Controladores Maestros
Un controlador maestro (secuenciador) coordina múltiples compresores para optimizar la eficiencia del sistema completo. Es el "cerebro" que toma decisiones sobre cuáles compresores operar y cómo.
Funciones Principales
Secuenciación
Determina el orden de arranque y paro de compresores:
Balanceo de Carga
Distribuye la carga entre compresores disponibles:
Sin balanceo: Con balanceo:
Comp 1: 100% ████████████ Comp 1: 75% ██████████
Comp 2: 100% ████████████ Comp 2: 75% ██████████
Comp 3: 50% ██████ Comp 3: 75% ██████████
Comp 4: 0% ░░░░░░░░░░░░ Comp 4: 75% ██████████
Desgaste desigual Desgaste uniforme
Rotación de Liderazgo
Cambia periódicamente el compresor líder:
| Semana | Líder | Segundo | Tercero | Reserva |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Comp 1 | Comp 2 | Comp 3 | Comp 4 |
| 2 | Comp 2 | Comp 3 | Comp 4 | Comp 1 |
| 3 | Comp 3 | Comp 4 | Comp 1 | Comp 2 |
| 4 | Comp 4 | Comp 1 | Comp 2 | Comp 3 |
Ecualización de Horas
El controlador arranca primero el compresor con menos horas:
Horas acumuladas:
Comp 1: 12,500 h ████████████████████████████████████
Comp 2: 11,800 h ██████████████████████████████████
Comp 3: 10,200 h █████████████████████████████
Comp 4: 9,500 h ███████████████████████████
↑
Arranca primero
Lógica de Control
Control por Banda de Presión
Presión (bar)
│
8.0├────────────────── Límite superior (todos OFF excepto mínimo)
│
7.8├────────────────── Punto de descarga Comp N
│
7.6├────────────────── Punto de descarga Comp 2
│
7.4├────────────────── Punto de descarga Comp 1 (trim)
│ ════════════════ BANDA DE OPERACIÓN ═══════════════
7.2├────────────────── Punto de carga Comp 1 (trim)
│
7.0├────────────────── Punto de carga Comp 2
│
6.8├────────────────── Punto de carga Comp N
│
6.5├────────────────── Límite inferior (emergencia)
│
Control por Flujo
Algunos sistemas usan medición de flujo:
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ CONTROLADOR │
│ │
│ Flujo medido: 2,500 CFM │
│ Capacidad actual: 3,000 CFM (Comp 1 + Comp 2 + Comp 3)│
│ │
│ Decisión: Reducir capacidad │
│ Acción: Descargar Comp 3 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
Configuración Típica
Parámetros de Setpoint
| Parámetro | Valor Típico | Descripción |
|---|---|---|
| Presión objetivo | 7.0 bar | Setpoint principal |
| Banda muerta | 0.2 bar | Sin acción |
| Diferencial carga | 0.3 bar | Para arrancar siguiente |
| Diferencial descarga | 0.3 bar | Para parar compresor |
| Retardo arranque | 30-60 seg | Evitar ciclado |
| Retardo paro | 60-180 seg | Evitar ciclado |
Ejemplo de Configuración
Setpoints para sistema de 4 compresores:
Comp 1 Comp 2 Comp 3 Comp 4
(Trim) (Base) (Base) (Reserva)
Carga 7.0 bar 6.8 bar 6.6 bar 6.4 bar
Descarga 7.4 bar 7.6 bar 7.8 bar 8.0 bar
Retardo carga 0 seg 30 seg 60 seg 90 seg
Retardo descarga 60 seg 90 seg 120 seg 150 seg
Modos de Operación
Modo Automático
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ MODO AUTOMÁTICO │
│ │
│ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ │
│ │ Comp 1 │ │ Comp 2 │ │ Comp 3 │ │ Comp 4 │ │
│ │ AUTO │ │ AUTO │ │ AUTO │ │ STANDBY│ │
│ │ ████ │ │ ████ │ │ ░░░░ │ │ ░░░░ │ │
│ │ ON │ │ ON │ │ OFF │ │ OFF │ │
│ └────────┘ └────────┘ └────────┘ └────────┘ │
│ │
│ Decisiones tomadas por el controlador │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
Modo Manual
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ MODO MANUAL │
│ │
│ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ │
│ │ Comp 1 │ │ Comp 2 │ │ Comp 3 │ │ Comp 4 │ │
│ │ MANUAL │ │ MANUAL │ │ MANUAL │ │ MANUAL │ │
│ │ [ON] │ │ [OFF] │ │ [ON] │ │ [OFF] │ │
│ └────────┘ └────────┘ └────────┘ └────────┘ │
│ │
│ ⚠ Operador controla cada compresor individualmente │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
Modo Emergencia
Activado cuando la presión cae por debajo del límite:
PRESIÓN CRÍTICA DETECTADA: 6.2 bar
ACCIÓN AUTOMÁTICA:
├── Arrancar TODOS los compresores disponibles
├── Ignorar retardos de arranque
├── Activar alarma sonora
├── Enviar notificación
└── Registrar evento
Fabricantes y Modelos
| Fabricante | Modelo | Características |
|---|---|---|
| Atlas Copco | Optimizer 4.0 | IoT integrado, cloud |
| Ingersoll Rand | X-Series Controller | Modular, pantalla táctil |
| Kaeser | Sigma Air Manager | Alta precisión, eficiente |
| SMC | Air Management System | Compacto, económico |
| Compressor Controls | AutoComp | Industrial pesado |
| Case Controls | AirMaster+ | Estándar industrial |
Integración con PLC
Señales Típicas
Del controlador maestro al PLC:
| Señal | Tipo | Descripción |
|---|---|---|
| Presión sistema | Analog 4-20mA | Valor actual |
| Estado compresores | Digital | ON/OFF cada uno |
| Alarma activa | Digital | Falla en sistema |
| Flujo total | Analog 4-20mA | CFM totales |
Del PLC al controlador maestro:
| Señal | Tipo | Descripción |
|---|---|---|
| Habilitar sistema | Digital | Permisivo general |
| Setpoint remoto | Analog 4-20mA | Presión objetivo |
| Bloqueo compresor | Digital | Inhibir específico |
| Reset alarmas | Digital | Pulso de reset |
Diagrama de Conexión
┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐
│ PLC PLANTA │ │ CONTROLADOR │
│ │ │ MAESTRO │
│ │ │ │
│ AI ←──────────────────── AO Presión │
│ AI ←──────────────────── AO Flujo │
│ DI ←──────────────────── DO Estados │
│ DI ←──────────────────── DO Alarmas │
│ │ │ │
│ AO ───────────────────→ AI Setpoint │
│ DO ───────────────────→ DI Habilitar │
│ DO ───────────────────→ DI Reset │
│ │ │ │
└─────────────────┘ └─────────────────┘
Beneficios Cuantificables
| Beneficio | Ahorro Típico |
|---|---|
| Reducción banda de presión | 1-3% por cada 2 PSI |
| Eliminación de "combate" entre compresores | 5-10% |
| Optimización de arranques | 3-5% |
| Ecualización de horas | 20-30% vida útil |
| Detección temprana de fallas | 50% reducción paradas |
Justificación de Inversión
Un controlador maestro cuesta típicamente 0.10/kWh, un ahorro del 10% representa $30,000/año. ROI menor a 2 años.