用于控制和调节压缩空气站的仿真法的制作方法

专利名称：用于控制和调节压缩空气站的仿真法的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制和/或调节压缩空气站的方法，所述压缩空气站包括至少一个或多个互联的压缩器，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，该装置可选地能够借助于电子系统控制器实现控制周期及变换策略，以影响压缩空气站中对于压缩空气站的一个或多个用户(consumers)可用的加压流体的量，以及基于从压缩空气站抽取的加压流体的量适应地调节对于压缩空气站的一个或多个用户可用的加压流体的量使其适应压缩空气站的将来运行状态。本发明还涉及控制和/或调节压缩空气站的方法，所述压缩空气站包括至少一个或多个互联的压缩器，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，其中在压缩空气站的电子控制中实行的方法处理作为输入信息的关于基本的压缩空气站的状态变量的信息，并且发出作为输出的控制指令以控制根据权利要求34 的特征部分所述的压缩空气站中的至少一些压缩器和其它可选的部件。本发明还涉及用于压缩空气站的控制器。
背景技术：
压缩空气站的使用在许多工业及民用环境中已经得以确定。大量加压流体的供应不仅对于例如工业制造设施中的操作液压装置是必不可少的，而且对于为使用加压流体的化学反应及物理制造部位提供加压流体也是必不可少的。典型地包括至少一个或多个压缩器、加压流体容器和相关联的控制装置和致动器的压缩空气站通常要求精密且通常复杂的控制，该控制能够在任意希望的时间向在压缩空气站的不同接收站处的潜在的大量的用户供给充足的加压流体。例如，响应于不同的变换操作而开闭阀，相应地增加或减少至压缩空气站的特定区域的加压流体，能够确保至用户的充足的加压流体供给。另外可想象的变换操作涉及例如各个压缩器或压缩器组的连接与断开，或者与不连续的连接和断开相反地， 涉及各个致动器或者控制装置的连续调节。为能够完成对压缩空气站的有利控制，用于压缩空气站的控制器需要关于压缩空气站的状态的信息。这样的信息能够是由压缩空气站预定的固定的系统参数及可测的状态变量比如例如压力，或者能够是允许得出关于压缩空气站在特定时间点处的状态的结论的、甚至离散的或者信息性的状态变量比如例如压缩器的运行模式(停止、非加载运行、加载运行)。在压缩空气站运行时需要观察的、所期望的或者另外地某些时候重要的基本条件还需要在控制压缩空气站时加以考虑。这些包括关于与压缩空气站的加压管路及加压流体容器网络中的最大可允许压力兼容的规格，以及关于在用户连接站处需要维持的最小压力的规格。用以控制压缩空气站的若干控制和/或调节方法在现有技术中已知。较简单的控制方法使用为每个压缩器赋予预定的压力段的级联连接。在降至低于压力段下限时，压缩器被接通。在超过压力段上限时，压缩器被相应地关断。使压缩空气站所包括的各个压缩器的不同压力段重叠允许调节最小压力，这使得压缩空气站的用户能够从系统中抽取所期望的量的加压流体。其它的控制方法使用顺序控制，该顺序控制要求共用的预定的压力段。落在该压力段的极限值外则相应地以预定义的顺序接通或者断开压缩器。在每次变换操作时，启动测量预定的时间段的定时器。如果压缩空气站中的主要压力在该时间段结束之前未达到该压力段的预定的压力范围，则其它的压缩器以预定的次序顺序地接通或关断。顺序控制的另一个发展例是基于压力段控制。替代于相对不灵活的各个压缩器的接通/关断切换，压缩器以预定顺序的组接通和关断。在一组中的被切换的压缩器基于启发规则得以选择，该规则随时间的进行已经证明它们适用于使压缩空气站的运行成本最小化。控制压缩空气站的全部这些方法整体上都是过程驱动的。因此，对于压缩空气站所包括的致动器的变换操作以及对于压缩器的变换操作仅作为对于压缩空气站中发生的预定的压缩空气事件的反应来完成。由此，这里的每个压缩空气站控制动作仅是对当前或以往发生的事件的反应。压缩空气站中的加压流体的比率直到该事件已经被适当地确定之后才能被再次调节。因此，控制响应通常仅在使压缩空气站被最佳地控制的事件已经发生转移时发生。为能够以足够的时间引发变换操作以计数已经变得清楚的即将来临的事件，一些已知的现有技术的控制方法使用大量的互联压力段。由该各个压力段限定的不同的压力区域也允许利用可应用的变换操作对于如可能仅刚已经确定的压力状态中的改变的提前检测、及引发对任何超过或未达到压缩空气站中的最大压力或最小压力的情况的计数。再另外的方法比如这些方法能够被认为是纯反应控制法，因为相关联的控制操作直到在压缩空气站中存在预定的压力状态时才发生。在所述的控制方法中进行的调节操作仍需要考虑全部控制元件的反应时间以防止对于压缩空气站中的相应控制操作的过反应。因此，新的控制操作仅在伴随控制元件的反应时间的典型的延迟时间之后被计算。这样仍不能避免如下的结果控制操作仅能够在再评估压缩空气站时被观察到，以及新的反应由进一步的控制操作计算。结果，控制反应时间被人为地减少，这不良地影响到压缩空气站的控制的质量。已知的现有技术控制方法另外仅允许如下地考虑基本条件，即该基本条件被明确地考虑到控制计算的参数化中。但是，多数的物理压缩空气站变量之间的相关性仅能够通过指示经验法则来参数化，所述经验法则仅表示在另外的潜在地极其受限的压力范围内的纯启发状态。例如已知在许多情况中(非全部)，能够通过降低压缩空气站的最大可允许压力来节能。在大的压缩器或成组的压缩器之前接通或关断小的压缩器进一步有利于降低能量成本。在用于压缩空气站的控制方法中实现这样的认识仍然是非常困难的，并且在许多情况中是不可能的，因为由于不同参数设定的重叠的原因，对于影响基本条件能够有相反的影响，由此启发参数化对于系统操作者带来了不期望的复杂性。

发明内容
本发明现在基于提出一种用于压缩空气站的控制方法的目标，该控制方法消除了已知的现有技术解决方案的缺点。本有创造力的控制方法可选地允许压缩空气站中的压力变化的最早可能的介入以设计适当的变换操作。
该目标通过根据权利要求1和权利要求35所述的用于控制压缩空气站的方法、分别地通过根据权利要求37所述的压缩空气站的控制器来实现。本目标可选地通过用于控制压缩空气站的方法来实现，所述压缩空气站包括至少一个或多个互联的压缩器，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，该方法可选地能够借助于电子系统控制器引发控制周期及变换策略， 以影响所述压缩空气站中对于所述压缩空气站的一个或多个用户全时可用的加压流体的量，以及基于从压缩空气站抽取的加压流体的量适应地调节对于压缩空气站的一个或多个用户可用的加压流体的量使其适应所述压缩空气站的将来运行状态，由此在启动变换策略之前，在在先仿真法中基于压缩空气站的模型检查变换策略，并且基于至少一个固定的性能标准从所分析的变换策略中选择明显地最有利的变换策略，且所选择的变换策略被分程传递至压缩空气站中用于实现的所述系统控制器。由此指出压缩器及可选地整合在压缩空气站中的其它压缩空气系统装置不必需专门地由控制器调节或控制，而能够替代地由部分方面(例如，安全开关、在外部控制参数改变后运行简单的变换序列)来调节或控制，另外也通过内部控制或调节机构来调节或控制。该目标另外通过用于压缩空气站的控制或调节压缩空气站的方法来实现，所述压缩空气站包括至少一个或多个互联的压缩器，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，其中在压缩空气站的电子控制中实行的方法处理作为输入信息的关于基本的压缩空气站的状态变量的信息，并且发出作为输出的控制指令以控制压缩空气站中的至少一些压缩器和其它可选的部件，其中所述方法表现出如下的功能结构仿真核，所述仿真核包含压缩空气站的至少一些部件的动态且优选地非线性的模型以确定这些部件的响应，其中所述仿真核构造成使得其基于所接收的替代变换策略在整个时间上预计算所述模型中包含的压缩空气站的部件的全部状态变量的变化作为仿真结果， 其中所述仿真核的模型作为部件响应的可选地是所述压缩器的基本的非线性和/或不连续性和/或反应时间的因素；算法核，所述算法核包含表示压缩空气站的部件的特征的参数、各个部件的电路上的拓扑信息、用于构造替代的变换策略的启发、和用于压缩空气站的部件的状态变量中随时间的变化的评价标准，所述变化如用于替代变换策略的所述仿真核所确定的，并且基于此而选择明显地最为有利的变换策略并且保持准备状态或者将相关联的控制指令分程传递到至少一些压缩器；和信息库，所述信息库在如所应用地从传感器值和从所述算法核供给的处理映像之外，还包含用于变换策略的仿真结果，其中所述信息库表示所述算法核和仿真核的共用数据库的至少一部分并且在所述算法核与仿真核之间的数据交换中使用。根据本实施方式，所述信息库能够包含压缩空气站的处理图像；即，主要地是状态变量和当前控制参数的测量值，由在先仿真结果补充的不同方案的状态变量随时间的变化。所述算法核能够进一步地包含关于压缩空气站的构造及包含在压缩空气站中的部件的类型及它们的参数的信息。其所述算法核还能够包括用于构造不同的方案以分析的启发。 所述算法核然后典型地将该信息分程传递到所述仿真核。所述算法核典型地也将源自信息库的且与在先仿真相关的压缩空气站的状态信息分程传递到仿真核。所述仿真核由此能够包括用于压缩空气站的通常部件的模型。所述仿真核另外能够根据这些模型使用从算法核接收机到的关于压缩空气站的结构和压缩空气站中包含的部件及它们的参数的信息形成压缩空气站的模型，所完成的模型带有来自信息库的关于压缩空气站的当前状态的进一步的信息。基于此，所述仿真核能够典型地在在先仿真期间仿仿真压缩空气站的模型的状态变量随时间的全部变化并将该变化存储在信息库中。所述仿真核另外能够向算法核供给与运行在先仿真相关联的状态报告。基于存储在信息库中的、压缩空气站的模型的全部状态变量的随时间的交替变化，算法核能够进一步针对正在分析的方案评估状态变量随时间的变化，并且根据性能指标选择明显地最有利的方案，并且使各个变换策略与压缩空气站的部件通信，所述压缩空气站的部件分别保持这些变换策略待被读取。因此，仿真核能够用作相对于实际的压缩空气站独立的、即可普遍适用的实现的较宽泛且复杂的部分。逻辑上，建模和指定 (specifying)也能够采用基于对象的软件方法。本目标还能够通过用于压缩空气站的控制器来实现，所述压缩空气站包括多个互联的压缩器，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，该装置可选地能够引发压缩空气站的控制元件和/或不同压缩器的控制周期及变换策略，以影响所述压缩空气站中对于所述压缩空气站的一个或多个用户全时可用的加压流体的量，以及基于从所述压缩空气站抽取的加压流体的量适应地调节对于所述压缩空气站的一个或多个用户全时可用的加压流体的量使其适应所述压缩空气站的将来运行状态，其中在启动变换策略之前，在实时在先仿真法中基于压缩空气站的模型分析不同的变换策略，并且基于至少一个固定的性能标准从所分析的变换策略中选择明显地最有利的变换策略，且所述系统控制器基于所选择的变换策略产生变换指令。本发明所基于的主要原理中的一个原理在于使用在先仿真法计算不同的变换策略、粗略可比较的不同的变换操作方案，该在先仿真法相应地允许仿真整个压缩空气站的行为，分别还允许仿真整个压缩空气站的各个子部件的行为。因此，不进行优化计算，所述优化计算将在算术上优化例如压缩空气站的值一特定的功能；替代地，仅有用于不同的压缩空气站状态的若干方案被限定。根据一个方案，关于扰动变量可选地是压缩空气消耗的、假设的或者预言的发展例在这里结合待分析的变换策略得以明晰。变换策略还能够理解为变换操作的序列；即，控制参数的离散的或连续的改变，这能够引起一个或多个压缩空气站部件的操作的改变。为此，该计算例如涉及在加载运行状态和非加载运行状态或停止状态之间的切换以及压缩器转速或空气调节器或排出状态中的顺序或连续的变化，并且还包括压缩空气站的压缩器或其它可选部件的参数设定的变化。变换操作在下面另外不仅被理解为各个离散的变换动作，而且更被理解为从变换策略的角度出发的堆叠的系列变换动作。另外，术语“变换操作”不仅包括部件运行状态中的离散改变(例如，在停止模式、非加载运行模式和加载运行模式之间的变换)，而且还包括连续的变化，例如变速压缩器的转速随时间的变化或者阀的连续的打开或关闭。根据本发明的方法与基于对压缩空气站的功能性指定进行优化以实现在预定的时间段上对压缩空气站进行优化控制的方法相比的清楚的优点在于如下事实其较易于实现复杂的、非线性的、基于时间的模型，并且如果需要甚至可以是不连续模型，因为不必使用算术方法来将实现的模型成为解析形式以推导出优化计算从而确定优化控制参数。即使与优化计算关联的局限性，例如在一个时间步中的连续扰动和控制参数，并不构成对于本创造性方法的局限。根据本发明的在先仿真法由此基于压缩空气站的模型得以实现，该在先仿真法能够根据在压缩空气站的模型中实现的部件的数目和类型而被参数化和指定。参数典型地指确定与设计相关的属性(由此在本情况中，例如，加压容器、致动器或者压缩器的数目，驱动马达的电子特性、管路和加压容器的容积，压缩空气站的压力管路的状态等)或给定的设定(程序化的变换延迟等)的特征并且被整合在模型中。虽然参数典型地不表现出任何时间变化，但是，它们能够例如在特定的情形下被更新和/或被适应地调节以考虑到各个部件的磨损。除了在参数之外，模型还要求需要状态变量，所述状态变量是形成压缩空气站的特征以在结构上或者另外地在功能上确定该装置的各个部件的当前值或者物理实际步骤。 所计算的内容例如是电容、产生的压力容积流、内压、驱动马达的转速、压缩器元件或者风扇马达、致动器设定等。但是，此时需要强调的是，压缩器表现出一些相关状态变量，所述变量的值并不从当前的扰动值或者控制参数值产生而是从过去的时间变化中产生，这就是为什么适当的模型也需要考虑过去事件的因素。因此，带有“存储器”的动态方案在产生压缩空气站的模型或者各个部件的模型方面是有利的，是通过根据本发明的方法特别地易于实现的方案。认为表现压缩空气站或者其各个部件的特征的模型的设计特别地在基于对象的实现的情况中是极其有利的。应用于这些模型的在先仿真法另外能够极大程度地独立于实际的压缩空气站结构即分别地为该压缩空气站生成的模型来实现。所述在先仿真法结果典型地包括包含在模型中的压缩器的或者可选地包括在压缩空气站中的其它压缩空气系统装置的优选地全部的状态变量的时间变化。这包括例如在整个在先仿真期间在所选择的模型中确定的压缩空气站状态变量的时间变化，例如压力廓线(pressure profiles)、电容、压缩空气流率、驱动马达的转速、压缩器元件或风扇马达或内部致动器设定。随后针对每个替代变换策略基于性能标准评估这些结果，由此能够确立优选的顺序。最后在多个所分析的变换策略中的优选顺序中的最佳者被选择作为明显地最为有利的变换策略并且因此被保持待用或者被启动。选择作为明显地最为有利的变换策略并不由此需要被一直保持直到在先仿真时间的结束，而实际上能够如可应用的下一个控制周期一样早地由任意更为有利的变换策略替换。在性能标准的评估中考虑到的在先仿真策略的持续时间也能够是可变的，并且如果需要，能够通过控制方法根据扰动变量的进程、控制参数和/或状态参数来调节，可选地被适应性地调节。本发明的重点另外进一步涉及在在先仿真中可适用地考虑到时间延迟(反应时间)的因素或者不规律地改变状态变量(不连续性)的控制或调节方法，例如，压缩器的压缩空气在从停止模式或者非加载运行进入到加载运行的切换之后快速分配。由于反应时间及所发生的不连续性，其时间延迟能够持续比控制周期长的时间，不仅需要考虑变换操作在当前控制周期的开始对于当前控制周期中的状态变量的进程的影响，而且需要考虑变换操作在控制周期中及以往控制周期中和将来控制周期中的影响。该类型的按时间整合的方案特别地易于利用本方法实现。仅该类型的方案将使得能够对压缩空气站进行逼真的且高精度的仿真建模；即，可选地关于它的压力廓线和能量使用。
与已知的控制和调节方法不同，本控制和调节方法由此还能够分析在所述在先仿真期间具有变换操作的变换策略。由此，这还允许为特定的变换操作识别明显地最有利的时间来运行。本创造性方法还具有如下的主要优点，即能够在在先仿真期间将扰动变量的可变时间廓线考虑在内。通过对扰动变量应用适当的预测，例如从压缩空气站抽取的压缩空气的时间廓线，在长的时间段上能够为在先仿真实现更好的精度并且由此还能够更好地评估变换操作的效果。另外的创造性构思涉及通过运行在先仿真法扩展信息库。从在先仿真获得的结果 (仿真结果)构成与将来在压缩空气站中的状态变化对应的信息单元，其中甚至另外的基本条件也能够作为因素计入。压缩空气站的控制器因此能够不仅访问当前已知的处理值， 而且还能够知晓过去或当前已经进行的控制或变换操作的将来的影响和状态。同时，在先仿真还允许产生仅指代将来的变换策略的信息值。与现有技术中已知的“反应性”控制方法相比，本控制方法由此被区别地称为“主动性”控制方法。仅通过运行在先仿真法能够限定虚拟压力事件，该事件指代在在先仿真中发生的而未由实际压缩空气站的当前测量值所触发的事件。阻止在压缩空气站中直到将来才发生的不期望的事件由此允许对于压缩空气站中的实际压力状态的提前但不过早的控制。与至少一个固定的性能标准相结合，先前的仿真方法允许评估不同的替代变换策略以控制压缩空气站。多个(原理上如期望地多的)变换策略变量由此能够在在先仿真中计算出，以由此确定和评估压缩空气站对于提出的变换策略的反应。根据性能标准的限定， 传递在预定基本条件下明显地最有利的结果的替代变换策略能够选自多个策略。由此，不仅可以在预定的接连的不连续时间内仿真变换策略，而且变换策略能够以虚拟方式如所期望远地扩展到仿真的将来。变换策略结果另外能够在仿真中被处理，允许评估建立在彼此之上的变换策略。除检测不同的变换策略之外，另外还能够提前仿真不同的基本条件。通过变化基本条件，能够确定例如致动器变换策略，其将在最可能的期望的方案中在明显地最有利的程度上(或者至少令人满意地)完成该状态。在根据本发明的方法的一个有利实施方式中，用于分析各个变换策略的在先仿真法在比仿真间隔短的时间内进行并且优选地在比控制周期的持续时间短的时间内进行。这样的计算速度使能在先仿真中的多个变换策略，然后能够基于性能标准从其中选择明显地最有利的一个变换策略。在根据本发明的方法的另一个有利的实施方式中，用于分别地分析变换策略的在先仿真法包括可选地在在先仿真的持续时间内在压缩空气站的模型中包含的状态变量的时间变化。该状态变量的将来发展允许扩展信息库，这反过来使得能够更为精确地并且改进地进行控制和调节。在本创造性方法的另一优选实施方式中，压缩空气站的模型是基于一组时间相关的和/或非线性的及优选地结构变化的差分方程，以及再现所述压缩器和/或其它可选的压缩空气系统装置的响应中的不连续性和/或反应时间，在这个范围内优选地也允许过去的事件影响所述压缩空气站的待确定的当前状态变量。这里，结构变化意味着偶然地差分方程组中的仅一个变化子集将加以考虑。这可选地在压缩器和/或可选的压缩空气系统装置的性能的不连续性和/或反应时间的再现中发挥作用，因为它们在不同运行状态中的响应或者当在不同的运行状态之间切换时通常能够或者必须以不同的或者变化的差分方程为特征。待考虑的各个差分方程由此能够通过差分方程本身或者通过外部缺省条件来选择。尽管在特别地优选的实施方式中，差分方程是时间相关的、非线性的并且结构上可变的，这些特性不需要被全部一起满足或者同时满足全部的差分方程。例如，替代于非线性差分方程，还可以使用多个单独的或周期性线性差分方程作为近似(approximation)，一些差分方程能够是时间相关的而其它的不是时间相关的，一些差分方程能够是线性的而其它的不是线性的和/或一些差分方程能够总是被考虑作为因素而其它的仅周期性地被考虑作为因素。本创造性方法的一个有利的实施方式能够提供不同变换策略的发展例，所述不同的变换策略在在先仿真法中在整个预定的时间段上以离散或者连续的步骤计算。该时间间隔的长度由此例如由压缩空气站的操作者从外部预定义或者也可以被固定地参数化。时间间隔的长度另外还能够根据压缩空气站事件而适应性地调节。因此，控制器允许调节如在压缩空气站中随时间而典型地发生的压力状态的特定波动。控制方法的另一个实现能够提供在预定的时间段上进行的在先仿真，该时间段从 1秒至1000秒，优选地从10秒至300秒。该长度的时间间隔典型地允许可靠地确定由于压缩空气站中的变换策略的刺激而引起的压力状态的改变和波动，以及还确保对于大多数应用的充足的在先仿真间隔。本创造性方法的一个优选实施方式提供了如下的在先仿真的时间间隔，该时间间隔待通过中止标准基于压缩空气站模型的参数和/或状态变量进行适应性的调节，可选地根据压力事件和/或压缩空气消耗的记录或者预测。这允许在先仿真的持续时间有利地适应压缩空气消耗的发展，并且作为结果，允许更快、分别地更为广泛的在先仿真。根据本发明的方法的另一个实施方式提供了通过在先仿真法分析的变换策略，以包括压缩器和其它可选的压缩空气站装置的运行模式在在先仿真时间间隔的开始、结束和 /或任意的时间点处的离散或连续的变化。由此，这允许根据本实施方式的方法考虑控制或扰动变量在整个仿真时间间隔上的变化的因素，并且结果，允许在整个时间上逼真地考虑这些变量。另外能够提供待作为压缩器系统的技术特性数据和/或各个压缩器的当前负载和/或以往负载波动的函数确定的在先仿真法的仿真时间间隔的长度。根据压缩空气站的构造，在先仿真的长度能够由此被限制使得计算在先仿真的结果所需要的资源能够尽可能有利地使用，仿真时间间隔的长度优选地计算成使得其比压缩空气站的最短的典型地发生的负载波动长。根据本实施方式，另外提供了以从0. 1秒至60秒的、优选为1秒的离散步骤进行在先仿真。依照该增量，还能够可靠地且同时经济地使用控制器使用的计算资源检测到压缩空气站中的压力状态的直接变化，例如在在先仿真中进行变换操作之后。在另外的实施方式中，控制压缩空气站的方法的特征还在于在压缩器和/或另外的可选压缩空气系统装置的响应中的一些不连续性和/或反应时间，可选地是压缩器的延迟的压缩空气释放和额外的能耗，以及它们的运行状态在在先仿真期间的变化，使得不再绝对需要在控制器的在先仿真之外的单独考虑。压缩空气站内的致动器典型地具有范围在 1秒至数十秒范围内的反应时间。与已知的现有技术的控制方法不同，其可能计算有效反应时间及当前情况的在先仿真中的其它不连续性并且由此将这些变量考虑在变换操作的计算中。但是，能够将反应时间考虑在内的状态在于采用的压缩空气站的模型包含参数化形式的反应时间响应。因此，不再需要考虑控制器本身中的致动器反应时间。反应时间在在先仿真的结果中类似自动地解析。另一方面，这使得能够确定以往进行的控制操作是否足以避免不期望的压力廓线，而在另一方面，能够分析关于当前控制操作是否能够实际上总是积极地影响压力状态的时间变化。本控制方法的另一个实施方式能够将作为一组替代变换策略的不同压力上限值或压力下限值考虑作为触发在先仿真法的范围中的预定变换策略的标准。如与从现有技术已知的传统的压力段控制相反的，本情况中的压力值并不固定而是能够根据压缩空气站的状态来调节。压力值另外能够借助于在先仿真法本身来确定。适当的压力上限值和压力下限值的限定能够根据利用各个变化的压力值进行的重复的在先仿真来确定。如果这样的压力值被初始地预定义，它们能够表示用于计算不同仿真的特定基础，其中压力值本身保持恒定，而比如例如由变换操作表示特征的控制参数发生变化。由此，压缩空气站中的不要求预定义的压力上限值的状态变化能够通过最有利的变换策略来确定，所述最有利的变换策略可能仅确定了以在先仿真法中的控制参数为特征的预定数目的控制操作。另一个发展例另外能够将作为一组替代变换策略的不同压力上限值和/或压力下限值考虑为在先仿真法的范围内的至少一个预定义的关断策略或至少一个接通策略。因此，用于该压缩空气站的压缩器的一系列关断策略或接通策略能够跟随，借助于该跟随对于压缩空气站中的将来压力事件的优选的阻止能够例如以简单的在先仿真以恒定的压力值即分别地至少一个恒定的压力值来确定。另一个实施方式另外能够提供至少一个预定义的关断策略或者至少一个预定义的接通策略以跟随一系列预定的关断序列或接通序列。用于关断或接通的各个序列例如各个压缩器或压缩器组能够由此基于启发发现或者也基于数值计算的结果。通过限定关断序列和接通序列而限制受限的可变空间能够将计算各个替代变换策略所需要的时间缩短至技术上有利的长度。另一个实施方式还提供了不同的压缩器组在预定义的或仍待在在先仿真法中确定以也被认为是一组替代变换策略的压力上限值或压力下限值处的接通或关断。不同压缩器组的接通或关断由此能够再次基于启发发现或者也基于通过数据计算确定的确定序列。 接通或关断整个压缩器组能够对压缩空气站中的压力状态的变化具有更为特定的并且某些时间更长的影响。控制压缩空气站的方法的另一个实施方式能够提供待基于混合式自动机进行的在先仿真法。由此，存在用于实现在先仿真法的广泛的且高度有效的计算基础。与专用的基于数字的变量的传统计算不同，基于混合式自动机进行在先仿真法也允许模拟变量比如例如实时测量的变量。连续测量的变量由此并不从一系列可能的值中假定一个值，而是能够连续地变化且因此要求特定的处理。混合式自动机表示了有限自动机的概念的外延，通过该混合式自动机，任意的离散系统都能够以虚拟方式被建模。尽管并不必要使用混合式自动机来进行本创造性方法，然而，它们是根据本实施方式的用于编译在这里被认为是有利的仿真模型的条件。用于控制压缩空气站的控制方法的另一个发展例也能够提供基于可计算机实现的且优选地确定性的模型的在先仿真法。这允许使用大量已知的数值计算的计算机实现的算法和数学方法。控制压缩空气站的方法的进一步的特征在于基于最低可能的能耗定义的或者至少显著地根据该最低可能的能耗确定的性能标准。某些时候，构成压缩空气站运行过程中的最大的成本因素的能耗由此在压缩空气站中的压力状态发生任意实际的变化之前已经被定义并且通过标准的选择以适用的方式影响，例如以减少或降低能耗。这样的结果能够是关于压缩空气站的运行的清楚的商业生机。用于控制压缩空气站的方法的另一个实施方式另外能够提供在先仿真法以供给至少一个数据集，所述数据集预测了所述压缩空气站的模型的状态变量在不同变换策略中的、在不同且不必等间隔的时间点和/或从该时间点得到的参数处的将来时间变化，优选地为整个控制周期提供该数据集。至少一个这样的数据集的产生例如允许压缩空气站的控制器引发相应的变换策略，而不需要控制器本身使用该在先仿真法作为直接控制算法或者用作直接控制算法的一部分。替代地，该在先仿真法能够实现为根据需要由控制器启动和运行的独立数值模型。在另一个实施方式中，控制压缩空气站的方法还能够包括所述压缩空气站的模型根据需要对于更新的和/或初始仅近似已知的和/或非准确设定的系统参数的自动适应性。该实现确保了在在先仿真法运行的全部时间，适当的系统参数在压缩空气站运行的整个时间内是可获得的。在确保更精确的预测之外，压缩空气站的模型就更新的系统参数而言的自动适应有时还能够导致在先仿真法的速度增加。另外，本创造性方法的特征还能够在于适应压缩空气站的模型的实施方式能够跟随更新的系统参数，使得在所述压缩空气站的运行的后续仿真中将在过去的时间间隔中最紧密地与实际上观察到的所述压缩空气站的运行的进展匹配的系统参数从多个替代组的系统参数选择出。该选择策略另外能够由各个单独的压缩器和/或压缩空气站装置的运行状态的相继的目标变化支持，且仅各个压缩器和/或装置的替代参数将在后续的仿真中分析和选择。根据本实施方式，还能够将压缩空气站的当前可变的系统参数考虑在在先仿真法中，可选地是关于至少一个加压流体箱的运行状态的信息，例如其压力和/或其温度和/或关于各个压缩器的运行状态的信息，例如它们的控制状态和/或当前功能状态和/或甚至与压缩空气站中的加压流体的量的变化相关的信息，例如加压流体容积在每单位时间内的减少。将当前可变的压缩空气站系统参数考虑在内导致更完整和精确的计算，这带来了更高水平的控制品质。控制压缩空气站的方法的特征还在于，关于各个压缩器的加压流体的供给容积和 /或各个压缩器在不同负荷状态下的消耗的信息、和/或关于压缩器的反应时间和/或压缩空气站的特征最小压力极限或特征最大压力极限的信息在在先仿真法中作为压缩空气站的固定系统参数的因素。将固定的压缩空气站系统参数考虑为因素进一步允许更详细地限定压缩空气站本身及用于进行该在先仿真法的重要的基本条件并且由此通过在先仿真带来了对于压缩空气站中的压力状态的改进的预测。用于控制压缩空气站的方法还能够确保在整个在先仿真的仿真时间间隔中，在在先仿真中未发生压缩空气站的加载的压缩器和未加载的压缩器的构造的改变。对于可能变化的空间的该限制使得在先仿真能够运行的更快，并且结果增设了预测速度。由此，显著的是，在该在先仿真中压缩空气站的加载/非加载压缩器的构造不需要与该在先仿真运行时的压缩器系统的加载/非加载压缩器的当前主要构造相匹配。事实上，包括加载的或者非加载的、与在先仿真中的实际当前情形不对应的压缩器的构造以确定显著地最有利的用于压缩空气站控制的变换策略是重要的。用于控制压缩空气站的方法能够进一步提供在先仿真中的若干加载的压缩器中的压力均衡压缩器，所述压力均衡压缩器选自就压缩器功率而言的最小压缩器，根据在先仿真，如果最小压缩器待从加载的压缩器转换到非加载的压缩器，则所述加载的压缩器表现出空载状态下的最长剩余寿命。在在先仿真中将压缩器分类为加载压缩器和非加载压缩器是基于控制器中存储的处理信息和参数化而产生的。为在压缩空气站中进行进一步的压力均衡，一个压缩器能够指定为压力均衡压缩器以确保将来的适当的实际压力均衡。该压力均衡压缩器典型地从在先仿真中的加载的压缩器中选择。预定义的参数及压缩空气站处理信息(状态参数)能够用以选择该压力均衡压缩器。在在先仿真中从多个加载的压缩器中选择就压缩功率而言的最小的压缩器作为压力均衡压缩器能够另外地减小压缩空气站的功耗并且降低压缩空气站的运行成本。用于控制压缩空气站的方法的特征还在于，为确定所述压力下限值，对于所述压力下限值具有相同的参数化和变化的数值的至少两个在先仿真被进行并且确定所述压力下限值被底切时的仿真时间。这里，典型地仅在压力均衡压缩器当前未加载时确定该压力下限值。因此，对于压力均衡压缩器的控制能够通过处理总是能够适用压缩空气站中的变化状态的压力值(压力下限值和压力上限值)的算法来进行。在随机法中，不同的压力值能够被预定义并且通过在先仿真法检测。压力下限值典型地仅在压力均衡压缩器未当前加载时确定。基于该在先仿真法，由此能够确定先前参数化的用于压缩空气站的最小压力被底切的预计时间。根据启发规则，在该在先仿真法中，还能够确定何时将压力均衡压缩器作为加载压缩器处理。例如，如果压缩器处于在最小压力被底切之前5秒的空载状态，则压力下限值是在底切该最小压力之前的5秒。另一方面，如果压力均衡压缩器处于在最小压力被底切之前5秒的关断状态，则压力下限值是在底切该最小压力之前的15秒。由此，5秒的时间间隔能够与压缩器的从空载状态至加载状态的状态变化的近似反应时间对应。另一方面，15秒的时间间隔能够与压缩器的从关断状态至加载状态的状态变化的近似反应时间相对应。控制压缩空气站的方法的特征还在于，为确定所述压力上限值，对于所述压力上限值具有相同的参数化和变化的数值的至少两个在先仿真被进行，且压力均衡压缩器然后在压缩空气站中的加压流体的压力下降低于压力下限值时转换成为加载压缩器，并且在压缩空气站中的加压流体的压力超过压力上限值时转换成为非加载压缩器。该压力上限值典型地在每个在先仿真之前被重新定义。能够预定义压力上限值的最小值及最大值。该最小值由此典型地与压力下限值对应。压力上限值的最大值另外能够从用于所包括的空气站的运行的最大允许压力中得出。如果压缩空气站中的压力例如超过最大压力，则压力均衡压缩器需要自动关断。在压力上限值的最小值与最大值之间的所有值是在先仿真中的可允许压力值。将该压力范围分段成为例如等间隔的压力界限(limit)允许借助于在先仿真分析预定数目的压力上限值的用于控制压缩空气站的适当特性。对于限定为压力上限值的压力值，通过该压力值，在压缩空气站内的仿真的压力状态的整个进程上能够期望最为适当的压力。控制压缩空气站的方法的另一个发展例能够提供在先仿真以从在先仿真中设定的全部压力上限值确定明显有利的压力上限值并且选择关于就仿真能耗而言的能耗明显有利的全部压缩器。因此，仅适当地选择压力上限值就使得明显地有助于降低压缩空气站的运行成本。此处，需要指出压力上限值及压力下限值因此并不被认为是实际的限制更不是固定的压力段，而是替代的压力上限值或压力下限值，该替代的压力上限值或压力下限值能够被“选出(tried out) ”作为在不同的和替代地变换时间对各个压缩器进行变换操作的触发器。另外，能够使在在先仿真中设定以确定有利的压力上限值的压力上限值以以 ^ 0. 5bar的增量进行设定，可选地以< 0. Ibar的增量进行设定，其中连续地设定或者尝试的压力上限值的增量不必是等间隔的，分别地，测试的压力上限值之间的增量不必是恒定的。这样的增量允许可靠地确定能够被分类为明显地更有利的压力上限值。这里，该增量涉及工业上使用的压缩器系统中的工作压力或者工作压力波动。用于控制压缩空气站的控制方法的另一个发展例提供了如下的在先仿真，该在先仿真就从压缩空气站抽取加压流体的用户消耗而言在整个时间上使用随机模型。该在先仿真因此还能将在压缩空气站中的规则的操作期间近似发生的抽取加压流体作为因素。一个替代的实施方式还能够提供如下的在先仿真，该在先仿真就从所述压缩空气站抽取加压流体而言在整个时间对用户消费使用人工智能和/或适应性数值例程。这相应地确保了在压缩空气站的较长时间使用之后对于用户消耗的精确确定。由此能够特别有利地考虑到整个时间上的用户消耗的因素。本创造性方法的另一个实施方式提供了待使用面向对象的程序设计方法限定的该方法的技术程序化，由此至少所述压缩器被认为是对象。因此，这使得能够特别简单地构造所述设计和实现压缩空气站的模型。用于压缩空气站的控制器的优选实施方式使用分立硬件来实现在先仿真，所述分立硬件通过控制器经由通信链路中的总线系统与压缩器和其它可选的压缩空气系统装置
ififn。在本创造性方法的另一个优选实施方式中，用以产生替代变换策略的启发通过包含在压缩空气站的仿真模型中的模型来实现，由此控制器的模型用在仿真的压缩空气站的控制和调节的仿真中，并且由此通过为控制器的模型输入替代的控制和调节参数而产生替代变换策略，从其中选择在实际的压缩空气站中产生的明显最有利的变换策略。本发明的其它实施方式在从属权利要求中提出。附图简述下面将参考附图以更详细地说明本发明的实施方式。在图中

图1是包括根据本发明的第一实施方式的控制器的压缩空气站的示意图，图2是包括根据本发明的另一实施方式的控制器的压缩空气站的示意图，图3是根据图2中的实际压缩空气站的实施方式的压缩空气站的模型，图4是在受到由控制操作产生的控制参数的变化作用的情况下，压缩空气站在整个时间上的压力变化的曲线图，图5是示出根据本创造性方法的实施方式的、在使用在先仿真以控制压缩空气站时的方法的流程图，图6是示出在根据本发明的控制/调节方法的实施方式中的在先仿真的使用的流程图，图7是在使用压力段界限时压缩空气站在整个时间上的压力变化的图示，图8是在利用使用了三个互联压力段的压力控制方法的压缩空气站中的在整个时间上的压力变化的图示，图9是根据本发明的实施方式的具有控制参数的虚拟变化的、压缩空气站在整个将来仿真的时间间隔上的压力发展，图10是根据本发明的实施方式的具有控制参数的虚拟变化以确定优选的变换策略的、压缩空气站在整个将来仿真的时间间隔上的压力发展，和图11是在压缩空气站中借助于考虑了两个控制元件的反应时间的因素的控制方法产生的压力变化。同样的或等价的部件在随后的描述中使用相同的附图标记标示。
具体实施例方式图1示出了压缩空气站1的第一实施方式的示意图，所述压缩空气站1与控制和调节该压缩空气站的创造性控制器3的第一实施方式相互作用。压缩空气站1还包括三个压缩器2，该三个压缩器借助于压力管路9及构造为阀的致动器5连接到两个压缩空气干燥器14。一个或多个用户(图中未示出)可得到的加压流体4储存在加压流体箱8中。为使控制器3能够进行所需要的控制参数变化，每个致动器5能够由到控制器3的连接致动，这里未进一步示出。控制器3的功能原理在这里基本上对应于根据图2的另外稍微更为复杂的实施方式。图2示出了与根据图1的实施方式相比稍微更为复杂的压缩空气站1的示意图， 该压缩空气站与控制或调节该压缩空气站的控制器3相互作用。在控制器3中，压缩空气站1包括三个压缩器2，该三个压缩器根据合适的控制或调节将加压流体4 (图中未示出) 供给到三个加压流体箱8。加压流体4由此从每个压缩器2经由压力管路9按比例分配至在本示例中构造为阀的、分别的三个致动器5，该三个致动器5与三个加压流体箱8流体连接并且能够根据需要为每个加压流体箱8供给加压流体。加压流体4能够由一个或分别的多个用户根据需要或从压缩空气站1中抽取。该抽取能够在这里未进一步示出的接收站 (出口点)处进行，从而加压流体4能够从全部的加压流体箱8中抽取。根据变换操作，控制器3使致动器5运行，特定的加压流体4能够从加压流体箱8沿管路发送至接收站，到达用户；另外，在各个加压流体箱8之间还可能实现压力均衡。为使控制器3能够进行所需要的参数变化，变换策略即各个致动器5能够通过到这里未进一步示出的控制器3的连接来致动。为清楚的原因，在本示例中致动器5并未明确地设有到控制器的连接。但是，能够进行这样的连接对于本领域技术人员是清楚的。控制器3传输到致动器5的用于变换操作的控制信号能够是最多种类型的并且还能够具有离散及连续两者的特性。对于致动器5特别是阀的典型共用控制能够包括关断、接通，或者另外仅包括逐步的接通/关断。可控致动器 5由此允许在各个流体箱8的接收站之间进行连接。此外，可想到的启动致动器(例如，减压阀)能够进一步地布置在加压流体箱8和接收站之间。同样可想到的是将多个接收站连接到一个压缩空气站1。压缩空气站1另外能够包括传感器，该传感器检测系统状态变量 56在整个时间上的变化且然后将该变化提供到控制器3用于压缩空气站1的控制或调节。 由此，加压流体箱8能够例如设有传感器，在这里未进一步示出，该传感器能够测量各个加压流体箱8中的压力。此外，压缩空气站1还能够设有其它的传感器，这里未进一步示出， 该其它的传感器允许确定表示压缩空气站1的特征的流体参数。图3示出了如图2中示出的压缩空气站的模型，其例如用在控制器3中以控制实际的压缩空气站。控制器3由此能够使用根据本发明的实施方式的在先仿真法20(图中未示出)或者另外仅是压缩空气站1参数化的符号图示。如果压缩空气站1的模型用在根据本发明的一个实施方式的控制或调节方法中，则对于压缩空气站的运行重要的每个部件具有数值参数化的特征。该参数化的形式必须适合由控制器3进行的相关使用，分别地在先仿真法20 (图中未示出)。由此，该参数化不仅能够以数值方式产生，而且能够借助于符号值，例如指定和选择压缩器的功能原理、设计、系列或类型标记而产生。图4示出在变换策略10 (变换操作，控制参数变化)的影响下，压缩空气站1中即未进一步示出的加压流体箱8中的在整个时间上的压力变化。在该图中，在当前时间发生变换操作。变换策略10例如被进行以相应地使压缩空气站1中相对于以往下降的压力均衡。在这里清楚明白地，通过当前的合适的变换动作，例如关断压力控制阀，则压缩空气站1 中的压力在将来的整个进程上增加。根据控制参数变化的大小，将来的压力会有或多或少的增加。较少的控制参数变化&将产生如T3所标识的将来压力廓线。根据控制参数变化 &，将产生将来压力廓线T2，而在控制参数变化S1的情况中，压力廓线将跟踪曲线1\。全部三个控制参数变化Si、S2和&适于防止压力减小到低于预定的最小压力Pmin。根据确定的决定性标准，现在需要控制器3负责决定哪个控制参数变化适于完成将来所期望的压力廓线。本示例中的这样的决定性标准能够例如向控制器3解释以实线绘制的控制参数变化& 的廓线作为优选变换策略10的原因。选择根据本创造性方法的优选变换策略10以控制压缩空气站也借助于在先仿真来进行。图5是这样的在先仿真选择方法的流程图。这里，在时刻t = Os(当前)处通过表示压缩空气站1的当前状态的状态变量启动在先仿真法(在先仿真)。在先仿真法紧接启动之后即t ^ 0s(即，仿真时间段的范围内的、仍能够被标识为当前的时间点)开始，并且在该方法完成之后即在具有不同输出参数的多个在先仿真法20之后，该多个在先仿真法返回三个替代变换策略11 (替代变换策略1、替代变换策略2和替代变换策略幻，在本示例中，从该三个替代变换策略中基于性能标准22选择出合适的替代变换策略11以使控制器触发变换指令30以产生变换策略10。根据本实施方式，替代变换策略11能够导致压缩空气站1中的压力的将来的和预测的廓线，如图4压力廓线中的压力廓线I\、T2和Τ3。图6示出用以示出包含在先仿真20的仿真结果的数据集6的另一流程图。如参考图5已经说明的，在本创造性控制方法的实施方式中，能够借助于性能标准22从数据集6 确定优选的变换策略10。需要输入系统相关的参数以启动在先仿真或者另外地启动连续的在先仿真。一方面，系统相关的参数能够是固定的系统参数阳，该固定的系统参数包括例如关于供给到各个压缩器的加压流体箱的量的信息或者关于各个压缩器在不同加载状态下的容量的信息、关于压缩器或者致动器的反应时间的信息、及用于压缩空气站的特有的最小压力极限和最大压力极限。此外，系统相关的参数另外包括系统状态变量56，该状态变量描述整个时间上的变化的变量。压缩空气站1的该系统相关的参数56能够包括关于至少一个加压流体箱8的运行状态或其压力、其温度的信息，或者它们能够包括关于各个压缩器2的运行状态及它们的当前控制或者功能状态、或者甚至与压缩空气站1中的加压流体 4的量的变化相关的信息，比如例如加压流体箱在每单元时间的变化、其流动参数或者其它物理参数。在先仿真20的质量是基于在先仿真20所基于的固定的系统参数55和系统状态变量56的质量和数量。图7示出了压缩空气站就压力段而言的压力变化的图示，其中该压力段以最小压力Pmin限定了压力段下限42且以最大压力Pmax限定了压力段下限41。当使用单个预定义的固定压力段来控制压缩空气站1时，如例如采用在现有技术中已知的顺序控制时，根据偏离该压力段的压力廓线发生相应的变换操作。因此，压力段的压力廓线落在压力段下限 42以下能够引发使另外的压缩器准备供给加压流体箱的变换操作。这样的变换操作在压力廓线偏离压力段下限42的时间点处被引发，由此使得以如下方式供给另外的加压流体在底切之后的短时间内，压力廓线再次位于固定的预定压力段的范围内。另一方面，当压力廓线偏离压力段上限41时，压力廓线能够例如借助于在压力段上限41被超过时的关断操作被校正，使得在超过压力段上限之后的短时间内，压力廓线再次位于压力段的范围内。就能够在最小压力Pmin被底切或者最大压力Pmax被超过之前对压缩空气站1中的压力廓线进行技术控制，在用于引发变换操作的计算中还能够限定另外的互联的压力段。 因此，图8示出了例如压缩空气站1关于三个互联压力段的压力廓线。具有Pui的压力下限 42和压力Pqi的压力上限41的最低压力段位于下一个具有Pu2的压力下限42和压力Pq2的压力上限41的下一个较高压力段内。两个事先预设的压力段然后位于表示出Pmin的压力下限42及Pmax的压力上限41的最大压力。现在，为防止压力廓线偏离到最高压力段的压力段范围之外，控制器3 (图中未示出)能够正好在压力廓线超出最低压力段或者下一个压力段的压力段范围的时间点处引发变换操作。由于压缩空气站中在引发变换操作之后的内在延迟时间，对于压力廓线的调整将在相应地短的时间间隔之后发生。图7和图8中示出的压力廓线来自由纯粹的反应控制方法所引发的变换操作。仅在预定的压力事件发生时(例如，偏离压力段范围)引发相应的变换操作。与此相反，根据本发明，为将来仿真变换策略，以设定所期望的压力廓线。图9恰是这样的在将来仿真时间间隔23上的仿真。为此，在当前的时间点处进行变换策略10，以将控制从值a)降低到较低值b)。压缩空气站中的期望的将来进程跟随轻微的延伸的下降。为防止压力下降到预定值以下或者为设定稳定的压力廓线，在在先仿真法中的将来点处进行将控制参数从值b)到较高值c)的虚拟改变。该虚拟的控制参数变化导致压缩空气站1中的压力的虚拟升高。例如，该虚拟的控制参数变化能够在用于压缩器的变换策略13内。但是，为防止压力中出现过大的虚拟增加，在后面的仿真的时间点处进行从值c)到值d)的另一控制参数变化。例如，该到值d)的第二虚拟的控制参数变化能够在变换策略12中。将两个虚拟的控制参数变化组合使得能够在仿真的时间间隔23结束前设定稳定的虚拟压力廓线。现在，例如在实际上的将来的相应时间点处，使这两个虚拟控制参数变化成为实际上的变换策略10，使得可以期望一组稳定的压力廓线。由此，进行在先仿真在某种意义上预测了压缩空气站的将来行为并且将关于压缩空气站的状态的信息库扩展到将来的时间点。与图9中示出的压力廓线相比，图10示出三个可能的虚拟的压力廓线，该三个压力廓线将从在根据在先仿真20的仿真的整个时间间隔23上的不同控制参数变化得出。根据该虚拟变换策略13，在仿真的时间间隔23结束前产生关断策略12，即稳定或上升/下降的压力廓线。这里将提到，在不同仿真中进行的虚拟变换策略10也能够在不同的时间点发生。不同的控制参数改变另外也能够由从压缩空气站1抽取加压流体的一个或多个用户影响。因此，这使得标识为S1的变换操作的结果在仿真的时间间隔23结束时成为上升的压力廓线1\。标识为&的变换操作的结果在仿真的时间间隔23结束时成为压缩空气站1的主要的稳定的压力廓线。标识为&的变换操作的结果在仿真的时间间隔23结束时成为下降的压力廓线T3。如果从三个可能的仿真压力廓线中借助于性能标准22(这里未指定)选择在仿真的时间间隔23结束时表现出明显地最低的波动的压力廓线，则进行的在先仿真20 建议在相应的将来的时间点处根据标识为&的连续的变换操作运行变换操作。如本领域技术人员能够明白的是，通过在在先仿真中变化若干其它的参数，也能够产生若干可能的虚拟压力廓线，并且基于性能标准22能够从中选择最佳的廓线。实现在先仿真法20使得能够在仿真中计算压缩空气站1中使用的元件的有效反应时间并且明确地在计算运行变换策略10的时间点时将这些有效反应时间整合在内。但是，这里的前提条件是用以容纳反应时间响应的压缩空气站21的模型。因此，不再需要控制器3明确地考虑各个致动器5的反应时间的因素。致动器5由此也能够被压缩器2和压缩空气站的其它可选装置整合，其中所述其它可选装置能够例如由合适的控制信号以控制参数变化为目的进行控制。致动器5由此并不局限于如图2中所示的外部阀5。反应时间自动地由所产生的在先仿真包含在内。这一方面使得能够弄清楚以往所进行的控制参数变化是否足以避免不期望的事件，另一方面，允许分析当前启动的控制参数变化是否对于整个时间上的压力廓线根本没有任何的额外积极影响。图11示出了在整个时间进程上的压缩空气站1的压力廓线。在过去，在本示例中在时间点Tl处进行第一致动器变换操作。由于第一致动器5的反应时间的原因，该变换操作的影响在当前的压力廓线上仍不能辨识。因此，存在对当前的第二致动器进行另外的变换操作的可能性。但是，直到将来的压力廓线被仿真，才能确定对第二致动器的变换操作是否将改进基本条件的实现程度(例如，避免最小压力Pmin的底切)或者甚至是根本不需要的。如果在整个仿真的时间间隔23上为两个可能的变换策略进行在先仿真法，则明显地， 不需要对第二致动器5进行变换操作以确保符合基本条件。另外能够认识到，第二致动器 5的反应时间直到压缩空气站1的压力已经清楚地在最小压力Pmin以上才被包含在内。因此，基于进行的在先仿真法20，能够确定不需要对第二致动器进行变换操作来改进压缩空气站1中的压力廓线。此时，应注意到，主张单独的或者采用任何组合方式的全部上述部件的权益，因为它们对于本发明是基本的，特别地是图中所示的细节。其变化对于本领域技术人员将是清楚的。附图标记1压缩空气站2压缩器
3系统控制器
4加压流体
5致动器
6数据集
8加压流体箱
9压力管路
10变换策略
11替代变换策略
12关断策略
13接通策略
14压缩空气干燥器
20在先仿真法
21压缩器系统模型
22性能标准
23时间间隔
30变换指令
41压力段上限
42压力段下限
讨压力均衡压缩器
55系统参数
56系统状态变量
60硬件
61总线系统
70仿真核
71算法核
72信息库
权利要求
1.一种用于控制和/或调节压缩空气站(1)的方法，所述压缩空气站(1)包括至少一个或多个互联的压缩器O)，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，所述方法可选地能够借助于电子系统控制器(3)实现控制周期及变换策略(10)，以影响所述压缩空气站(1)中对于所述压缩空气站(1)的一个或多个用户全时可用的加压流体(4)的量，以及基于从所述压缩空气站(1)抽取的加压流体的量适应地调节对于所述压缩空气站(1)的一个或多个用户全时可用的加压流体(4)的量使其适应所述压缩空气站(1)的将来运行状态，其中在启动变换策略(10)之前，在在先仿真法00)中基于所述压缩空气站(1)的模型分析不同的变换策略(10)，并且基于至少一个固定的性能标准02)从所分析的变换策略(10)中选择明显地最有利的变换策略(10)，且所选择的变换策略(10)被分程传递至所述系统控制器(3)以用于在所述压缩空气站中实现。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预定的压力上限和/或压力下限是所述方法特别是所述在先仿真法00)中作为待维持的基本条件的因素。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于分析各个变换策略(10)的所述在先仿真法00)的进行比与所仿真的时间间隔对应地进行快，并且优选地在比控制周期的持续时间短的时间内进行。
4.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于分析各个变换策略(10) 的在先仿真法OO)可选地包括所述压缩空气站(1)的模型中包含的状态变量针对所述在先仿真OO)的时间间隔而随时间的变化。
5.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述压缩空气站(1)的模型 (21)是基于一组时间相关的和/或非线性的以及偶尔结构变化的差分方程，以再现所述压缩器和/或其它可选的压缩空气系统装置的响应中的不连续性和/或反应时间，这也允许确定过去的事件对所述压缩空气站(1)的当前状态的影响。
6.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述在先仿真法OO)中， 以离散或者连续的步骤在预定的时间间隔上预计或者计算不同的所述变换策略(10) 的进展。
7.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真法OO)在从1 秒至1000秒的预定时间间隔上进行，优选地是从10秒至300秒的预定时间间隔。
8.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真OO)的时间间隔通过中止标准基于所述压缩空气站(1)的模型的参数和/或状态变量被适应性地调节， 特别是根据压力事件和/或压缩空气消耗的记录或预测。
9.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述在先仿真法OO)分析的变换策略(10)包括压缩器( 和其它可选压缩空气站(1)装置的运行模式在所述在先仿真OO)间隔中的时间的开始、结束和/或任意的给定点处的离散或连续的变化。
10.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真法OO)所仿真的时间间隔03)的长度作为所述压缩器系统(1)的压缩器O)的技术性能数据的函数和/或作为各个压缩器O)的当前负荷的和/或以往负荷波动的函数来确定。
11.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真OO)以离散的步骤进行，所述离散步骤为从0. 1秒至60秒，优选地为1秒。
12.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述在先仿真00)中，所述压缩器(2)和/或其它可选的压缩空气系统装置的响应中的至少一些不连续性和/或反应时间，可选地是所述压缩器O)的延迟的压缩空气释放和额外的能耗，在所述在先仿真中被与它们的运行状态的变化结合考虑，使得不再绝对需要在所述系统控制器(3)的在先仿真OO)之外进行单独考虑。
13.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，不同的压力上限值Gl)或压力下限值0 被认为是一组替代变换策略(10)，该替代变换策略作为触发所述在先仿真法OO)内的预定义的变换策略(10)的标准。
14.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，不同的压力上限值Gl)或压力下限值G2)被认为是用于互联的压缩器中的至少一个的并用于所述在先仿真法OO) 内的至少一个预定义的变换策略(12)，即至少一个预定义的变换策略(1 的一组替代变换策略(10)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述至少一个预定义的关断策略(12) 或者所述至少一个预定义的接通策略(1 根据一系列预先确定的关断策略或者接通策略得出。
16.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，不同压缩器组(5ajb)的在在先仿真法OO)中预定义的或者仍待确定的压力上限值Gl)或压力下限值0 处的接通或者关断也被认为是一组替代变换策略(10)。
17.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真法OO)基于混合式自动机的理论实现。
18.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真法OO)基于可计算实现的并且优选地确定性的模型实现。
19.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述性能标准0 通过最低可能的能耗来限定或者至少明显地根据该能耗确定。
20.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真法OO)提供至少一个数据集(6)，所述数据集预测了所述压缩空气站(1)的模型的状态变量在不同变换策略(10)中的、在不同且不必需等间隔的时间点和/或从该时间点得到的参数处的将来时间变化，优选地为整个控制周期提供该数据集。
21.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括所述压缩空气站(1)的模型根据需要对于更新的和/或初始仅近似已知的和/或非准确设定的系统参数的自动适应性。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述压缩空气站(1)的模型的适应性跟随更新的系统参数，使得从替代的多组系统参数中选择出一组系统参数，借助于该组系统参数所述压缩空气站的运行的仿真在过去的时间间隔中最紧密地与实际上观察到的所述压缩空气站(1)的运行的进展匹配。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，对于所述压缩空气站的各个单独的装置的运行状态的连续且选择性的改变被应用以支持所述各个模型参数到改变的系统参数的适应性调节。
24.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述压缩空气站(1)的当前可变系统参数(56)能够被作为所述在先仿真法00)中的因素，可选地关于所述至少一个加压流体箱(8)的运行状态的信息，例如它的压力和/或它的温度，和/或关于各个压缩器 ⑵的运行状态的信息，例如它们的控制状态和/或当前功能状态，和/或甚至与所述压缩空气站(1)中的加压流体的量的改变相关的信息，例如加压流体容积在单位时间内的减小。
25.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，关于各个压缩器O)的所述加压流体(4)的供给容积和/或各个压缩器( 在不同负荷状态下的消耗、和/或关于所述压缩器⑵的反应时间和/或所述压缩空气站⑴的特有的最小压力极限或最大压力极限的信息在所述在先仿真法OO)中作为所述压缩空气站(1)的固定系统参数(55)的因素。
26.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在整个仿真的时间间隔 (23)中，在所述在先仿真OO)中未发生所述压缩空气站(1)的加载的压缩器(51)和未加载的压缩器(52)的构造的改变。
27.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，就压缩器功率而言的最小压缩器( 被从若干加载的压缩器(51)中选择作为压力均衡压缩器(M)，根据所述在先仿真 (20)，如果所述最小压缩器( 待从加载的压缩器(51)转换到非加载的压缩器(52)，则所述加载的压缩器(51)表现出空载状态下的最长剩余寿命。
28.根据权利要求13至27中任一项所述的方法，其特征在于，为确定所述压力下限值(42)，对于所述压力下限值0 具有相同的参数化和变化的数值的至少两个在先仿真 (20)被进行并且确定所述压力下限值G2)被底切时的仿真时间。
29.根据权利要求8至观中任一项所述的方法，其特征在于，为确定所述压力上限值(41)，对于所述压力上限值Gl)具有相同的参数化和变化的数值的至少两个在先仿真 (20)被进行，且所述压力均衡压缩器(54)然后在所述压缩空气站(1)中的加压流体(4)的压力下降低于所述压力下限值G2)时转换成为加载压缩器(51)，并且在所述压缩空气站 ⑴中的加压流体⑷的压力超过所述压力上限值Gl)时转换成为非加载压缩器(51)。
30.根据权利要求四所述的方法，其特征在于，在所述在先仿真00)中确定为有利的压力上限值跟随在所述在先仿真OO)中设定并且选择为关于就全部压缩器O)的仿真的能耗而言的能耗有利的全部压力上限值01)。
31.根据权利要求四或30中任一项所述的方法，其特征在于，在所述在先仿真OO)中设定以确定有利的压力上限值Gl)的压力上限值Gl)以小于或等于OAbar进行设定，可选地以小于或等于0. Ibar的增量进行设定，其中所检测的压力上限值不需要是等间隔的。
32.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真OO)就从所述压缩空气站(1)抽取加压流体的用户而言在整个时间上使用随机模型。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的方法，其特征在于，所述在先仿真OO)就从所述压缩空气站(1)抽取加压流体(4)而言在整个时间对用户消费使用人工智能和/或适应性数值例程。
34.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法的技术程序设计使用面向对象的程序设计方法来限定，其中至少所述压缩器( 被认为是对象。
35.一种用于控制和/或调节压缩空气站(1)的方法，所述压缩空气站(1)包括至少一个或多个互联的压缩器O)，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的可选地根据先前权利要求中任一项所述的压缩空气系统装置，其中在压缩空气站(1)的电子控制中实行的方法处理作为输入信息的关于基本的压缩空气站(1)的状态变量的信息， 并且发出作为输出的控制指令以控制所述压缩空气站(1)中的至少一些压缩器(2)和其它可选的部件，其特征在于，所述方法表现出如下的功能结构仿真核(70)，所述仿真核包含所述压缩空气站(1)的至少一些部件的动态且优选地非线性的模型以确定这些部件的响应，其中所述仿真核(70)构造成使得其基于所接收的替代变换策略(10)在整个时间上预计算所述模型中包含的所述压缩空气站(1)的部件的全部状态变量的变化作为仿真结果，其中所述仿真核(70)的模型作为部件响应的可选地是所述压缩器O)的基本的非线性和/或不连续性和/或反应时间的因素；算法核(71)，所述算法核包含表示所述压缩空气站(1)的部件的特征的参数、所述各个部件的电路上的拓扑信息、用于构造替代的变换策略(10)的启发、和用于所述压缩空气站(1)的部件的状态变量中随时间的变化的评价标准，所述变化如用于替代变换策略(10) 的所述仿真核(70)所确定的，并且基于此而选择明显地最为有利的变换策略(10)并且保持准备状态或者将相关联的控制指令分程传递到至少一些压缩器O)；和信息库(72)，所述信息库在如所应用地所述从传感器值和从所述算法核(71)供给的处理映像之外，还包含用于变换策略(10)的仿真结果，其中所述信息库(7 表示所述算法核(71)和所述仿真核(70)的共用数据库的至少一部分并且在所述算法核(71)与所述仿真核(70)之间的数据交换中使用。
36.根据先前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用以构造替代的变换策略的启发在包含在仿真模型中的用于压缩空气站的系统控制器的模型中实现，所述仿真模型假设在仿真中对于仿真的压缩空气站的控制和调节，其中通过为所述系统控制器的模型输入替代的控制和调节参数产生替代的变换策略，从其中选择在实际的压缩空气站中起动的明显地最有利的变换策略。
37.一种压缩空气站(1)的系统控制器(3)，所述压缩空气站包括至少一个或多个互联的压缩器O)，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，所述方法可选地能够实现所述压缩空气站(1)的控制元件(7)和/或不同压缩器(2) 的控制周期及变换策略(10)，以影响所述压缩空气站(1)中对于所述压缩空气站(1)的一个或多个用户全时可用的加压流体⑷的量，以及基于从所述压缩空气站⑴抽取的加压流体(4)的量适应地调节对于所述压缩空气站(1)的一个或多个用户全时可用的加压流体 (4)的量使其适应所述压缩空气站(1)的将来运行状态，其中在启动变换策略(10)之前，在在先仿真法00)中基于所述压缩空气站(1)的模型分析不同的变换策略(10)，并且基于至少一个固定的性能标准02)从所分析的变换策略(10)中选择明显地最有利的变换策略(10)，且所述系统控制器C3)基于所选择的变换策略(10)产生变换指令(30)。
38.根据权利要求37所述的压缩空气站的系统控制器(3)，其特征在于，使用分立硬件 (60)实现所述在先仿真，所述分立硬件通过所述系统控制器(3)经由通信链路中的总线系统(61)与所述压缩器(2)且可选地与其它的压缩空气系统装置通信。
全文摘要
本发明涉及控制和/或调节压缩空气站的方法，所述压缩空气站包括至少一个或多个互联的压缩器，所述压缩器可选地具有不同的技术规格，并且另外包括可选的压缩空气系统装置，该方法可选地能够借助于电子系统控制器实现控制周期及变换策略，以影响压缩空气站中对于压缩空气站的一个或多个用户全时可用的加压流体的量，以及基于从压缩空气站抽取的加压流体的量适应地调节对于压缩空气站的一个或多个用户全时可用的加压流体的量使其适应压缩空气站的将来运行状态，其中在启动变换策略之前，采用在先仿真法基于压缩空气站的模型分析不同的变换策略，并且基于至少一个固定的性能标准从所分析的变换策略中选择明显地最有利的变换策略，且所选择的变换策略被分程传递至压缩空气站中用于实现的系统控制器。
文档编号F04C28/02GK102272456SQ200980152462
公开日2011年12月7日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者乔治·弗雷, 弗罗里安·瓦格纳 申请人:凯撒空压机有限公司