ES2544685B1

ES2544685B1 - Advanced industrial brake monitoring procedure

Info

Publication number: ES2544685B1
Application number: ES201530155A
Authority: ES
Inventors: Javier TOSCANO MÉNDEZ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: ES2544685A1; WO2016128595A1

Abstract

Procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales.#El procedimiento está previsto para monitorizar frenos industriales instalados en máquinas tales como grúas y similares, basándose dicho procedimiento en la captación de unas señales procedentes de unos sensores determinantes del estado del freno, para posterior transmisión de dichas señales a una central de control de la propia máquina, efectuándose igualmente un procesamiento de esas señales captadas y transmitidas a la central de control para generar estadísticas, gráficas y datos de monitorización, así como comportamientos anómalos o averías del freno, para finalmente efectuar una fase de monitorización de las señales o resultados obtenidos tras la fase de captación y procesamiento y cuya monitorización puede realizarse de forma local o remota, en este último caso vía WIFI, Ethernet, etc. Las señales a monitorizar, tras la captura de las señales procedentes de los sensores, son adaptadas y convertidas previamente en una pasarela de adaptación.Advanced procedure for monitoring industrial brakes. # The procedure is intended to monitor industrial brakes installed on machines such as cranes and the like, based on this procedure on the collection of signals from sensors that determine the state of the brake, for subsequent transmission of said signals to a control center of the machine itself, also processing such signals captured and transmitted to the control center to generate statistics, graphs and monitoring data, as well as abnormal behaviors or brake faults, to finally perform a phase of monitoring the signals or results obtained after the capture and processing phase and whose monitoring can be performed locally or remotely, in the latter case via WIFI, Ethernet, etc. The signals to be monitored, after the capture of the signals from the sensors, are previously adapted and converted into an adaptation gateway.

Description

OBJETO DE LA INVENCiÓN OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales, considerándose como frenos industriales la combinación de las partes mecánicas que realizan la frenada y componentes activos de estos, tales como centrales hidráulicas, actuadores electro-hidráulicos, u otro tipo de actuador necesario para el accionamiento del freno. The present invention relates to an advanced industrial brake monitoring procedure, the combination of the mechanical parts that perform the braking and active components thereof, such as hydraulic plants, electro-hydraulic actuators, or other type of actuator being considered as industrial brakes. necessary for brake actuation.

Los frenos industriales en los que es aplicable el procedimiento de la invención, corresponden a frenos instalados en máquinas tales como grúas, cintas transportadoras, The industrial brakes in which the process of the invention is applicable, correspond to brakes installed in machines such as cranes, conveyor belts,

etc. etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

Se desconoce por parte del solicitante un procedimiento que permita llevar a cabo la monitorización avanzada de frenos industriales, de acuerdo a como se describe y reivindica en la presente solicitud. It is unknown by the applicant a procedure that allows to carry out the advanced monitoring of industrial brakes, as described and claimed in the present application.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

El procedimiento que se preconiza, se basa en una serie de fases operativas que corresponden a: The procedure that is recommended is based on a series of operational phases that correspond to:

Captación de unas señales que pueden ser digitales u analógicas, procedentes Capture of signals that can be digital or analog, coming from

30 de una serie de sensores mediante los que se determina el estado del correspondiente freno. 30 of a series of sensors by which the status of the corresponding brake is determined.

Tras la captación de las señales procedentes de los sensores, se realiza la transmisión de tales señales, según dos vías de envío, en la primera de las cuales se procesa digitalmente la señal para su transmisión, vía bus de comunicación industrial, a sucesivos sistemas de captación, para finalmente ser enviadas las señales a una central de control en la que se realiza la monitorización y procesamiento. La segunda vía de transmisión se realiza directamente sin ningún tipo de procesado, a través de una derivación o by-pass al correspondiente centro de control con que al efecto cuenta el sistema. After the capture of the signals from the sensors, the transmission of such signals is carried out, according to two sending channels, in the first of which the signal is digitally processed for transmission, via industrial communication bus, to successive systems of pick-up, in order to finally send the signals to a control center where monitoring and processing is carried out. The second transmission path is carried out directly without any processing, through a bypass or bypass to the corresponding control center that the system has for that purpose.

Tras la fase de capitación y transmisión de las señales, se efectúa una etapa de procesamiento, en base a unas ecuaciones matemáticas, procedimientos, autoaprendizaje y una base de datos, todo ello en orden a llevar a cabo el análisis de los valores captados y la generación de alarmas y alertas, permitiendo con ello mejorar el mantenimiento preventivo, predictivo, evolutivo y correctivo de los frenos, pudiéndose generar estadísticas, gráficos y datos de monitorización, reportes, localización y resolución de averías o comportamientos anómalos. After the phase of capitation and transmission of the signals, a processing stage is carried out, based on mathematical equations, procedures, self-learning and a database, all in order to carry out the analysis of the captured values and the generation of alarms and alerts, thereby improving the preventive, predictive, evolutionary and corrective maintenance of the brakes, being able to generate statistics, graphs and monitoring data, reports, location and resolution of faults or anomalous behaviors.

Tras la fase de procesamiento se lleva a cabo una fase de monitorización, monitorizando los resultados de forma local ° remota via WIFI, Ethernet o comunicaciones móviles, de manera que en esta fase de monitorización se capturan las seFiales y se lleva a cabo la conversión de las mismas a través de una pasarela apropiada . After the processing phase a monitoring phase is carried out, monitoring the results locally remotely via WIFI, Ethernet or mobile communications, so that in this monitoring phase the signals are captured and the conversion of the same through an appropriate gateway.

Los sistemas de comunicación utilizados serán compatibles con los que incorpore la máquina, y concretamente su central de control, pudiendo utilizarse tanto sistemas con cable tipo "PROFIBUS DP" como envíos sin cables, es decir de tipo "CLOUD", The communication systems used will be compatible with those that incorporate the machine, and specifically its control center, being able to use both "PROFIBUS DP" type cable and wireless cable shipments, that is, "CLOUD" type,

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that will then be made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

La figura 1.-Muestra un diagrama de bloques de un procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales realizado de acuerdo con el objeto de la invención. Figure 1.- Shows a block diagram of an advanced industrial brake monitoring procedure carried out in accordance with the object of the invention.

La figura 2.-Muestra un diagrama de bloques ampliado relativo al funcionamiento del sistema de captación . Figure 2.- Shows an enlarged block diagram related to the operation of the collection system.

REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Como se puede ver en la figura reseñada, el diagrama de bloques que define el procedimiento del la invención, incluye unos bloques de captación (1) mediante los que se capturan las señales (2) procedentes de sensores que determinan el estado del freno de una máquina, de manera que, las señales captadas y procedentes de los sensores, son transmitidas, a través de un bus de comunicaciones (3) hasta alcanzar una pasarela de adaptación (4) de dichas señales, para finalmente efectuarse un procesamiento y monitorización en un bloque (5), que puede ser de forma local o remota, vía WIFI (6), Ethernet o vía comunicaciones móviles. As can be seen in the above-mentioned figure, the block diagram that defines the method of the invention includes pickup blocks (1) by which the signals (2) from sensors that determine the brake status of a brake are captured. machine, so that the signals captured and coming from the sensors are transmitted, through a communications bus (3) until an adaptation gateway (4) of said signals is reached, to finally perform a processing and monitoring in a block (5), which can be locally or remotely, via WIFI (6), Ethernet or via mobile communications.

En la figura 2, se muestra de forma mas detallada el funcionamiento de cada uno de los bloques de captación (1), de manera que, para cada uno se definen una serie de entradas para sensores digitales (10), sensores analógicos (11 ) y sensores RTD (12), con sus correspondientes bloques de procesado de señales digitales (13), bloque de procesado de señales analógicas (14) y bloque de monitorización de los valores RTD y transformación en señal digilal (15). In figure 2, the operation of each of the pickup blocks (1) is shown in more detail, so that, for each one, a series of inputs for digital sensors (10), analog sensors (11) are defined. and RTD sensors (12), with their corresponding digital signal processing blocks (13), analog signal processing block (14) and monitoring block of RTD values and transformation into digital signal (15).

El bloque de procesado de señales digitales (13) permite leer entradas entre 10 y 230V Dc o Ac. The digital signal processing block (13) allows reading inputs between 10 and 230V DC or Ac.

Entradas digitales con selector de tensión (17), de modo que usando un sistema aislado ópticamente permite detectar el estado de una señal (O Ó 1) independientemente del tipo de Digital inputs with voltage selector (17), so that using an optically isolated system allows to detect the status of a signal (O Ó 1) regardless of the type of

señal de entrada sea AC o OC, siendo los datos procesados (18) enviados a un microcontrolador (16). input signal either AC or OC, the processed data (18) being sent to a microcontroller (16).

Por su parte, el bloque de procesado de señales analógicas (14) se encarga de procesar la señal 4-20mA y convertirla a un valor (19) legible para el microcontrolador (16). For its part, the analog signal processing block (14) is responsible for processing the 4-20mA signal and converting it to a readable value (19) for the microcontroller (16).

Se trata de un bloque de entradas analógicas de baja carga, permitiendo medir la corriente del bucle sin alterar significativamente la carga de este añadiendo la ventaja de poder muestrear la señal en cualquier punto del bus. It is a block of low-load analog inputs, allowing the loop current to be measured without significantly altering its load by adding the advantage of being able to sample the signal at any point on the bus.

En cuanto al bloque de monitorización de los valores RTD y transformación en señal digital (15), este se comunica con un microcontrolador de temperatura (20), que se encarga de administrar las RTD para que el bypass funcione aun estado la alimentación del SDT desconectada. Toma los valores y los saca por salidas 4-20mA (21), encargadas de proteger la circuitería. As for the monitoring block of the RTD values and transformation into a digital signal (15), it communicates with a temperature microcontroller (20), which is responsible for administering the RTDs so that the bypass works even when the SDT power is off. . Take the values and take them through 4-20mA outputs (21), responsible for protecting the circuitry.

El microcontrolador (16) se asocia a un modulo de reloj (22), encargado de mantener la hora del sistema, definiendo dicho microcontrolador el "cerebro" de todo el sistema , que recoge los datos, los procesa, actúa en consecuencia y envía las señales necesarias al bus (3). The microcontroller (16) is associated with a clock module (22), in charge of maintaining the system time, said microcontroller defining the "brain" of the entire system, which collects the data, processes it, acts accordingly and sends the necessary signals to the bus (3).

Dicho microcontrolador (16) se asocia a un modulo de indicación (23), con dos partes diferenciadas: Display (24) y LED's (25), los cuales indican si existe alguna problema, el estado de los sensores y avisa de posibles averías. Said microcontroller (16) is associated with an indication module (23), with two different parts: Display (24) and LED's (25), which indicate if there is a problem, the status of the sensors and warns of possible failures.

El microcontrolador se conecta al bus de comunicaciones (3), con sus correspondientes protecciones eléctricas (26), bus que define la comunicación de largo alcance del sistema, y que permite obtener datos de varios SDT en un mismo SMT. The microcontroller is connected to the communication bus (3), with its corresponding electrical protections (26), a bus that defines the long-range communication of the system, and that allows obtaining data from several SDTs in the same SMT.

Paralelamente, al microcontrolador (16), pueden estar asociados diferentes módulos periféricos (27), tales como un acelerómetro (28), que transforma los movimientos del equipo en señales para cuantificar el movimientolvibración al que está sometido el sistema, un modulo UID (29) de identificación de forma única de cada una de las placas, así como una memoria flash (30), para almacenar datos, guardar configuraciones o actualizaciones de firmware. In parallel, to the microcontroller (16), different peripheral modules (27) may be associated, such as an accelerometer (28), which transforms the movements of the equipment into signals to quantify the movement of vibration to which the system is subjected, a UID module (29 ) uniquely identifying each of the boards, as well as a flash memory (30), for storing data, saving configurations or firmware updates.

El circuito obviamente debe estar asistido por una fuente de alimentación (31) con su correspondiente módulo de distribución y protecciones eléctricas (32), y su módulo de procesado de tensiones (33), encargándose de transformar la señal de entrada (24V o 230V en diversas tensiones para alimentar cada uno de los bloques de la electrónica. The circuit must obviously be assisted by a power supply (31) with its corresponding distribution module and electrical protections (32), and its voltage processing module (33), responsible for transforming the input signal (24V or 230V into various tensions to power each of the electronics blocks.

Volviendo nuevamente a la figura 1, se ha previsto que en el procedimiento se lleve a cabo la transmisión de las señales captadas por los bloques de captación (1) hasta una central de control (7) de la propia máquina en la que esté instalado el freno a monitorizar, realizándose esa transmisión, tanto de las señales analógicas como de las digitales a través de un Bypass (8) y a través de un bus de comunicaciones PROFIBUS (9) entre el bloque de monitorización y procesamiento (5) Y la propia central de control (7) de la máquina. Returning again to Figure 1, it is envisaged that in the procedure the transmission of the signals captured by the pickup blocks (1) to a control center (7) of the machine itself on which the machine is installed is carried out brake to be monitored, this transmission being carried out, both of the analog and digital signals through a Bypass (8) and through a PROFIBUS communications bus (9) between the monitoring and processing block (5) and the central unit itself of control (7) of the machine.

En definitiva, se trata de un proceso en el que se lleva a cabo primeramente una captación de señales (digitales y/o analógicas), procedentes de sensores que han de determinar el estado del freno instalado en la máquina a supervisar, de manera que tras esa captación se efectúa una transmisión de la señal, en un caso a través de un bus de comunicación industrial con procesamiento digital y en otro caso por envío directo de las señales sin ningún tipo de procesado, es decir por derivación o by-pass, todo ello al correspondiente centro de control que incorpore la máquina en cuestión. In short, it is a process in which firstly a capture of signals (digital and / or analog) is carried out, coming from sensors that have to determine the state of the brake installed in the machine to be monitored, so that after this acquisition is carried out a signal transmission, in one case through an industrial communication bus with digital processing and in another case by direct sending of the signals without any type of processing, that is by derivation or bypass, all this to the corresponding control center that incorporates the machine in question.

Tras esa etapa de captación y transmisión se lleva a cabo el procesamiento de las señales para generar estadísticas, gráficas y datos de monitorización, reportes, localización, así como resolución de averías, o comportamientos anómalos, para finalmente efectuar una monitorización de los resultados, que puede ser de forma local, remota, vía WIFI, Ethernet o mediante comunicaciones móviles. After this stage of capture and transmission, the processing of the signals is carried out to generate statistics, graphs and monitoring data, reports, location, as well as troubleshooting, or anomalous behaviors, to finally carry out a monitoring of the results, which It can be locally, remotely, via WIFI, Ethernet or through mobile communications.

Claims

1a._ Advanced monitoring procedure for industrial brakes, said industrial brakes being installed on machines such as cranes, conveyor belts and the like, characterized in that it comprises the phases of:

Collection of analog and / or digital signals from respective sensors, to determine the corresponding brake status.

Transmission of the analog and / or digital signals captured to a control unit incorporated in the machine itself.

Processing of said analog and / or digital signals, analyzing the captured values and generating alarms and alerts, as well as generating statistics, graphs, data for subsequent monitoring, reports, as well as troubleshooting and / or anomalous behavior.

Monitoring of the results obtained in the previous phase and their previous conversion by an adaptation gateway.

2a._ Advanced industrial brake monitoring procedure, according to claim 1, characterized in that the analog and / or digital signals captured are transmitted, via a communication bus, to different collection means, prior to their digital processing, for its definitive shipment to the control center of the machine.

3a._ Advanced industrial brake monitoring procedure, according to claim 1, characterized in that the analog and / or digital signals captured are derived by a bypass and sent directly to the control center of the machine.

4a._ Advanced industrial brake monitoring procedure, according to previous claims 1a, characterized in that the monitoring of the results obtained after processing is carried out locally or remotely via WIFI. Ethernet or via mobile communications.