BR112021007302A2

BR112021007302A2 - método para detectar e identificar dispositivos controlados por portadora em linha de alta tensão dentro de um sistema de energia de irrigação tendo um barramento plc e uma pluralidade de dispositivos plc energizados e sistema de irrigação que inclui dispositivos energizados por plc e um barramento plc

Info

Publication number: BR112021007302A2
Application number: BR112021007302-7A
Authority: BR
Inventors: Mark Moeller; Tracy A. Thatcher
Original assignee: Valmont Industries, Inc.
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-07-20
Also published as: AU2019361728A1; US20200127492A1; CA3108118A1; US11031814B2; CN112739201A; WO2020081234A1; CN112739201B; EP3826453A1; EP3826453A4; ZA202100620B; MX2021004395A

Abstract

MÉTODO PARA DETECTAR E IDENTIFICAR DISPOSITIVOS CONTROLADOS POR PORTADORA EM LINHA DE ALTA TENSÃO DENTRO DE UM SISTEMA DE ENERGIA DE IRRIGAÇÃO TENDO UM BARRAMENTO PLC E UMA PLURALIDADE DE DISPOSITIVOS PLC ENERGIZADOS E SISTEMA DE IRRIGAÇÃO QUE INCLUI DISPOSITIVOS ENERGIZADOS POR PLC E UM BARRAMENTO PLC. A presente invenção provê um sistema e método para detectar e identificar dispositivos controlados por portadora em linha de alta tensão dentro de um sistema de irrigação tendo um barramento PLC e uma pluralidade de dispositivos energizados por PLC. De acordo com a primeira modalidade preferencial, o método pode preferencialmente incluir as etapas de: inicializar um controlador; transmitir um sinal de identificação no barramento PLC; receber o sinal de identificação transmitido por um primeiro dispositivo energizado na linha de transmissão; gravar a intensidade de sinal do sinal de identificação recebido pelo primeiro dispositivo energizado; reduzir o nível do sinal de identificação recebido por um determinado incremento; receber o sinal de identificação transmitido por um segundo dispositivo energizado na linha de transmissão; gravar a intensidade de sinal do sinal de identificação recebido pelo segundo dispositivo energizado; reduzir o nível do sinal de identificação recebido por um determinado incremento; receber o sinal de identificação transmitido no controlador; pesquisar cada dispositivo energizado para a intensidade recebida do sinal de identificação em cada dispositivo; criar uma tabela de consulta e atribuir um número de ID do sistema a cada dispositivo energizado com base nos níveis de sinal reportados recebidos por cada dispositivo; e enviar sinais de comunicação para o primeiro dispositivo energizado com base no número de ID atribuído pelo sistema indicado na tabela de consulta.

Description

MÉTODO PARA DETECTAR E IDENTIFICAR DISPOSITIVOS CONTROLADOS POR PORTADORA EM LINHA DE ALTA TENSÃO DENTRO DE UM SISTEMA DE ENERGIA DE IRRIGAÇÃO TENDO UM BARRAMENTO PLC E UMA PLURALIDADE DE DISPOSITIVOS PLC ENERGIZADOS E SISTEMA DE IRRIGAÇÃO QUE INCLUI DISPOSITIVOS ENERGIZADOS POR PLC E UM BARRAMENTO PLC PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisório US Nº 62/747,878, depositado em 19 de outubro de 2018, que é incorporado por referência na presente invenção.

ANTECEDENTES E CAMPO DA PRESENTE INVENÇÃO CAMPO DA PRESENTE INVENÇÃO

[0002] A presente invenção se refere geralmente a um sistema e método para gerenciar um sistema de irrigação e, mais particularmente, a um sistema e método para detectar e identificar dispositivos controlados por portadora em linha de alta tensão dentro de um sistema de irrigação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Os modernos sistemas de pivô central e de irrigação linear geralmente incluem extensões interconectadas (por exemplo, extensões de irrigação) apoiados por uma ou mais estruturas de torre para apoiar os condutos (por exemplo, seções de tubulação de água). Por sua vez, os condutos são adicionalmente fixados a sistemas de aspersão/bico que pulverizam água (ou outras aplicações) em um padrão desejado. Nesses sistemas de irrigação modernos, um número significativo de elementos energizados é usado para controlar vários aspectos da irrigação. Isso requer o fornecimento de sinais de energia e controle a uma variedade de sensores. pulverizadores, sistemas de controle de acionamento, motores. transdutores, bem como para uma variedade de outros sistemas. Em operação, o controle e a alimentação de cada um desses elementos energizados podem ser atingidos usando comunicações em linhas de alta tensão (PLC).

[0004] Quando comunicações em linha de alta tensão são usadas, um sinal de alta frequência é sobreposto à tensão normal em um circuito de energia. Dentro de uma máquina de irrigação, esses sinais PLC são geralmente usados para monitorar e controlar vários elementos energizados. Este método de transmissão de sinal é muito útil e conveniente, uma vez que um único conjunto de fios pode ser usado para ambos, energizar e controlar cada dispositivo.

[0005] Um problema que limita o uso de comunicações em linhas de alta tensão é o requisito de que cada elemento energizado deve ser individualmente identificado e endereçado para que o sistema de controle central direcione os sinais apropriados para cada elemento energizado. Esta identificação de cada elemento de energia pode consumir muito tempo e ser imprecisa, uma vez que os elementos individuais não podem, no momento, auto identificar sua presença ao sistema. Adicionalmente, essa identificação deve ser atualizada continuamente quando os operadores trocam componentes. Devido a essas limitações, o uso de comunicações em linhas de alta tensão é muito limitado e requer um esforço significativo do operador para funcionar corretamente.

[0006] Para superar as limitações da anterioridade da técnica, um sistema confiável e eficaz é necessário para permitir a identificação rápida e precisa de elementos energizados em um sistema de comunicações em linhas de alta tensão. Sumário da Presente Invenção

[0007] Para abordar as deficiências apresentadas na anterioridade da técnica, a presente invenção fornece um sistema e método para detectar e identificar dispositivos controlados por portadora em linha de alta tensão dentro de um sistema de irrigação tendo um barramento PLC e uma pluralidade de dispositivos energizados PLC. De acordo com uma primeira modalidade preferencial, o método pode incluir as etapas de: inicializar um controlador; transmitir um sinal de identificação para o barramento PLC; receber o sinal de identificação transmitido por um primeiro dispositivo energizado na linha de transmissão; gravar a intensidade de sinal do sinal de identificação recebido pelo primeiro dispositivo energizado; reduzir o nível do sinal de identificação recebido por um determinado incremento; receber o sinal de identificação transmitido por um segundo dispositivo energizado na linha de transmissão; gravar a intensidade de sinal do sinal de identificação recebido pelo segundo dispositivo energizado; reduzir o nível do sinal de identificação recebido por um determinado incremento; receber o sinal de identificação transmitido no controlador; pesquisar cada dispositivo energizado para a intensidade recebida do sinal de identificação em cada dispositivo; criar uma tabela de consulta e atribuir um número de ID do sistema para cada dispositivo energizado com base nos níveis de sinal reportados recebidos por cada dispositivo; e enviar sinais de comunicação para o primeiro dispositivo energizado com base no número de ID atribuído do sistema indicado na tabela de consulta.

[0008] Os desenhos que acompanham, os quais são incorporados e constituem parte do relatório descritivo, ilustram várias modalidades da presente invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da presente invenção. Breve descrição dos Desenhos

[0009] A FIG. 1 mostra um sistema de irrigação exemplar para uso com a presente invenção.

[0010] A FIG. 2 mostra um diagrama de blocos ilustrando a arquitetura de processamento exemplar de um dispositivo de controle de acordo com uma primeira modalidade preferencial da presente invenção.

[0011] A FIG. 3 mostra um sistema de irrigação exemplar de acordo com uma modalidade preferencial adicional da presente invenção.

[0012] A FIG. 4 mostra um diagrama de blocos de um sistema exemplar para uso com a presente invenção.

[0013] A FIG. 5 mostra um diagrama de bloco de um sistema de controle de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção.

[0014] A FIG. 6 mostra um fluxograma ilustrando um método de controle exemplar de acordo com uma modalidade preferencial adicional da presente invenção.

[0015] A FIG. 7 fornece um fluxograma ilustrando etapas adicionais para o método ilustrado na FIG. 6. Descrição das Modalidades Preferenciais

[0016] Com o propósito de promover uma compreensão dos princípios da presente invenção, agora será feita referência às modalidades ilustradas nos desenhos e uma linguagem específica será usada para descrever os mesmos. Entretanto, entender-se-á que não se pretende limitar o escopo da presente invenção e tais alterações e modificações adicionais nos dispositivos ilustrados são contempladas como normalmente ocorreria para um técnico no assunto.

[0017] De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, deve-se entender que o termo “unidade de acionamento” pode incluir, preferencialmente, um número de subcomponentes, incluindo: um motor, um controlador, um dispositivo de comunicação (como um PLC ou semelhante) e um dispositivo de alinhamento. Adicionalmente, enquanto a invenção é discutida abaixo com relação a três torres exemplares, o número de torres usadas pode ser expandido ou reduzido (isto é, 1-100 torres) conforme necessário sem se afastar do espírito da presente invenção. Adicionalmente, o termo “motor”, conforme usado na presente invenção, pode se referir a qualquer motor adequado para fornecer torque a uma roda motriz. Consequentemente, o termo “motor”, conforme utilizado na presente invenção, pode preferencialmente incluir motores, tais como motores de relutância comutada, motores de indução e semelhantes.

[0018] Os termos “programa”, “programa de computador”, “aplicação de software”, “módulo”, “firmware” e semelhantes, como utilizados na presente invenção, são definidos como uma sequência de instruções projetada para execução em um sistema de computador. O termo “estado sólido” deve ser entendido como se referindo a uma gama de dispositivos eletrônicos de estado sólido que preferencialmente incluem circuitos ou dispositivos construídos a partir de materiais sólidos e nos quais os elétrons, ou outros portadores de carga, são totalmente confinados dentro do material sólido. Materiais de componentes de estado sólido exemplares podem incluir sólidos cristalinos, policristalinos e amorfos, condutores elétricos e semicondutores. Dispositivos de estado sólido comuns podem incluir transistores, chips de microprocessador e RAM.

[0019] Um programa, programa de computador, módulo ou aplicação de software pode incluir uma sub-rotina, uma função, um procedimento, uma implementação de objeto, uma aplicação executável, um applet, um servlet, um código fonte, um código de objeto, uma biblioteca compartilhada, uma biblioteca de carga dinâmica e/ou outra sequência de instruções projetadas para execução em um sistema de computador. Um meio de armazenamento de dados, como definido na presente invenção, inclui muitos tipos diferentes de mídia legível por computador que permitem que um computador leia dados a partir destes e que mantêm os dados armazenados para que o computador possa ler os dados novamente. Tal meio de armazenamento de dados pode incluir, por exemplo, memória não volátil, tal como ROM, memória Flash, RAM com bateria de backup, memória de drive de disco, CD- ROM, DVD e outros meios de armazenamento permanentes. Entretanto, contempla-se até mesmo armazenamento volátil, tais como uma RAM, memórias buffer, memória cache e circuitos de rede, para servir como tal meio de armazenamento de dados de acordo com diferentes modalidades da presente invenção.

[0020] Aspectos dos sistemas e métodos descritos na presente invenção podem ser implementados como funcionalidade programada em qualquer um de uma variedade de conjunto de circuitos, incluindo dispositivos lógicos programáveis (PLDs), tais como arranjos de portas programáveis em campo (FPGAs), dispositivos lógicos de arranjo programável (PAL), dispositivos lógicos e de memória eletricamente programáveis e dispositivos com base em célula padrão, bem como circuitos integrados de aplicação específica (ASICs). Algumas outras possibilidades para implementar aspectos dos sistemas e métodos incluem: microcontroladores com memória, microprocessadores incorporados, firmware, software etc. Adicionalmente, aspectos dos sistemas e métodos podem ser incorporados em microprocessadores possuindo emulação de circuito com base em software, lógica discreta (sequencial e combinatória), dispositivos personalizados, lógica fuzzy (rede neutra), dispositivos quânticos e híbridos de qualquer um dos tipos de dispositivos acima. É claro que as tecnologias subjacentes de dispositivos podem ser providas em uma variedade de tipos de componentes, por exemplo, tecnologias de transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor (MOSFET) como metal-óxido semicondutor complementar (CMOS), tecnologias bipolares como lógica acoplada pelo emissor (ECL), tecnologias de polímeros (por exemplo, estrutura de conjugado silício- polímero e conjugado polímero-metal), tiristores tríodos bidirecionais (TRIAC), misto analógico e digital e similares.

[0021] As FIGS. 1-4 ilustram várias configurações de sistemas de irrigação as quais podem ser utilizadas com implementações exemplares da presente invenção. Como deve ser entendido, os sistemas de irrigação mostrados nas FIGS. 1-4 são sistemas exemplares nos quais os atributos da presente invenção podem ser integrados. Consequentemente, as FIGS. 1-4 são destinadas a ser puramente ilustrativas e qualquer um de uma variedade de sistemas (isto é, sistemas fixos bem como sistemas de irrigação autopropelidos lineares e com pivô central; sistemas estacionários; sistemas de cantos) podem ser usados com a presente invenção sem limitação. Por exemplo, embora a FIG. 1 seja mostrada como um sistema de irrigação por pivô central, o sistema de irrigação exemplar 100 da presente invenção também pode ser implementado como um sistema de irrigação linear. O sistema de irrigação exemplar 100 não se destina a limitar ou definir o escopo da presente invenção de forma alguma. De acordo com modalidades preferenciais adicionais, a presente invenção pode ser usada com uma variedade de tipos de motores, tais como energizados a gás, energizados por CC, relutância de comutador, CA monofásica e similares.

[0022] Com referência agora à Figura 1, as extensões 102, 104, 106 são mostrados suportadas por torres de acionamento 108, 109, 110. Adicionalmente, cada torre de acionamento 108, 109, 110 é mostrada com os respectivos motores 117, 119. 120 os quais proveem torque às rodas de acionamento 115, 116, 118. Como mostrado adicionalmente na FIG. 1, a máquina de irrigação 100 pode preferencialmente incluir adicionalmente uma extensão/saliência 121 qual pode incluir uma pistola final (não mostrada).

[0023] A FIG. 1 provê uma ilustração de uma máquina de irrigação 100 sem muitos elementos energizados e sensores adicionados. Com referência agora à Figura 3, é mostrado um sistema exemplar 300 no qual um número de elementos energizados exemplares são incluídos. Como mostrado, os elementos energizados podem incluir transdutores 327, 328, 330 que são providos para controlar e regular a pressão da água através do sistema. Adicionalmente, o sistema pode incluir ainda controladores de válvula 302, 304, 306 para controlar aspersores individuais, incluindo a pistola final 321 e outras cabeças de aspersão

326. O sistema pode incluir adicionalmente elementos exemplares, como sensores de colheita 318, 322 que, de preferência, podem incluir sensores de umidade opcionais ou semelhantes. Como mostrado adicionalmente, o sistema pode incluir ainda caixas de torre de estado sólido 312, 314, 316 (incluindo controladores de motor de estado sólido, dispositivos de alinhamento sem contato e outros componentes) os quais são preferencialmente interconectados aos respectivos motores de unidade de acionamento 307, 309, 311. Adicionalmente, o sistema 300 da presente invenção pode preferencialmente incluir adicionalmente um painel de controle/pivô 308, o qual inclui um controlador central 200 como discutido adicionalmente abaixo.

[0024] Com referência agora à Figura 2, um dispositivo de controle/controlador exemplar 200 o qual representa a funcionalidade para controlar um ou mais aspectos operacionais do sistema de irrigação 300 será agora discutido. Como mostrado na Figura 2, um dispositivo de controle exemplar 200 da presente invenção pode preferencialmente incluir um controlador/processador 202 tendo um módulo de memória/armazenamento de dados 204. O controlador 202 fornece, preferencialmente, funcionalidade de processamento para o dispositivo de controle 200 e pode incluir qualquer número de processadores, microcontroladores ou outros sistemas de processamento. O controlador 202 pode executar um ou mais programas de software que implementam técnicas aqui descritas. O módulo de armazenamento de dados 204 é um exemplo de mídia tangível legível por computador que fornece funcionalidade de armazenamento para armazenar vários dados associados à operação do dispositivo de controle 200, tal como o programa de software e segmentos de código mencionados acima, ou outros dados para instruir o controlador 202 e outros elementos do dispositivo de controle 200 para desempenhar as etapas descritas na presente invenção. O módulo de armazenamento de dados 204 pode incluir, por exemplo, elementos de memória removíveis e não removíveis, como RAM, ROM, Flash (por exemplo, cartão SD, cartão mini SD, cartão micro SD), magnéticos, ópticos, dispositivos de memória USB e assim por diante.

[0025] Como mostrado adicionalmente, o dispositivo de controle exemplar 200 inclui adicionalmente um sistema de controle de energia 206 que, preferencialmente, pode fazer interface com um terminal de portadora em linha de alta tensão 208, um barramento de linha de alta tensão 209 e semelhantes, conforme discutido adicionalmente abaixo. O sistema de controle de energia 206 pode incluir adicionalmente linhas de transmissão condutivas, circuitos e semelhantes para controlar e rotear energia elétrica, controlar sua qualidade e controlar os dispositivos anexados a um sistema de portadora em linha de alta tensão, conforme discutido adicionalmente abaixo. Como mostrado adicionalmente, os dispositivos anexados exemplares podem incluir controladores de torre de acionamento 210, controladores de válvula 212, sensores ambientais 214, transdutores/sensores de pressão 216 e qualquer um de uma variedade de outros dispositivos energizados.

[0026] Com referência agora à Figura 4, as conexões entre os sistemas de energia/controle exemplares e vários dispositivos energizados da presente invenção serão agora adicionalmente discutidos. Como mostrado, a Figura 4 inclui um controlador de sistema 402 (dentro de um dispositivo/painel de controle 401) que, preferencialmente, fornece sinais de controle (via terminal de portadora em linha de alta tensão 404) e energia 406 (via barramento de linha de alta tensão 407) para uma série exemplar de caixas de torre de estado sólido

413, 417 e outros componentes a jusante, conforme discutido adicionalmente abaixo. Preferencialmente, o terminal 404 de portadora em linha de alta tensão (PLC) pode emitir um sinal de controle PLC que pode ser transmitido na rede de distribuição de energia elétrica do sistema de irrigação. De acordo com uma modalidade preferencial, o terminal PLC 404 pode incluir: um modulador/demodulador, um filtro, um amplificador, uma unidade de correspondência de linha e um dispositivo de acoplamento. O terminal PLC 404 pode adicionalmente incorporar ou ser operativamente conectado a uma Unidade de Correspondência de Linha (LMU) para correspondência de impedância entre o terminal PLC 404 e a linha de transmissão de energia.

[0027] Com referência adicional à FIG. 4, os componentes a jusante exemplares podem incluir: Sensores GPS 408, 415, um transdutor 410, um primeiro sensor 411, um segundo sensor 412, controladores de bico 409, 416, bem como motores de acionamento 414, 418. As caixas de torre de estado sólido e os outros dispositivos energizados são providos puramente como exemplos e a presente invenção não se destina a ser limitada ao uso de caixas de torre de estado sólido ou qualquer combinação particular de dispositivos energizados. Por exemplo, caixas de torres eletromecânicas podem ser usadas no lugar das caixas de torres de estado sólido sem se afastar do escopo da presente invenção.

[0028] Conforme mostrado adicionalmente, o controlador 402 pode ser conectado ao terminal PLC 404 através de uma conexão de comunicação serial 405 (isto é, RS-232) ou semelhante. O terminal PLC 404 é preferencialmente conectado a uma fonte de energia 406 os quais, juntos, proveem energia e sinais de controle a jusante através do barramento de linha de alta tensão 407. De acordo com modalidades preferenciais, o barramento de linha de alta tensão 407 da presente invenção pode prover e direcionar energia em qualquer dentre uma variedade de tensões e amperes diferentes. Por exemplo, o barramento de linha de alta tensão 407 da presente invenção pode prover energia em uma faixa de tensões (como entre 0-1000 volts) e em uma faixa de correntes (como 0,1 a 100 amperes) conforme desejado, sem limitação. De acordo com uma modalidade preferida adicional, a energia pode ser fornecida a 120-480 volts com uma corrente qualquer entre 5-50 amperes. Por exemplo, o barramento de linha de alta tensão 407 pode fornecer 120 volts CA a 5 amperes. De acordo com uma modalidade preferencial adicional o barramento de linha de alta tensão 407 pode prover energia preferencialmente a 480 volts CA e 30 amperes. De acordo com uma modalidade preferencial adicional, o sistema/terminal PLC 404 pode operar como um sistema duplex ou simplex.

[0029] Com referência agora à Figura 5, uma modalidade preferencial da presente invenção será agora discutida. Como mostrado na Figura 5, o sistema da presente invenção preferencialmente inclui adicionalmente um oscilador/gerador de frequência 420 que transmite uma frequência de identificação para o barramento de linha de alta tensão 407 em uma dada intensidade de sinal. Como mostrado adicionalmente na FIG. 5, o sistema preferencialmente inclui adicionalmente um conjunto distribuído de filtros 421- 428 que reduzem a intensidade de sinal do sinal transmitido em determinadas quantidades incrementadas (isto é, 3 dB). De acordo com uma modalidade preferencial, os filtros distribuídos 421-428 podem preferencialmente ser anexados a cada dispositivo energizado ou podem ser incorporados aos conjuntos de circuitos de cada dispositivo energizado. A atenuação de um determinado sinal pode ser aplicada a qualquer uma de uma faixa de frequências ou comprimentos de onda. Adicionalmente, os filtros distribuídos podem ser autônomos ou podem ser combinados com ou incorporados em qualquer faixa de tipos de filtro, incluindo: passa-baixa, passa-alta, passa-banda e/ou filtros notch.

[0030] De acordo com uma modalidade preferencial adicional, cada dispositivo energizado pode preferencialmente receber e gravar o nível de energia do sinal transmitido (o “sinal de identificação”) como um identificador para cada determinado dispositivo energizado. Como discutido acima, as mudanças nos níveis de energia medidos podem ser com base em uma medição de mudanças em qualquer uma de uma faixa de frequências ou comprimentos de onda. Além disso, os filtros e as medições da presente invenção podem ser aplicados a múltiplas frequências e/ou comprimentos de onda.

[0031] De acordo com uma modalidade preferencial adicional, cada dispositivo energizado pode adicionalmente transmitir de volta para o controlador 402 a intensidade de sinal do sinal de identificação recebido por cada dispositivo. Um exemplo de gráfico de níveis de sinal retornados com base em uma intensidade de sinal inicial de 30dB e uma queda de filtro distribuída de 3dB é mostrado abaixo. Dispositivo dB retornado Caixa de estado sólido 1 30 Caixa de estado sólido LRDU 12 GPS 1 27 GPS 2 9 Transdutor 21 Sensor 1 18 Sensor 2 15 Bico 1 24 Bico 2 6

[0032] De acordo com modalidades preferenciais adicionais da presente invenção, o controlador 402 da presente invenção pode, preferencialmente, aplicar um algoritmo de identificação (como discutido abaixo) aos níveis de sinal gravados retornados para determinar e atribuir números de identificação do sistema para cada dispositivo energizado identificado. Os exemplos de números de ID do sistema atribuídos são mostrados no gráfico abaixo. Dispositivo dB de Retorno ID de Sistema Atribuída Caixa de estado sólido 1 30 1 Caixa de estado sólido LRDU 12 7 GPS 1 27 2 GPS 2 9 8 Transdutor 21 4 Sensor 1 18 5 Sensor 2 15 6 Bico 1 24 3 Bico 2 6 9

[0033] Com referência agora às FIGS. 6-7 um método preferencial 600 de acordo com modalidades preferenciais adicionais da presente invenção será agora discutido. Como mostrado na Figura 6, em uma primeira etapa preferencial 602, o sistema pode, preferencialmente, ser ligado e inicializado. Depois disso, em uma próxima etapa 604, o controlador pode iniciar a transmissão de um sinal de identificação para o barramento PLC. Preferencialmente, o sinal de transmissão pode estar na banda de rádio e com uma intensidade suficiente para circular por todo o sistema de irrigação (isto é, 30 dB). Em uma próxima etapa 605, o sinal de identificação transmitido é preferencialmente recebido por um primeiro dispositivo energizado na linha de transmissão. Em uma próxima etapa 607, o nível do sinal recebido é gravado e o sinal é passado através de um primeiro filtro para reduzir a intensidade de sinal por um determinado incremento (isto é, 3 dB). Em uma próxima etapa 608, o sinal de identificação transmitido é preferencialmente recebido por um segundo dispositivo energizado na linha de transmissão. Em uma próxima etapa 610, o nível do sinal recebido é gravado e o sinal é passado através de um segundo filtro para reduzir a intensidade de sinal por um determinado incremento (isto é, 3 dB). De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o sinal é continuado a ser recebido, filtrado e recebido novamente conforme circula através do sistema PLC e, eventualmente, retornando ao controlador para sinalizar que a pesquisa de cada dispositivo energizado foi concluído. Na etapa 612, o controlador determina se o sinal de identificação foi recebido após um determinado incremento de tempo ter passado. Caso contrário, em uma próxima etapa 614, o controlador retransmite o sinal de identificação em um nível aumentado e o método reinicia na etapa 604.

[0034] Se o sinal de identificação for recebido de volta no controlador, então, na próxima etapa 616, o controlador preferencialmente pesquisa cada dispositivo energizado para a intensidade recebida do sinal de identificação recebido por cada dispositivo. Em uma próxima etapa 618, cada dispositivo energizado então transmite ao controlador a intensidade de sinal recebida do sinal de identificação recebido pelo dispositivo energizado junto com um identificador de dispositivo. Em uma próxima etapa 620, o controlador então preenche uma tabela de consulta com um identificador de dispositivo recebido e os níveis de sinal recebidos. Em uma próxima etapa 622, o controlador então atribui um número de ID de sistema a cada dispositivo energizado com base nos níveis de sinal reportados recebidos por cada dispositivo. Posteriormente, na etapa 624, o controlador preenche preferencialmente uma tabela de consulta para cada dispositivo identificado que inclui o identificador de dispositivo recebido e uma ID de sistema atribuída com base em seus respectivos endereços/localizações no sistema PLC. Posteriormente, na próxima etapa 626,

o controlador pode usar a tabela de consulta e os números de ID atribuídos ao sistema para identificar e transmitir instruções de controle para cada dispositivo energizado. Desta forma, cada dispositivo energizado pode ser identificado e controlado exclusivamente.

[0035] Embora as descrições acima em relação a presente invenção contenham muita especificidade, estas não devem ser interpretadas como limitações no escopo, mas sim como exemplos. Muitas outras variações são possíveis. Por exemplo, os elementos de processamento da presente invenção pela presente invenção podem operar em várias frequências, tensões, amperes e configurações de barramento diferentes. Adicionalmente, as comunicações providas com a presente invenção podem ser projetadas para serem de natureza única. Adicionalmente, os sistemas da presente invenção podem ser usados com qualquer arranjo de torres de acionamento, incluindo tanto sistemas de pivô central quanto lineares. Adicionalmente, conforme as necessidades exigirem, os processos para transmissão de dados dentro da presente invenção podem ser projetados para serem de natureza push ou pull. Ainda adicionalmente, cada atributo da presente invenção pode ser feita para ser ativada e acessada remotamente a partir de estações de monitoramento distantes. Consequentemente, os dados podem preferencialmente ser carregados e baixados da presente invenção conforme necessário.

[0036] Por conseguinte, o escopo da presente invenção deve ser determinado, não pelas modalidades ilustradas, mas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes legais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para detectar e identificar dispositivos controlados por portadora em linha de alta tensão dentro de um sistema de energia de irrigação tendo um barramento PLC e uma pluralidade de dispositivos PLC energizados, caracterizado pelo fato de que o método compreende: inicializar um controlador; transmitir um sinal de identificação para o barramento PLC; em que o sinal de identificação está dentro da banda de rádio e com uma intensidade suficiente para circular por todo o sistema de energia de irrigação; receber o sinal de identificação transmitido por um primeiro dispositivo energizado na linha de transmissão; gravar a intensidade de sinal do sinal de identificação recebido pelo primeiro dispositivo energizado; reduzir o nível do sinal de identificação recebido por um incremento predeterminado; receber o sinal de identificação transmitido por um segundo dispositivo energizado na linha de transmissão; gravar a intensidade de sinal do sinal de identificação recebido pelo segundo dispositivo energizado; reduzir o nível do sinal de identificação recebido por um incremento predeterminado; receber o sinal de identificação transmitido no controlador; em que se o controlador determinar que o sinal de identificação não foi recebido após um período de tempo predeterminado, o controlador retransmite o sinal de identificação em um nível aumentado; pesquisar cada dispositivo energizado para a intensidade recebida do sinal de identificação em cada dispositivo;

atribuir um número de ID do sistema a cada dispositivo energizado com base nos níveis de sinal reportados recebidos por cada dispositivo; e enviar sinais de comunicação para o primeiro dispositivo energizado com base no número de ID atribuído pelo sistema.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o número de ID do sistema é armazenado em uma tabela de consulta.

3. Sistema de irrigação que inclui dispositivos energizados por PLC e um barramento PLC, um sistema de controle, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende: um terminal PLC; um controlador, em que o controlador é configurado para enviar sinais de controle para o terminal PLC; um barramento PLC, em que o barramento PLC é configurado para receber sinais de controle do terminal PLC e transmitir os sinais de controle em uma linha de transmissão de energia para distribuição a uma pluralidade de dispositivos energizados por PLC; um gerador de frequência, em que o gerador de frequência é configurado para transmitir um sinal de identificação em uma primeira frequência para o barramento PLC em uma primeira intensidade de sinal determinada; um primeiro filtro de componente PLC, em que o primeiro filtro de componente PLC está localizado com um primeiro dispositivo PLC; em que o primeiro filtro de componente PLC compreende um primeiro filtro distribuído: em que o primeiro filtro distribuído é configurado para receber o sinal de identificação e para reduzir a amplitude do sinal de identificação por uma primeira quantidade predeterminada para produzir um primeiro sinal de identificação de componente; um primeiro módulo de componente PLC, em que o primeiro módulo de componente PLC é configurado para analisar o sinal de identificação; adicionalmente, em que o primeiro módulo de componente PLC é configurado para medir a amplitude do sinal de identificação; adicionalmente, em que o primeiro módulo de componente PLC é configurado para retransmitir o primeiro sinal de identificação de componente para um segundo filtro de componente PLC e para transmitir a amplitude medida para o controlador; em que o segundo filtro de componente PLC está localizado com um segundo dispositivo PLC; em que o segundo filtro de componente PLC compreende um segundo filtro distribuído; em que o segundo filtro distribuído é configurado para receber o primeiro sinal de identificação e para reduzir a amplitude do primeiro sinal de identificação por uma segunda quantidade predeterminada para produzir um segundo sinal de identificação de componente; um segundo módulo de componente PLC, em que o segundo módulo de componente PLC é configurado para analisar o primeiro sinal de identificação de componente; adicionalmente em que o segundo módulo de componente PLC é configurado para medir a amplitude do primeiro sinal de identificação de componente; adicionalmente, em que o segundo módulo de componente PLC é configurado para retransmitir o segundo sinal de identificação de componente para um terceiro filtro de componente PLC e para transmitir a amplitude medida para o controlador; em que o terceiro filtro de componente PLC está localizado com um terceiro dispositivo PLC; em que o terceiro filtro de componente PLC compreende um terceiro filtro distribuído; em que o terceiro filtro distribuído é configurado para receber o segundo sinal de identificação e reduzir a amplitude do segundo sinal de identificação por uma terceira quantidade predeterminada para produzir um terceiro sinal de identificação de componente;

um terceiro módulo de componente PLC, em que o terceiro módulo de componente PLC é configurado para analisar o segundo sinal de identificação de componente; adicionalmente, em que o terceiro módulo de componente PLC é configurado para medir a amplitude do segundo sinal de identificação de componente; adicionalmente, em que o terceiro módulo de componente PLC é configurado para retransmitir o terceiro sinal de identificação de componente para um quarto filtro de componente PLC e para transmitir a amplitude medida para o controlador; em que o quarto filtro de componente PLC está localizado com um quarto dispositivo PLC; em que o quarto filtro de componente PLC compreende um quarto filtro distribuído; em que o quarto filtro distribuído é configurado para receber o terceiro sinal de identificação e para reduzir a amplitude do terceiro sinal de identificação por uma quarta quantidade predeterminada para produzir um quarto sinal de identificação de componente; um quarto módulo de componente PLC, em que o quarto módulo de componente PLC é configurado para analisar o terceiro sinal de identificação de componente; adicionalmente, em que o quarto módulo de componente PLC é configurado para medir a amplitude do terceiro sinal de identificação de componente; adicionalmente, em que o quarto módulo de componente PLC é configurado para retransmitir o quarto sinal de identificação de componente para o controlador e para transmitir a amplitude medida para o controlador; e em que o controlador é configurado para receber as amplitudes medidas; em que a amplitude recebida cria um enlace entre o primeiro componente PLC e o sinal de identificação de componente; em que a amplitude recebida cria um enlace entre o segundo componente PLC e o primeiro sinal de identificação de componente; em que a amplitude recebida cria um enlace entre o terceiro componente PLC e o segundo sinal de identificação de componente; em que a amplitude recebida cria um enlace entre o quarto componente PLC e o terceiro sinal de identificação de componente.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada componente PLC armazena a amplitude medida do sinal de identificação recebido.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os enlaces entre os componentes PLC são armazenados no controlador na forma de uma tabela de consulta.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os componentes PLC transmitem uma ID de Dispositivo além da amplitude medida.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para determinar um endereço de destino para cada módulo de componente PLC usando amplitudes recebidas; em que o controlador é configurado para transmitir endereços de destino de identificação únicos para cada módulo de componente PLC.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para transmitir um primeiro conjunto de instruções para o primeiro módulo de componente PLC, em que o primeiro conjunto de instruções inclui o primeiro endereço de destino.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para transmitir um segundo conjunto de instruções para o segundo módulo de componente PLC, em que o segundo conjunto de instruções inclui o segundo endereço de destino.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para transmitir um terceiro conjunto de instruções para o terceiro módulo de componente PLC; em que o terceiro conjunto de instruções inclui o terceiro endereço de destino.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para transmitir um quarto conjunto de instruções para o quarto módulo de componente PLC; em que o quarto conjunto de instruções inclui o quarto endereço de destino.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro, o segundo, o terceiro e o quarto conjuntos de instruções são os mesmos.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro, segundo, terceiro e quarto conjuntos de instruções são diferentes.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a primeira, segunda, terceira e quarta quantidades predeterminadas são as mesmas.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a primeira, segunda, terceira e quarta quantidades predeterminadas são diferentes.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a intensidade de sinal inicial está na faixa de 20 a 100 dB.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a intensidade de sinal inicial está na faixa de 20 a 40 dB.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a intensidade de sinal inicial está na faixa de 28 a 35 dB.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que as quantidades predeterminadas estão na faixa de 1 a 5 dB.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que as quantidades predeterminadas estão na faixa de 2 a 4 dB.