MXPA03006910A

MXPA03006910A - Regulador de reporte para administrar un sistema de transportacion de gas.

Info

Publication number: MXPA03006910A
Application number: MXPA03006910A
Authority: MX
Inventors: Robert Adams Paul
Original assignee: Fisher Controls Int
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2004-12-06
Also published as: CA2436631A1; BR0206863A; AU2002243711B2; AR062466A2; US20020143478A1; CN1491375A; CN100380260C; DE60239880D1; CA2436631C; WO2002063403A2; JP2004537081A; JP4589601B2; AR032654A1; BRPI0206863B1; US7049975B2; WO2002063403A9; WO2002063403A3; JP5037447B2; EP1428088B1; JP2009003954A

Abstract

Un regulador de reporte para usarse en un sistema de transportacion de gas incluye una interconexion electrica que acopla una pluralidad de puertos de entrada a un procesador y una memoria. Los datos detectores se reciben en los puertos de entrada, y los datos se almacenan dentro de la memoria. Al regulador de reporte se le asigna un numero de identificacion unico tal como una direccion MAC. El regulados de reporte masca los datos detectores recibidos con atributos tales como un numero de identificacion, una estampa de tiempo o una estampa de fecha. Despues de marcar los datos, se transmiten los datos a una localizacion de la base de datos. Los datos marcados se pueden volver a armar en tiempo y espacio pos medio de una computadora central, usando los atributos. Un procesador puede utilizar estos datos para monitorear, caracterizar y controlar todo un sistema de transportacion de gas. Los eventos del sistema se pueden indicar de manera precisa en tiempo y espacio usando los datos marcados. Ademas, se pueden utilizar la caracterizacion del sistema y la metrica de funcionamiento para mejorar la eficiencia del sistema, la administracion de emergencias, la planificacion de mantenimiento preventivo, y los metodos de facturacion.

Description

REGULADOR DE REPORTE PARA ADMINISTRAR UN SISTEMA DE TRANSPORTACION DE GAS Referencia Cruzada a Solicitudes Relacionadas Esta solicitud reivindica prioridad de la Solicitud Provisional de los Estados Unidos de Norteamérica con Número de Serie 60/266,126 presentada el 2 de febrero de 2001, titulada "Method and System for Managing a Gas Distribution Network" ("Método y Sistema para Administrar una Red de Distribución de Gas") , y la Solicitud Provisional de los Estados Unidos de Norteamérica con Número de Serie 60/266,264, titulada "Data Transfer ünit for a Gas Distribution System Having an Electronic Identification Number" ("Unidad de Transferencia de Datos para un Sistema de Distribución de Gas que Tiene un Número de Identificación Electrónico"), presentada también el 2 de febrero de 2001.

Campo Técnico Esta invención se relaciona generalmente con un regulador de presión de gas que adquiere datos detectores, marca los datos con atributos (características distintivas) y proporciona los datos a una localización central. La invención se relaciona además con un sistema para adquirir y procesar datos desde una red de reguladores de presión de gas localizados en una pluralidad de localizaciones ampliamente distribuidas.

Antecedentes El proceso de monitoreo y mantenimiento de un sistema de producción y distribución de gas es un reto difícil. Si se hace apropiadamente, esta tarea incluye el procesamiento de cantidades masivas de datos adquiridos a través de un área geográfica grande. Actualmente, los sistemas de transportación de gas tales como los sistemas de transportación de gas natural (es decir, sistemas de producción de gas, procesamiento, tuberías y distribución) tienen una capacidad muy limitada para adquirir datos, reportar datos, organizar datos y monitorear sistemas. Una razón es la carencia de sistemas de adquisición y comunicación de datos armoniosos. Por ejemplo, la adquisición de datos del sistema de transportación de gas desde detectores múltiples en cientos de localizaciones, veinticuatro horas al día, 365 días al año, simplemente crea grandes cantidades de datos "que no se pueden organizar". Los datos que no se pueden organizar no son muy útiles dado que éstos no pueden proporcionar una vista general suficiente de la operación del sistema, eventos y fenómenos. Un sistema de distribución de gas típico está dividido en distritos. Tuberías grandes (tuberías de distribución de gas) suministran gas a los distritos a través de tubos de distribución en localizaciones de los distritos.

Un tubo de distribución es esencialmente una tubería con muchas aberturas para hacer muchas conexiones . En una metrópoli promedio, existen cientos de sitios del distrito y no se monitorean cientos de miles de líneas de suministro. La mayoría de las compañías de gas todavía utilizan sistemas de recolección de datos manuales . Estas envían técnicos de campo afuera a los sitios del distrito para medir y registrar manualmente los parámetros del sistema en diferentes localizaciones. Las mediciones frecuentemente se escriben a mano en un libro de registro. De esta manera, los datos recibidos desde diferentes puntos en un sistema de gas no se pueden correlacionar por localización, ni sincronizar en tiempo para proporcionar una vista general completa de la operación del sistema. Aunque está disponible una tecnología de detectores significativa para monitorear o detectar periódicamente los parámetros del sistema de gas en localizaciones del distrito, las herramientas de recolección de datos y administración de datos para evaluar todo un sistema de transportación de gas son claramente deficientes.

Se pueden reunir datos valiosos en puertos en el sistema de transportación (típicamente en sitios del distrito) . Sin embargo, actualmente no existe una manera eficiente para proporcionar datos útiles a un sistema central. Aún si los datos estuvieran disponibles en una localización central, no existe una manera eficiente para organizar o manipular los datos para hacerlos útiles. Como resultado, es casi imposible la caracterización de un sistema de gas operacional. Debido a la carencia de datos útiles, no se entienden bien los eventos a lo ancho del sistema dentro de un sistema de transportación de gas. Adicionalmente, no se puede conseguir la coordinación de control de presión de gas a lo ancho del sistema. Una compañía de gas podría acrecentar al máximo el funcionamiento del sistema, detectar fugas, anticipar explosiones o derramamientos, y ahorrar millones de dólares anualmente si ésta pudiera monitorear adecuadamente los eventos a lo ancho del sistema. Actualmente, los sistemas de adquisición y control de procesamiento de datos para sistemas de transportación de gas carecen de capacidades de administración dinámica en tiempo real completas, debido a los menos que perfectos sistemas de comunicación, control, y procesamiento de datos . La Figura 1 ilustra un sistema de producción, tubería, y distribución de combustible de hidrocarburo o sistema de transportación de gas 3. Los productores de gas capturan el gas de la tierra 1 y envían el gas a los distribuidores. El gas se extrae de un pozo 28, procede a través de una válvula 5, se procesa por medio de una planta 11, y se comprime o presuriza por medio de una bomba 10 para su envío a través de una tubería 4. La tubería 4 transporta el gas a localizaciones en donde se consumirá éste, tal como una primera ciudad 7, una segunda ciudad 33 o una planta de energía 9. Un segundo pozo también puede suministrar gas a la tubería 4 por medio de la planta 11 y una segunda bomba 110.

En un sistema de transportación de gas, la posesión del gas puede cambiar muchas veces. Cuando cambia la posesión, se utilizan medidores 6 para medir la cantidad de gas suministrado, vendido o comprado. Una transferencia típica de posesión envolvería la transferencia de un productor al distribuidor, o del distribuidor a un consumidor. Adicionalmente, típicamente están presentes reguladores de presión mecánicos 2 en puntos de transferencia de custodia para mantener una presión de línea determinada previamente próximos a los medidores 6. El control de la presión es importante para asegurar la exactitud del medidor. Se pudieran requerir subestaciones de bombeo adicionales 24 para superar pérdidas por fricción y presiones por hundimiento aumentadas dentro del sistema de gas 3. Frecuentemente, un productor de gas puede utilizar un sistema de distribución (tal como aquel asociado con la segunda ciudad 33) como parte de un sistema de transportación de gas. De esta manera, el gas de un productor puede viajar a través de un sistema de distribución de la ciudad (segunda ciudad 33) y suministrar a un consumidor (tal como la planta de energía 9) más allá del sistema de distribución. Los propietarios de los sistemas de distribución generalmente cobran a los productores una cuota de transportación para transportar el gas a través de su(s) sistema (s) de distribución . Todos los productores y distribuidores de gas de los Estados Unidos de Norteamérica están sujetos a reglamentos por parte de ya sea un Departamento de Transportación (DOT, por sus siglas en inglés) autorizado por el estado, o el DOT de los Estados Unidos de Norteamérica. Estos DOT's hacen cumplir estrictamente la presión de linea permisible máxima y otras regulaciones. De esta manera, un distribuidor desea acrecentar al máximo el volumen pasante por medio de mantener presiones más altas, pero debe observar los requerimientos de presión máxima DOT y otros reglamentos. Las presiones de linea más elevadas también crean escape incrementado en el sistema. Sin embargo, sin tener una adquisición de datos adecuada a lo ancho del sistema y un control de presión, es difícil acrecentar al máximo las utilidades y observar los reglamentos . Las compañías de gas pueden adquirir y almacenar datos detectores, pero sin la infraestructura adecuada para coordinar los datos, los datos detectores son virtualmente inútiles . Cuando ocurre un problema en un sistema de transportación de gas, los trabajadores de mantenimiento típicamente visitan diferentes localizaciones y toman una serie de mediciones. En base a estas mediciones, el trabajador de mantenimiento puede ser capaz de localizar el equipo defectuoso u otros problemas. Sin embargo, frecuentemente, debido a la carencia de coordinación de datos, estas mediciones ni revelan la causa del problema ni la solución al problema. Los reguladores de presión mecánicos 2 tienen cortos periodos de vida debido a sus partes móviles y al medio ambiente difícil en el cual deben operar éstos . Un regulador mecánico defectuoso localizado a millas de distancia de un problema detectado puede ser el origen del problema. La resolución del problema manualmente de un sistema de transportación de gas típicamente se realiza mediante un procedimiento basado en suposiciones aprendidas. Este método no está estructurado, es consumidor de tiempo y costoso. Además, las mediciones de prueba frecuentemente se registran manualmente con una pluma y papel y se desechan después de que se resuelve el problema. De esta manera, los datos registrados o históricos frecuentemente no están disponibles o no están organizados y, por lo tanto, son inútiles . Los problemas provocados por impurezas tales como lodo de agua o lodo que entre al sistema pueden provocar obstrucciones de movimiento. Actualmente, la detección y curación de obstrucciones móviles es como "perseguir un fantasma". Las impurezas pueden provocar ineficiencias tales como pérdida de la capacidad del sistema o falla prematura de los dispositivos. Las impurezas pueden taponar filtros, medidores, reguladores, o hasta los aparatos electrodomésticos de los consumidores. Actualmente no hay manera de monitorear eventos tales como la existencia y el movimiento de impurezas . La Figura 2 ilustra una vista más detallada de un sistema de distribución típico, tal como aquel de la segunda ciudad 33. Los reguladores mecánicos están localizados en sitios del distrito 27 (denotados mediante puntos negros no todos numerados) para controlar la presión de gas a un distrito. Un sistema de distribución de gas proporciona trayectorias redundantes o "alimentaciones" a la mayoría de las localizaciones. De esta manera, las mediciones de presión o flujo en las líneas de alimentación no proporcionan suficientes datos para entender las características del flujo de gas en un sistema de distribución (es decir, cuáles líneas de alimentación, líneas principales y/o reguladores del distrito suministran cuánto gas a diferentes distritos) . La compañía de gas todavía debe considerar la administración de un volumen masivo de datos "indeterminados". Típicamente, las compañías de distribución de gas no pueden coordinar los datos e identificar en dónde, por qué, y cómo ocurre la pérdida. También es común que una compañía de gas ajuste manualmente los ajustes de presión en las localizaciones del distrito, dependiendo de la demanda de temporada y de otros fenómenos dinámicos. Un sitio de distrito típico no tiene acceso a las líneas de energía o comunicación. Como resultado, la comunicación electrónica y el control en las localizaciones del distrito han estado muy limitados o no han existido. Además, la implementación de esa infraestructura generalmente ha sido considerada como peligrosa y prohibida por los elevados costos de implementación. Lo que se necesita es un método eficiente para adquirir y comunicar datos, y un método eficiente para administrar los datos de un sistema de transportación de gas de tal manera que se puedan incrementar las utilidades y se puedan evitar desastres.

Compendio Un regulador de reporte que se usa en un sistema de transportación de gas o fluido adquiere, crea, almacena, marca y transmite datos detectores. En particular, el regulador de reporte marca los datos detectores con atributos para identificar una característica distintiva de los datos tal como el origen de los datos, y después transmite los datos marcados a una localización central. Una base de datos en la localización central puede organizar o enlazarlos datos marcados utilizando las marcas o atributos para hacer útil a esa base de datos mediante aplicaciones que puedan rastrear las propiedades del gas que fluye a través del sistema de transportación, y para identificar problemas en el sistema. Con el uso de esas aplicaciones, el sistema de transportación de gas se puede caracterizar, evaluar y administrar de manera efectiva . En una modalidad cada regulador de reporte incluye una interconexión eléctrica que conecta una pluralidad de puertos de entrada a un procesador y una memoria. Los datos detectores se reciben en los puertos de entrada y se almacenan en la memoria. El regulador de reporte puede marcar los datos detectores con un atributo fijo tal como una estampa de origen, la cual puede ser un número de identificación único, tal como una dirección MAC, o atributos variables tales como una estampa de hora y/o una estampa de fecha. En la localización central un procesador, tal como una computadora personal, puede volver a armar los datos en tiempo y espacio mediante el uso de marcas. Los eventos que ocurren dentro de un sistema de transportación de gas se pueden monitorear, caracterizar y controlar usando los datos marcados . El uso de estos datos reunidos y rearmados permitirá a los compañías de gas mejorar la eficiencia del sistema, la administración de emergencias, la planificación de mantenimiento preventivo, y la facturación de los clientes .

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 ilustra un sistema de transportación de gas convencional. La Figura 2 ilustra un sistema de distribución de gas natural convencional dentro de una ciudad que tiene muchos distritos . La Figura 3A es un diagrama de bloques de un regulador de presión de gas conectado a un módulo de reporte.

La Figura 3B es un diagrama de bloques de un regulador de reporte. La Figura 4 ilustra el sistema de transportación de gas de la Figura 1, que tiene reguladores de reporte incorporados dentro del sistema de transportación de gas. La Figura 5 es un diagrama de flujo que describe un método de la instalación y la operación de una red de reguladores de reporte.

Descripción De-tallada Se da atención a las deficiencias de los sistemas de transportación de gas actuales por medio de colocar reguladores de reporte a todo lo largo de un sistema de transportación de gas. Cada regulador de reporte puede incluir detectores comercialmente disponibles, y un regulador de presión de gas equipado con un módulo de reporte. El módulo de reporte reúne los datos de los detectores en la misma área general que el regulador marca los datos y después transmite los datos a los receptores. Un receptor puede ser una computadora en una localización central, otro regulador de reporte u otro dispositivo adentro del sistema de transportación de gas . El módulo de reporte tiene cuando menos una entrada tal como un puerto de recepción para aceptar señales de comunicación o variables del sistema. La entrada puede recibir datos detectores de cualquier formato de comunicación tal como eléctrico o fibra óptica. En otras modalidades los detectores son integrales con el módulo de reporte y la entrada recibe variables del sistema tales como presión a través de una manguera conectada al sistema de transportación de gas . Los datos detectores pueden ser indicativos de parámetros, variables o propiedades del sistema de transportación de fluido, y el módulo de reporte marca los datos detectores con los atributos que definen algo acerca de los datos. Específicamente, un atributo puede ser información complementaria que indique una o más características distintas de los datos. Por ejemplo, un atributo puede indicar el origen de los datos (hora, fecha, y localización en donde se adquirieron éstos) . El módulo de reporte transmite (reporta) entonces los datos marcados a una localización central. La marcación de los datos detectores con la información de origen permite que se organice fácilmente el gran volumen de datos de una manera significativa, para identificar los patrones de flujo y las características del sistema de transportación. Por ejemplo, los datos se pueden organizar para monitorear eventos, para entender las características operacionales , para revisar el funcionamiento, para ver datos históricos, localizar emergencias, evaluar mejoras y para demostrar el control y flujo de gas a todo lo largo del sistema de distribución. Refiriéndonos a la Figura 3A, se ilustra un diagrama de bloques de un regulador de reporte 29. Como se muestra, el regulador de reporte 29 incluye un regulador de presión de gas 70 y un módulo de reporte 72. Como es típico, el regulador de presión de gas 70 controla la presión de un gas en un puerto de salida 39. De esta manera, la presión en un puerto de entrada 37 del regulador de presión de gas 70 puede variar, pero idealmente, la presión en el puerto de salida 39 permanece constante. Se puede usar cualquier regulador que se use comúnmente para controlar la presión de gas como un regulador de reporte. Por ejemplo, se puede utilizar un regulador serie 300 disponible con Fisher Controls International, Inc. como entenderán aquellos de experiencia en la técnica, el módulo de reporte 72 se puede fabricar integralmente con el regulador 70, o como un módulo independiente que se puede retroadaptar a un regulador existente. El módulo de reporte 72 envía información a un procesador central 44 por medio de una antena 48, y el procesador central 44 almacena los datos en una base de datos central 46. Si el regulador 70 no tiene detectores que puedan proporcionar datos electrónicos al módulo de reporte 72, entonces los detectores 74 se pueden instalar dentro del sistema de transportación de gas próximo al módulo de reporte 72. Generalmente, un regulador de presión de gas controla la presión por medio de mover un elemento de estrangulamiento adentro de la trayectoria del flujo de gas. ün regulador de presión de gas mejorado, tal como el modelo RF-110 disponible con Fisher Controls International Inc., utiliza datos electrónicos del detector tales como la presión de entrada y salida para mejorar la exactitud del control de presión. Los datos electrónicos del detector también se pueden utilizar para calcular parámetros adicionales del sistema o el dispositivo. Por ejemplo, se puede determinar el volumen del flujo y el estado de salud del dispositivo mediante el procesamiento de múltiples entradas del detector. El término "datos detectores" como se usa en la presente, se debe entender como cualquier dato que se puede transmitir a un sistema central. Aunque un dispositivo, tal como un regulador o un módulo de reporte, pudiera no considerarse un detector, éste puede proporcionar datos detectores mediante el procesamiento de datos o el cálculo de parámetros usando los datos detectores. En consecuencia, el término datos detectores como se utiliza en la presente puede ser un valor calculado a partir de una diversidad de entradas del detector, y se puede proporcionar mediante un dispositivo que típicamente no se considere como un "detector" . La Figura 3B ilustra una modalidad de un regulador de reporte en donde el módulo de reporte 72 está integrado con el regulador de presión de gas 70 para crear un regulador de reporte 29. El regulador de reporte 29 proporciona múltiples puertos 35 para conexión a los detectores 12-19. Típicamente, los detectores 12-19 proporcionarán datos que están directamente relacionados con la operación o el estado del regulador. Sin embargo, los detectores 12-19 pueden proporcionar datos que no están relacionados en absoluto con la operación del regulador de reporte. De esta manera, el regulador de reporte 29 puede operar como un "centro" de datos para reunir todas las clases de datos desde los detectores localizados en la misma área general que el regulador de reporte 29. Cada detector 12-19 puede suministrar un tipo diferente de datos al regulador de reporte 29. ün procesador 38 controla las funciones que realiza el regulador de reporte 29 mediante la ejecución de un conjunto de instrucciones definidas por el usuario 45 (por ejemplo, software), que está almacenado en una memoria 40. La memoria 40 puede ser integral con el procesador 38, o ésta puede ser un dispositivo separado. Al término "memoria" como se usa en la presente se le debe dar su significado más amplio posible. Por ejemplo, se considera "memoria" una simple zona de memoria intermedia o un registro de entrada tal como aquellos que se requieren para comunicaciones electrónicas, asi como también el lógico codificado cableado o directo o un circuito integrado para aplicaciones especificas (ASIC, por sus siglas en inglés) . El procesador 38 puede ser un dispositivo lógico programable , éste puede ser un ASIC o éste puede tener la arquitectura equivalente de un procesador de uso general, tal como aquellos que se encuentran con computadoras personales modernas . El término procesador como se usa en la presente significa cualquier dispositivo que pueda recibir señales electrónicas, convertir las señales electrónicas y proporcionar señales electrónicas diferentes de las que se reciben a otro dispositivo. El procesador 38 accesa y ejecuta el conjunto de instrucciones 45, y controla múltiples funciones del regulador de reporte 29. Por ejemplo, el procesador 38 puede cambiar la posición del elemento de estrangulamiento 47 para controlar la presión en el puerto de salida 39, y el procesador 38 puede controlar las comunicaciones de entrada y salida. El regulador de reporte 29 acepta los datos desde los sensores 12-19 en el puerto 35, y almacena los datos detectores en la memoria 40. En la modalidad que se ilustra, el detector 12 detecta la temperatura del aire, el detector 13 detecta la temperatura del gas, los detectores 14, 16, 17, 18 detectan la presión, y el detector 15 detecta la posición del tapón del regulador. Los detectores 12, 13, 14, 17, 18, 19 que pueden ser externos al alojamiento del regulador de reporte, pueden estar acoplados a un regulador de reporte por medio de conexiones eléctricas, mecánicas o inalámbricas. Después de que se adquieren los datos detectores y de que el procesador 38 los marca, se pueden transmitir los datos a la computadora central 44 por medio del circuito de comunicación 42 y la antena 48. El procesador central 44 puede almacenar los datos detectores en la base de datos central 46. El regulador de reporte 29 utiliza una interconexión eléctrica 33, tal como un tablero de circuitos, un circuito integrado o cables para interconectar los componentes, el cual acopla los puertos 35, el procesador 38, la fuente de energía 36, la memoria 40, el cronómetro de tiempo real 34 y el circuito de comunicación 42 generalmente como se ilustra. El conjunto de instrucciones 45 determina cómo el procesador 38 adquiere, manipula, procesa, refina, almacena y comunica los datos recibidos desde los detectores 12-19. Por ejemplo, el conjunto de instrucciones 45 determina la velocidad de muestreo (la velocidad a la cual se lee y almacena la salida de un detector) para cada detector 12-19. El procesador 38 también puede controlar los métodos de comunicación de entrada y salida, el cronometraje de comunicación, las técnicas de compresión de datos, y el acondicionamiento de los datos detectores (es decir, el procesamiento de señales digitales) por nombrar unas pocas cosas . Más importantemente, el conjunto de instrucciones 45 determina cómo se marcan los datos detectores con atributos. Los atributos de los datos detectores tales como la hora, fecha y localización de la adquisición de los datos se puede concatenar con los datos detectores para crear datos marcados. Se conocen y describen muchos métodos para realizar la concatenación de datos digitales en publicaciones de procesamiento de datos y comunicación digital. Otros atributos que se pueden marcar en los datos detectores son unidades, tipo de datos detectores, número de modelo del detector, y/o número de serie del detector. Por ejemplo, los datos detectores se pueden marcar con unidades tales como libras/pulgada cuadrada o Kpa. En una modalidad preferida el procesador 38 lee los datos de los detectores y después marca los datos detectores con atributos, antes de almacenar los datos en la memoria 40. En la ilustración de la Figura 3B, el regulador de reporte 29 suministra una presión de gas constante al tubo de distribución 41. El tubo de distribución 41 distribuye entonces el gas a los reguladores de reporte del distrito 43. Los reguladores de reporte del distrito 43, a su vez, suministran gas a los distritos (no se muestra) . En una modalidad, a cada regulador de reporte se le asigna un número de identificación único y almacena su número de identificación en su memoria. Alternativamente, un procesador central 44 en una localización central puede almacenar los números de identificación para los reguladores de reporte en una memoria central. En esta modalidad, los datos se marcan en base al canal de comunicación a partir del cual se reciben los datos. La computadora central 44 incluirla un procesador central, una memoria central y un conjunto de instrucciones central (no se ilustra individualmente) . Puede haber múltiples computadoras centrales y el término "computadora central" sencillamente se refiere a una computadora que puede recibir datos desde más de un regulador de reporte, y procesar esos datos . La asignación de los números de identificación a los reguladores de reporte 29 individuales se puede realizar en la fábrica o después de que se instale un regulador de reporte dentro de un sistema de transportación de gas . La asignación del número de identificación se puede cargar manualmente en el regulador de reporte por medio del puerto 35. Alternativamente, el número de identificación se puede transmitir por medio de un procesador central 44, en una localización central, y después el regulador de reporte 29 lo puede recibir y almacenar. En una modalidad, el regulador de reporte se instala dentro de un sistema de transportación de gas y entonces el regulador de reporte 29 se "auto - inicializa" durante su primer "encendido". Durante el procedimiento de auto inicialización o arranque, al regulador de reporte 29 se le asigna un número de identificación y/o se le proporciona con el conjunto de instrucciones 45. La computadora central 44 puede automatizar la asignación de números, la carga de' números y el procedimiento de encendido. Alternativamente, un técnico en el sitio puede cargar el número de identificación y conducir el procedimiento de inicialización. Se puede establecer una relación entre la localización instalada del regulador de reporte 29 y el número de identificación, y se puede almacenar en la base de datos central 46. El número de identificación único y el cronómetro de tiempo 34 proporcionan atributos para los datos detectores. Los datos detectores se pueden marcar con estos atributos, de tal manera que, sin importar cuándo y dónde recibe o necesita un sistema central los datos detectores, se pueda determinar su origen en tiempo, espacio, y tipo. En otra modalidad un instalador (típicamente personal de la compañía de gas) carga un número de identificación en la memoria 40 del regulador de reporte 29, mediante la conexión de un instrumento portátil a uno de los puertos 35 del regulador de reporte 29. De conformidad con esta modalidad, se puede enchufar un Receptor de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés) en un puerto 35, y se pueden almacenar las coordenadas de latitud - longitud en la memoria 40. Una unidad GPS también puede calibrar el cronómetro de tiempo 34. En esta modalidad los datos detectores marcados se pueden sincronizar en tiempo y espacio con datos GPS exactos. Alternativamente, el número de identif cación electrónico puede ser una dirección física cargada en el regulador de reporte 29 por parte del instalador usando, por ejemplo, un teclado. Un instalador puede introducir una dirección de calle, un número de distrito, un número de nodo, un valor u otro indicador que se pueda usar para distinguir o identificar un regulador de reporte. En una modalidad cada puerto 35 del regulador de reporte 229 tiene un número de identificación que se puede concatenar con el número de identificación del regulador de reporte 29. En tal instalación, cada detector tendrá su propia identidad, y se puede identificar el origen de todos los datos detectores con gran exactitud. Se consigue un conjunto de beneficios separado mediante la asignación de un número de identificación arbitrario al regulador de reporte en la fábrica 45. En esta modalidad, se utiliza una tabla tal como una base de datos relacional para hacer referencia cruzada a la localización de un regulador de reporte con el número de identificación. Por ejemplo, se puede asignar una dirección de Control de Acceso a Medios (MAC) única a cada regulador de reporte 29 en la fábrica. Después, una base de datos relacional puede asociar la localización en la cual se instaló un regulador de reporte con la dirección MAC asignada. Un sistema de direcciones MAC permite que el regulador de reporte 29 se comunique usando un sistema de Internet inalámbrico. El hardware y software de la comunicación inalámbrica por Internet pueden estar contenidos en el circuito de comunicación 42. Actualmente están disponibles muchos métodos de asignación de números de identificación electrónicos, y casi todos ellos los puede utilizar de manera efectiva un sistema de reguladores de reporte . El regulador de reporte 29 puede transmitir datos detectores al procesador central 44 en respuesta a los comandos en ejecución recibidos desde el conjunto de instrucciones 45. Frecuentemente se hace referencia al movimiento de datos de la memoria 40 al procesador central 44 como una "descarga de datos". Cuando ocurre una descarga de datos detectores, el procesador 38 recupera los datos de la memoria 40 y envia los datos al circuito de comunicación 42.

El circuito de comunicación 42 envía los datos al procesador central 44 por medio de la antena 42, la línea terrestre 49 o cualquier otra red de comunicaciones deseada. El regulador de reporte 29 debe tener suficiente capacidad de memoria para almacenar la cantidad de datos detectores que adquirirá el regulador de reporte 29 entre los intervalos de descarga de datos. Por ejemplo, si el regulador de reporte 29 estará descargando datos detectores al procesador central 44 una vez al mes, se debe instalar un mínimo de capacidad de almacenamiento/capacidad de un mes en el regulador de reporte 29. Se pueden utilizar técnicas eficientes de utilización de memoria y de compresión de datos para incrementar la capacidad de almacenamiento del regulador de reporte 29. En adición a la descarga de datos sistemática, el regulador de reporte 29 puede transmitir datos detectores después de una solicitud desde la computadora central 44. El conjunto de instrucciones 45 puede dar instrucciones al regulador de reporte 29 para que procese los datos detectores antes de almacenar los datos dentro de la memoria 40. Alternativamente, el conjunto de instrucciones 45 puede dar instrucciones al regulador de reporte 29 para que marque los datos detectores antes de transmitir los datos detectores a la localización central 44. Una fuente de energía 36 está acoplada a los puertos 35 por medio de una interconexión eléctrica 33. El regulador de reporte 29 puede suministrar energía a los detectores por medio de los puertos 35. La fuente de energía 36 puede ser una batería, una celda de combustible, una conexión cableada a un generador o una estación de energía, una celda solar o cualquier otro suministro capaz de proporcionar unos pocos milivatios de energía. El cronómetro de tiempo real 34 proporciona información de hora y fecha, (atributos de los datos) la cual se puede utilizar para estampar o marcar los datos detectores. Los datos detectores se pueden marcar con más de una estampa de hora y fecha si se desea. Por ejemplo, se pueden marcar los datos que correspondan con la hora y la fecha en las cuales se adquirieron los datos detectores, la hora en la que se enviaron los datos por medio del circuito de comunicación 42 y/o la hora en la que recibió los datos el procesador central 44. Los datos marcados por la hora permiten que la sincronización de datos pasados y presentes revele eventos en el sistema de transportación de gas. En una modalidad, el regulador de reporte 29 puede funcionar como una localización central o como un procesador central. El regulador de reporte 29 puede recibir los datos desde otros reguladores de reporte, y organizarlos datos en la memoria 40. El regulador de reporte 29 también puede controlar otros reguladores de reporte usando los datos marcados en su base de datos. Se puede conectar un dispositivo de entrada/salida, tal como un teclado y monitor, al puerto 35 y se pueden accesar o ver los datos y parámetros (información) de todo el sistema de transportación de fluido. El regulador de reporte 29 puede almacenar datos para un sistema completo o éste puede únicamente almacenar datos de los reguladores que estén corriente abajo. En adición, el regulador de reporte 29 puede controlar solamente los dispositivos de control que estén corriente abajo de éste. Refiriéndonos a la Figura 4, se ilustra un sistema de transportación de gas 3 similar al que se describe en la Figura 1, con la excepción de que los reguladores de reporte 300-310 están instalados a todo lo largo del sistema de transportación de gas 3. El sistema de transportación de gas 3 puede abarcar miles de millas. Por ejemplo, el regulador de reporte 300 puede estar localizado a 1000 millas del regulador de reporte 309, y el gas del pozo 28 puede, o no llegar al regulador de reporte 309. Además, a un lote de gas de calidad inferior le pudiera tomar semanas viajar del pozo 28 a la planta de energia 9. El sistema de reguladores de reporte que se describe en la presente puede rastrear este tipo de fenómenos operativos, asi como los efectos de cualquier anormalidad mientras viaja a través del sistema de transportación de gas 3. Los reguladores mecánicos se desgastan y las compañías de gas los deben reparar o reemplazar constantemente. Uno de los beneficios del sistema de reguladores de reporte descrito en la presente es que los reguladores de reporte 300-310 son un reemplazo directo para los reguladores mecánicos existentes. De esta manera, se puede mejorar un sistema de transportación de gas existente a través del tiempo a medida que fallen los reguladores de presión mecánicos y requieran reemplazo. La computadora central 44 recibe los datos detectores marcados desde los reguladores de reporte 300-310. El procesador central 44 codifica los datos en una base de datos relacional 46 mediante la creación de claves y enlaces lógicos utilizando las marcas en los datos detectores. Una base de datos relacional puede volver a armar los datos en tiempo, espacio y forma para desplegar visualmente los eventos pasados y presentes dentro del sistema de transportación de gas 3. La base de datos relacional se "puede seleccionar" en base a la preferencia de un usuario. Se pueden usar los métodos de selección de base de datos existentes para localizar y desplegar visualmente eventos actuales o históricos. Si un usuario desea ver los eventos actuales a medida que se desenvuelven éstos, él/ella puede acoplar un dispositivo de entrada de datos, tal como un teclado y un monitor, al regulador de reporte 310 o a la computadora central 44 y crear solicitudes de datos desde reguladores de reporte específicos o desde detectores específicos. Esta modalidad le permite a un usuario ver la actividad actual adentro del sistema de transportación de gas 3. Por ejemplo, un usuario puede ordenar a los reguladores de reporte 302, 304 y 306 que transmitan continuamente los datos de presión de entrada y salida y el volumen del flujo. De esta manera, respondiendo a una interrogación, los reguladores de reporte 300—310 pueden suministrar datos en tiempo real de corriente desde los detectores seleccionados . Los datos en tiempo real le permiten a un usuario ser testigo del progreso de un evento de movimiento tal como una anormalidad de la presión en el sistema de transportación de gas 3. Observar los eventos a medida que éstos se desenvuelven le permite a los trabajadores proporcionar medidas correctivas y ser testigos de la respuesta del sistema en un ambiente en tiempo real. Se prefiere ser capaces de controlar la cantidad de transmisiones de datos en tiempo real desde cada regulador de reporte, de tal manera que no se sobrecargue el sistema de comunicación . En el ejemplo de la Tabla A a continuación, el campo o columna titulado "Distrito" define la fuente o el origen de localización de los datos. La columna "Tipo de datos" define la forma o el tipo de datos contenidos en el registro (es decir, volumen de flujo, presión, temperatura, etcétera). El campo de datos de "Hora" despliega visualmente la hora en la que se adquirieron los datos detectores. La Tabla ? puede ser representativa de los resultados de la búsqueda o selección de un usuario para la hora y la localización de los registros de presión más bajos en el sistema de transportación de gas 3 en un dia dado. También se pueden desplegar visualmente atributos o datos de soporte tales como las unidades, la exactitud, u otros datos tales como la temperatura del depósito en la localización, después de una solicitud accionada por el usuario.

Tabla A Fecha Hora Distrito Tipo Medición de Datos 01/02/01 21:20 253 Presión 1.9 lbs por pie 01/02/01 21:40 256 Presión 2.0 lbs por pie 01/02/01 21:20 251 Presión 2.1 lbs por pie 01/02/01 21: 08 253 fluj o 30 piesVmin 01/02/01 21:20 253 Temp 30°C 01/02/01 21:40 256 fluj o 20 pies3/min 01/02/01 21:20 256 Temp 30°C Las búsquedas y selecciones para identificar tendencias y áreas problemáticas se pueden realizar rápidamente mediante la realización de una función de selección en la base de datos 46. El permitirle a un usuario volver a configurar el orden de los datos en la base de datos 46 para mostrar los valores máximos o mínimos durante un período de tiempo definido, presentará las tendencias, los eventos, las fugas, las ineficiencias y las condiciones peligrosas a un usuario. Los posibles campos adicionales para una base de datos del sistema de transportación de gas incluyen cualesquier fenómenos que pueda medir un detector, cualquier parámetro que se pueda calcular o diagnosticar o información de calibración. Por ejemplo, el estado del dispositivo detector, la temperatura externa, la temperatura del gas, fugas detectadas, la cantidad del escape, impurezas detectadas, la cantidad de impurezas detectadas, el factor de calidad del gas, la composición del gas, la velocidad del flujo, el volumen del flujo, la posición del accionador del dispositivo, la señal de control de entrada, el filtro taponado, la válvula de escape abierta, la presión atmosférica, el nivel de concentración de elementos, ala desviación de presión, y el nivel de agua del depósito son unos pocos posibles campos . La lista descrita anteriormente no se considerará como una lista completa sino simplemente como ejemplos de los posibles campos o datos potencialmente útiles. En la Figura 4 únicamente se ilustra una computadora central 44. Sin embargo, se podrían utilizar múltiples computadoras centrales (no se muestran) . De hecho, muchos empleados de la compañía de gas podrían almacenar en, o accesar la misma base de datos 46 y tener una computadora portátil para manipular una base de datos almacenada localmente . En otra modalidad, cada sistema central proporciona servicio a una porción de un sistema de transportación de gas. Cuando se utilizan sistemas centrales distribuidos, las trayectorias de comunicación redundantes y los datos redundantes permiten que muchos usuarios utilicen simultáneamente la base de datos . Las configuraciones de múltiples usuarios y el software de acceso restringido disponibles actualmente para redes de computadoras funcionarán de manera efectiva en un sistema de reguladores de reporte. Además, los reguladores de reporte 300-310 pueden comunicarse unos con otros, lo cual puede ser útil si no es posible la comunicación con la computadora central 44. De esta manera, los reguladores de reporte 300-310 pueden almacenar y después retransmitir la información a otras localizaciones . Ahora se describirán los métodos y procedimientos para determinar el funcionamiento y las características del sistema de transportación de gas y la implementacion de tales sistemas . Para implementar un sistema para determinar los fenómenos del sistema, una computadora central recibe datos desde los reguladores de reporte, y almacena los datos en la memoria central. La computadora central tiene un procesador que utiliza un conjunto de instrucciones para procesar o manipular los datos recibidos. Los datos procesados pueden proporcionar información útil al usuario del sistema.

Reconstrucción de Eventos y Comparaciones Históricas En un ejemplo, el sistema de reguladores de reporte puede reconstruir eventos a partir de los datos almacenados. Por ejemplo, los datos de múltiples detectores dispersados a cientos de millas lejos típicamente se recibirán por medio de una localización central en diferentes intervalos de tiempo, tal vez tanto como un mes aparte. La computadora central puede utilizar las marcaciones o atributos tales como la estampa de hora y fecha para organizar los datos. Se pueden reconstruir los eventos siempre que se desee. Además, la computadora central puede reconstruir un evento a lo ancho del sistema desde el inicio hasta el fin, usando las marcas en los datos. El sistema de reguladores de reporte también le permite a un usuario comparar las condiciones actuales del sistema de gas con las condiciones que existían en el pasado, tal como hace años. Por ejemplo, se puede observar y caracterizar un evento tal como una fuga durante los pasados años. Un usuario puede ser testigo de una pequeña fuga en años anteriores y una intensificación de la fuga o gas perdido en los meses recientes. El usuario puede determinar la diferencia en las condiciones (magnitud del cambio) para ilustrar cómo se ha vuelto suficientemente significativa una fuga como para localizarla y arreglarla. El usuario también puede determinar si y cómo un sistema ha cambiado o se ha desviado de una condición operativa normal o deseable.

Visión Remota de Datos y Control Remoto de un Sistema de Transportación de Gas Se puede acoplar un dispositivo de computación portátil, tal como un asistente digital personal o una computadora laptop a la computadora central 44, o a un regulador de reporte por medio de una conexión inalámbrica. El personal de la compañía de gas que tenga un dispositivo de computación portátil acoplado puede accesar los datos, realizar selecciones, y ver las propiedades importantes de un sistema de gas operacional en cualquier momento, casi en cualquier lugar, por medio de una conexión inalámbrica a la Internet. Cuando el personal de mantenimiento de la compañía de gas no puede resolver un problema, frecuentemente se ponen en contacto con el fabricante de un dispositivo que ellos creen que está fallando, y explican las circunstancias. Típicamente, la compañía de gas y el fabricante tratan de resolver los problemas en largas conversaciones telefónicas. Si no se puede resolver el problema por teléfono, entonces el fabricante intentará corregir el problema por medio de visitar la localización con problemas. En una modalidad, el personal de la compañía de gas conecta una cámara digital a un puerto en el regulador de reporte 29. Entonces se envían las fotografías o video y audio de un sitio o instalación, por medio del regulador de reporte, a un fabricante o a un superintendente de la compañía de gas . De esta manera, con el regulador de reporte acoplado a la Internet, se puede conducir una "teleconferencia". Los datos detectores y el video de la instalación le permiten a un resolvedor de problemas aprendidos analizar los problemas desde su oficina, sin gastar tiempo viajando y estando fuera del rango de comunicación, este beneficio ahorrará al fabricante y a la compañía de gas el tiempo del viaje y otros gastos que tienen que ver con la instalación y el mantenimiento. El video frecuentemente revela un cableado inapro-piado, una instalación inapropiada, ajustes inapropiados , y otros problemas en el sitio. De esta manera, la resolución de problemas se puede realizar remotamente utilizando el regulador de reporte como un centro de comunicación.

Cálculo del Funcionamiento del Sistema Una computadora central puede medir los parámetros del sistema y puede organizar los datos para proporcionar las características del sistema. Las caracteristicas del sistema se pueden usar para determinar la métrica del funcionamiento. Los datos detectores seleccionados se pueden procesar o se pueden usar en fórmulas matemáticas para proporcionar mediciones adicionales del funcionamiento del sistema. Por ejemplo, se puede determinar la velocidad del flujo de gas en diferentes partes del sistema de transportación de gas por medio de controlar los reguladores de reporte individuales y realizar funciones matemáticas sobre los datos detectores resultantes. Mediante la activación de un regulador de reporte para crear un incremento momentáneo en la presión, y después rastrear para ver qué tan rápido se propaga el incremento de la presión a través del sistema de transportación de gas, se puede determinar la velocidad promedio del gas fluyente, los reguladores de reporte corriente abajo del regulador de reporte activado pueden medir y reportar el tiempo que se requiere para que la presión incrementada viaje de detector a detector. La computadora central 44 puede calcular la velocidad del gas, tal como la velocidad de gas promedio, usando la ecuación velocidad = distancia x tiempo. Además, la selección apropiada de los datos revelará la magnitud y la dirección en las que se propaga la presión más alta a través del sistema de transportación de gas. Además, la atenuación de las variables tanto en magnitud como en duración revelará la respuesta del sistema a diferentes entradas.

Diagnósticos Se puede usar la propagación de la variación de presión, como se describió anteriormente, para determinar o caracterizar los patrones del flujo de gas adentro de un sistema de transportación de gas . Una variación de presión también puede permitirle a un usuario ver cómo actúan los reguladores cuando están presentes condiciones dinámicas . Si un regulador no compensa por un incremento en la presión, se puede presumir que el regulador está atascado y por lo tanto, en necesidad de mantenimiento. Los datos de auto -diagnóstico de cada regulador de reporte también se pueden almacenar en una localización central, asi como en la memoria de un regulador de reporte.

Determinación y Compensación de Demanda de Dinámica La computadora central puede cuantificar y compensar por la demanda de dinámica. Específicamente, una computadora central puede indicar de manera precisa las áreas que están en necesidad de compensación dinámica. La demanda de dinámica ocurre en la mayoría de los sistemas debido a las variaciones en el consumo. La demanda de dinámica puede hacer ciclos sobre una base diaria o una base de temporada. La demanda de dinámica también puede ocurrir en cualquier momento. Por ejemplo, la demanda de dinámica o el consumo pueden ser el resultado de la operación de un horno u horno de soplo en una fábrica de 8:00 ?? a 5:00 PM cada dia. El consumo dinámico también puede ser el resultado de cambios de temporada que son el resultado de un clima más frió o más caliente. La computadora central puede hacer correcciones de control mediante la comunicación con reguladores de reporte individuales . Las correcciones de control se pueden hacer en respuesta a las demandas de dinámica o a las predicciones de demanda. El control basado en el sistema puede conseguir una mejor compensación mediante el ajuste de los reguladores de reporte .

Uso de Ayudas Gráficas, Puntos de Ajuste y Condiciones de Alarma Muchos programas de organización y manipulación de bases de datos comercialmente disponibles (conjuntos de instrucciones para organizar datos detectores) pueden crear gráficas basadas en los datos en la base de datos . En ciertas aplicaciones, un despliegue visual de gráfico de los datos en la base de datos proporcionará flexibilidad adicional para el entendimiento de la operación del sistema de transportación de gas. Por ejemplo, la compañía de gas puede establecer valores de umbral en base a una gráfica de los puntos o parámetros de operación "típicos" o nominales. La detección de los valores afuera de la norma gráfica se traducirla a condiciones anormales del sistema. De esta manera, cuando se detectan datos que tienen un valor que excede un umbral apropiado, la computadora central puede generar una alarma. El sistema de reguladores de reporte está bien adaptado para advertir al personal de la compañía de gas que existen anormalidades en el sistema, en base a las condiciones limítrofes seleccionables por el usuario (valores de umbral) . Los valores de umbral se pueden establecer fácilmente en un despliegue visual gráfico que muestre las condiciones operativas normales. Los reguladores de reporte 300-310 o la computadora central 44 pueden accionar las alarmas, en respuesta a los datos de los reguladores de reporte. Cuando se acciona una alarma, la computadora central 44 puede notificarlo al personal de emergencia a través de una red de localizadores, correo electrónico o un navegador de la red. Después de la notificación, el personal de emergencia puede accesarlos datos en la base de datos 44 para ayudarlos con sus decisiones críticas. Normalmente será posible corregir los problemas desde una localización remota usando el sistema de adquisición de datos y dirigido al dispositivo descrito en la presente .

Consumo Instantáneo y Revisión de Fugas En los sistemas de gas actuales, los medidores mecánicos pueden determinar qué está entrando en un sistema de transportación de gas, y qué está saliendo de ese sistema sobre una base mensual. Sin embargo, esta resolución no es lo suficientemente buena como para analizar de manera exacta las fugas en un sistema de transportación de gas. En contraste, el sistema de reguladores de reporte puede determinar la velocidad a la que se está fugando el gas y, en consecuencia, cuánto gas se ha fugado durante un intervalo de tiempo. El sistema de reguladores de reporte también puede determinar cuánto gas se está fugando a una presión definida. Todas estas determinaciones se pueden hacer con un alto grado de exactitud, lo cual no se podía conseguir hasta ahora. Los parámetros del sistema que no están disponibles directamente de los detectores se pueden determinar mediante la utilización de funciones matemáticas (ecuaciones) , tales como aquellas que se basan en principios de física. Por ejemplo, usando los datos detectores y la ecuación de conservación de energía (lo que entra debe salir) , se pueden determinar las velocidades del flujo para los tubos no medidos . Si se determina que está entrando una cierta cantidad (volumen de flujo) de gas a un tubo, y está saliendo menos de esa cantidad del tubo, se puede calcular la cantidad perdida de gas. Además, se puede determinar la localización de la fuga y desplegarse visualmente para el usuario usando una ecuación de conservación de energía. La computadora central en la dirección del conjunto de instrucciones también puede determinar cuánto le está costando a la compañía de gas la fuga sobre una base diaria, mediante la determinación de en cuánto se habría vendido el gas perdido. Se puede justificar un "plan de explorar y arreglar" en base a los resultados de los cálculos usando los datos marcados. Se pueden utilizar otros principios de física tales como la superposición (lo que entra en un tubo de distribución o intersección debe salir) , para calcular el flujo en tubos no medidos .

Localizando Fugas La computadora central también puede utilizar otros principios físicos y matemáticos. Por ejemplo, si existe una fuga conocida y el usuario desea determinar la localización de una fuga, un usuario puede incrementar sistemáticamente la presión en diferentes localizaciones . Esta determinación se puede realizar por medio de controlar los reguladores de reporte 300-310 que responden a las señales de control que contienen el número de identificación del regulador que se va a controlar. Después de incrementar la presión en la presunta localización, el usuario verificará para ver si ha habido un incremento en el volumen de gas perdido por tiempo unitario (no contado para el gas) . La presión más alta en un área con una fuga forzará que escape más gas durante un periodo de tiempo dado, las fugas también se pueden localizar mediante el uso de la teoría de conservación de energía. Además, se pueden localizar problemas tales como medidores defectuosos, grifos no autorizados, detectores defectuosos, reguladores defectuosos, y bombas o compresores defectuosos, usando principios de física.

Acrecentando al Máximo el "Paso" El control de la presión desde una localización central mediante el incremento de las presiones en ciertas áreas, y disminuyendo la presión en otras áreas, puede acrecentar al máximo el "paso". Las presiones cambiantes adentro del sistema de transportación de gas puede eliminar las contracorrientes o "gas que se mueve contrario a la dirección deseada". La eliminación de corrientes en contracorriente acrecentará al máximo el volumen del "paso". El control del sistema, que responde a los datos hechos disponibles mediante los reguladores de reporte permitirá que una compañía de transportación de gas acreciente al máximo las utilidades mientras observa los reglamentos gubernamentales . Si se requieren reportes gubernamentales, la computadora central puede imprimir los reportes extrayendo y configurando los datos contenidos en la base de datos 46.

Determinando la Causa de las Fugas En algunos casos el sistema de reguladores de reporte puede determinar la posible causa de una fuga de gas. Si hay un cambio abrupto en la presión y gas perdido después de un pico en la presión, es más probable gue se haya desarrollado una fuga debido a que una válvula de desahogo de presión no haya logrado cerrar. Si hay un cambio abrupto en la presión y gas perdido sin evidencia de un incremento de presión, entonces es más probable que la fuga se deba a una ruptura provocada por equipo de construcción. Si una fuga se desarrolla lentamente y se incrementa con el tiempo, es más probable que la fuga se deba a corrosión en un tubo, un aditamento, o una válvula en el sistema de transportación de gas . La computadora central puede detectar la velocidad del cambio de la magnitud de una fuga, y puede predecir o determinar la causa de las fugas. Se puede establecer un valor de umbral de velocidad de cambio y, si la velocidad de cambio calculada excede el valor de umbral, la computadora central indica que se ha roto una linea de gas o que una válvula o regulador se atascó en la posición abierta.

Determinando el Origen de Impurezas y Rastreando Impurezas ün regulador de reporte puede aceptar datos desde un sensor o detector de impurezas, y transmitir los datos a un procesador central. Un detector de impurezas puede detectar la existencia de impurezas tales como parafina, lodo, dióxido de carbono, o agua en un sistema de transportación de gas. Usando los datos desde los reguladores de reporte, un procesador central puede determinarla posible localización de la entrada de las impurezas en el sistema de transportación de gas. Los datos desde los reguladores de reporte también se pueden usar para rastrear el movimiento de las impurezas en el sistema de transportación de gas 3. Además, los datos de impurezas que recibe una computadora central 44 se pueden utilizar para determinar el efecto de las impurezas en el funcionamiento del sistema (es decir, volumen del flujo, presiones, capacidad de envió perdida, etcétera) mediante la comparación de los datos históricos con los datos actuales . Las características adicionales del sistema de reguladores de reporte incluyen sugerir una localización óptima para instalaciones de filtros en base a los datos históricos. Las localizaciones óptimas para la instalación de filtros puede ser en donde históricamente hayan entrado las impurezas al sistema, o en donde las impurezas hayan causado problemas. La justificación financiera para instalar un filtro se puede derivar de los costos operacionales asociados con los problemas o el mantenimiento creados por las impurezas .

Planificando el Mantenimiento El sistema de reguladores de reporte permite que las compañías de gas realicen el mantenimiento sobre una "base según sea necesario". Actualmente, las compañías de gas realizan el mantenimiento sobre una base periódica, o en un modo de crisis . Una computadora central puede alertar a un usuario para que aborde problemas o problemas potenciales . Por ejemplo, cuando la caída de presión a través de un filtro excede un valor de umbral seleccionado o determinado previamente por el usuario, se puede presumir que el filtro se está taponando. En base a esta determinación, la computadora central 44 puede planear que alguien reemplace el filtro. Los datos del sistema adicionales "no relacionados con el gas", tales como la temperatura del motor para un motor que acciona un compresor, y el nivel de agua en un depósito del distrito pueden crear y ordenar por prioridades una lista de mantenimiento para el equipo de mantenimiento de la compañía de gas. De esta manera, un procesador central puede anunciar y planificar el mantenimiento en base a los datos detectores marcados.

Regulación de la Presión y Lectura de Medidores Automatizada para Consumo Industrial o Doméstico En otra aplicación, el regulador de reporte 29 se puede utilizar de manera efectiva para medir el consumo doméstico. En esta modalidad, el regulador de reporte puede reemplazar a un medidor mecánico voluminoso, un regulador de presión mecánico y una caja de comunicación (si está presente) . El regulador de reporte puede reducir significativamente el herraje y el trabajo que se requiere para la instalación. Más importantemente, el sistema de reguladores de reporte puede eliminar el costo mensual de visitar físicamente, leer y registrar las salidas del medidor de cada hogar en una comunidad. De esta manera, un procesador central puede automatizar la facturación para el consumo doméstico . Un beneficio adicional del sistema de reguladores de reporte es la exactitud superior para facturar la energía real enviada al consumidor. Actualmente, la cantidad de energía enviada se calcula en base al volumen de gas enviado. El contenido verdadero de energía del gas enviado se determina mediante muchos factores no medidos, tales como el contenido de energía del gas (BTÜ's), la cantidad de impurezas en el gas (Agua, Dióxido de Carbono) , la temperatura del gas, y otras variables. Actualmente se calculan todos estos parámetros.

Determinando y Minimizando las Pérdidas por Fricción El procesador central puede calcular la pérdida de linea debido a la fricción en el gas fluyente debido a las paredes de la tubería, los filtros y otras restricciones. La presión, velocidad, temperatura, o energía cinética que se proporciona en la entrada a un tubo, menos la energía cinética que sale del tubo, proporcionará la pérdida por fricción a través del tubo. Esta información es valiosa para entender las ineficiencias , y para justificar lineas más largas, presiones más altas o la expansión del sistema. Un procesador central que utilice el conjunto de instrucciones apropiado puede planear la expansión de un sistema de transportación de gas mediante la utilización de datos tales como la presión, el volumen, y utilizando los principios de física tales como la conservación de energía para determinar pérdidas en la línea, requerimientos de flujo proyectados, y otras variables para calcular las presiones requeridas y los tamaños de tubos que se requieren para la expansión del sistema .

Administración de Bienes El número de identificación electrónico y la marcación de las características del sistema de reguladores de reporte descrito en la presente, proporcionan beneficios adicionales tales como la administración mejorada de bienes. Los datos de administración de bienes marcados en la base de datos 46 permitirán que las compañías de gas rastreen todas las clases de datos respecto al regulador de reporte y el funcionamiento, mantenimiento, calibración, prueba, y reparación del detector. Por ejemplo, ' los datos de administración de bienes respecto a un regulador de reporte tales como historia de reparaciones, activadores de alarma, operación fallida/mal funcionamiento, localizaciones instaladas pasadas, fecha de embarque, reparaciones realizadas, fecha de remoción de servicio, fecha de servicio realizado, técnico de servicio que reparó la reparación o localización del servicio se pueden marcar con el número de identificación y una estampa de tiempo. Se puede calcular un índice muy exacto de tiempo promedio entre fallas (MTBF, por sus siglas en inglés) para los reguladores de reporte y los detectores. Los reguladores de reporte que tengan una historia de problemas se pueden remover de un sistema de transportación de gas, y regresarse al fabricante para determinar qué ha ocasionado el funcionamiento menos que aceptable. También se pueden determinar de manera exacta los costos de mantenimiento del sistema completo. La computadora central 44 puede detectar una falla de un regulador de reporte por un funcionamiento deficiente o por los datos de diagnóstico del regulador defectuoso. En respuesta a la falla, la computadora central puede programar el personal y ordenar las partes para reemplazo del regulador de reporte defectuoso. La información acerca de las falla se puede colocar en la base de datos 46, o se puede descargar y almacenar en la memoria de un regulador de reporte utilizando la marcación del número de identificación. Cuando un técnico comienza la reparación, el técnico puede accesar los datos históricos respecto a la falla. El técnico puede cargar después los datos de historia de reparaciones de nuevo en la memoria del regulador de reporte, antes de colocar la unidad de regreso a servicio. De esta manera, se puede mantener fácilmente una historia "de la cuna a la tumba" sobre cada regulador de reporte, utilizando la marcación de número de identificación descrita en la presente.

Equilibrando las Lineas de Alimentación Se puede seleccionar la base de datos 46 para que despliegue visualmente las localizaciones de baja presión, utilizando la computadora central 44. Se pueden ajusfar los reguladores de reporte que alimentan las localizaciones de baja presión para incrementar su presión de salida. Este control reducirá el número de áreas en el sistema de transportación de gas que tengan problemas que sean el resultado de la baja presión de gas. Adicionalmente, una computadora central que use un conjunto de instrucciones y datos de presión a lo ancho del sistema, puede ajustar la presión en áreas especificas para equilibrar las presiones de la linea de alimentación. Ver los datos del volumen del flujo a partir de una serie de reguladores de reporte puede señalar que un solo regulador de reporte está proporcionando una cantidad desproporcionada de gas a un área especifica (una condición fuera de equilibrio) . Entonces un usuario puede hacer las correcciones apropiadas para mejorar el equilibrio del sistema. Aunque los párrafos anteriores describen muchos usos para un sistema de reguladores de reporte, estos ejemplos no se deben usar para limitar el alcance de la presente invención . Refiriéndonos ahora a la Figura 5, se ilustra un diagrama de flujo de alto nivel para usarse en la administración de un sistema de transportación de gas. En el paso 1, como se ilustra en el bloque 52, a un regulador de reporte se le asigna un número de identificación electrónico. Se prefiere almacenar el número de identificación en la memoria del regulador de reporte. Por favor refiérase a la descripción de la Figura 3B para ver los métodos para asignar y almacenar los números de identificación electrónicos. Después, en el paso 2, como se ilustra en el bloque 54, se determina una relación (correlación) entre el número de identificación asignado y la localización operativa del regulador de reporte. En una modalidad, la correlación se establece mediante la creación de una base de datos relacional. La base de datos se puede crear utilizando los datos de localización de la compañía de gas existentes (típicamente ya en la forma de base de datos) y añadiendo los números de identificación de los reguladores de reporte a la columna apropiada en la(s) base (s) de datos existente (s) . como se describió en la descripción de la Figura 3B, un sistema de reguladores de reporte puede usar muchos diferentes métodos de correlación, y el paso 54 pudiera ser no requerido si el número de identificación asignado revela directamente la localización del regulador de reporte. En el paso 3, como se ilustra en el bloque 56, el regulador de reporte opera de conformidad con un conjunto de instrucciones (software) definido por el usuario para recibir y almacenar datos detectores. Por ejemplo, el conjunto de instrucciones determina la velocidad a la cual se leen los datos detectores desde cada puerto. El conjunto de instrucciones también determina cuándo, en dónde, y cómo se almacenan los datos dentro de la memoria. Además, el conjunto de instrucciones definirá el tipo y el formato de los datos detectores que se aceptarán en cada puerto. Por ejemplo, un regulador de reporte puede recibir y almacenar datos de presión en formato digital, o datos de temperatura en formato analógico . Después, en el paso 4, como se ilustra en el paso 58, el regulador de reporte procesa los datos detectores de conformidad con el conjunto de instrucciones. Se pueden realizar muchas manipulaciones, cálculos o procesos sobre los datos detectores. Sin embargo, el regulador de reporte marca los datos detectores con atributos de conformidad con el conjunto de instrucciones, de tal manera que se puedan organizar y manipular los datos. Se prefiere marcar cada pieza de los datos detectores con una estampa de tiempo, una estampa de fecha y el número de identificación del regulador de reporte que recibe los datos. La marcación se puede realizar después de la adquisición de los datos, o antes de la transmisión de los datos por parte de un regulador de reporte. Por ejemplo, se puede correlacionar la localización en la memoria en la que están almacenados los datos detectores con una ranura de hora y fecha. En este método, no se tienen que estampar los datos después de la adquisición, porque la localización en la memoria determina la fecha y hora de la adquisición de datos. De esta manera, se pueden marcar los datos a medida que éstos se transmiten a la localización central. El procesamiento también puede incluir cálculos por parte del procesador, utilizando los datos desde múltiples detectores. Por ejemplo, se puede calcular el volumen de flujo a través de un regulador mediante la utilización de la posición del cuerpo de estrangulamiento, la diferencia en la presión a través del cuerpo de estrangulamiento y un perfil de operación almacenado. El procesamiento también puede incluir la compresión de los datos detectores antes de almacenar los datos en la memoria. En el paso 5, como se ilustra en el bloque 60, se transmiten entonces los datos marcados a una localización central. La transmisión se puede iniciar a partir de una solicitud por datos por parte del procesador central. Alternativamente, el procesador puede iniciar la transmisión de datos en respuesta a un "comando de tiempo para descargar" determinado previamente, que reside en el conjunto de instrucciones . Después, en el paso 6, como se ilustra en el bloque 62, si se le dan instrucciones al regulador de reporte para que detenga la operación, el proceso terminará en el bloque 64. Si no ocurre ningún cambio, o si no se recibe ninguna instrucción para detener la operación, el método regresa al paso 3 (bloque 56) y el regulador de reporte continúa para recibir, marcar y transmitir datos detectores. La computadora central 44 puede proporcionar una porción de, o todo el conjunto de instrucciones, al regulador de reporte. De esta manera, un procesador central 44 puede establecer un programa de reporte para todos los reguladores de reporte en el sistema de transportación de fluido. La computadora central 44 puede crear un programa de reporte de tal manera que se pueda realizar la descarga (reporte) desde los reguladores de reporte de una manera de "asignación circular" . Se entenderá que cada una de las operaciones descritas anteriormente como siendo realizadas mediante un procesador o computadora, se realizan de hecho por medio de una o más rutinas, programas, aplicaciones u otro conjunto de instrucciones almacenados o implementados de otra manera por el procesador o la computadora, estas aplicaciones pueden estar incluidas en software, firmware, hardware o cualquier combinación de los mismos. El sistema de transportación de fluido descrito en la presente resuelve los problemas engorrosos y enfadosos involucrados con la instalación y operación de un sistema para adquirir y administrar datos desde un sistema de transportación de gas. El sistema y método proporciona un sistema integrado de regulación de presión, reunión de datos, marcación de datos, transmisión de datos y administración de registros. Lo anterior ha sido una descripción detallada de las modalidades preferidas de esta invención. Se pueden hacer diferentes modificaciones y adiciones sin apartarse del espíritu y alcance de esta invención. De conformidad con lo anterior, esta descripción es para tomarse únicamente a manera de ejemplo y no para limitar de otra manera el alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un módulo de reporte para distribuir datos detectores de un sistema de transportación de fluido a una pluralidad de receptores, que comprende: una entrada para recibir los datos detectores desde un sistema de transportación de fluido; una memoria acoplada a la entrada, y adaptada para almacenar los datos detectores recibidos, un conjunto de instrucciones, y un número de identificación, el número de identificación representativo del módulo de reporte de la localización; un procesador adaptado para. ejecutar el conjunto de instrucciones, el conjunto de instrucciones dando instrucciones al procesador para que marque los datos detectores con el número de identificación; y un circuito de comunicación acoplado al procesador y la memoria, adaptado para transmitir los datos marcados a receptores . 2. Un módulo de reporte como en la

Reivindicación 1, en donde el módulo de reporte está dispuesto adentro de un regulador de presión del fluido. 3. Un módulo de reporte como en la

Reivindicación 2, en donde el módulo de reporte está adaptado además para procesar los datos detectores y crear una señal de control que responde a los datos detectores, que puede utilizar el regulador de presión del fluido para controlar el flujo de fluido a través del regulador de presión del fluido. 4. Un módulo de reporte como en la

Reivindicación 1, en donde el módulo de reporte está adaptado además para calcular cuando menos uno de un parámetro de un sistema de transportación de gas y una característica del sistema de transportación de gas, utilizando los datos detectores recibidos. 5. Un módulo de reporte como en la

Reivindicación 1, en donde la pluralidad de receptores incluye también cuando menos una computadora adaptada para crear una base de datos . 6. El módulo de reporte como en la

Reivindicación 5, en donde el circuito de comunicación está adaptado para transmitir los datos detectores marcados a la cuando menos una computadora, utilizando una conexión inalámbrica . 7. El módulo de reporte como en la

Reivindicación 5, en donde el circuito de comunicación está adaptado para transmitir los datos detectores marcados a la cuando menos una computadora, utilizando protocolo de la Internet.

8. Un regulador de reporte para controlar la presión de una linea de gas, y para comunicar los datos detectores del sistema de transportación de gas, que comprende : un elemento de estrangulamxento de fluido; un procesador adaptado para ejecutar un conjunto de instrucciones, el conjunto de instrucciones dando instrucciones al procesador para que reciba los datos detectores, y para que controle al elemento de es rangulamiento de fluido en respuesta a los datos detectores; una memoria adaptada para almacenar los datos detectores recibidos y para almacenar un atributo, el atributo representativo de una característica de los datos detectores, en donde el conjunto de instrucciones da instrucciones al procesador para que marque los datos detectores almacenados con el atributo; un circuito de comunicación acoplado al procesador y adaptado para transmitir los datos marcados a una computadora.

9. El regulador de reporte como en la Reivindicación 8, en donde el conjunto de instrucciones y el procesador están adaptados para calcular uno de un parámetro del sistema y una característica del sistema, utilizando los datos recibidos del sistema de transportación de gas.

10. El regulador de reporte como en la Reivindicación 9, en donde la característica del sistema es un flujo de gas a través de una localización definida previamente .

11. El regulador de reporte como en la Reivindicación 8, en donde el atributo es uno de un número de identificación, una localización, una hora, una fecha, un tipo de datos, un tipo de detector, una prioridad, una dirección MAC, y un estado de alarma.

12. ün sistema de administración de datos para un sistema de transportación de gas que comprende: una computadora central adaptada para crear una base de datos; y una pluralidad de reguladores de reporte, cada regulador de reporte incluyendo: un elemento de estrangulamiento para controlar una presión de gas adentro del sistema de transportación de gas; y un procesador adaptado para recibir datos desde cuando menos un detector del sistema de transportación de gas, para marcar los datos recibidos con un número de identificación único, y para transmitir los datos que responden a un conjunto de instrucciones; en donde la computadora central está adaptada para crear una base de datos utilizando las marcas en los datos detectores .

13. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde el número de identificación único es un origen de los datos detectores.

14. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la computadora central está adaptada además para calcular uno del funcionamiento del sistema y un parámetro del sistema utilizando los datos recibidos.

15. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la computadora central está adaptada para seleccionar los datos marcados que responden a los comandos del usuario.

16. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la pluralidad de reguladores incluye adicionalmente un primer regulador de reporte y un segundo regulador de reporte, en donde el primer regulador de reporte está adaptado para controlar las funciones del segundo regulador de reporte.

17. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde los datos detectores indican el estado de un dispositivo determinado mediante cuando menos un regulador de reporte en la pluralidad de reguladores de reporte.

18. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la computadora central está adaptada para preparar una factura del cliente utilizando los datos en la base de datos.

19. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la computadora central transmite un conjunto de instrucciones a cuando menos un regulador de reporte en la pluralidad de reguladores de reporte, en donde el conjunto de instrucciones configura la operación del cuando menos un regulador de reporte .

20. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la computadora central está adaptada para ordenar al cuando menos un regulador de reporte que transmita los datos marcados a la base de datos .

21. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la pluralidad de reguladores de reporte están adaptados para transmitir información sobre la administración de bienes, y en donde la computadora central está adaptada para utilizar la información de administración de bienes para crear un reporte de mantenimiento .

22. El sistema de administración de datos como en la Reivindicación 12, en donde la computadora central está adaptada para determinar una representación gráfica de los eventos del sistema de transportación de gas, y para proporcionar la representación gráfica a un dispositivo de despliegue visual.

23. ün método para administrar datos de un sistema de transportación de gas, que comprende: asignar un número de identificación electrónico único a un regulador de reporte; recibir datos detectores desde un detector adaptado para operación en un sistema de transportación de gas; controlar cuando menos una presión adentro del sistema de transportación de gas, utilizando los datos detectores recibidos; marcar los datos detectores recibidos con un atributo; y transmitir dichos datos detectores marcados en una localización central.

24. El método para administrar los datos de un sistema de transportación de gas como en la Reivindicación 23, en donde el paso de transmisión también incluye transmitir los datos utilizando una conexión inalámbrica a la Internet .

25. El método para administrar los datos de un sistema de transportación de gas como en la Reivindicación 23, caracterizado porque además incluye crear una base de datos en una localización central usando los datos marcados .

26. El método para administrar los datos de un sistema de transportación de gas como en la Reivindicación 25, caracterizado porque además incluye el paso de crear claves y enlaces en la base de datos a medida que se almacenan los datos marcados .

27. Un regulador de reporte para controlar la presión del fluido adentro de un sistema de transportación de gas, y para comunicar los datos del sistema de transportación de gas a una localización central, que comprende: una interconexión eléctrica; cuando menos un primer puerto acoplado a dicha interconexión eléctrica, el primer puerto para recibir datos detectores del sistema de transportación de gas; una memoria acoplada a la interconexión eléctrica para almacenar los datos detectores recibidos, los datos detectores teniendo cuando menos un atributo; un procesador acoplado a la interconexión eléctrica para marca de manera única los datos detectores recibidos con el cuando menos un atributo; y un circuito de comunicación acoplado a la interconexión eléctrica para transmitir los datos marcados a una localización central.

28. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, caracterizado porque además comprende un cronómetro de tiempo acoplado a la interconexión eléctrica para producir una estampa de tiempo, en donde el cuando menos un atributo es la estampa de tiempo.

29. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, caracterizado porque además comprende un elemento de estrangulamiento de fluido acoplado al procesador, el elemento de estrangulamiento de fluido para controlar una presión de gas en un puerto de salida de fluido del regulador de reporte.

30. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, caracterizado porque además incluye: un primer detector de presión; un segundo detector de presión; y un detector de posición del elemento de estrangulamiento, en donde dichos primero y segundo detectores y dicho detector de posición del elemento de estrangulamiento están acoplados al procesador, en donde dicho procesador calcula el volumen del flujo a través del regulador de reporte, utilizando los datos del primero y segundo detectores de presión y del detector de posición del elemento de estrangulamiento, y crea datos detectores del volumen del flujo para que los marque el regulador de reporte .

31. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, en donde el circuito de comunicación está adaptado para transmitir los datos detectores a una localización central, en respuesta a una solicitud de información por parte de la localización central .

32. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, en donde el conjunto de instrucciones está adaptado para dar instrucciones al procesador para que conduzca cuando menos un proceso matemático sobre los datos detectores recibidos.

33. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, en donde el circuito de comunicación transmite los datos marcados en un momento determinado previamente, en respuesta al conjunto de instrucciones.

34. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, caracterizado porque además comprende un número de identificación de puerto asignado al cuando menos primer puerto, en donde el regulador de reporte está adaptado además para marcar los datos detectores con el número de identificación de puerto que corresponde a un puerto en donde se reciben los datos.

35. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, en donde dicho procesador está adaptado para marcar los datos detectores antes de almacenar los datos en la memoria.

36. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, caracterizado porque además incluye un dispositivo de inicialización, en donde el dispositivo de inicialización está adaptado para cargar el número de identificación dentro de la memoria, antes de instalar el regulador de reporte dentro de un sistema de transportación de gas .

37. El regulador de reporte como en la Reivindicación 27, caracterizado porque adicionalmente incluye un dispositivo de inicialización, en donde el dispositivo de inicialización está adaptado para cargar el número de identificación dentro de la memoria, después de que se instala el regulador de reporte dentro de un sistema de transportación de gas .