(shù)(14)的基于模型的理論期望值來描述所述壓縮機(10)的基于模型的理論狀態(tài)， d)根據(jù)所述基于模型的理論期望值從所述壓縮機(10)的特征曲線族中確定所述至少兩個致動元件(22，24，26，94)的至少兩個已校正的致動值(16，18，20，90)， e)通過迭代地重復(fù)步驟c和d進行迭代校正，直到在相應(yīng)的迭代中所確定的所述基于模型的理論期望值具有與所提供的所述期望值(12)的特定近似， f)根據(jù)所述致動元件(22，24，26，94)的在最后的迭代中校正的致動值(18，19，20，90)控制所述致動元件(22, 24, 26,94)中的至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述壓縮機(10)的性能進行模擬以用于確定所述理論狀態(tài)，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.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)在相應(yīng)的迭代中確定的所述基于模型的理論期望值達到與所提供的所述期望值(12)的特定近似時，才以致動值(16，18，20，90)操控所述致動元件(22，24，26，94)中的至少一個。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述壓縮機(10)的狀態(tài)的至少一個實際值(32，34)用于確定所述基于模型的理論狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述壓縮機(10)的狀態(tài)的至少另一個實際值(36，38，40，42)校正所確定的所述基于模型的理論狀態(tài)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在存在至少一個預(yù)設(shè)的狀態(tài)時，在避開基于模型的校正的情況下直接借助于至少一個未校正的致動值(44，46，48，92)操控所述致動元件(22，24，26，94)中的至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的狀態(tài)是所述壓縮機(10)的臨界狀態(tài)，所述臨界狀態(tài)通過直接地操控所述致動元件中的至少一個(26 )而轉(zhuǎn)變到非臨界狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，至少一個根據(jù)所述理論狀態(tài)校正的致動值(20 )和至少一個未校正的致動值(48 )經(jīng)由至少一個比較器(50 )關(guān)聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的方法，其特征在于，以所述未校正的致動值中的至少一個(48 )操控至少一個閥(52 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9之一所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的狀態(tài)包括所提供的期望值(12)高于所確定的期望值梯度的變化，并且對所述致動元件(22，24，26，94)中的至少一個的直接操控與借助于所述基于模型的校正相比引起所述壓縮機(10)的實際值(34，40,54)更快速地匹配于所提供的期望值(12)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，控制所述壓縮機(10)并且將所提供的期望值(12)用作為控制變量。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，致動值(16，18，20)是所述壓縮機(10)的至少一個導(dǎo)向裝置(56，58)的定位角(a i，α 2)和/或閥(52)的位置(β )。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述致動值(16，18，20)是所述壓縮機(10)的多個(Z)導(dǎo)向裝置(56，58)的多個(Z)定位角(CI1, α 2)和/或所述壓縮機(10)的轉(zhuǎn)速(η)和/或閥(52)的位置(β )。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，測量氣體組分(G)并且在確定所述基于模型的理論狀態(tài)時考慮所述氣體組分。
15.有控制單元(60)和模型單元(62)的壓縮機，其特征在于， -所述控制單元(60)設(shè)置為，根據(jù)所述壓縮機(10)的參數(shù)(14)的所傳輸?shù)钠谕?12)從所述壓縮機(10)的特征曲線族中確定所述壓縮機(10)的至少兩個致動元件(22，24，26，94)的至少兩個致動值(16，18，20，90)，或者根據(jù)基于模型的理論期望值從所述壓縮機(10)的特征曲線族中確定所述至少兩個致動元件(22，24，26，94)的至少兩個已校正的致動值(16，18，20，90)， -所述模型單元(62)設(shè)置為，根據(jù)所述致動值(16，18，20，90)或所述已校正的致動值(16，18，20，90)利用所述壓縮機(10)的狀態(tài)模型確定所述壓縮機(10)的基于模型的理論狀態(tài)，其中至少借助所述壓縮機(10)的參數(shù)(14)的基于模型的理論期望值描述所述壓縮機(10)的基于模型的理論狀態(tài)，和 -所述控制單元(60)設(shè)置為，根據(jù)所述致動元件(22，24，26，94)的已校正的致動值(16，18，20，90)控制所 述致動元件(22，24，26，94)中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制壓縮機(10)的方法。為了達到良好的效率而提出，所述方法具有下述步驟a)傳輸壓縮機(10)的參數(shù)(14)的至少一個期望值(12)，b)根據(jù)期望值(12)確定壓縮機(10)的至少兩個致動元件(22，24，26，94)的至少兩個致動值(16，18，20，90)，c)根據(jù)致動值(16，18，20，90)確定壓縮機(10)的基于模型的理論狀態(tài)，d)根據(jù)理論狀態(tài)迭代已校正的致動值(16，18，20，90)中的至少一個，e)根據(jù)致動值(16，18，20，90)控制致動元件(22，24，26，94)中的至少一個。
文檔編號G05B13/04GK103097737SQ201180043721
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者格奧爾格·溫克斯 申請人:西門子公司