ES2266848T3 - Conexiones de procesos para el funcionamiento seguro de dispositivos de la tecnica de seguridad. - Google Patents

Abstract

Conexiones de procesos para el funcionamiento seguro de dispositivos de la técnica de seguridad, en especial para la activación de lámparas de señales (11.1, 11.2, 11.3), accionamientos de cambio de vía (13), contadores de ejes, dispositivos de señalización libre, dispositivos medidores de velocidad, bloqueos de marcha y para consultas de contacto seguras, caracterizadas porque están previstos módulos operativos (3), cuyas funcionalidades (Fkt_1, Fkt_2, Fkt¿) son comunes a diferentes conexiones de procesos, comprendiendo los módulos operativos (3) fusibles electrónicos, cuyos umbrales de conexión y cuya inercia pueden proyectarse mediante software.

Description

Conexiones de procesos para el funcionamiento seguro de dispositivos de la técnica de seguridad.

La invención se refiere a conexiones de procesos para el funcionamiento seguro de dispositivos de la técnica de seguridad, conforme al preámbulo de la reivindicación 1. Las conexiones de procesos de este tipo se necesitan en muchos campos de la técnica que conceden mucha importancia a la seguridad, como por ejemplo construcción de vehículos, control y vigilancia del tráfico, construcción de instalaciones industriales y técnica sanitaria.

A continuación se tratan a modo de ejemplo fundamentalmente conexiones de procesos en forma de piezas de ajuste de un mecanismo de ajuste. Las piezas de ajuste de los mecanismos de ajuste electrónicos controlan multitud de componentes de la instalación interior y de al instalación exterior del mecanismo de ajuste. La adaptación a diferentes configuraciones, condiciones locales y los más diferentes componentes de la instalación de mecanismos de ajuste exige un gran número de grupos constructivos de piezas de ajuste muy complejos y específicos. En el caso de modificaciones de piezas de ajuste disponibles, necesarias con frecuencia y en sí mismas insignificantes, se requiere una complejidad considerable para materializar en especial el desentramado, la modificación de los documentos, una nuevo control de verificaciones de seguridad y la validación de la modificación. El número de piezas de ajuste y en general de las conexiones de procesos crece continuamente y aumenta de este modo también la complejidad del mantenimiento, que es causada entre otras cosas por sustituciones de piezas constructivas. La tendencia es a unas soluciones especiales cada vez más complejas y específicas del cliente.

Del documento US-A-5,992,034 se conocen conexiones de procesos o piezas de ajuste que se basan en la técnica PRD (Programmable Relay Driver). Se han previsto con ello diferentes PRDs para controlar diferentes dispositivos, como lámparas, motores o cambios de vía.

La invención se ha impuesto la tarea de indicar conexiones de procesos de la clase genérica, que destaquen por una mayor capacidad de proyectarse, es decir, una reducción del número de variantes.

La tarea es resuelta conforme a la invención con las particularidades características de la reivindicación 1. La invención se basa en el reconocimiento de que la suma de las funcionalidades de todas las conexiones de procesos puede reproducirse con tan solo unas pocas funcionalidades básicas. Para cada funcionalidad básica se define un módulo operativo electrónico. Una arquitectura prioritaria establece la funcionalidad, la estructura y la acción conjunta de los módulos operativos, en especial en cuanto a interfaces, forma control de verificaciones de seguridad. El abanico de módulos puede ampliarse de forma sencilla según las condiciones de las prefijaciones de arquitectura. El abanico completo de piezas de ajuste para mecanismos de ajuste electrónicos puede materializarse por ejemplo con unos 15 módulos operativos diferentes. La forma constructiva de los módulos hace posible una fabricación previa de los módulos operativos, de tal modo que en último término se obtienen menores tiempos de fabricación, un pleno rendimiento de fabricación equilibrado y menores tiempos de entrega. También el control de las verificaciones de seguridad es claramente más sencillo y rápido.

Los sistemas automáticos de pruebas para los módulos operativos en la fabricación son, a causa de la reducida complejidad de los módulos operativos, pequeños, económicos y los programas de pruebas para ellos pueden implementarse más rápidamente. El tiempo de prueba puede reducirse mucho con la técnica de módulos. Para cada módulo operativo se establece una verificación de seguridad. La cooperación entre los módulos operativos se define a través de una verificación de seguridad de procedimientos. Mediante la combinación de varios módulos operativos para formar una conexión de procesos se reúnen las diferentes verificaciones de seguridad de los módulos operativos en una verificación de seguridad conjunta para la conexión de procesos respectiva. De este modo se reduce claramente la complejidad para el control de verificaciones de seguridad con respecto a las conexiones de procesos usuales.

Se reduce claramente la complejidad de las conexiones de procesos, con lo que puede reducirse el tiempo de desarrollo para modificaciones o nuevas conexiones de procesos y la complejidad del desarrollo. Debido a que los módulos operativos están diseñados muy pequeños y con una potencia de pérdida mínima, esta técnica es adecuada para usarse en instalaciones tanto de interior como de exterior. Es totalmente posible su uso, por ejemplo, en una pantalla de lámpara o una caja de conexiones para contadores de ejes.

Los módulos operativos que están configurados como fusibles electrónicos posee conforme a la invención, para protección contra sobrecargas y para vigilancia de líneas, un umbral de conexión que puede proyectarse mediante software. La corriente a vigilar se proyecta mediante software para varios márgenes de corriente. Los fusibles convencionales hasta ahora habituales son sustituidos por los fusibles electrónicos que pueden proyectarse. El estado del fusible electrónico puede señalizarse mediante un LED. Con un pulsador puede conectarse y volver a desconectarse el circuito de corriente. Por medio de esto se obtiene una funcionalidad esencial, para conseguir la modularidad. Ya no se necesitan fusibles específicos para las conexiones de procesos o para las piezas de ajuste.

Como orden de magnitudes para el volumen de un módulo operativo para piezas de ajuste deberían bastar 45 mm x 30 mm x 20 mm. Solamente el pequeño ordenador seguro, que se cita en la reivindicación 2 junto a otros módulos operativos, necesita aproximadamente el doble de volumen. El pequeño ordenador seguro y económico, proyectado junto a otros módulos operativos, hace posible una clara reducción del consumo de material. Mediante la concentración y el encapsulado de las funcionalidades a pocos módulos operativos se reduce el número de diferentes piezas constructivas, con lo que al mismo tiempo aumenta el número de piezas constructivas necesarias. Las variaciones de señal temporales en las uniones entre los módulos operativos pueden ser exponencialmente mayores que en piezas de ajuste usuales, de tal modo que las piezas de ajuste se hacen más insensibles a las perturbaciones.

El módulo operativo que funciona como interfaz de comunicación sirve para comunicarse con un ordenador prioritario o con ordenadores vecinos. El módulo operativo puede estar diseñado por ejemplo para comunicación ISDN, PROFIBUS, TCP/IP o radio.

Los módulos operativos en la forma de ejecución como disyuntores están configurados con preferencia con convertidor de corriente integrado. Se activan diferentes disyuntores según el mismo principio. Para la activación temporalmente exacta se ha previsto un ordenador seguro en técnica modular con un una valoración de corriente rentable.

Los módulos operativos contienen dado el caso también mecanismos, para destapar contactos de
cable.

La corriente especialmente a vigilar en el caso de disyuntores y del ordenador seguro se proyecta conforme a la reivindicación 3, por medio de software, para varios márgenes de corriente. Cada disyuntor puede supervisar por ejemplo cuatro márgenes de corriente específicos del disyuntor. Los márgenes de corriente se cargan durante la inicialización. Por medio de esto los disyuntores pueden usarse dentro de un gran margen de corriente y tensión.

El número de módulos operativos necesarios se minimiza. Al mismo tiempo se necesitan menos diferentes conexiones de procesos.

Los módulos operativos conforme a la reivindicación 4 están fundidos ventajosamente, con lo que se obtienen una menor influencia de la humedad y un mejor aislamiento. Esto influye positivamente en la resistencia a la tensión de los módulos operativos.

Los módulos operativos, que se pretende combinar para obtener una pieza de ajuste, se conectan eléctricamente entre sí.

A continuación se explica con más detalle la invención con base en representaciones figurativas. Aquí muestran:

la figura 1 una representación esquemática del concepto de módulo,

la figura 2 una configuración del sistema,

la figura 3 una parte de potencia de una pieza de ajuste para una conexión de señal,

la figura 4 una parte de potencia de una pieza de ajuste para un accionamiento de cambio de vía y

la figura 5 un diagrama de márgenes de corriente.

La figura 1 muestra esquemáticamente el desarrollo de una pieza de ajuste 1 a partir de funcionalidades Fkt_1, Fkt_2, Fkt… en un primer agrupamiento 2 y módulos operativos 3 en un segundo agrupamiento 4. Las funcionalidades Fkt_1, Fkt_2, Fkt… se encapsulan para formar un número considerablemente menor de módulos operativos 3, de tal modo que se componen funcionalidades Fkt_1, Fkt_2, Fkt… para una selección de objetivos similar, por ejemplo determinados márgenes de corriente, en un módulo operativo 3 electrónico que puede activarse mediante software. A partir de diferentes subunidades modulares se compone la pieza de ajuste 1. El módulo operativo 3 puede estar configurado por ejemplo como ordenador seguro 5, interfaz de comunicación 6 o como disyuntor 7. La pieza de ajuste 1 basada en módulos destaca por menores tiempos de fabricación, comprobación simplificada, menor complejidad, menor complejidad de mantenimiento, menores costes de material y menor necesidad de espacio. Al contrario que esto, el ensamblaje directo de los componentes de piezas de ajuste a partir del gran número de funcionalidades Fkt_1, Fkt_2, Fkt… está ligado a una menor capacidad de proyectarse y mayores costes.

La figura 2 ilustra una configuración de sistema para una conexión de procesos 8 en cooperación con un ordenador 5 de dos canales. Como interfaces de comunicación 6 se han previsto un módulo operativo 3 para conexión ISDN, TCP/IP y/o para la conexión a un profibus redundante. Los interfaces de comunicación 6 están unidos en cada caso a un módulo operativo 3, que representa el ordenador seguro 5. Mediante los módulos de ordenador 5 se controlan varios módulos operativos 3 para disyuntores 7. Los módulos de disyuntor 7 conectan una carga 9, por ejemplo una activación de señal, como se ilustra en la figura 3 o un accionamiento de cambio de vía de cuatro hilos, como se ilustra en la figura 4. Delante de los módulos operativos 3 para los disyuntores 7 puede estar conectado en caso necesario un módulo de pruebas 10. El módulo de pruebas activa una corriente constante de por ejemplo 10 mA. Debido a que el ordenador seguro 5 tiene normalmente duraciones de ciclo muy cortas, puede conectarse la corriente de pruebas por ejemplo cada 100 ms durante unos pocos ms. De este modo se obtiene una muy reducida potencia de pérdida. En el caso de sobrecorriente se abren los módulos operativos 3 para los disyuntores 7 después de un periodo de tiempo que puede proyectarse, por ejemplo 20 ms. En el caso de cortocircuito se abre el disyuntor 7 en un plazo de 1 ms. La desconexión se indica mediante un LED en la placa frontal de la conexión de procesos 8. Con un pulsador correspondiente sobre la placa frontal puede volver a conectarse el circuito de corriente. Esta funcionalidad se ha materializado mediante fusibles electrónicos, cuyo umbral de conexión puede proyectarse mediante software.

La figura 3 muestra una pieza de ajuste para activar lámparas de señalización 11.1, 11.2 y 11.3. La lámpara de señalización 11.3 es con ello una lámpara roja, que está cortocircuitada especialmente por medio de un módulo operativo 3 para un relé de desconexión 12, para garantizar en cada caso la solicitud de detención asociado, en especial relevante para la seguridad.

La figura 4 muestra otro ejemplo para la estructura modular de una pieza de ajuste, que está prevista para activar un accionamiento de cambio de vía de cuatro hilos 13.

La figura 5 muestra un diagrama de márgenes de corriente para un módulo operativo 3 con relación a un disyuntor 7. Los márgenes de corriente 14.1, 14.2, 14.3 y 14.4, que se han representado a modo de ventanas para mejorar su visibilidad, pueden proyectarse por medio de software. Con ello es también posible un solapamiento de márgenes de corriente, en el ejemplo de ejecución 14.2 y 14.3. El primer margen de corriente 14.1, que se corresponde con el mínimo consumo de potencia, puede estar previsto por ejemplo para una corriente de pruebas; el segundo margen de corriente 14.2 simboliza el margen de corriente en el caso de tensión nocturna; el tercer margen de corriente 14.3 simboliza el margen de corriente en el caso de tensión diurna y el cuarto margen de corriente 14.2, que se corresponde con el máximo consumo de potencia, se activa en el caso de sobrecorriente, abriéndose el interruptor de carga correspondiente después de un periodo de tiempo que puede proyectarse, por ejemplo 10 ms.

La invención no se limita a los ejemplos de ejecución anteriormente indicados.

Claims (4)

1. Conexiones de procesos para el funcionamiento seguro de dispositivos de la técnica de seguridad, en especial para la activación de lámparas de señales (11.1, 11.2, 11.3), accionamientos de cambio de vía (13), contadores de ejes, dispositivos de señalización libre, dispositivos medidores de velocidad, bloqueos de marcha y para consultas de contacto seguras, caracterizadas porque están previstos módulos operativos (3), cuyas funcionalidades (Fkt_1, Fkt_2, Fkt…) son comunes a diferentes conexiones de procesos, comprendiendo los módulos operativos (3) fusibles electrónicos, cuyos umbrales de conexión y cuya inercia pueden proyectarse mediante software.

2. Conexiones de procesos según la reivindicación 1, caracterizadas porque módulos operativos (3) encapsulados están configurados como circuitos de prueba (10), disyuntores (7), filtros, entradas y salidas digitales, ordenadores (5) e interfaces de comunicación (6).

3. Conexiones de procesos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los módulos operativos (3) están configurados para vigilar varios márgenes de corriente (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) que pueden proyectarse mediante software.

4. Conexiones de procesos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los módulos operativos (3) están fundidos.