ES2630112T3 - Aparato y procedimiento de detección de desconexión - Google Patents

Aparato y procedimiento de detección de desconexión Download PDF

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Abstract

Un aparato de detección de desconexión (20) para detectar un estado de un cable conectando un dispositivo de salida de señal de corriente (13) a un dispositivo externo (11), comprendiendo el aparato: una unidad de monitorización (21) que genera diferentes tensiones en función de si una señal de corriente, introducida desde el dispositivo de salida de señal de corriente (13), se aplica al dispositivo externo (11); una unidad de generación de tensión de referencia (22) que genera una tensión de referencia, caracterizada por: una unidad de comparación (23) que emite una tensión positiva o una tensión negativa de acuerdo con una tensión de referencia, y la tensión generada a partir de la unidad de monitorización (21) con la tensión de referencia; y una unidad de conmutación (24) activada por la tensión negativa emitida desde la unidad de comparación (23), para emitir una señal de detección de desconexión.

Description

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DESCRIPCION
Aparato y procedimiento de deteccion de desconexion ANTECEDENTES
La presente divulgacion se refiere a un aparato y procedimiento de deteccion de desconexion y, mas concretamente, a un aparato y un procedimiento para detectar si hay una desconexion entre un dispositivo de salida de senal de corriente, tal como un modulo de salida de corriente analogica de PLC y un dispositivo externo que recibe la senal de corriente.
Varios dispositivos de salida de senal de corriente se utilizan para la transmision de una senal de corriente a otros dispositivos. Un modulo de salida de corriente analogica, utilizado en un controlador logico programable (PLC), es un ejemplo de dispositivo de salida de senal de corriente, que transmite una corriente continua, que varia desde aproximadamente 0 mA hasta aproximadamente 20 mA, o desde aproximadamente 4 mA hasta aproximadamente 20 mA, a los dispositivos externos.
Sin embargo, si el estado del cableado entre los dispositivos de salida de senales de corriente y los dispositivos externos es malo, la corriente no fluye entre los mismos.
Si los operadores comprueban el estado del cableado a simple vista, a menudo es dificil detectar la desconexion exactamente. La desconexion se puede producir debido a varios factores, por ejemplo, cuando un cable, del cual se pela un cubierta de manera indeseable, esta conectado a un bloque de terminales de un modulo de salida de corriente analogica o a un bloque de terminales del dispositivo externo, o cuando el estado de conduccion electrica pasa a ser deficiente debido a sustancias extranas introducidas entre el cable y una clavija del bloque de terminales.
En este caso, si los operadores no son capaces de comprobar el estado del cableado exactamente y determinar que el modulo de salida de corriente analogica en si tiene un problema, esto hace que los operadores empleen bastante tiempo e incurran en costes elevados para la resolucion de problemas.
El documento WO 2011/162240 A1 divulga un circuito para detectar la desconexion de un circuito de puente, que suprime un cambio de las caracteristicas de un sensor para ser minimo. El circuito para detectar la desconexion de un circuito de puente esta configurado por: medios de conduccion de corriente, que llevan una corriente a un potencial predeterminado desde el terminal de salida de un circuito de puente; medios de deteccion de diferencia de potencial, que detectan una diferencia entre el potencial del terminal de salida del circuito de puente y el potencial predeterminado; y un medio de deteccion de desconexion, que detecta la desconexion en base a la salida de los posibles medios de deteccion de diferencia.
SUMARIO
Los modos de realizacion proporcionan un aparato de deteccion de desconexion capaz de detectar un estado de conexion entre todos los tipos de dispositivos de salida de senal de corriente, tales como un modulo de salida de corriente analogica del PLC y dispositivos externos.
Los modos de realizacion tambien proporcionan un aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con un modo de realizacion que incluye una unidad de monitorizacion que genera diferentes tensiones en funcion de si una entrada de senal de corriente del dispositivo de salida de senal de corriente se aplica al dispositivo externo; una unidad de generacion de tension de referencia que genera una tension de referencia; una unidad de comparacion que emite una tension de acuerdo con un resultado obtenido mediante la comparacion de la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion con la tension de referencia; y una unidad de conmutacion que emite una senal de deteccion de desconexion en base a la tension emitida desde la unidad de comparacion.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La fig. 1 es un diagrama de bloques que ilustra una conexion entre un dispositivo de salida de senal de corriente y un dispositivo externo de acuerdo con un modo de realizacion.
La fig. 2 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de un aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con un modo de realizacion.
La fig. 3 es un diagrama de circuito equivalente del aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con el modo de realizacion.
La fig. 4 es una tabla a modo de ejemplo que muestra un estado de funcionamiento del aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con un modo de realizacion.
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DESCRIPCION DETALLADA DE LOS MODOS DE REALIZACION
Los terminos o palabras que se usan en la memoria descriptiva y las reivindicaciones no deberian interpretarse como que se limitan a un significado aceptado o lexico, y deberian entenderse como nociones adecuadas por parte del inventor, en base a que el / ella es capaz de definir los terminos para describir su invencion de la mejor manera para que sea vista por los demas.
Por lo tanto, los modos de realizacion y los dibujos descritos en el presente documento son simplemente a modo de ejemplo y no exhaustivos, y se entendera que se pueden realizar diversas modificaciones y equivalentes para ocupar el lugar de los modos de realizacion.
De aqui en adelante se describiran con mas detalle los modos de realizacion preferidos con referencia a los dibujos adjuntos.
La fig. 1 es un diagrama de bloques que ilustra una conexion entre un dispositivo de salida de senal de corriente y un dispositivo externo de acuerdo con un modo de realizacion.
Haciendo referencia a la fig. 1, un dispositivo de salida de senal de corriente 13, tal como un modulo de salida de corriente analogica utilizado en controladores logicos programables (PLC), emite una senal de corriente a un dispositivo externo 11 conectado al mismo.
El dispositivo externo 11 puede ser diversos tipos de dispositivos. La salida de senal de corriente del dispositivo de salida de senal de corriente 13 se transmite al dispositivo externo 11, y el dispositivo externo 11 se hace funcionar de acuerdo con la senal de corriente. El dispositivo externo 11 puede tener diferentes valores de carga. Por ejemplo, de acuerdo con la norma de la Comision Electrotecnica Internacional (IEC 6113), el valor maximo de resistencia de carga es de aproximadamente 600 Q o menos.
Un aparato de deteccion de desconexion 20 puede detectar si un cable entre el dispositivo de salida de senal de corriente 13 y el dispositivo externo 11 esta roto.
La fig. 2 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de un aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con un modo de realizacion.
Haciendo referencia a la fig. 2, el aparato de deteccion de desconexion 20 incluye una unidad de monitorizacion 21, una unidad de generacion de tension de referencia 22, una unidad de comparacion 23 y una unidad de conmutacion 24.
La unidad de monitorizacion 21 genera diferentes tensiones en funcion de si la entrada de senal de corriente desde el dispositivo de salida de senal de corriente 13 fluye a traves del dispositivo externo 11. La unidad de generacion de tension de referencia 22 genera una tension de referencia que tiene un cierto nivel.
Por ejemplo, la unidad de monitorizacion 21 puede generar una tension mayor que la tension de referencia cuando la senal de corriente no fluye a traves del dispositivo externo 11. Ademas, la unidad de monitorizacion 21 puede generar una tension inferior a la tension de referencia cuando la senal de corriente fluye a traves del dispositivo externo 11.
De forma alternativa, la unidad de monitorizacion 21 puede generar una tension inferior a la tension de referencia cuando la senal de corriente no fluye a traves del dispositivo externo 11. Ademas, la unidad de monitorizacion 21 puede generar una tension mayor que la tension de referencia cuando la senal de corriente fluye a traves del dispositivo externo 11.
Por lo tanto, la unidad de monitorizacion 21 puede generar una tension mayor o menor que la tension de referencia cuando la senal de corriente no fluye a traves del dispositivo externo 11. Ademas, la unidad de monitorizacion 21 puede generar una tension menor o mayor que la tension de referencia cuando la senal de corriente fluye a traves del dispositivo externo 11.
La unidad de comparacion 23 puede emitir una tension positiva (+) o una tension negativa (-) de acuerdo con una diferencia entre la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion 21 y la tension de referencia.
Por ejemplo, la unidad de comparacion 23 puede emitir una tension negativa cuando la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion 21 es mayor que la tension de referencia generada a partir de la unidad de generacion de tension de referencia 22. Ademas, la unidad de comparacion 23 puede emitir una tension positiva cuando la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion 21 es menor que la tension de referencia generada a partir de la unidad de generacion de tension de referencia 22.
De forma alternativa, la unidad de comparacion 23 puede emitir una tension positiva cuando la tension generada a
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partir de la unidad de monitorizacion 21 es mayor que la tension de referenda generada a partir de la unidad de generacion de tension de referencia 22. Ademas, la unidad de comparacion 23 puede emitir una tension negativa cuando la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion 21 es menor que la tension de referencia generada a partir de la unidad de generacion de tension de referencia 22.
La unidad de conmutacion 24 puede emitir una senal de deteccion de desconexion mediante el uso de la tension emitida desde la unidad de comparacion 23. Aqui, la senal de deteccion de desconexion se menciona como una senal que indica si un cable esta desconectado o no.
Es decir, el aparato de deteccion de desconexion 20 puede emitir diferentes tensiones en funcion de los estados cuando el cable esta desconectado y conectado, y asi informar a los operadores de si el cable esta desconectado mediante el uso de las diferentes tensiones.
La fig. 3 es un diagrama de circuito equivalente del aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con el modo de realizacion.
Haciendo referencia a la fig. 3, la unidad de comparacion 23 se configura utilizando un amplificador operativo (OP Amp) 23-1. El propio OP Amp 23-1 recibe tensiones de aproximadamente -12 V y aproximadamente +18 V. Un terminal de entrada inversora (IN-) recibe la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion 21, y un terminal de entrada no inversora (IN+) recibe la tension de referencia generada desde la unidad de generacion de tension de referencia 22.
La unidad de monitorizacion 21 puede ser configurada mediante un elemento resistor R11 conectado entre una fuente de alimentacion (por ejemplo, una tension de 18 V) y el terminal de entrada inversora (IN-) del OP Amp 23-1. Ademas, un contacto del elemento resistor conectado al terminal de entrada inversora (IN-) del OP Amp 23-1 puede estar conectado a un contacto a traves de la senal de corriente emitida al dispositivo externo 11. Es decir, la entrada de senal de corriente desde el dispositivo de salida de senal de corriente 13 se transmite al dispositivo externo 11 a traves del contacto del elemento resistor R11.
La unidad de generacion de tension de referencia 22 puede configurarse mediante el uso de los elementos resistores de division R21 y R22 conectados entre la alimentacion (por ejemplo, una tension de aproximadamente 18 V) y tierra.
Un contacto comun de los elementos resistores de division esta conectado al terminal de entrada no inversora (IN+) del OP Amp 23-1. Una tension de aproximadamente +18 V es dividida por el elemento resistor divisor para ser aplicada al contacto comun de los elementos resistores divisores R21 y R22 y, por lo tanto, la tension dividida se define como una tension de referencia.
La unidad de conmutacion 24 puede configurarse mediante un transistor FET1, un terminal de compuerta del cual esta conectado a un terminal de salida SALIDA del OP Amp 23-1, y un elemento resistor R41 conectado entre la fuente de alimentacion (por ejemplo, una tension de aproximadamente 5 V) y un terminal de origen del transistor FET1. Hay varios tipos de transistores disponibles, por ejemplo, se puede utilizar un transistor de efecto de campo (FET).
El transistor FET1, un terminal de drenaje del cual esta conectado a tierra AGND, y el transistor FET1 se activa / desactiva de acuerdo con una tension de salida del OP Amp 23-1.
Aqui, la tension aplicada al terminal de origen del transistor de FET1 puede funcionar como la senal de deteccion de desconexion que indica si el cable esta desconectado o no.
La fig. 4 es una tabla a modo de ejemplo que muestra un estado de funcionamiento del aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con un modo de realizacion.
Las operaciones del aparato de deteccion de desconexion de acuerdo con el modo de realizacion en la fig. 3 se describiran ahora con referencia a la fig. 4.
Aqui, se supone que los valores de resistencia de los elementos resistores de division R21 y R22 son 49,9 KQ y 147 K Q, respectivamente; el valor de resistencia de carga del dispositivo externo 11 es de aproximadamente 600 Q o menos, y el transistor FET 1 es un transistor de canal P.
Si se desconecta el cable entre el dispositivo de salida de senal de corriente y el dispositivo externo, se aplica una tension de +18 V al terminal de entrada inversora (IN-) del OP Amp 23-1. Ademas, se aplica una tension de +13,44 V al terminal de entrada no inversora (IN+). Por lo tanto, el OP Amp 23-1 emite la tension de -12 V entre la tension de +18 V y la tension de -12 V suministradas al mismo.
Por lo tanto, dado que la tension de salida del OP Amp 23-1 es negativa, el transistor FET1 se activa para emitir una
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tension de tierra como la senal de deteccion de desconexion.
Sin embargo, si el estado del cableado entre el dispositivo de salida de senal de corriente y el dispositivo externo es normal, una tension aplicada al terminal de entrada inversora (IN-) del OP Amp 23-1 es de 10 mV o menos (cuando no se emite corriente) o de 12 V o menos (cuando el valor maximo de la corriente de salida es de 20 mA). Ademas, se aplica una tension de +13,44 V al terminal de entrada no inversora (IN+). Por lo tanto, el OP Amp 23-1 emite la tension de +18 V entre la tension de +18 V y la tension de -12 V suministradas al mismo.
Por lo tanto, dado que la tension de salida del OP Amp 23-1 es positiva, el transistor FET1 se desactiva para emitir una tension de 5 V como la senal de deteccion de desconexion.
La senal de deteccion de desconexion emitida desde la unidad de conmutacion 24 puede transmitirse, por ejemplo, a una unidad de microprocesador (MPU) del dispositivo de salida de senal de corriente 13, para informar a los operadores de si se desconecta el cable. En los modos de realizacion, la MPU reconoce que el cable externo esta desconectado cuando la senal de deteccion de desconexion tiene una tension de tierra.
Segun sea necesario, un procedimiento de entrada del OP Amp 23-1 y un tipo de transistor de la unidad de conmutacion 24 pueden configurarse diversamente.
Por ejemplo, cuando se introduce una tension positiva en el terminal de compuerta del transistor FET1, el transistor FET1 se activa. En este caso, la unidad de monitorizacion 21 puede conectarse al terminal no inversor del OP Amp 23-1, y la tension de referencia puede conectarse al terminal de entrada inversora.
Aunque se han descrito modos de realizacion con referencia a un cierto numero de modos de realizacion ilustrativos de los mismos, deberia entenderse que otras numerosas modificaciones y modos de realizacion pueden ser ideados por los expertos en la materia, que quedaran dentro del espiritu y el alcance de los principios de esta divulgacion. Mas en particular, son posibles diversas variaciones y modificaciones en las partes y/o disposiciones componentes de la disposicion de combinaciones del objeto dentro del alcance de la divulgacion, los dibujos y las reivindicaciones adjuntas. Ademas de las variaciones y modificaciones en las partes y/o las disposiciones componentes, seran tambien evidentes usos alternativos para los expertos en la materia.

Claims (8)

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  7. 8.
    55
  8. 9.
    REIVINDICACIONES
    Un aparato de deteccion de desconexion (20) para detectar un estado de un cable conectando un dispositivo de salida de senal de corriente (13) a un dispositivo externo (11), comprendiendo el aparato:
    una unidad de monitorizacion (21) que genera diferentes tensiones en funcion de si una senal de corriente, introducida desde el dispositivo de salida de senal de corriente (13), se aplica al dispositivo externo (11);
    una unidad de generacion de tension de referencia (22) que genera una tension de referencia, caracterizada por:
    una unidad de comparacion (23) que emite una tension positiva o una tension negativa de acuerdo con una tension de referencia, y la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion (21) con la tension de referencia; y
    una unidad de conmutacion (24) activada por la tension negativa emitida desde la unidad de comparacion (23), para emitir una senal de deteccion de desconexion.
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la unidad de comparacion (23) comprende un amplificador operativo (OP Amp), que recibe la tension generada a partir de la unidad de monitorizacion (21), a traves de un terminal de entrada inversora (IN-) del mismo, y recibe la tension de referencia generada desde la unidad de generacion de tension de referencia (22), a traves de un terminal de entrada no inversora (IN+) del mismo.
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la unidad de comparacion (23) compara las tensiones introducidas a traves del terminal de entrada inversora (IN-) y el terminal de entrada no inversora (IN+), respectivamente, en el que, cuando la tension introducida a traves del terminal de entrada no inversora (IN+) es mayor que la tension introducida a traves del terminal de entrada inversora (IN-), la unidad de comparacion (23) emite una tension negativa.
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la unidad de monitorizacion (21) comprende un elemento resistor (R11) conectado entre una fuente de alimentacion y el terminal de entrada inversora (IN-), estando un contacto del elemento resistor, conectado al terminal de entrada inversora (IN -), conectado a un contacto a traves del cual la senal de corriente se emite al dispositivo externo (11).
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que la unidad de monitorizacion (21) genera una tension mayor que la tension de referencia cuando la senal de corriente aplicada desde el dispositivo de salida de corriente (13) no fluye hacia el dispositivo externo (11), y genera una tension menor que la tension de referencia cuando la senal de corriente fluye a traves del dispositivo externo (11).
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la unidad de generacion de tension de referencia (22) comprende una pluralidad de elementos resistores de division (R21, R22), conectados entre una fuente de alimentacion y tierra, estando un contacto comun de los elementos resistores de division (R21, R22) conectado al terminal de entrada no inversora (IN+).
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la unidad de conmutacion (24) comprende:
    un transistor (FET1) activado / desactivado de acuerdo con una tension de salida del OP Amp (23-1); y
    un elemento resistor (R41) conectado entre la alimentacion y un terminal de origen del transistor (FET1).
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que el transistor (FET1) tiene un terminal de drenaje conectado a la tierra, y emite la senal de deteccion de desconexion a traves del terminal de origen del mismo.
    El aparato de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que, cuando una tension positiva se introduce en un terminal de compuerta del transistor (FET1), la unidad de conmutacion (24) se activa, y la unidad de monitorizacion (21) se conecta al terminal de la entrada no inversora (IN+) del OP Amp (23-1), y la tension de referencia se conecta al terminal de entrada inversora (IN-).
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