ES2922169T3 - Mecanismo de actuación con batería integral - Google Patents

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David Ware
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Rotork Controls Ltd
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Abstract

La presente invención describe un dispositivo de actuador impulsado por el motor que comprende un recinto (1) en el que se encuentran un motor, un módulo de control (3) y una unidad (4). La unidad (4) se combina entre un motor y un dispositivo que se está accionando. El dispositivo comprende además una entrada para recibir una fuente de alimentación energética renovable o cosechada y una batería (6) alojada dentro de dicho recinto (1). La batería (6) está conectada eléctricamente para impulsar selectivamente el motor y el sistema de accionamiento (4) y se puede conectar eléctricamente a la fuente de alimentación de energía renovable o cosechada para la carga. El módulo de control está configurado para hacer que la batería (6) conduzca selectivamente el motor y haga que el actuador se mueva. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Mecanismo de actuación con batería integral
Campo de la invención
Esta invención se refiere generalmente a un dispositivo actuador accionado por motor, tal como un actuador de válvula, que incluye una batería integral.
Antecedentes de la invención
La fuente de energía que se aplica a un dispositivo de actuación accionado por motor, tal como un actuador de válvula, se proporciona generalmente por una alimentación de la red de AC. Sin embargo, se sabe que en tales dispositivos se proporciona una batería de reserva (a menudo externa) para proporcionar una operación de apagado de la válvula mediante la utilización de la energía de una fuente de batería durante una falla en la red de alimentación de AC. Por lo tanto, en tales dispositivos, en condiciones normales de suministro, el actuador opera desde el suministro eléctrico de AC del sitio. Sin embargo, en el evento de que se pierda este suministro, el actuador cambia automáticamente para recibir energía de un suministro de batería, lo que permite el control de la válvula a una posición (a menudo externa) preconfigurada (de apagado).
Sin embargo, la batería usada en tales dispositivos es externa al actuador, un dispositivo pasivo y es de un tipo que generalmente no es adecuado para su uso en entornos a prueba de explosiones (EP). Hay poco o ningún monitoreo activo u operación de la batería, y ciertamente no podría considerarse adecuada para actuar como el único suministro de energía para efectuar la operación normal del actuador de la válvula.
El documento WO2010083058 describe un actuador de válvula autónomo que puede comprender un componente de actuador. Este actuador puede ser lineal o de cuarto de vuelta en dependencia de la válvula. El actuador puede ser de doble acción, lo que significa que el pistón se desplazará una vez para abrir y otra para cerrar. El sistema de válvula autónoma usa fluido hidráulico para operar la válvula. El sistema de válvula se energiza directamente con la energía eléctrica de una batería. También se incorporan paneles solares para captar la energía solar y convertir esta energía en energía eléctrica. Esta energía eléctrica que se convierte se almacena en la batería, lo que permite que la batería suministre energía continuamente mientras reduce sustancialmente la posibilidad de que se agote la energía de la batería. Este reabastecimiento de energía eléctrica y el uso del fluido hidráulico crean un sistema de actuación de válvula autónomo.
El documento EP0923013 describe un cabezal de termostato para una válvula que tiene una carcasa sin mango. En la carcasa se dispone un elemento termostático ajustable en dependencia de la temperatura a controlar. El dispositivo de ajuste del valor deseado asociado se forma por una unidad de regulación que puede ajustarse en todo el intervalo de valores deseados por medio de un activador. La entrada del valor deseado no tiene lugar a través de un mango, sino a través de un generador de señales. Esto permite un ajuste muy simple de la reducción nocturna o de un programa de valores deseados, sin causar un consumo de energía excesivo o una interrupción del procedimiento de control de fallo de energía.
El documento US2009101341 describe un aparato para controlar un flujo de fluido en un pozo que incluye un dispositivo de control de flujo y un generador que genera energía eléctrica en respuesta al flujo de un fluido eléctricamente conductor. El dispositivo de control de flujo puede incluir un actuador que recibe energía eléctrica del generador y una válvula que se acopla operativamente al actuador. El actuador puede configurarse para operar después de que el generador genere un valor prefijado para la tensión inducida. El generador puede usar un par de electrodos que se posicionan a lo largo de una trayectoria de flujo del fluido eléctricamente conductor para generar energía eléctrica. En una disposición, uno o más elementos que se posicionan cerca de los electrodos generan un campo magnético a lo largo de la trayectoria de flujo del fluido eléctricamente conductor que causa que los electrodos generen una tensión. En otra disposición, los electrodos crean un potencial electroquímico en respuesta al contacto con el fluido eléctricamente conductor.
Es un objeto de los aspectos de la presente invención abordar al menos algunas de estas cuestiones.
Sumario de la Invención
De acuerdo con el aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo actuador accionado por motor que comprende una carcasa del recinto del actuador:
- un motor del actuador;
- un módulo de control; y,
- un accionador que comprende un eje, el accionador se configura para acoplar el motor del actuador a una válvula o amortiguador a actuar a través del eje;
- una entrada, un suministro de energía de energía renovable o recolectada que puede recibirse en la entrada; y,
- un conjunto de baterías que se aloja dentro del recinto del actuador, el conjunto de baterías se conecta eléctricamente para accionar de manera selectiva el motor del actuador y el accionador, y puede conectarse eléctricamente al suministro de energía de energía renovable o recolectada para su carga; caracterizado porque el módulo de control se configura para:
- instruir al conjunto de baterías para que accione de manera selectiva el motor del actuador para desplazar el dispositivo actuador; y activar un evento de apagado de la batería, donde el dispositivo actuador se desplaza a una posición o límite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías, cuando el módulo de control detecta que la capacidad del conjunto de baterías se ha descargado a un nivel predeterminado, y el suministro de energía inconsistente no se encuentra en un nivel suficiente para mantener o recargar la capacidad de la batería.
El suministro de energía de energía renovable o recolectada puede configurarse para hacer funcionar los sistemas auxiliares del dispositivo actuador.
Los sistemas auxiliares pueden comprender sensores y/o transductores que se conectan por medios inalámbricos o cableados para monitorear las condiciones del proceso con respecto al dispositivo actuador.
El dispositivo actuador puede tener al menos dos modos de operación, el primer modo de operación que comprende un modo de apagado en el que el módulo de control instruye al dispositivo actuador para que se mueva a una posición o límite predefinido.
El módulo de control puede configurarse para monitorear el estado del suministro de energía de energía renovable o recolectada y, si se determina que el suministro de energía de energía renovable o recolectada se encuentra desconectado y/o ha fallado y/o el conjunto de baterías se encuentra descargado hasta un umbral, el módulo de control puede configurarse para instruir al dispositivo actuador que se mueva a la posición o limite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías.
El módulo de control puede configurarse para instruir al dispositivo actuador que se mueva a la posición o límite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías en respuesta a la recepción de una señal de orden de apagado externo.
El dispositivo actuador puede comprender un modo de operación de actuación de batería, en donde el módulo de control se configura para hacer que el conjunto de baterías se cargue mediante las 2. el suministro de energía de energía renovable o recolectada y causar que el dispositivo actuador se mueva de manera selectiva bajo la energía del conjunto de baterías.
La redacción del suministro de energía inconsistente usado en la descripción se deriva de energía renovable o recolectada.
El suministro de energía de energía renovable o recolectada puede comprender un suministro de energía de energía solar, eólica y/o hidráulica.
El módulo de control puede configurarse para monitorear una tensión del conjunto de baterías y, en el evento de que se determine que la tensión se encuentra en o más abajo de una tensión de corte predeterminado, causar que el conjunto de baterías se aísle y evitar que se descargue más. El dispositivo actuador puede comprender una combinación de modos de operación de actuación y apagado de la batería, en donde el módulo de control se configura para instruir al conjunto de baterías para que se cargue con el suministro de energía de energía renovable o recolectada e instruir al dispositivo actuador para que se mueva de manera selectiva bajo la energía del conjunto de baterías, y para monitorear el estado del suministro de energía de energía renovable o recolectada y, si se determina que el suministro de energía inconsistente se encuentra desconectado y/o ha fallado y/o ha fallado y/o la batería se encuentra descargada hasta un umbral, instruir al dispositivo actuador para que se mueva a la posición o limite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías.
El módulo de control puede configurarse para recibir datos representativos de un estado del suministro de energía de energía renovable o recolectada, recibir datos representativos de un estado de carga y/o estado del conjunto de baterías, e instruir al conjunto de baterías para que se cargue desde el suministro de energía renovable o recolectada cuando se determina que el suministro de energía renovable o recolectada se encuentra presente y el conjunto de baterías requiere cargarse.
El dispositivo puede comprender además al menos un dispositivo de detección de temperatura asociado con el conjunto de baterías, el módulo de control se configura además durante la carga del conjunto de baterías, para: - recibir, desde el al menos un dispositivo de detección de temperatura, datos representativos de una temperatura medida asociada con el conjunto de baterías;
- comparar la temperatura medida con una primera temperatura umbral predeterminada; y,
- si la temperatura medida es mayor que la primera temperatura umbral predeterminada, instruir que se reduzca la corriente de carga que se suministra desde el suministro de energía externa al conjunto de baterías hasta que la temperatura medida se encuentre en o más abajo de la primera temperatura umbral predeterminada.
El dispositivo actuador puede comprender además al menos un dispositivo de calentamiento asociado con el conjunto de baterías, y en donde el módulo de control se configura además, durante la carga del conjunto de baterías, para comparar la temperatura medida con una segunda temperatura umbral predeterminada y, si la temperatura medida es menor que la segunda temperatura umbral predeterminada, instruir que el al menos un dispositivo de calentamiento se encienda hasta que la temperatura medida se encuentre en o por encima de la segunda temperatura umbral predeterminada.
El módulo de control también puede configurarse, durante la descarga del conjunto de baterías, para:
recibir, desde el al menos un dispositivo de detección de temperatura, datos representativos de una temperatura medida asociada con el conjunto de baterías;
comparar la temperatura medida con una tercera temperatura umbral predeterminada; y,
si la temperatura medida es menor que la tercera temperatura umbral predeterminada, reducir la tensión de corte predeterminada.
El conjunto de baterías puede comprender una pluralidad de celdas de litio secundarias, hidruro metálico de níquel o níquel-cadmio, y el dispositivo puede comprender además un circuito de carga equilibrado y un circuito que se configura para proporcionar protección contra sobretensión, sobrecorriente y subtensión con respecto a las celdas de la batería.
El conjunto de baterías puede comprender una pluralidad de celdas de litio secundarias o de hidruro metálico de níquel o de níquel cadmio que se disponen y configuran para su uso en entornos a prueba de explosiones.
El módulo de control puede configurarse para operar en una pluralidad de modos, eventos y acciones de operación además de una operación de apagado. La pluralidad de modos, eventos y acciones de operación incluyen la actuación de la batería, el modo autónomo, el apagado de la red, el apagado de la batería y los eventos de actuación de batería.
En el modo de apagado, el módulo de control puede configurarse para desplazar el dispositivo actuador a cualquier otra posición media y/o cualquier otro límite de movimiento.
En el modo de actuación de la batería, el módulo de control puede configurarse para instruir al suministro de energía de energía renovable o recolectada que opere los sistemas auxiliares del dispositivo actuador, que incluye la instrucción del conjunto de baterías a cargar mediante el suministro de energía de energía renovable o recolectada hasta que recibe una orden de movimiento y, en respuesta a la orden de movimiento, puede instruir al conjunto de baterías que mueva el dispositivo actuador bajo la energía del conjunto de baterías, en forma de un evento de actuación de la batería, y que el conjunto de baterías se descargue. El módulo de control puede configurarse para comunicar el nivel de carga del conjunto de baterías, el estado del conjunto de baterías y/o los fallos a un usuario de manera remota a través de una red por cable o inalámbrica, opcionalmente en forma de registro de datos.
El dispositivo actuador puede configurarse para comunicarse de manera selectiva con el módulo de control y otros dispositivos y actuadores por medios cableados o inalámbricos, al ajustar el punto de referencia y/o moverse por las órdenes recibidas a través de una red por cable y/o inalámbrica. El dispositivo actuador puede configurarse para tomar decisiones de proceso en base a los datos que se reciben de los sensores y/o transductores y variar su propio punto de referencia en consecuencia, de manera selectiva con o sin referencia a un sistema de control externo, en el modo autónomo.
Si se considera que el suministro de energía de energía renovable o recolectada, o una alimentación de la red suplementaria, se encuentra desconectada o no es válida, o se recibe una orden de apagado válida, el dispositivo actuador puede configurarse (si tiene suficiente carga) para moverse desde cualquier posición a una posición o límite prefijado en un evento de apagado de la batería ya sea:
a. En caso de pérdida de suministro de energía válida
b. En caso de pérdida de suministro de energía y demanda válida por cable y/o inalámbrica
c. Al recibir una demanda válida por medios cableados y/o inalámbricos
d. Cualquiera de a., b. o c. con un retardo prefijado y configurable
El dispositivo puede comprender medios para monitorear la temperatura y durante la carga:
a. Comparar la temperatura con dos umbrales predeterminados (alto y bajo)
b. Si la temperatura medida se encuentra por encima del umbral alto, el módulo de control instruye que se reduzca la corriente de carga. La corriente de carga se restaura al nivel normal cuando la temperatura cae más abajo de la alta temperatura
c. Si la temperatura se encuentra más abajo del umbral bajo, el módulo de control instruye que se encienda un dispositivo de calentamiento para elevar y/o mantener la batería a una temperatura que permita unas tasas de carga óptima.
El dispositivo actuador accionado por motor puede comprender medios para monitorear la temperatura y durante la descarga:
a. Comparar la temperatura con dos umbrales predeterminados (primero bajo y bajo)
b. Si la temperatura medida se encuentra más abajo del primer umbral bajo, el módulo de control instruye que se reduzca la tensión mínima de descarga.
c. Si la temperatura se encuentra más abajo del umbral bajo, el módulo de control instruye que se encienda un dispositivo de calentamiento para elevar y/o mantener el conjunto de baterías a una temperatura que permita unas tasas de descarga óptima.
El dispositivo actuador accionado por motor puede configurarse para evitar la operación del actuador en cualquier modo si el conjunto de baterías:
a. Determina una condición de fallo
b. Si se configura así, determina que el nivel de carga se encuentra más abajo del que puede permitir un evento de apagado.
El dispositivo actuador accionado por motor puede comprender medios para gestionar y optimizar la fuente de energía dentro del recinto del actuador y variar la tasa de carga del conjunto de baterías.
Se describe además en la presente un módulo de gestión de batería para un dispositivo actuador accionado por motor que comprende un recinto en el que se aloja un motor y un accionador, el accionador se acopla entre un motor y el dispositivo que se actúa, el dispositivo que comprende además una entrada para recibir un suministro de energía de energía renovable o recolectada y un conjunto de baterías que se aloja dentro del recinto, el conjunto de baterías se conecta eléctricamente al suministro de energía de energía renovable para cargar, el módulo de gestión de la batería se configura para causar que el conjunto de baterías accione de manera selectiva el motor y cause que el actuador se mueva.
El módulo de gestión de la batería puede comprender al menos dos modos de operación, el primer modo de operación que comprende un modo de apagado en el que se causa que el dispositivo actuador se mueva a una posición o límite predefinido, y puede configurarse opcionalmente para monitorear el estado del suministro de energía de energía renovable y, si se determina que el suministro de energía de energía renovable se encuentra desconectado y/o ha fallado, causar que el actuador se mueva a la posición o limite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías.
El módulo de gestión de la batería puede configurarse para causar que el actuador se mueva a la posición o límite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías en respuesta a la recepción de una señal de orden de apagado externo.
El segundo modo de operación mencionado anteriormente comprende un modo de operación normal, en el que el conjunto de baterías se encuentra inactivo y el motor se acciona por el suministro de energía de energía renovable. El módulo de gestión de la batería puede comprender un modo de operación de actuación de la batería, en donde se configura para causar que el conjunto de baterías se cargue mediante el suministro de energía de energía renovable y causar que el actuador se mueva de manera selectiva bajo la energía del conjunto de baterías.
El módulo de gestión de la batería puede configurarse para recibir datos representativos de una medición de la vida útil de la batería y la impedancia de la celda del conjunto de baterías y compararlos con un perfil predefinido; a. Durante la carga, comparar la impedancia de la celda y reducir la tensión de carga en consecuencia b. Durante la descarga, comparar la impedancia de la celda y causar que el límite de tensión de descarga se reduzca en consecuencia.
El módulo de gestión de la batería puede configurarse para proteger las celdas del conjunto de baterías para cualquier condición de sobretensión, sobrecorriente o subtensión, al aislar el conjunto de baterías del dispositivo actuador, al informar una falla de manera visual o remota o a través de una red y, si se configura así evita la operación del actuador.
El módulo de gestión de la batería puede configurarse para comunicar el estado, el nivel de carga y la capacidad de manera visual y a través de una red por cable y/o inalámbrica a un usuario.
El módulo de control puede configurarse para activar un evento de apagado de la batería cuando se detecta que la capacidad del conjunto de baterías ha caído a un nivel crítico y el suministro de energía renovable o recolectada no se encuentra en un nivel suficiente para mantener o recargar la capacidad de la batería.
Breve descripción de los dibujos
Las modalidades de la presente invención se describirán ahora, a manera de ejemplo solamente, y con referencia a los dibujos acompañantes, en los que:
La Figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra un actuador de válvula;
La Figura 2 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra la configuración de un actuador, un conjunto de baterías y un módulo de control del actuador de un actuador de válvula; y
La Figura 3 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra un método de gestión de baterías.
Descripción detallada
Las modalidades de la presente invención se refieren más particularmente a los actuadores del tipo que encuentran una amplia aplicación como actuadores de válvulas y amortiguadores en, por ejemplo, las industrias de generación de energía, control de flujo de petróleo y gas, aplicaciones marinas, servicios de agua e industrias de procesamiento. Tales actuadores de válvula generalmente tienen un eje de salida que se acciona por un motor eléctrico reversible a través de engranajes, por ejemplo, engranajes de tornillo sinfín y rueda, y que pueden desplazar el eje de salida en cualquier dirección para abrir o cerrar una válvula que se conecta mediante un vástago de válvula al eje de salida. Con referencia a la Figura 1 de los dibujos, se ilustra un actuador de válvula de acuerdo con las modalidades de la presente invención y que comprende un recinto principal 1 y un recinto terminal 2. Los recintos pueden sellarse herméticamente para mantener la integridad hermética y proteger los componentes internos de los mismos. El recinto principal aloja los módulos de control 3, tales como un dispositivo de control de posición y un sensor de carga, así como también el tren de accionamiento 4. Una pantalla y los controles locales 5 pueden alojarse dentro de una cubierta en el recinto principal.
Un conjunto de baterías 6 se monta dentro del recinto principal y se conecta eléctricamente al mecanismo de actuación, y el actuador comprende además un módulo de control de batería 7 para la gestión del conjunto de baterías y la operación del mecanismo de actuación. El conjunto de baterías comprende una pluralidad de celdas, tales como celdas de litio secundarias, por cables en serie con protección de diodos entre las celdas. Los métodos de cableado de múltiples celdas de litio secundarias para formar un conjunto de baterías, y las configuraciones de cableado de las mismas, serán conocidos por un experto en la técnica.
El número exacto de celdas usadas y la configuración de cableado utilizada dependerán, hasta cierto punto al menos, en la capacidad y la energía que se logre, y también del espacio disponible para alojar el conjunto de baterías resultante, y la presente invención no pretende necesariamente limitarse con respecto a esto. Las celdas de litio secundarias se consideran ventajosas para su uso en un actuador de válvula del tipo descrito anteriormente, ya que son adecuadas para su uso en dispositivos a prueba de explosiones (EP). Sin embargo, la presente invención no pretende limitarse estrictamente con respecto a esto, y otros tipos de celdas adecuadas, tales como las de hidruro metálico de níquel o níquel-cadmio, serán evidentes para un experto en la técnica.
En un conjunto de baterías del tipo descrito anteriormente, se sabe que proporciona un circuito de carga de equilibrio inteligente que, además, protege las celdas de la batería contra la sobrecarga, la sobredescarga o la descarga excesiva (también conocidas como protección contra la sobretensión, sobrecorriente y subtensión respectivamente). Los circuitos para este propósito se conocen en otros campos técnicos y no se describirán con más detalle en la presente descripción. Basta con decir que una persona experta en la técnica del diseño de conjuntos de baterías se encontrará lo suficientemente familiarizada con los circuitos de carga de equilibrio electrónico y con los métodos de protección contra sobretensión, sobrecorriente y subtensión, para seleccionar e implementar una disposición adecuada de acuerdo con la configuración de las celdas/el método de cableado usado/la capacidad y la energía requeridas, y la especificación del actuador de la válvula.
Las celdas de las baterías secundarias tienen un intervalo de temperatura óptimo limitado y se proporciona un circuito adicional para protegerlas contra el exceso de temperatura, junto con respiraderos térmicos en la carcasa de la celda.
Con referencia a la Figura 2 de los dibujos, se ilustra, en forma de diagrama de bloques, una configuración de actuador 10, un módulo de control 12 y un conjunto de baterías 14 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El módulo de control 12 puede incorporar las funcionalidades de carga equilibrada y de protección contra sobretensión, sobrecorriente y subtensión mencionadas anteriormente, aunque esto no es esencial, y estas funciones pueden proporcionarse en un módulo/PCB separado. En la descripción que sigue, se describirán las características principales de la función de gestión de la batería de un módulo de control de actuadores de acuerdo con las modalidades de la presente invención, y debe entenderse que el módulo de control de actuadores 12 puede incluir otras funcionalidades no descritas en detalle en la presente descripción. Además, todas las características principales mencionadas anteriormente se describen como parte del mismo módulo de control del actuador, pero la funcionalidad del módulo de control del actuador puede proporcionarse en forma modular, con una o más de las funciones que se proporcionan en dispositivos/PCB separados, y/o remotos de otras funciones, y la presente invención no pretende necesariamente limitarse con respecto a esto.
El actuador de válvula de acuerdo con las modalidades de la invención, y particularmente el conjunto de baterías usado en el mismo, tiene tres modos de operación: denominados en la presente descripción como apagado, actuación de la batería y autónomo, así como también cinco eventos de operación, normal, apagado de la red, apagado de la batería, actuación de la batería y autónomo y varios tipos de acción resultantes, cada uno de los cuales se respalda por la integración de un conjunto de baterías del tipo descrito anteriormente dentro de un actuador de válvula y que se acopla al mismo a través de una función de gestión de batería que se proporciona como parte de un módulo de control del actuador.
En las modalidades de la invención, todos los modos mencionados anteriormente pueden lograrse mediante el uso del mismo hardware, usando diferentes configuraciones respectivas (conmutables). Puede usarse hardware adicional para el modo autónomo de operación para transformar típicamente la energía solar en energía eléctrica (de una manera conocida por un experto en la técnica).
La siguiente es una descripción del sistema de gestión de la batería. Esta modalidad se encuentra dentro del modo de apagado con eventos de operación normales, de apagado de la red y de apagado de la batería y acciones de orden y pérdida de energía, como se describirá con más detalle más adelante, sin embargo, muchos aspectos se refieren a todos los modos, eventos y acciones de operación.
El módulo de control y el flujo del proceso de gestión de la batería asociado proporcionan (con respecto al conjunto de baterías) la gestión activa de la tensión y la corriente, diagnósticos (que se localizan dentro del actuador de la válvula), la funcionalidad de retroalimentación del estado, la gestión de la baja temperatura (mediante el uso de calentadores para ayudar al rendimiento y mantener las celdas de la batería dentro de su intervalo de temperatura de operación optimo) y la gestión de la alta temperatura para extender la vida útil operativa de las celdas de la batería. En esta modalidad, el actuador de la válvula (y el conjunto de baterías y el módulo de control asociados) serían adecuados para su uso en entornos EP y no EP en intervalos de temperatura de -50 ° a 70 °C.
El módulo de gestión de la batería (o de control del actuador) interroga al conjunto de baterías para determinar la temperatura de la batería, la capacidad de la batería, la tensión de la batería y el nivel de carga restante dentro del paquete/celdas de la batería. La presente invención no se limita en cuanto a la manera en que se determinan estos parámetros; la principal utilidad y ventaja del módulo de control de acuerdo con esta modalidad de la invención es que usa estos parámetros detectados/calculados para administrar el conjunto de baterías, tomar decisiones y tomar las mejores acciones para el usuario, el actuador y/o el conjunto de baterías en base a estos parámetros, y/o informar un fallo del conjunto de baterías en base a estos parámetros dentro de un campo técnico donde este nivel de gestión de la batería no ha sido posible anteriormente. Uno de los principales beneficios, por supuesto, es que anteriormente no resultaba práctico usar un conjunto de baterías en un actuador de válvula o amortiguador que cumpliera con las regulaciones de EP fuera de casos específicos. Mientras que las tecnologías de celdas de baterías de litio secundarias y similares son capaces de utilizarse en aplicaciones de entornos peligrosos EP (y otros), su intervalo de temperatura de operación óptimo es limitado y requieren una gestión cuidadosa (especialmente cuando se cargan y descargan). Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, se abordan estas cuestiones. Se proporciona protección contra el exceso de temperatura, tanto a través de medios electrónicos como mediante el uso de respiraderos térmicos en la carcasa de la celda. El conjunto de baterías usa adicionalmente calentadores cuando la temperatura ambiente cae más abajo de un punto predefinido (y configurable) fijado por el módulo de control del actuador. Por lo tanto, estas medidas pueden utilizarse para mantener las celdas de la batería a una temperatura de trabajo óptima tanto para la carga como para la descarga, y pueden encenderse y apagarse de manera selectiva por el módulo de control del actuador cuando sea necesario. A altas temperaturas, el módulo de control del actuador puede tomar la decisión de cuándo cargar el conjunto de baterías y la tasa a la que cargar el conjunto de baterías, de esta manera se facilita la extensión de los intervalos de temperatura de operación y se extiende la vida útil del conjunto de baterías.
Además, durante la vida útil del actuador de la válvula, el conjunto de baterías se degradará inevitablemente. El módulo de control del actuador puede tener un mapa incorporado de tal degradación y, en combinación con la detección de la capacidad de la batería, el módulo de control del actuador puede variar el nivel de carga y la tensión para maximizar la vida útil y el rendimiento de la batería en diferentes etapas de su vida útil. Adicionalmente, puede haber un mapa incorporado de la capacidad de la batería con la temperatura que puede usarse para permitir que el módulo de control compense las diferentes condiciones de temperatura.
Por lo tanto, un módulo de control del actuador (que incorpora una función de gestión de la batería) de acuerdo con una modalidad de la presente invención se acopla de manera comunicable a una batería integral y que se configura para monitorear y controlar la operación de la batería de acuerdo con un modo de operación y una pluralidad de parámetros respectivos asociados, como se describirá con más detalle a continuación.
Con referencia ahora a la Figura 3 de los dibujos, un módulo de gestión (o control) de la batería y un método de gestión de la batería, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, se describirán ahora con más detalle en relación con el diagrama de flujo que se ilustra. El diagrama de flujo de la gestión de la batería comienza en la etapa 100, en donde el flujo del proceso de carga subsecuente se activa típicamente (aunque no esencialmente) cuando el módulo se enciende o después de que el conjunto de baterías se encuentre en estado inactivo.
Una vez que ha comenzado el flujo del proceso, el módulo de control del actuador verifica el estado (en la etapa 102) del conjunto de baterías para los siguientes parámetros:
• Nivel de carga
• Temperatura
• Fallos
o Subtensión
o Sobretensión
o Sobretemperatura
• Estado de la celda y/o requisitos de servicio/mantenimiento
El módulo de control del actuador selecciona un evento y una acción de operación en base al estado actual del nivel de la red eléctrica, así como también si el conjunto de baterías es seguro de usar o no, si el actuador es seguro de operar o no y si el conjunto de baterías requiere cargarse. Por lo tanto, en la etapa 104, el módulo de control del actuador verifica si la red eléctrica que se conecta al actuador de la válvula es válida o no (es decir, suficiente para accionar el motor, hacer funcionar las funciones periféricas del actuador de la válvula y cargar el conjunto de baterías (si es necesario)).
Si (o mientras) se determina que la red eléctrica presente es válida, la batería es segura para usar y se encuentra completamente cargada, y el actuador es seguro para funcionar, el actuador de la válvula puede operar como un actuador de válvula convencional accionado por motor, que se define en la presente descripción como eventos normales de operación, energizado por la red de energía presente, y con el conjunto de baterías en un estado inactivo (y que se configura para proporcionar la operación requerida de cierre de la válvula en el evento de una orden respectiva, pérdida de energía, falla del actuador, etc.).
Si se determina que la red eléctrica presente no es válida (es decir, no se encuentra presente o más abajo de un nivel definido), y/o se recibe una orden de apagado válida, pero la batería es segura para usar, el actuador es seguro para funcionar y hay suficiente carga en el conjunto de baterías, el módulo de control del actuador causará un evento de apagado de la batería. En este modo, el actuador se desplaza a una posición o límite predefinido con la energía de la batería, ya sea inmediatamente o después de un tiempo de espera configurable.
Si se determina que la red eléctrica presente es válida (es decir, presente y por encima de un nivel definido) y se recibe una orden de apagado válida y el actuador se encuentra configurado, el módulo de control del actuador causará un evento de apagado de la red. En este modo, el actuador que se desplaza a una posición o límite predefinido bajo la red eléctrica, con la batería que actúa como reserva (si se considera que la energía de la red no es válida, esto puede causar un evento de apagado automático de la batería), ya sea inmediatamente o después de un tiempo de espera preconfigurado.
En más detalle, y de acuerdo con una modalidad, en un evento de apagado de la batería, el actuador de la válvula, bajo la energía que se recibe del conjunto de baterías:
• Se desplaza desde cualquier posición hasta el límite completamente abierto, se detiene en el límite o posición de la carga (es decir, el torque y/o el empuje)
• Se desplaza desde cualquier posición hasta el límite completamente cerrado que se detiene ya sea en el límite de carga o en la posición
• Se desplaza desde cualquier posición a cualquier otra posición media.
Cuando se reanude la red eléctrica válida, el actuador volverá a entrar en operación normal (sea este normal, de actuación por batería o autónomo), siempre que (o cuando) el conjunto de baterías se encuentre lo suficientemente cargado para permitir una operación de apagado.
Si en la etapa 104 se determina que la red eléctrica es válida (y, en la etapa 102, se determina que la batería es segura de usar, pero requiere cargarse), el módulo de control del actuador comenzará, en la etapa 106, la carga del conjunto de baterías. Dentro del lazo de flujo del proceso de carga de la batería, el módulo de control del actuador verifica de nuevo la red eléctrica (en la etapa 108) y también verifica (de nuevo) si pasan o no todas las verificaciones de seguridad de la batería (en la etapa 110). Si la red eléctrica permanece normal y se pasan todas las verificaciones de seguridad de la batería, el flujo del proceso de carga del conjunto de baterías pasa a la etapa 112. En la etapa 112, el módulo de control del actuador recibe (desde un sensor de temperatura) datos representativos de la temperatura de las celdas de la batería. Luego compara la temperatura detectada contra un umbral alto predeterminado. Si, en comparación con el umbral alto predeterminado, se determina que la temperatura del conjunto de baterías es demasiado alta, el módulo de control del actuador reduce la corriente de carga del conjunto de baterías (en la etapa 114). Esta parte del proceso es iterativa y puede repetirse en etapas, hasta que se determine que la temperatura del paquete de la batería se encuentra más abajo del umbral alto (y/o dentro de un intervalo predeterminado). A continuación, en la etapa 116, el módulo de control del actuador compara la temperatura actual del conjunto de baterías con un umbral primario bajo predeterminado. Si, en comparación con el umbral primario bajo predeterminado, se determina que la temperatura del conjunto de baterías es demasiado baja, el módulo de control del actuador se configura para encender el calentador del conjunto de baterías (en la etapa 118). Una vez más, esta parte del flujo del proceso puede ser iterativa y repetirse hasta que se determine que la temperatura del conjunto de baterías se encuentra dentro del intervalo de temperatura definido entre el umbral alto y el umbral primario bajo.
De acuerdo con las modalidades de la invención, el régimen de carga puede adaptarse de acuerdo con la edad/grado de degradación del conjunto de baterías. Por lo tanto, en la etapa 119a, se actualiza periódicamente un registro de vida de la batería. En la etapa 119b, el módulo de control compara el registro de vida con un perfil de referencia predeterminado. Si, en la etapa 119c, se determina que el conjunto de baterías se encuentra cerca del comienzo de su vida útil, se causa que se cargue a una tensión baja predeterminada (etapa 119d), mientras que, si se determina que no se encuentra cerca del comienzo de su vida útil, se causa que se cargue a una tensión alta predeterminada (etapa 119e).
El proceso de carga y de detección/gestión de la temperatura descrito anteriormente se repite y continúa hasta que se detecta una señal de fin de carga desde el circuito de carga (en la etapa 120). En ese punto, el módulo de control del actuador se configura para detener la carga del conjunto de baterías (en la etapa 122) y verificar, una vez más (en la etapa 123), si la red eléctrica es normal. El flujo del proceso también verifica (en la etapa 124) si el conjunto de baterías se ha autodescargado o no (o si se ha retirado la red eléctrica) y, si en ese caso, el flujo del proceso vuelve a la etapa 104.
Por lo tanto, para resumir, una vez que se ha verificado el estado del conjunto de baterías (en la etapa 102), si no hay fallos en el conjunto de baterías (es decir, el conjunto de baterías es seguro de usar), el módulo de control del actuador decidirá entonces la siguiente etapa en dependencia del requerimiento (que se determina por el modo de operación actual). En el caso de que el requisito sea cargar el conjunto de baterías, el módulo de control del actuador conmutará en una fuente de corriente constante/tensión constante para cargar el conjunto de baterías según sea necesario. El nivel de carga de la tensión se determina y controla por la edad de las celdas de la batería, el nivel actual se determina por la temperatura y la energía de carga que se fija por el usuario.
Cualquier fallo detectado dentro del conjunto de baterías puede informarse al usuario (etapa 125) a través de la pantalla del actuador o los propios relés de estado del actuador o un sistema de red (cableado y/o inalámbrico) que se conecta al actuador. Además, el módulo de control del actuador puede decidir si continúa o no su operación en base a los parámetros detectados mencionados anteriormente y una configuración de usuario prefijada.
Durante la carga de la batería y posteriormente, el actuador operará normalmente, sin referencia al conjunto de baterías, a menos que:
a. la batería informe un fallo crítico (en cuyo caso, el módulo de control del actuador sale del flujo del proceso de carga y genera una señal de error que se informa/visualiza); o
b. se retira la red eléctrica válida, se recibe una orden de apagado válida y se retira la red eléctrica, o se recibe una orden de apagado válida, la red eléctrica se encuentra presente y el actuador se configura para moverse preferentemente con la batería (en cuyo caso, el módulo de control del actuador entrará en el modo de operación de apagado descrito anteriormente).
Durante la carga, la función de gestión de la batería del módulo de control del actuador monitoreará si la batería es segura para usar y si el actuador es seguro para su funcionamiento. Si cualquiera de estas verificaciones falla, se marcará un estado de error. El módulo de control del actuador también monitorea si se pierde la red eléctrica válida y/o si se recibe una orden de apagado válida y, si se cumple cualquiera de estas condiciones, el módulo de control del actuador entra en el modo de apagado descrito anteriormente.
Finalmente, la carga terminará cuando la batería alcance un límite de corriente predefinido a un nivel de tensión predefinido (lo que causa que se genere una señal de fin de carga). El nivel de tensión predefinido puede variarse en dependencia de la edad de la batería y la temperatura ambiente. En este punto, la función de gestión de la batería verifica la tensión de la batería fijada y si esta se encuentra dentro del intervalo predeterminado, el conjunto de baterías entrará en el estado inactivo mencionado anteriormente hasta que se determine que requiere cargarse. Si no se cumplen los criterios, la función de gestión de la batería vuelve a la etapa 106 y reanuda el proceso de carga. La carga terminará, como antes, cuando el conjunto de baterías alcance un límite de tensión predefinido, que puede variar en dependencia de la edad de la batería. Al igual que antes, en este punto, la función de gestión de la batería verifica la tensión de la batería fijada, si esta cumple con un criterio predeterminado, el conjunto de baterías entrará en el estado inactivo mencionado anteriormente hasta que se determine que requiere cargarse. Si no se cumplen los criterios, la función de gestión de la batería vuelve a la etapa 106 y reanuda el proceso de carga. Siempre que se habilita el conjunto de baterías (en la etapa 126), ya sea en un evento de apagado de la batería o en un evento de actuación de la batería, la función de gestión de la batería entra en el flujo del proceso de descarga. En este flujo de proceso, el módulo de control del actuador monitorea una vez más la temperatura del conjunto de baterías, pero en este caso solo compensa las bajas temperaturas. En la etapa 132, la función de gestión de la batería verifica para determinar si la temperatura se encuentra más abajo del umbral bajo. Si lo es, causa que el calentador se encienda (en la etapa 134). A continuación, en la etapa 136, determina la impedancia de la celda a través del conjunto de baterías y ajusta la tensión de corte inferior en consecuencia.
Por supuesto, otra ventaja significativa del conjunto de baterías y el flujo del proceso de gestión activa de la batería asociado es el hecho de que el conjunto de baterías puede operar en uno de los muchos modos operativos seleccionados, en lugar del modo único (pasivo) a prueba de fallos o de apagado que se proporciona para los actuadores de válvulas convencionales descritos anteriormente que tienen una batería integral.
En el modo de apagado, el actuador opera como un actuador eléctrico normal alimentado por la red hasta que la red eléctrica cae más abajo de un umbral predeterminado y/o se recibe una orden de apagado válida. Esto puede ser con o sin un retardo de tiempo configurable entre el evento y la acción de apagado, como se describió anteriormente. El actuador tomará entonces la decisión, en base al nivel de la red eléctrica y/o la naturaleza de la orden de apagado, ya sea para iniciar un evento de apagado de la red o un evento de apagado de la batería, que se ha descrito anteriormente.
En un modo de actuación por batería, la red eléctrica (sea de la red o de una fuente de energía renovable) se usa para hacer funcionar los sistemas periféricos del actuador y cargar el conjunto de baterías. Cuando la válvula requiere moverse, el conjunto de baterías se descarga para operar el motor del actuador y luego se recarga entre los movimientos. Esto se describirá más adelante como un evento de actuación de la batería. Si se configura así, el actuador puede iniciar un evento de apagado de la batería si la red eléctrica cae más abajo de un umbral predeterminado y/o se recibe una orden de apagado válida. Esto puede ser con o sin un retardo de tiempo configurable entre el evento y la acción de apagado, como se describió anteriormente, y con o sin la presencia de la red eléctrica.
Un modo autónomo, que se describe más abajo, es similar en muchos aspectos al modo de actuación de la batería, en donde se proporciona hardware adicional para permitir el suministro directo, optimizado desde una fuente de energía renovable y permite que se conecten elementos periféricos adicionales, tal como los sensores. La energía derivada, típicamente, de un panel solar se usa para hacer funcionar los sistemas periféricos del actuador y cargar el conjunto de baterías. Cuando la válvula requiere moverse, el conjunto de baterías se descarga para operar el motor del actuador y luego se recarga entre los movimientos. Esto se describirá más adelante como un evento de actuación de la batería. Si se configura así, el actuador puede iniciar además un evento de apagado de la batería si la energía cae más abajo de un umbral predeterminado y/o se recibe una orden de apagado válida y/o la batería se descarga hasta un nivel predeterminado. Esto puede ser con o sin un retardo de tiempo configurable entre el evento y la acción de apagado, como se describió anteriormente.
Estos modos de operación adicionales se describirán ahora con más detalle.
En el modo de actuación por batería, el módulo de control del actuador puede actuar la válvula desde un suministro eléctrico menos potente que la energía requerida para hacer funcionar el actuador electromecánico. La red eléctrica (sea de la red o de una fuente de energía renovable) se usa para hacer funcionar los sistemas periféricos y cargar el conjunto de baterías. Cuando se requiere desplazar la válvula, el conjunto de baterías se descarga para operar el actuador (en la etapa 126), descrito en la presente descripción como un evento de actuación de la batería. En este modo de operación, puede utilizarse un modo de sueño profundo (como se describió más abajo) para maximizar la carga que ingresa al conjunto de baterías, con una señal de activación automática que se genera cuando se requiere la operación del motor del actuador.
Si se determina, en la etapa 128, que la tensión del conjunto de baterías es menor que una tensión de corte predefinido, el módulo de control del actuador aísla la batería (en la etapa 130) y se marca un error.
Para habilitar un evento de actuación de la batería, la función de gestión de la batería en el modo de carga usará la red eléctrica disponible para cargar el conjunto de baterías, y el conjunto de baterías se usa para desplazar el actuador en todos los casos. En este caso, cuando el actuador quiere funcionar, el módulo de control del actuador verifica si:
a. Hay suficiente carga en la batería
b. El actuador ha salido del sueño profundo
c. El uso de la batería es seguro
d. El actuador es seguro para funcionar.
Si se cumplen todas estas condiciones, el actuador funcionará desde cualquier posición fijada hasta cualquier posición fijada. Una entrada válida será una señal digital cualquiera, un nivel analógico o una orden de red.
Si hay un error con o la batería o el actuador, se informa un error (al usuario, ya sea visualmente o a través de una red) y el actuador decidirá si es lo suficientemente grave como para evitar la operación. Si la carga de la batería es insuficiente, esto evitará la operación hasta que haya suficiente carga.
Con el fin cargar el conjunto de baterías, y mientras el conjunto de baterías no se usa para desplazar el actuador, el flujo del proceso vuelve a las etapas 102 y 104. Siempre que la red eléctrica presente es suficiente, la batería es segura de usar, el actuador es seguro para funcionar y la batería requiera cargarse, el módulo de control del actuador comenzará a cargar el conjunto de baterías (en la etapa 106). Durante la carga de la batería, y si así se configura, el actuador puede entrar en un modo de ahorro de energía (o sueño profundo). El conjunto de baterías se cargará a menos que la batería informe un fallo crítico (en cuyo caso, se marcará un estado de error y el sistema no funcionará), se retirará la red eléctrica válida
(en cuyo caso, el sistema puede entrar en el evento de apagado de la batería descrito anteriormente) o se recibe una orden de movimiento válida (en cuyo caso, el actuador funcionará desde cualquier posición fijada a cualquier posición fijada, como se describió anteriormente). Estos parámetros se monitorean a lo largo del proceso de carga. Debe entenderse que el modo de actuación de la batería descrito anteriormente puede utilizarse en un sistema de la red eléctrica y/o, de hecho, en un sistema alimentado por una fuente de energía renovable, por ejemplo, solar, eólica, hidráulica, etc., y la presente invención no tiene la intención de limitarse necesariamente con respecto a esto. Por lo tanto, también se prevé un modo de operación autónomo, y esto se describirá ahora con más detalle. El modo de operación autónomo es muy similar al modo de operación de actuación de la batería y los eventos, la actuación de la batería y el apagado de la batería son idénticos en la operación. Las diferencias clave son la fuente de energía y la capacidad de tomar decisiones de proceso desde un sensor local energizado por el actuador y/o comunicar información de manera inalámbrica a un centro de control para que, a su vez, una orden de movimiento se envíe de manera inalámbrica al actuador.
En el modo de operación autónomo, el actuador de la válvula puede energizarse mediante el uso de un suministro de energía inconsistente que se deriva de, por ejemplo, paneles solares o generadores eólicos. La energía de estos dispositivos puede alimentarse directamente en el actuador y puede usarse en lugar de un suministro de la red eléctrica en aplicaciones donde no puede proporcionarse un suministro de la red eléctrica adecuado. El módulo de control del actuador gestiona el suministro de energía y almacena energía en el conjunto de baterías. El suministro de energía del actuador hace funcionar el sistema periférico y carga la batería cuando hay suficiente energía presente, el conjunto de baterías entonces energiza el motor del actuador y otros sistemas cuando se le ordena y/o si no hay suficiente energía presente. Como se describió anteriormente, la función de gestión de la batería puede causar que la batería entre en un modo de sueño profundo para maximizar la carga que va a la batería que se despierta sólo bajo demanda. Como en todos los demás modos, el estado puede informarse visualmente, por cable o de manera inalámbrica, y en este caso, el dispositivo puede tener la capacidad de cablearse directamente a sensores de terceros y procesar información en base a los puntos de referencia por el usuario.
En este caso, la fuente de energía es la radiación solar a través de paneles solares de terceros. El actuador tendrá la capacidad de controlar y optimizar, a través del seguimiento del punto de energía, la salida de los paneles solares u otras fuentes y alimentar el suministro de electricidad resultante al conjunto de baterías del actuador. El beneficio principal de este sistema es que la serie de paneles solares no necesita ser capaz de accionar directamente el motor de los actuadores, por lo que usará la batería como acumulador para accionar el motor y salvar los espacios de luz solar que se causan por la oscuridad o la sombra. El método de operación será según el modo de actuación de la batería.
En términos de funcionalidad, además de las órdenes y redes por cables convencionales, se recibirá una señal válida de manera inalámbrica. El actuador puede responder con información de estado a través de las mismas comunicaciones inalámbricas. Esto permite una solución totalmente autónoma.
El aspecto final de esto es la unión de sensores externos (por ejemplo, el sensor de presión). Esto permite que el actuador tome decisiones de procesos internos y varíe su propio punto de referencia ya sea con o sin referencia a un punto de referencia de control central. Si el proceso se desplaza fuera de los parámetros fijados, el actuador puede enviar un mensaje de advertencia a través de las comunicaciones por cables o inalámbricas al control.
En el caso de una pérdida total de energía, debido, por ejemplo, al fallo de un panel solar, el actuador se desplazará desde cualquier posición a una posición segura prefijada e informará una alarma, ya sea por cable o de manera inalámbrica en un evento de apagado de la batería como se describió.
Se apreciará por un experto en la técnica, a partir de la descripción anterior, que pueden hacerse modificaciones y variaciones en las modalidades descritas sin apartarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) que comprende:
    - una carcasa del recinto del actuador:
    o un motor del actuador;
    o un módulo de control (12); y,
    o un accionador que comprende un eje, el accionador se configura para acoplar el motor del actuador a una válvula o amortiguador a actuar a través del eje;
    - una entrada para recibir un suministro de energía de energía renovable o recolectada y
    - un conjunto de baterías (14) que se aloja dentro del recinto del actuador, el conjunto de baterías (14) se conecta eléctricamente para accionar de manera selectiva el motor del actuador y el accionador, y puede conectarse eléctricamente al suministro de energía de energía renovable o recolectada para su carga;
    caracterizado porque, el módulo de control (12) se configura para:
    - instruir al conjunto de baterías (14) para accionar de manera selectiva el motor del actuador para desplazar el dispositivo actuador (10); y,
    - activar un evento de apagado de la batería, donde el dispositivo actuador (10) se desplaza a una posición o límite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías (14), cuando el módulo de control (12) detecta que la capacidad del conjunto de baterías se ha descargado a un nivel predeterminado y el suministro de energía no se encuentra en un nivel suficiente para mantener o recargar la capacidad de la batería.
  2. 2. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene al menos dos modos de operación, el primer modo de operación que comprende un modo de apagado en el que el dispositivo actuador (10) se instruye por el módulo de control (12) para moverse a una posición o límite predefinido; y opcionalmente
    en donde el módulo de control (12) se configura para monitorear el estado del suministro de energía de energía renovable o recolectada y, si se determina que el suministro de energía de energía renovable se encuentra desconectado y/o ha fallado y/o el conjunto de baterías (14) se encuentra descargado hasta un umbral, instruir al dispositivo actuador (10) que se mueva a la posición o limite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías (14); y opcionalmente
    en donde el módulo de control (12) se configura para instruir al dispositivo actuador (10) que se mueva a la posición o límite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías (14) en respuesta a la recepción de una señal de orden de apagado externo.
  3. 3. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el suministro de energía de energía renovable o recolectada comprende un suministro de energía de energía solar, eólica y/o hidráulica.
  4. 4. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una combinación de modos de operación de actuación por batería y apagado, en donde el módulo de control (12) se configura para instruir al conjunto de baterías (14) para que se cargue por el suministro de energía de energía renovable e instruir al dispositivo actuador (10) para que se mueva de manera selectiva bajo la energía del conjunto de baterías (14), y para monitorear el estado del suministro de energía de energía renovable y, si se determina que el suministro de energía de energía renovable se encuentra desconectado y/o ha fallado y/o el conjunto de baterías (14) se encuentra descargado hasta un umbral, instruir al dispositivo actuador (10) que se mueva a la posición o limite predefinido bajo la energía del conjunto de baterías (14).
  5. 5. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el módulo de control (12) se configura para recibir datos representativos de un estado del suministro de energía de energía renovable, recibir datos representativos de un estado de carga y/o el estado del conjunto de baterías (14) e instruir al conjunto de baterías (14) para que se cargue desde el suministro de energía renovable cuando se determine que el suministro de energía renovable se encuentra presente y el conjunto de baterías (14) requiera cargarse.
  6. 6. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el dispositivo (10) comprende además al menos un dispositivo de detección de temperatura asociado con el conjunto de baterías (14), el módulo de control (12) se configura, además, durante la carga del conjunto de baterías (14), para:
    - recibir, desde el al menos un dispositivo de detección de temperatura, datos representativos de una temperatura medida asociada con el conjunto de baterías (14);
    - comparar la temperatura medida con una primera temperatura umbral predeterminada; y
    - si la temperatura medida es mayor que la primera temperatura umbral predeterminada, instruir que se reduzca la corriente de carga que se suministra desde el suministro de energía externa al conjunto de baterías (14) hasta que la temperatura medida se encuentre en o más abajo de la primera temperatura umbral predeterminada.
  7. 7. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con la reivindicación 5 o la reivindicación 6, que comprende además al menos un dispositivo de calentamiento asociado con el conjunto de baterías (14), y en donde el módulo de control (12) se configura además, durante la carga del conjunto de baterías (14), para comparar la temperatura medida con una segunda temperatura umbral predeterminada y, si la temperatura medida es menor que la segunda temperatura umbral predeterminada, instruir al menos un dispositivo de calentamiento para que se encienda hasta que la temperatura medida se encuentre en o por encima de la segunda temperatura umbral predeterminada.
  8. 8. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el módulo de control (12) se configura, durante la descarga del conjunto de baterías (14), para:
    recibir, desde el al menos un dispositivo de detección de temperatura, datos representativos de una temperatura medida asociada con el conjunto de baterías (14);
    comparar la temperatura medida con una tercera temperatura umbral predeterminada; y si la temperatura medida es menor que la tercera temperatura umbral predeterminada, reducir la tensión de corte predeterminada.
  9. 9. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde, en un modo de actuación por batería, el módulo de control (12) se configura para instruir al suministro de energía renovable o recolectada que opere los sistemas auxiliares del dispositivo actuador (10), que incluye la instrucción de que el conjunto de baterías (14) se cargue con el suministro de energía renovable o recolectada hasta que reciba una orden de movimiento y, en respuesta a una orden de movimiento, instruir al conjunto de baterías (14) para que mueva el dispositivo actuador (10 ) bajo la energía del conjunto de baterías (14), en forma de un evento de actuación de la batería, y el conjunto de baterías (14) a descargar.
  10. 10. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el módulo de control (12) se configura para comunicar el nivel de carga del conjunto de baterías, el estado del conjunto de baterías y/o los fallos a un usuario de manera remota a través de una red por cable o inalámbrica, opcionalmente en forma de registro de datos; y opcionalmente en donde el actuador (10) se configura para comunicarse de manera selectiva con el módulo de control (12) y otros dispositivos y actuadores por medios cableados o inalámbricos, al ajustar el punto de referencia y/o moverse por las órdenes recibidas a través de una red por cable y/o inalámbrica.
  11. 11. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo actuador (10) se configura para tomar decisiones de proceso en base a los datos recibidos de los sensores y/o transductores y variar su propio punto de referencia en consecuencia de manera selectiva con o sin referencia a un sistema de control externo en un modo autónomo.
  12. 12. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde si el suministro de energía renovable o recolectada, o una alimentación de la red suplementaria, se considera desconectada o no válida o se recibe una orden de apagado válida, el dispositivo actuador (10) se configura, si tiene suficiente carga, para moverse desde cualquier posición a una posición o límite prefijado en un evento de apagado de la batería ya sea:
    a. En caso de pérdida de suministro de energía válida
    b. En caso de pérdida de suministro de energía y demanda válida por cable y/o inalámbrica
    c. Al recibir una demanda válida sea esta por medios cableados y/o inalámbricos
    d. Cualquiera de a., b. o c. con un retardo prefijado y configurable
  13. 13. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios para monitorear la temperatura y durante la carga:
    a. Comparar la temperatura con dos umbrales predeterminados (alto y bajo)
    b. Si la temperatura medida se encuentra por encima del umbral alto, el módulo de control (12) instruye que se reduzca la corriente de carga. La corriente de carga se restaura al nivel normal cuando la temperatura cae más abajo de la alta temperatura
    c. Si la temperatura se encuentra más abajo del umbral bajo, el módulo de control (12) instruye que se encienda un dispositivo de calentamiento para elevar y/o mantener la batería a una temperatura que permita unas tasas de carga óptima.
  14. 14. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios para monitorear la temperatura y durante la descarga:
    a. Comparar la temperatura con dos umbrales predeterminados (primero bajo y bajo)
    b. Si la temperatura medida se encuentra más abajo del primer umbral bajo, el módulo de control (12) instruye que se reduzca la tensión mínima de descarga.
    c. Si la temperatura se encuentra más abajo del umbral bajo, el módulo de control (12) instruye que se encienda un dispositivo de calentamiento para elevar y/o mantener el conjunto de baterías (14) a una temperatura que permita unas tasas de descarga óptima.
  15. 15. Un dispositivo actuador accionado por motor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se configura para evitar la operación del actuador en cualquier modo si el conjunto de baterías (14):
    a. Determina una condición de fallo
    b. Si se configura así, determina que el nivel de carga se encuentra más abajo del que puede permitir un evento de apagado.
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