ES2934939T3 - Red de gas y método para detectar obstrucciones en una red de gas a presión o bajo vacío - Google Patents
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Abstract
Método para detectar obstrucciones (13) en una red de gas (1) con sensores (9a, 9b, 9d) que determinan los parámetros físicos del gas, donde la red de gas (1) comprende válvulas de mariposa controlables (10) y con sensores de estado (9c) que puede registrar el estado de las válvulas de mariposa (10), donde el método comprende los siguientes pasos: una fase de entrenamiento (16) en la que se establece un modelo matemático entre las mediciones de los sensores (9a, 9b, 9c, 9d) en el que una o una pluralidad de válvulas de mariposa ajustables (10) son controladas para generar obstrucciones (13); una fase operativa (17) en la que se utiliza el modelo matemático establecido entre las medidas del primer grupo de sensores y el segundo grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) para detectar obstrucciones (13) en la red de gas (1); donde la fase operativa (17) comprende los siguientes pasos: - calcular la lectura del primer grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) contra el valor del segundo grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) utilizando el modelo matemático; ~ determinar la diferencia entre los valores calculados y leídos; -- determinar la existencia de una obstrucción (13) sobre la base de la diferencia antes mencionada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Red de gas y método para detectar obstrucciones en una red de gas a presión o bajo vacío
La presente invención se refiere a un método para detectar obstrucciones en una red de gas a presión o bajo vacío. Más específicamente, se propone que la invención sea capaz de detectar y cuantificar las obstrucciones que se presentan en una red de gas.
"Gas" en la presente significa, por ejemplo, aire, pero no necesariamente. "Obstrucción" en la presente significa un bloqueo parcial o total en la red de gas o un incremento en la resistencia de un oleoducto.
Los métodos para monitorear o controlar una red de gas bajo presión ya se conocen, por lo que estos métodos se configuran para oleoductos largos y rectos, donde el flujo de entrada no es necesariamente igual al flujo que sale debido a la compresibilidad del gas en cuestión.
Este método es con base en una cantidad de supuestos tal como oleoductos muy largos, oleoductos rectos, que no son adecuadas para redes de gas complejas bajo presión donde una o más plantas de compresores suministran gas bajo presión a una red compleja de consumidores.
Sin embargo, el método mencionado anteriormente se refiere a la detección de fugas en la red de gas. Otro documento comprendido en la técnica anterior es por Lehigh Preserve ET AL: "Lehigh University Optimization Procedure to Identify Blocks in Pipeline Networks via non-invasive techniques based on Genetic Algorithms", 1 de enero de 2017, en el que se divulga un procedimiento para identificar bloqueos en redes de oleoductos a través de técnicas no invasivas con base en algoritmos genéricos. Otro documento de la técnica anterior es WO 03/048713 A1.
La desventaja de estos métodos conocidos es que no permiten la detección de obstrucciones en una red compleja de oleoductos entre la fuente y los consumidores o áreas de consumidores. Además, la red de distribución de una red de gas o de vacío es una fuente de obstrucciones que no se deben subestimar.
Para la detección de obstrucciones en la red de gas, aún no se conocen métodos específicos.
El objetivo de la presente invención es proporcionar una solución a este problema.
La presente invención se refiere a un método para detectar y cuantificar obstrucciones en una red de gas presurizado o de vacío, de acuerdo con la reivindicación 1.
“Un orden predeterminado” en el que las válvulas de mariposa ajustables son controladas significa el orden en el que las válvulas de mariposa ajustables son abiertas y cerradas, en caso de que haya más de una.
“Escenarios” significa los diferentes estados “abierto y cerrado” de las diferentes válvulas de mariposa ajustables, por ejemplo [0,0,0,0], [1,0,0,0], [0,1,1,01, ... Es posible que haya más estados que simplemente abierto (1) y cerrado (0), donde un estado intermedio (por ejemplo 1/2) es igual de importante para la detección y cuantificación de obstrucción. La “derivada de la diferencia” significa cualquier cantidad matemática que se puede extraer de la dife rencia, por ejemplo, una suma, media aritmética, suma de cuadrados más pequeños,...
El "área de consumidor" se refiere a un grupo de consumidores individuales. Una red de gas puede comprender varios grupos de consumidores o áreas de consumidores.
Una ventaja es que tal procedimiento hará posible aprender, detectar, ubicar y también cuantificar obstrucciones en la propia red de gas.
En otras palabras, las obstrucciones detectadas por el método no se limitan a obstrucciones en las fuentes o consumidores de gas comprimido, es decir, en las plantas de compresores y herramientas o componentes neumáticos, sino que también pueden ser obstrucciones en los oleoductos de la propia red de gas.
Durante la fase de entrenamiento, utilizando las mediciones de los diversos sensores, se establece una relación entre este grupo de sensores.
Se realizan diferentes mediciones en diferentes ajustes de las válvulas de mariposa. En otras palabras, se generan diferentes grados de obstrucción en la red de gas en un orden específico bajo diferentes escenarios de prueba al cerrar parcialmente las válvulas de mariposa y entonces leer las mediciones de los sensores.
Sobre la base de todos los datos, se establece un modelo matemático entre el primer grupo de sensores, o la entrada del modelo matemático, y el segundo grupo de sensores, o la salida del modelo matemático. Las manipulaciones de entrada
o matemáticas también se llaman “características” y la salida también se llama “objetivos”.
De esta manera, se creará un modelo matemático que muestra la relación entre los diferentes parámetros medidos por los sensores. Estos parámetros o coeficientes también se llaman “pesos”.
Este modelo se utilizará entonces para detectar inmediatamente irregularidades en mediciones futuras de los sensores por la comparación de los resultados del modelo y las mediciones de los sensores.
De esta manera, las obstrucciones se detectarán, localizarán y cuantificarán muy rápidamente y de manera exacta y, en caso de detección de una obstrucción, se pueden tomar medidas y se puede reparar la obstrucción.
Preferentemente, la fase operativa se debe interrumpir o detener temporalmente en ciertos momentos, después de lo cual la fase de entrenamiento se debe reanudar a fin de redefinir el modelo matemático o la relación entre las mediciones de diferentes sensores, antes de que se reanude la fase operativa.
Se debe observar que el proceso, es decir, la red de gas con fuentes, oleoductos y consumidores, no se cierra, sino sólo el método. En otras palabras, si la fase operativa se interrumpe o se detiene temporalmente, las fuentes seguirán suministrando gas o vacío a los consumidores.
Interrumpir la fase operativa y reanudar la fase de entrenamiento tiene la ventaja de que se actualiza el modelo matemático o la relación.
Esto permitirá tener en cuenta, por ejemplo, obstrucciones detectadas que se están reparando o ajustes o expansiones a la red de gas que se están haciendo con el paso del tiempo.
La invención también se refiere a una red de gas bajo presión o bajo vacío, de acuerdo con la reivindicación 8.
Para demostrar mejor las características de la invención, una serie de variantes preferidas de un método y red de gas de acuerdo con la invención se han descrito a continuación, a manera de ejemplo sin ningún carácter restrictivo, con referencia a las figuras anexas, en las cuales:
la figura 1 muestra esquemáticamente una disposición de acuerdo con la invención;
la figura 2 muestra un diagrama de flujo esquemático del método de acuerdo con la invención.
La red de gas 1 en la figura 1 comprende principalmente un lado de fuente 2, un lado de consumidor 3 y una red 4 de oleoductos 5 entre los dos.
La red de gas 1 en este caso es una red de gas 1 bajo presión. Por ejemplo, el gas puede ser aire, oxígeno o nitrógeno. El lado de fuente 2 comprende una cantidad de compresores 6, en este caso tres, que generan aire comprimido. El lado de consumidor 3 contiene una cantidad de consumidores 7 de aire comprimido y en este caso también tres.
También es posible que los compresores 6 contengan secadores de aire comprimido.
No se excluye que también pueda haber compresores 6 corriente abajo de la red de gas 1. Esto se conoce como "compresores de refuerzo".
El aire comprimido se dirige a través de la red 4 de oleoductos 5 desde los compresores 6 a los consumidores 7.
Esta red 4 es en la mayoría de los casos una red muy compleja de oleoductos 5.
La figura 1 muestra esta red 4 de una manera muy esquemática y simplificada. En la mayoría de las situaciones reales, la red 4 de oleoductos 5 comprende una gran cantidad de oleoductos 5 y acoplamientos que conectan a los consumidores 7 en serie y en paralelo entre sí y con los compresores 6. No se excluye que una parte de la red 4 adopte o comprenda una estructura de anillo.
Esto es debido a que la red de gas 1 a menudo se extiende con el paso del tiempo con consumidores adicionales 7 o compresores 6, por lo que se tienen que colocar nuevos oleoductos 5 entre los oleoductos existentes 5, lo que conduce a un enredo de oleoductos 5.
La red de gas 1 también se puede proporcionar con un recipiente a presión 8, con todos los compresores 6 en frente de este recipiente de presión 8.
No se excluye que pueda haber uno o más recipientes de presión 8 corriente abajo de la red de gas 1.
Además, los componentes 18, tal como filtros, separadores, atomizadores y/o reguladores, también se pueden proporcionar en la red de gas 1. Estos componentes 18 se pueden encontrar en diversas combinaciones y se pueden encontrar tanto cerca del tanque de amortiguación 8 como cerca de los consumidores individuales 7.
La red 4 también incluye una cantidad de sensores 9a, 9b, 9c, que se ubican en diferentes ubicaciones en la red 4. En este caso, se han instalado dos sensores de flujo 9a, uno de los cuales está justo después del recipiente de presión 8 mencionado anteriormente, que medirá el flujo total q proporcionado por todos los compresores 6.
Es posible que las velocidades de flujo de los compresores 6 se calculen o midan por sí mismas.
Además, la figura muestra cuatro sensores de presión 9b, que miden la presión en diferentes ubicaciones en la red 4. También se recomienda un sensor de presión 9b para medir la presión en el recipiente de presión 8 para corregir el principio de "masa de entrada - masa de salida" para volúmenes grandes y concentrados.
Está claro que también se pueden proporcionar más o menos de cuatro sensores de presión 9b. Además, la cantidad de sensores de flujo 9a no es limitante para la invención.
Además de los sensores de flujo 9a o sensores de presión 9b, adicionalmente, o alternativamente, los sensores 9a, 9b se pueden utilizar para determinar uno o más de los siguientes parámetros físicos del gas: presión diferencial, temperatura, humedad, velocidad de gas y similares.
De acuerdo con la invención, la red de gas 1 también se proporciona con una cantidad de válvulas de mariposa 10 que se instalan en los oleoductos 5 en diversas ubicaciones.
Estas válvulas de mariposa 10 pueden cerrar parcialmente los oleoductos 5 para simular una obstrucción, por así decirlo. Son ajustables o controlables, lo que significa que el grado en que se cierran el oleoducto pertinente 5 se puede configurar o controlar.
Además de los sensores 9a y 9b mencionados anteriormente, que pueden medir los parámetros físicos del gas, también hay una cantidad de sensores 9c, o “sensores de estado 9c”, que se ubican en las válvulas de mariposa 10. Estos sensores de estado 9c pueden medir el estado o estado, la abertura, es decir, el incremento o disminución relativos de la obstrucción generada de esta manera, de las válvulas de mariposa 10. Los sensores de estado 9c también se pueden reemplazar por sensores de presión diferencial 9d, que determinan la caída de presión sobre las válvulas de mariposa 10.
En el ejemplo mostrado, se ha instalado un sensor de estado de este tipo 9c para cada válvula de mariposa 10.
Preferentemente, los sensores 9c son parte de la válvula de mariposa 10. El sensor 9c se integra en un módulo junto con la válvula de mariposa 10.
No se excluye que al menos parte de los otros sensores 9a o 9b se integren en un módulo junto con una válvula de mariposa 10. Esto hará posible también medir o determinar la velocidad de flujo a través de la válvula de mariposa pertinente 10.
Esto también simplificará y acelerará la instalación o integración de los sensores 9a, 9b y/o 9c y las válvulas de mariposa 10. Además, se puede asegurar que un sensor correcto y adecuado 9a, 9b, 9c para las válvulas de mariposa 10 se coloque junto en un módulo.
Aunque no se indica explícitamente en la figura 1, no se puede excluir que en la red de gas 1 haya sensores de estado adicionales 9c en la vecindad de los compresores 6 y los consumidores 7 que determinan el estado de activación/desactivación de estos componentes. Preferentemente, estos sensores de estado son parte de los consumidores 7 mismos.
Los sensores de estado adicionales 9c (por ejemplo, activación/desactivación de los compresores 6) entonces tienen como objetivo reducir significativamente la sensibilidad cruzada del modelo durante la fase de entrenamiento 16 y la fase operativa 17, como se explicará a continuación.
Los sensores de presión diferencial 9d mencionados anteriormente se colocan preferentemente sobre componentes de filtro, separador, atomizador y/o regulador 18. En el ejemplo actual, se han incorporado cuatro sensores de presión diferencial 9d en la red de gas 1. Los sensores de presión diferencial 9d también se pueden colocar sobre las válvulas de mariposa 10 y entonces asumir la función de los sensores de estado 9c.
Los sensores de humedad y temperatura mencionados anteriormente se deben montar preferentemente en la entrada/salida de las plantas de compresores 6 y los consumidores 7. En el ejemplo mostrado, estos sensores adicionales
no se incluyen todos en la red de gas 1, pero no hace falta decir que esto también es posible. Especialmente en redes de gas más extensas y complejas 1, se pueden utilizar estos sensores 9a, 9b, así como en redes donde sólo se mide la velocidad de flujo volumétrico en lugar de la velocidad de flujo de masa.
De acuerdo con la invención, la red de gas 1 se proporciona además con una unidad de control de adquisición de datos 11 para recolectar datos de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d mencionados anteriormente y también para controlar las válvulas de mariposa 10.
En otras palabras, los sensores 9a, 9b, 9c, 9d determinan o miden los parámetros físicos del gas y envían estos datos a la unidad de control de adquisición de datos 11, y la unidad de control de adquisición de datos 11 controlará o comprobará si y cuántas de las válvulas de mariposa 10 están cerradas para crear o simular una obstrucción.
De acuerdo con la invención, la red de gas 1 se proporciona además con una unidad de computación 12 para procesar los datos de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d, en donde la unidad de computación 12 será capaz de llevar a cabo el método para detectar y cuantificar obstrucciones 13 en la red de gas 1 de acuerdo con la invención, como se explica a continuación.
La unidad de computación 12 mencionada anteriormente puede ser un módulo físico que es una parte física de la red de gas 1. No se puede excluir que la unidad de computación 12 no sea un módulo físico, sino una llamada unidad de computación basada en la nube 12, que puede o no conectarse de manera inalámbrica a la red de gas 1. Esto significa que la unidad de computación 12 o el software de la unidad de computación 12 se ubica en la “nube”.
En este caso, la red de gas 1 se proporciona además con el monitor 14 para mostrar o señalizar obstrucciones 13 que se detectaron usando el método.
La operación de la red de gas 1 y el procedimiento de acuerdo con la invención es muy simple y como sigue.
La figura 2 ilustra esquemáticamente el procedimiento para detectar obstrucciones 12 en la red de gas 1 de la figura 1. En la primera fase 15, la fase de arranque 15, los sensores 9a, 9b, 9c, 9d se calibran antes de su uso si es necesario. No hace falta decir que si hay otros sensores, también se pueden calibrar antes de su uso.
Esto sucede una vez cuando los sensores 9a, 9b, 9c se colocan en la red de gas 1. Por supuesto, es posible que los sensores 9a, 9b, 9c, 9d se puedan recalibrar con el paso del tiempo.
Preferentemente, al menos algunos de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d se deberían calibrar durante la operación o por medio de una autocalibración in situ. Esto significa que los sensores 9a, 9b, 9c, 9d en la red de gas 1, es decir, después de que se han instalado, se calibran. "En la operación" o "in situ" significa calibración sin remover el sensor 9a, 9b, 9c, 9d de la red de gas 1.
Por supuesto, todos los sensores 9a, 9b, 9c, 9d se pueden calibrar en la operación o in situ por medio de autocalibración. De esta manera, puede estar seguro de que la colocación y/o posible contaminación de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d no afectará sus mediciones, debido a que sólo después de la colocación de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d realizará la calibración o repetirá la calibración durante un cierto período de tiempo.
Entonces comienza la segunda fase 16 o la fase de entrenamiento 16.
En esta fase, se realiza un modelo matemático entre las mediciones de un primer grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d o las “características” y un segundo grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d o los “objetivos”.
Preferentemente, el primer grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d comprende una pluralidad de sensores de presión 9b, posiblemente una cantidad de sensores de flujo 9a y posiblemente una cantidad de sensores de estado 9c en diferentes ubicaciones en la red de gas 1, y el segundo grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d comprende una pluralidad de sensores de estado 9c en diferentes ubicaciones en la red de gas 1.
En este caso, los sensores de flujo 9a, los sensores de presión 9b y parte de los sensores de estado 9c forman el primer grupo de sensores y los sensores de estado restantes 9c forman el segundo grupo de sensores.
Por el bien de la completitud, se afirma aquí que la invención no se limita a esto. Para el primer grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d y el segundo grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d, se puede realizar una selección aleatoria, con la única restricción de que un sensor del primer grupo puede no estar en el segundo grupo y viceversa.
El modelo matemático mencionado anteriormente es con base en diversas mediciones de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d donde las válvulas de mariposa ajustables 10 se controlan por la unidad de control de adquisición de datos 11 para simular
o generar obstrucciones 13.
En otras palabras, la unidad de control de adquisición de datos 11 recolecta datos o mediciones de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d, donde la unidad de control de adquisición de datos 11 controlará las válvulas de mariposa 10 para cerrarlas tal que se creen obstrucciones en la red de gas 1 tal que los datos se puedan recolectar de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d cuando se presenten obstrucciones 13 en la red de gas 1.
De esta manera, se puede recolectar un conjunto completo de datos o mediciones, junto con la información de las válvulas de mariposa 10, es decir, la ubicación y el tamaño de las obstrucciones 13. La unidad de computación 12 hará un modelo matemático con base en toda esta información. Este modelo matemático es preferentemente un modelo de caja negra o un modelo basado en datos. El modelo habitualmente contiene una cantidad de parámetros o coeficientes, también llamados “pesos”, que se estiman.
El modelo de caja negra, por ejemplo, toma la forma de una matriz o una función de vector matemático no lineal o similar. El modelo matemático es con base en una serie de supuestos. En este caso, se asume que no hay fugas en la red de gas 1.
La fase de entrenamiento 16 se debería llevar a cabo preferentemente durante la operación o fase operativa de la red de gas 1.
El modelo matemático se utiliza en una fase operativa 17 para detectar, ubicar y cuantificar las obstrucciones 13 en la red de gas 1. Aunque no es común, no se puede excluir que durante la fase operativa las válvulas de mariposa ajustables 10 se controlen en un orden predeterminado para ubicar obstrucciones 13.
En esta fase 17, se realizan los siguientes pasos:
- leer el primer grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d;
- con base en las mediciones de lectura de los sensores 9a, 9b, 9c, 9d, calcular o determinar el valor del segundo grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d usando el modelo matemático, también conocido como “objetivo previsto”;
- comparar los valores calculados o determinados del segundo grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d con los valores de lectura del segundo grupo de sensores 9a, 9b, 9c, 9d y determinar la diferencia entre ellos;
- determinar si hay una obstrucción 13 presente en la red de gas 1 con base en la diferencia mencionada anteriormente y cualquiera de sus derivados;
- generar una alarma si se detecta una obstrucción 13.
A fin de determinar una obstrucción 13 en la red de gas 1, en el penúltimo paso se examinará si la diferencia mencionada anteriormente excede un cierto valor umbral. Esto indica una obstrucción 13 en la red de gas 1.
Este umbral se puede establecer o seleccionar de antemano.
Cuando se detecta una obstrucción 13, se generará una alarma. En este caso, esto se hace utilizando el monitor 14, que muestra la alarma.
El usuario de la red de gas 1 notará esta alarma y será capaz de tomar los pasos apropiados.
Estos pasos de la fase operativa 17 se repiten preferentemente de manera secuencial en un cierto intervalo de tiempo. Esto significa que durante todo el período operativo de la red de gas 1, se pueden detectar obstrucciones 12 y no sólo una vez durante o poco después del arranque de la red de gas 1.
El intervalo de tiempo mencionado anteriormente se puede seleccionar y establecer dependiendo de la red de gas 1. No se puede excluir que el intervalo de tiempo pueda variar con el paso del tiempo.
En una variante preferida de la invención, en ciertos momentos, la fase operativa 17 se interrumpirá o detendrá temporalmente, después de lo cual la fase 16 de entrenamiento se reanudará para redefinir el modelo matemático entre las mediciones de diferentes sensores 9a, 9b, 9c, 9d, antes de que se reanude la fase operativa 17.
"En ciertos momentos" en la presente se debe interpretar como momentos que están preestablecidos, por ejemplo, una vez por semana, por mes o por año, o como momentos que se pueden elegir por el usuario.
Esto actualizará el modelo matemático para tener en cuenta cualquier comportamiento variable en el tiempo del sistema. Estos incluyen, por ejemplo, obstrucciones 12 en la red 4 que, al reemplazar las piezas o válvulas pertinentes, se repararán a pequeñas obstrucciones 12 existentes en la situación de línea de base, que se harán más grandes con el paso del
tiempo y se deben tener en cuenta, o ajustes o expansiones de la red 4 que cambiarán la situación de línea de base mencionada anteriormente de la red de gas 1.
Aunque en el ejemplo de la figura 1 es una red de gas 1 bajo presión, también puede ser una red de gas 1 bajo vacío. El lado de fuente 2 entonces comprende una cantidad de fuentes de vacío, es decir, bombas de vacío o similares. En este caso, los consumidores 7 se han reemplazado por aplicaciones que requieren vacío.
Además, el método es el mismo como se divulga anteriormente.
Esta invención no se limita de ninguna manera a las realizaciones a manera de ejemplo y se muestra en las figuras, pero este método y red de gas como se reivindica en la invención se puede llevar a cabo en diferentes variantes sin ir más allá del alcance de la invención, como se define por las reivindicaciones anexas.
Claims (15)
1. Método para detectar, ubicar y cuantificar obstrucciones (13) en una red de gas (1) bajo presión o vacío; la red de gas (1) que comprende:
- una o más fuentes (6) de gas comprimido o vacío;
- uno o más consumidores (7) o áreas de consumo de gas comprimido o aplicaciones de vacío;
- oleoductos (5) o una red de oleoductos (5) para transportar el gas comprimido o el vacío desde las fuentes (6) a los consumidores (7), las áreas de consumo o las aplicaciones;
- una pluralidad de sensores (9a, 9b, 9d) que proporcionan uno o más parámetros físicos del gas en diferentes momentos y ubicaciones dentro de la red de gas (1);
caracterizado porque la red de gas (1) se proporciona además con una cantidad de válvulas de mariposa controlables o ajustables (10) colocadas en los oleoductos mencionados anteriormente (5) y con uno o más sensores de estado (9c) capaces de registrar el estado o estado de una o más válvulas de mariposa (10) y porque el método comprende los siguientes pasos:
- una fase de entrenamiento (16) en la que se elabora un modelo matemático entre las mediciones de un primer grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) que comprende una pluralidad de sensores de presión (9b), posiblemente una cantidad de sensores de flujo (9a) y posiblemente una cantidad de sensores de estado (9c) en diferentes ubicaciones en la red de gas (1) y un segundo grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) con base en diferentes mediciones de estos sensores (9a, 9b, 9c, 9d), el segundo grupo de sensores que comprende una pluralidad de sensores de estado (9c) en diferentes ubicaciones en la red de gas (1), en donde un sensor del primer grupo no está en el segundo grupo y viceversa, en donde una o una pluralidad de válvulas de mariposa ajustables (10) se controlan en un orden predeterminado y de acuerdo con escenarios bien diseñados para generar obstrucciones (13);
- una fase operativa (17) en la que el modelo matemático establecido entre las mediciones del primer grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) y el segundo grupo de sensores (9a, 9b, 9c), 9d) se utiliza para detectar, ubicar y cuantificar obstrucciones (13) en la red de gas (1);
en donde la fase operativa (17) comprende los siguientes pasos:
- leer el primer grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d);
- a partir de las mediciones de lectura de los sensores (9a, 9b, 9c), calcular o determinar el valor del segundo grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) usando el modelo matemático;
- comparar los valores calculados o determinados del segundo grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) con los valores de lectura del segundo grupo de sensores (9a, 9b, 9c, 9d) y determinar la diferencia entre ellos;
- determinar si una obstrucción (13) está presente en la red de gas (1) con base en la diferencia mencionada anteriormente y cualquiera de sus derivados que comprenden una cantidad matemática extraíble de la diferencia;
- generar una alarma si se detecta una obstrucción (13) y/o determinar la ubicación de la obstrucción (13) y el grado de obstrucción (13) y/o generar el costo de obstrucción asociado, en donde la ubicación se determina por el control de las válvulas de mariposa ajustables 10 en un orden predeterminado.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el método para la fase de entrenamiento (16) comprende una fase de arranque (15) en la que los sensores mencionados anteriormente (9a, 9b, 9c, 9d) se calibran antes del uso.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los sensores (9a, 9b, 9c, 9d) se calibran por medio de una autocalibración in situ.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los sensores mencionados anteriormente (9a, 9b, 9c, 9d) pueden medir uno o más de los siguientes parámetros físicos del gas: presión, presión diferencial, temperatura, flujo, velocidad de gas y humedad.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fase operativa (17) se interrumpe o detiene temporalmente en ciertos momentos, después de lo cual la fase de entrenamiento (16) se reanuda a fin de redefinir el modelo matemático entre las mediciones de diferentes sensores (9a, 9b, 9c, 9d) antes de que se reanude la fase operativa (17).
6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los pasos de fase operativa (17) se repiten secuencialmente en un intervalo de tiempo determinado.
7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos parte de los sensores (9a, 9b, 9c, 9d) junto con una válvula de mariposa (10) se integran en un módulo.
8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la vecindad de cada
válvula de mariposa (10) en la red de gas (1), se proporciona un sensor (9a, 9b, 9c) y/o viceversa.
9. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el modelo matemático es un modelo de caja negra.
10. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el modelo matemático mencionado anteriormente toma la forma de una matriz y/o una función de vector no lineal con parámetros o constantes, donde los cambios de la salida u “objetivos” del modelo matemático se rastrean durante la fase operativa (17).
11. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es gas, aire, oxígeno o nitrógeno u otro gas no tóxico y/o peligroso o mezcla de gases.
12. Red de gas bajo presión o bajo vacío, la red de gas (1) se proporciona al menos con:
- una o más fuentes (6) de gas comprimido o vacío;
- uno o más consumidores (7), áreas de consumo de gas comprimido o aplicaciones de vacío;
- oleoductos (5) o una red de oleoductos (5) para transportar el gas o el vacío desde las fuentes (6) a los consumidores (7), las áreas de consumo o las aplicaciones;
- una pluralidad de sensores (9a, 9b, 9d) que proporcionan uno o más parámetros físicos del gas en diferentes momentos y ubicaciones dentro de la red de gas (1);
caracterizada porque la red de gas (1) se proporciona además con:
- una cantidad de válvulas de mariposa controlables o ajustables (10);
- uno o más sensores de estado (9c) capaces de registrar el estado o estado de una o más válvulas de mariposa (10); - una unidad de control de adquisición de datos (11) para la recolección de datos de los sensores (9a, 9b, 9c, 9d) y para controlar o ajustar las válvulas de mariposa mencionadas anteriormente (10);
- una unidad de computación (12) para llevar a cabo el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
13. Red de gas de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque al menos algunos de los sensores (9a, 9b, 9c, 9d) junto con una válvula de mariposa (10) se integran en un módulo.
14. Red de gas de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, caracterizada porque la red de gas (1) se proporciona además con un monitor (14) para mostrar o señalizar obstrucciones (13).
15. Red de gas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 12 a 14, caracterizada porque la unidad de computación (12) es una unidad de computación basada en la nube (12), que se conecta a la red de gas (1), ya sea o no inalámbrica.
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