IT201900003123A1 - Sistema di sicurezza selettivo ottimizzato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“SISTEMA DI SICUREZZA SELETTIVO OTTIMIZZATO”

La presente invenzione ha per oggetto un apparato di protezione utilizzabile nell’ambito di macchinari per il trattamento di prodotti, che consente di mettere in sicurezza il macchinario rispetto al possibile transito o posizionamento di parti di corpo umano in una area affacciata o in prossimità di una zona pericolosa del macchinario, con precisione e robustezza nei confronti di disturbi ambientali, tarando un valore di intercettazione corrispondente a quello del corpo umano (ovvero di una sua parte) che permette di discriminare la persona o l’animale rispetto alle cose. La presente invenzione concerne anche un metodo che può essere effettuato in particolare da tale apparato.

I macchinari per il trattamento di prodotti comprendono uno o più dispositivi che operano in rispettive zone operative. Tali dispositivi comprendono componenti per il trattamento di tali prodotti, che possono essere pericolosi per persone e/o animali. È attualmente noto l’utilizzo di protezioni meccaniche finalizzate ad evitare i rischi connessi con il possibile posizionamento o transito di una qualsiasi parte di corpo di una qualsiasi persona o di un qualsiasi animale in una di tali zone operative, durante il funzionamento del rispettivo dispositivo.

La predisposizione di tali protezioni complica la configurazione strutturale del macchinario, e richiede molto tempo, generando tempi morti conseguenti agli aspetti interferenziali di conduzione (inefficienze nel rapporto uomo/macchina). Inoltre le stesse protezioni potrebbero a loro volta comportare aspetti di rischio, per esempio correlato alla possibilità che si verifichi un contatto violento fra il corpo della persona o animale e la protezione.

È altrettanto noto l’impiego di dispositivi opto sensibili finalizzati ad evitare i rischi connessi con il possibile posizionamento o transito di una qualsiasi parte di corpo di una qualsiasi persona o di un qualsiasi animale in una di tali zone operative, durante il funzionamento del rispettivo dispositivo. Detti dispositivi complicano il passaggio di parti non umane o animali attraverso l’area protetta in quanto non in grado di distinguere la materia umana o animale rispetto alla materia non umana e non animale.

Un apparato di protezione in accordo ad una qualsiasi delle rivendicazioni di apparato allegate e/o in accordo alla presente descrizione, consente di rendere sicuro un qualsiasi macchinario per il trattamento di prodotti rispetto al possibile transito o posizionamento di parti di corpo umano o animale attraverso una area affacciata o in prossimità di una zona pericolosa del macchinario, con una configurazione strutturale più semplice e pertanto efficace, rispetto agli apparati di protezione attuali, e con una affidabilità significativamente migliorata rispetto ad essi.

Un macchinario per il trattamento di prodotti in accordo alla presente descrizione comprende un apparato di protezione in accordo alla presente descrizione.

Un metodo di protezione in accordo ad una qualsiasi delle rivendicazioni di metodo allegate e/o in accordo alla presente descrizione, consente di rendere sicuro un qualsiasi macchinario per il trattamento di prodotti rispetto al possibile transito o posizionamento di parti di corpo umano o animale attraverso una area affacciata o in prossimità di una zona pericolosa del macchinario, con una configurazione strutturale più semplice ed efficace, rispetto agli apparati di protezione attuali, e con una affidabilità significativamente migliorata rispetto ad essi.

Le caratteristiche di un sistema di protezione, di un macchinario in accordo alla presente descrizione, e di un metodo in accordo alla presente descrizione, saranno chiarite dalla descrizione dettagliata seguente relativa a rispettive realizzazioni esemplificative di tali sistema di protezione, macchinario, e metodo.

La descrizione dettagliata seguente si riferisce alle tavole allegate, in cui: - la Figura 1 è uno schema a blocchi di una possibile realizzazione di un apparato di protezione in accordo alla presente descrizione, visto da un primo punto di vista che può essere considerato come vista frontale;

- la Figura 2 è uno schema a blocchi di tale possibile realizzazione, visto da un secondo punto di vista che può essere considerato come vista dall’alto; - la Figura 3 è un grafico che mostra alcuni andamenti temporali esemplificativi che possono essere determinati durante una possibile realizzazione di un metodo di protezione in accordo alla presente descrizione;

- le Figure 4 e 5 sono esplicative, per quanto riguarda l’andamento temporale di una grandezza fisica monitorata durante tale metodo, di due fasi di monitoraggio differenti;

- la Figura 6 è un diagramma di flusso di una sequenza operativa che può essere effettuata per un generico istante di monitoraggio durante tale realizzazione del metodo;

- la Figura 7 è una schematizzazione riguardante la ripetizione della sequenza operativa della Figura 6 per ciascun istante di monitoraggio; - le Figure 8 e 9 sono atte a spiegare alcuni passi matematici della sequenza operativa di Figura 6, mediante una vista locale dell’andamento temporale della stessa grandezza fisica a cui si riferisce la Figura 6, nel caso di due possibili andamenti temporali della grandezza fisica, rispettivamente;

- la Figura 10 illustra due rispettivi campionamenti di due rispettivi possibili andamenti temporali di due rispettive grandezze fisiche, effettuati durante tale possibile realizzazione del metodo;

- nelle Figure 11 e 12 sono schematizzate due possibili varianti di un componente dell’apparato e del suo modo di funzionamento.

In Figura 1 è mostrata una possibile realizzazione di un apparato di protezione in accordo alla presente descrizione. Nel seguito, con apparato sarà intesa tale possibile realizzazione dell’apparato.

L’apparato è configurato per effettuare una possibile realizzazione di un metodo in accordo alla presente descrizione. Nel seguito, con metodo sarà intesa tale possibile realizzazione del metodo.

Il metodo è per proteggere un qualsiasi utente rispetto alle azioni ed attività effettuate da un dispositivo. Tale dispositivo può essere un qualunque dispositivo o sistema configurato per la movimentazione e/o la trasformazione e/o la modifica e/o la produzione e/o la manipolazione di prodotti. Tale dispositivo è schematizzato nelle Figure 1 e 2 con il blocco 4. Tale dispositivo opera in uno spazio o volume operativo V. L’entrata di una qualsiasi parte di corpo umano o animale in tale volume V può essere pericoloso per lo stesso corpo umano o animale. Il volume V è delimitato almeno parzialmente da una area A. Si suppone che sia possibile per una parte di corpo umano o animale accedere o avvicinarsi al volume attraverso l’area A, pertanto mediante posizionamento o transito di tale parte di corpo attraverso o in prossimità di tale area A. Tale area A può essere considerata o una sezione di entrata dei prodotti nel volume V, o una sezione di uscita dei prodotti dal volume V. In generale, la area A può essere considerata una sezione di accesso nel volume V, attraverso la quale potrebbe passare una parte di corpo umano o animale. Il metodo è inteso a ridurre il rischio che tale possibile passaggio causi un danno a tale parte di corpo umano o animale.

Il metodo comprende attivare automaticamente una procedura di sicurezza, se una parte di corpo umano o animale si trova o è situata nell’area A o in prossimità dell’area A. Tale procedura di sicurezza è una procedura effettuata sul dispositivo 4.

Tale procedura di sicurezza comprende effettuare automaticamente una azione di sicurezza sul dispositivo 4. Tale azione potrebbe comprendere la disattivazione parziale o totale del dispositivo.

L’apparato comprende un sistema di protezione. Il sistema di protezione comprende un condensatore 2. Il condensatore comprende una prima armatura 21. Il condensatore 2 comprende una seconda armatura 22. Il condensatore 2 è disposto intorno alla area A. Il condensatore è disposto lungo il perimetro della area A, in modo da essere disposto intorno alla area A. Ciascuna delle prima armatura 21 e seconda armatura 22 è disposta intorno alla area A. Tale forma del condensatore 2 si presta ad un efficace rilevamento della presenza di una parte di copro umano o animale nell’area A mediante rilevamenti della capacità del condensatore 2.

Nella Figura 11 è mostrata la configurazione strutturale del condensatore 2 di Figura 1. La prima armatura 21 può essere considerata come una armatura esterna disposta intorno alla area A. La seconda armatura 22 può essere considerata come una armatura interna disposta anch’essa intorno alla area A.

In Figura 11 con S è indicata, in grigio, almeno una parte del campo elettrostatico e/o elettromagnetico generato dal condensatore 2 schematizzato nelle Figure 1 e 11.

Si può considerare una distanza h fra la prima armatura 21 e la seconda armatura 22.Si può considerare pertanto il valore della media spaziale della distanza h lungo il perimetro di detta area A. Tale valore di media spaziale potrebbe essere compreso nel range da 0 mm a 0,1 m. Un valore della media spaziale di tale distanza in tale range raggiuge un ottimo compromesso fra le dimensioni del condensatore 2 e l’accuratezza nel rilevamento della parte di corpo umano o animale.

Inoltre, possono essere definiti un primo lato ed un secondo lato della armatura interna 22. Il valore della lunghezza del primo lato, indicata con A, potrebbe essere compreso per esempio nel range da 0 a 2 m. Il valore della lunghezza del secondo lato, indicata con B, potrebbe essere compreso per esempio nel range da 0 a 2 m.

Anche tali range dei rispettivi valori delle rispettive lunghezze dei primo lato e secondo lato contribuiscono ad ottimizzare l’accuratezza nel rilevamento della parte di corpo umano o animale.

Il condensatore 2 mostrato nelle Figure 1 e 11 può essere considerato come una prima variante del condensatore 2.

Tale prima variante, che è praticamente ad antenna chiusa, è in particolare adatta ad essere applicata a e/o a proteggere l’ingresso o l’uscita di macchine automatiche, tramogge di carico, mulini, bocche di carico, scarico di trucioli.

Nella Figura 12 è mostrata una seconda variante del condensatore 2. In tale seconda variante, le prima armatura 21 e seconda armatura 22 sono disposte una sull’altra, ed il campo elettrostatico e/o elettromagnetico S è disposto intorno alle prima armatura 21 e seconda armatura 22.

Tale seconda variante, che è praticamente ad antenna di prossimità, è in particolare adatta ad essere applicata a e/o a proteggere attuatori pneumatici lineari, organi o rulli in contro rotazione, organi utensili in movimento.

Nel caso di tale seconda variante, il valore della larghezza del condensatore 2, indicata con E, potrebbe essere compresa fra 0 e 50 m.

Potrebbe essere possibile utilizzare anche una terza variante, non mostrata. Tale terza variante sarebbe come la prima variante, ma con la prima armatura e la seconda armatura entrambe aperte su un medesimo lato. In pratica, in tale terza variante, ciascuna delle prima armatura e seconda armatura è a forma di “C”, con le aperture delle rispettive “C” disposte una sull’altra.

Tale terza variante, che è praticamente ad antenna aperta, è in particolare adatta ad essere applicata a e/o a proteggere l’ingresso o l’uscita di macchine automatiche, nel caso sia difficoltoso l’utilizzo della prima variante ad antenna chiusa, magazzini, e applicazioni di dimensioni minori in genere, Potrebbe essere possibile utilizzare anche una quarta variante, non mostrata.

Tale quarta variante sarebbe come la terza variante, ma con una configurazione tale per cui il campo elettrostatico e/o elettromagnetico è principalmente situato fra le armature.

Tale quarta variante, che è praticamente ad antenna di contatto, potrebbe essere utilizzata per esempio in sostituzione dei micro a fune o dei bordi di sicurezza o costole di sicurezza.

Il sistema di protezione comprende una unità di elaborazione dati 3. La unità di elaborazione 3 è una unità di elaborazione informatica programmata in modo da essere utilizzata nell’apparato 1 al fine di effettuare il metodo. La unità di elaborazione 3 potrebbe comprendere uno o più hardware e/o uno o più componenti elettronici e/o elettrici. La unità di elaborazione 3 potrebbe essere considerata anche come un sistema di elaborazione.

Il metodo comprende effettuare una procedura di monitoraggio. Tale procedura di monitoraggio comprende un monitoraggio dell’andamento temporale reale della capacità del condensatore 2. Un andamento temporale reale della capacità esemplificativo è mostrato con la curva RCT di Figura 3, nella quale sull’asse delle ordinate c’è la capacità e sull’asse delle ascisse c’è il tempo.

Tale monitoraggio della capacità è effettuato mediante ottenimento di rispettivi valori di capacità correnti per rispettivi istanti di monitoraggio. Con istante di monitoraggio si intende un istante di tempo nel quale viene effettuato almeno un campionamento di una grandezza fisica, il cui campionamento è funzionale al monitoraggio della capacità.

Nella Figura 3, lungo l’andamento temporale della capacità RCT, sono indicati un primo punto CCV1 ed un secondo punto CCV2. CCV1, nonostante indichi graficamente il primo punto lungo la curva RCT, rappresenta il valore di capacità ottenuto per il primo istante di monitoraggio t1. CCV2, nonostante indichi graficamente il secondo punto lungo la curva RCT, rappresenta il valore di capacità ottenuto per il secondo istante di monitoraggio t2. Nella Figura 5 è mostrato nel dettaglio un settore di un possibile andamento temporale della capacità. Nella Figura 5 con CCV è indicato, sull’asse delle ordinate, il generico valore di capacità per il generico istante di monitoraggio tn. L’andamento a cui si riferisce la Figura 5 potrebbe anche non corrispondere a quello di Figura 3.

Il sistema di protezione è configurato per effettuare automaticamente tale procedura di monitoraggio. La unità di elaborazione 3 è configurata e/o programmata per causare l’effettuazione automatica di tale procedura di monitoraggio da parte del sistema di protezione.

La procedura di monitoraggio comprende, per ciascun istante di monitoraggio, una rispettiva sequenza operativa associata al rispettivo istante di monitoraggio. La unità di elaborazione 3 è configurata per effettuare automaticamente la rispettiva sequenza operativa associata a ciascun istante di monitoraggio.

Nella Figura 7 con OS1 è indicata la sequenza operativa associata ad un primo istante di monitoraggio t1. Nella Figura 7 con OS2 è indicata la sequenza operativa associata ad un secondo istante di monitoraggio t2. Nella Figura 7 con OS è indicata la generica sequenza operativa associata ad un istante di monitoraggio generico tn.

La sequenza operativa OS, come mostrato nel diagramma di flusso di Figura 7, comprende una rispettiva fase di ottenimento 10. Durante tale fase di ottenimento 10, viene ottenuto un rispettivo valore di capacità corrente CCV.

La procedura di monitoraggio è effettuata mediante almeno alimentazione della prima armatura 21 di detto condensatore 2 con una tensione di ingresso avente un predefinito andamento temporale. A tal fine il sistema di protezione comprende una interfaccia di ingresso 51 fra unità di elaborazione 3 e prima armatura 21.

Un possibile andamento temporale della tensione di ingresso è rappresentato dal grafico IVT di Figura 10.

La procedura di monitoraggio comprende la determinazione dell’andamento temporale della tensione della seconda armatura 22, che può essere definita come tensione di uscita. A tal fine il sistema di protezione comprende una interfaccia di uscita 52 fra seconda armatura 22 ed unità di elaborazione 3.

Il sistema di elaborazione è configurato per effettuare, mediante tale unità di elaborazione 3, la determinazione dell’andamento temporale della tensione della seconda armatura 22.

Un possibile andamento temporale della tensione di uscita è rappresentato dal grafico OVT di Figura 10.

La summenzionata fase di ottenimento 10 della sequenza operativa associata ad un generico istante di monitoraggio è effettuata mediante almeno ottenimento del valore corrente di detta tensione di ingresso per il rispettivo istante di monitoraggio. Il valore della tensione di ingresso ottenuto per l’istante di monitoraggio generico tn è indicato con CIVV in Figura 10.

Pertanto, la procedura di monitoraggio comprende anche la determinazione dell’andamento temporale della tensione di ingresso della prima armatura, che è effettuata mediante ottenimento di rispettivi valori di tensione correnti della prima armatura 21 nei rispettivi istanti di monitoraggio.

La summenzionata fase di ottenimento 10 della sequenza operativa associata ad un generico istante di monitoraggio tn è effettuata mediante almeno campionamento del valore corrente di detta tensione di uscita nel rispettivo istante di monitoraggio. Il valore della tensione di uscita campionato nell’istante di monitoraggio generico tn è indicato con COVV in Figura 10.

Pertanto la determinazione dell’andamento temporale della tensione di uscita della seconda armatura 22 è effettuata mediante campionamento di rispettivi valori di tensione correnti della seconda armatura 22 nei rispettivi istanti di monitoraggio.

Il sistema di protezione, per effettuare tale procedura di monitoraggio, determina l’andamento temporale di una variabile di riferimento e l’andamento temporale di una variabile di soglia.

La procedura di monitoraggio comprende la determinazione dell’andamento temporale della variabile di riferimento.

La procedura di monitoraggio comprende la determinazione dell’andamento temporale della variabile di soglia.

Il sistema di elaborazione è configurato per effettuare, mediante tale unità di elaborazione 3, la determinazione dell’andamento temporale della variabile di riferimento e la determinazione dell’andamento temporale della variabile di soglia.

Un esempio di andamento temporale della variabile di riferimento è rappresentato dal grafico TVT di Figura 3. Un esempio di andamento temporale della variabile di soglia è rappresentato dal grafico TVT di Figura 3. La variabile di soglia è data dalla somma della variabile di riferimento e di un valore differenziale predefinito PDV, la cui funzione sarà più chiara in seguito.

La determinazione dell’andamento temporale RVT della variabile di riferimento è effettuata mediante determinazione di rispettivi valori di riferimento correnti per i rispettivi istanti di monitoraggio.

Nella Figura 3, lungo l’andamento temporale della variabile di riferimento RVT, sono indicati un primo punto CRV1 ed un secondo punto CRV2. CRV1, nonostante indichi graficamente il primo punto lungo la curva RVT, si può considerare come rappresentante il valore di riferimento determinato per il primo istante di monitoraggio t1. CRV2, nonostante indichi graficamente il secondo punto lungo la curva RVT, si può considerare come rappresentante il valore di riferimento determinato per il secondo istante di monitoraggio t2. Nelle Figure 8 e 9, con CRV è indicato, sull’asse delle ordinate, il valore di riferimento determinato per l’istante di monitoraggio generico tn.

La determinazione dell’andamento temporale TVT della variabile di soglia è effettuata mediante determinazione di rispettivi valori di soglia correnti per ii rispettivi istanti di monitoraggio.

Nella Figura 3, lungo l’andamento temporale della variabile di soglia TVT, sono indicati un primo punto CTV1 ed un secondo punto CTV2. CTV1, nonostante indichi graficamente il primo punto lungo la curva TVT, si può considerare come rappresentante il valore di soglia determinato per il primo istante di monitoraggio t1. CTV2, nonostante indichi graficamente il secondo punto lungo la curva TVT, si può considerare come rappresentante il valore di soglia determinato per il secondo istante di monitoraggio t2.

Tale determinazione dell’andamento temporale RVT della variabile di riferimento è effettuata sulla base almeno dell’andamento temporale della media di detta capacità. Tale media è da considerare su una finestra temporale. La finestra temporale è traslante nel tempo in modo da inseguire il monitoraggio della capacità. La finestra temporale è di ampiezza predefinita.

Ciascun istante di monitoraggio può essere considerato associato ad una istantanea nel rispettivo istante della finestra temporale traslante. L’istantanea in uno specifico istante della finestra temporale traslante è da considerare come la finestra temporale considerata ferma nello specifico istante.

Sia nella Figura 4 che nella Figura 5 è mostrato un settore dell’andamento reale della capacità RCT. Nella Figura 5 è indicato, sull’asse delle ascisse, l’istante di monitoraggio generico tn. Nella Figura 4 è indicato, sull’asse delle ascisse, un istante di monitoraggio tn-1. Gli istanti tn e tn-1 sono situati consecutivamente uno all’altro nella successione di istanti di monitoraggio, e l’istante tn-1 è precedente all’istante tn. I due istanti tn-1 e tn sono distanziati temporalmente da un intervallo di tempo tc, che potrebbe essere considerato come un intervallo di campionamento. Tale intervallo di campionamento è l’intervallo di campionamento con il quale, per esempio, potrebbe avvenire il summenzionato campionamento funzionale al monitoraggio della capacità. Tale intervallo di campionamento potrebbe essere l’intervallo di campionamento della tensione di uscita della seconda armatura 22.

Nella Figura 4, con Wn-1 è indicata l’istantanea nell’istante tn-1 della finestra temporale traslante. Nella Figura 4, la finestra temporale si può considerare come “temporalmente ferma” nell’istante corrente tn-1. Nella Figura 5, con W è indicata l’istantanea nell’istante tn della finestra temporale traslante.

Nella Figura 5, la finestra temporale si può considerare come “temporalmente ferma” nell’istante tn. Come si può notare, la finestra temporale insegue il monitoraggio. Infatti, per ciascun istante di monitoraggio tn-1 o tn, l’istantanea associata al rispettivo istante è posizionata temporalmente ad una distanza temporale predefinita dal rispettivo istante e presenta una ampiezza temporale predefinita. Tale ampiezza è indicata con R nelle Figure 4 e 5. Come mostrato nelle Figure 4 e 5, potrebbe essere che, per ciascun istante di monitoraggio tn o tn-1, l’istantanea associata al rispettivo istante si estenda all’indietro a partire dal rispettivo istante tn o tn-1. In tal caso, la summenzionata distanza temporale fra l’istantanea associata al rispettivo istante e lo stesso rispettivo istante è nulla. Si noti che l’istantanea Wn-1 associata all’istante tn-1 si estende dall’istante di monitoraggio tn-1-m all’istante di monitoraggio tn-1. Si noti che l’istantanea W associata all’istante tn si estende dall’istante di monitoraggio tn-m all’istante di monitoraggio tn. Pertanto, nel caso delle Figure 4 e 5, l’ampiezza R della finestra temporale traslante è pari al tempo di campionamento tc moltiplicato per “m”. Nella istantanea associata all’istante tn-1 della finestra temporale traslante sono stati ottenuti i valori di capacità ottenuti per gli istanti di monitoraggio da tn-1-m a tn-1. Nella istantanea associata all’istante tn della finestra temporale traslante sono stati ottenuti i valori di capacità ottenuti per gli istanti di monitoraggio da tn-m a tn.

Nella Figura 5 con CCV è indicato il valore di capacità corrente ottenuto per l’istante di monitoraggio tn.

Si noti che in Figura 4, per completezza, è indicato anche il valore di capacità corrente CCVn-1 ottenuto per l’istante di monitoraggio tn-1.

La sequenza operativa associata ad un generico istante di monitoraggio tn comprende una rispettiva fase di calcolo 11. Durante tale fase di calcolo 11, viene calcolato automaticamente un rispettivo valore di media corrente CAV della capacità. Nella figura 6, tale fase di calcolo del rispettivo valore di media corrente CAV della capacità è indicata con 11. Il calcolo del rispettivo valore di media corrente CAV è effettuato mediante i valori di capacità ottenuti nella rispettiva istantanea W associata al rispettivo istante tn della finestra temporale traslante. Pertanto tale valore di media corrente CAV è la media dei valori di capacità ottenuti nella rispettiva istantanea W.

La sequenza operativa associata ad un generico istante di monitoraggio tn comprende una rispettiva fase di valutazione 12. Durante tale fase di valutazione 12, viene valutato automaticamente se la differenza D fra il calcolato valore di media corrente CAV e il precedente valore di riferimento PRV è maggiore ad un valore limite LV. Come precedente valore di riferimento PRV si considera quello determinato nella sequenza operativa associata all’istante di monitoraggio precedente tn-1, e pertanto quello determinato per l’istante di monitoraggio precedente tn-1. L’istante di monitoraggio precedente tn-1 è quello che, nella successione di istanti di monitoraggio, è situato prima e consecutivamente all’istante generico tn a cui si considera associata la sequenza operativa OS.

La sequenza operativa associata al generico istante di monitoraggio tn comprende una rispettiva fase di determinazione 13 o 14. Durante tale fase di determinazione 13 o 14, viene determinato automaticamente un valore di riferimento corrente CRV.

Tale fase di determinazione è effettuata in modo che, se la detta differenza D è maggiore di detto valore limite LV, il valore di riferimento corrente CRV venga impostato aggiungendo detto valore limite LV al precedente valore di riferimento PRV.

Nella Figura 8 si può notare l’istante generico tn, a cui è associata la sequenza operativa SO delle Figure 6 e 7, e l’istante precedente tn-1. Si suppone che l’andamento temporale reale della capacità mostrato in Figura 8 sia tale per cui il valore di media corrente CAV risulti superiore alla somma del precedente valore di riferimento PRV e del valore limite LV. Pertanto, in questo caso, CAV>PRV+LV. In questo caso la fase di determinazione è rappresentata dal blocco 13 di Figura 6. In tal caso, nel blocco 13 si può notare che CRV=PRV+LV. Ciò significa che il valore di riferimento corrente CRV viene impostato come somma del precedente valore di riferimento PRV e di LV.

Tale fase di determinazione è effettuata in modo che, se la detta differenza D non è maggiore di detto valore limite LV, il valore di riferimento corrente CRV è impostato a detto valore di media corrente CAV. In questo caso la fase di determinazione è rappresentata dal blocco 14 di Figura 6. In tal caso, nel blocco 14 si può notare che CRV=CAV. Ciò significa che il valore di riferimento corrente CRV viene impostato come valore di media corrente CAV.

Nella Figura 9 si può notare l’istante di monitoraggio generico tn, a cui è associata la sequenza operativa SO di Figura 7, e l’istante di monitoraggio precedente tn-1. Si suppone che l’andamento temporale reale della capacità mostrato in Figura 9 sia tale per cui il valore di media corrente CAV risulti inferiore alla somma del precedente valore di riferimento PRV e del valore limite LV. Pertanto, in questo caso, CAV≤PRV+LV. In questo caso la fase di determinazione è rappresentata dal blocco 14 di Figura 6. In tal caso, nel blocco 14 si può notare che CRV=CAV. Ciò significa che il valore di riferimento corrente CRV viene impostato come uguale al valore di media corrente CAV.

La sequenza operativa associata al generico istante di monitoraggio tn comprende una rispettiva ulteriore fase di calcolo 15. Durante tale ulteriore fase di calcolo, viene calcolato automaticamente un rispettivo valore di soglia corrente CTV. Il calcolo di detto valore di soglia corrente CTV viene effettuato mediante aggiunta di detto valore differenziale predefinito PDV al valore di riferimento corrente CRV. Pertanto, CTV=CRV+PDV. Tale ulteriore fase di calcolo è rappresentata nella Figura 6 mediante il blocco 16.

La sequenza operativa associata al generico istante di monitoraggio tn comprende una rispettiva ulteriore fase di valutazione 16. Durante tale rispettiva ulteriore fase di valutazione, viene valutato automaticamente se il valore di capacità corrente CCV è maggiore del valore di soglia corrente CTV. Tale ulteriore fase di valutazione è rappresentata nella Figura 6 mediante il blocco 16.

La sequenza operativa associata al generico istante di monitoraggio tn comprende, se il valore di capacità corrente CCV è maggiore del valore di soglia corrente CTV, una rispettiva fase di attivazione 17 della procedura di sicurezza. Tale fase di attivazione è rappresentata nella Figura 6 con il blocco 17.

Se il valore di capacità corrente CCV non è maggiore del valore di soglia corrente CTV, la sequenza operativa associata al generico istante di monitoraggio tn non comprende tale rispettiva fase di attivazione 17 della procedura di sicurezza. La non attivazione della procedura di sicurezza è rappresentata con il blocco 18.

Per fare in modo che la unità di elaborazione 3 possa attivare la procedura di sicurezza nel caso il valore di capacità corrente CCV sia maggiore del valore corrente di soglia CTV, il sistema di protezione comprende una interfaccia di comando fra la unità di elaborazione 3 e il dispositivo 4.

Sostanzialmente, il metodo comprende attivare e/o effettuare automaticamente detta procedura di sicurezza se la capacità monitorata supera la variabile di soglia. Pertanto, se, per qualsiasi istante di monitoraggio, il valore corrente della capacità del condensatore 2 è maggiore del valore corrente di soglia, il sistema di protezione, mediante la unità di elaborazione, attiva e/o effettua automaticamente la procedura di sicurezza.

Questo non avverrà ogni qual volta il sistema di monitoraggio sarà attraversato da un corpo che non sia parte di corpo umano o animale, grazie alla configurazione del condensatore 2 e alle caratteristiche del metodo. Da qui la capacità del sistema di essere selettivo.

La variabile di soglia risulta dalla somma della variabile di riferimento e di un valore differenziale predefinito PDV.

Tale valore differenziale predefinito PDV è preimpostato o predefinito. Tale valore differenziale predefinito PDV è preimpostato nella unità di elaborazione 3. Tale valore differenziale predefinito PDV è selezionato tenendo presente l’esigenza di rilevamento del possibile posizionamento o transito di una parte di corpo umano o animale in detta area A.

Il valore differenziale PDV è selezionato in modo che detta procedura di sicurezza sia attivata automaticamente almeno nel caso in cui una parte di corpo umano o animale è situata in detta area A o attraversa detta area A. Il valore differenziale PDV è selezionato in modo che detta procedura di sicurezza non sia attivata almeno nel caso in cui almeno un oggetto di tipologia prestabilita è situato in detta area A o attraversa detta area A e nessuna parte di corpo umano o animale è situata in detta area A o attraversa detta area A. In tal modo, per esempio nel caso in cui l’apparato 1 è applicato ad una sezione di ingresso o uscita di una macchina per il trattamento di prodotti, l’apparato è in grado di mettere in sicurezza la macchina permettendo il normale movimento dei prodotti in entrata e/o in uscita.

Tale valore differenziale predefinito PDV potrebbe essere per esempio in un intervallo fra 0,005pF a 5 pF. Un valore differenziale predefinito in tale intervallo contribuisce, in cooperazione con la configurazione del condensatore 2, ad aumentare la capacità del sistema di discriminare parti di corpo umano o animale.

Dato che la determinazione dell’andamento temporale RVT della variabile di riferimento è effettuata sulla base almeno dell’andamento temporale della media di detta capacità su una finestra temporale che trasla nel tempo inseguendo il monitoraggio della capacità, il metodo è molto robusto nei confronti del possibile disturbo dovuto alle variazioni ambientali, che causano corrispondenti variazioni nella capacità del condensatore 2. Infatti, per ciascun istante di monitoraggio, il valore della variabile di riferimento viene aggiornato tenendo conto della media dei valori di capacità ottenuti nella finestra temporale, e precisamente nell’istantanea di tale finestra temporale nel rispettivo istante di monitoraggio. Si fa di nuovo presente che con “istantanea della finestra temporale nel rispettivo istante di monitoraggio” si considera la finestra temporale considerata ferma nel rispettivo istante di monitoraggio. Per ciascun istante di monitoraggio, tale finestra temporale si estende all’indietro e per una ampiezza pari ad R a partire dal rispettivo istante di monitoraggio.

Pertanto, dato che, per ciascun istante di monitoraggio, nel calcolo del valore di soglia corrente CTV viene usato il valore di riferimento corrente CRV, e che il valore di riferimento corrente CRV è calcolato sulla base almeno della media calcolata sull’istantanea della finestra temporale traslante, il metodo risulta molto robusto nei confronti di disturbi dovuti per esempio a variazioni di temperatura.

Sostanzialmente, da un punto di vista del rilevamento effettuato dalla unità di elaborazione 3 riguardo al possibile posizionamento o transito nell’area A della parte di corpo umano o animale, più aumenta il peso di un elemento nel calcolo del valore di riferimento corrente CRV da parte della unità di elaborazione 3, più tale elemento viene considerato come un disturbo da scartare da parte della unità di elaborazione 3 stessa.

In questo gioca un ruolo importante il valore della ampiezza R della finestra temporale che trasla nel tempo inseguendo il monitoraggio e sulla quale viene di volta in volta calcolato il valore di media corrente, il quale valore di media corrente a sua volta entra nel calcolo del valore di soglia corrente, il quale valore di soglia corrente viene paragonato al valore di capacità corrente per verificare il possibile posizionamento o transito della parte di corpo umano o animale nell’area A. Infatti, per ciascun istante di monitoraggio, per calcolare il valore di media corrente la unità di elaborazione 3 usa i valori di capacità ottenuti nell’istantanea della finestra temporale nel rispettivo istante di monitoraggio.

Il valore della ampiezza R della finestra temporale è preimpostato. Tale valore dell’ampiezza della finestra temporale traslante è preimpostato nella unità di elaborazione 3.

È da considerare ora come un “movimento di inserimento” un movimento di una parte di corpo umano o animale che provoca il posizionamento o il transito della stessa parte di corpo nell’area A. Tale movimento di inserimento avviene solitamente molto velocemente. Tale movimento di inserimento potrebbe però essere in certi casi anche molto lento.

Un movimento di inserimento veloce corrisponde ad un aumento repentino di capacità del condensatore, e pertanto ad una frequenza elevata della capacità. Invece, il disturbo dovuto per esempio a variazioni della temperatura agisce sulla capacità del condensatore 2 a frequenze solitamente minori. Pertanto, all’aumentare del valore di tale ampiezza R, diminuisce il rischio di falsi negativi relativamente a movimenti di inserimento veloci, ovvero diminuisce il rischio che una variazione di capacità repentina dovuta ad un movimento veloce sia in realtà interpretata come un disturbo da scartare.

Di contro, più tale valore dell’ampiezza R è basso, più si riduce la robustezza al crescere della frequenza dei disturbi.

Tale valore dell’ampiezza temporale della finestra temporale traslante potrebbe essere per esempio compreso fra 5 s e 5000 s, per ottenere un ottimo compromesso fra i summenzionati effetti.

E’ da considerare però anche che un movimento di inserimento troppo lento, ed in particolare tale da far variare significativamente la capacità del condensatore 2 in un intervallo di tempo molto più lungo della ampiezza R della finestra temporale traslante, potrebbe comunque fare in modo che il numero di aggiornamenti della variabile di riferimento in aumento sia molto elevato, durante tale intervallo di tempo, dando luogo anche in questo caso ad un falso negativo, questa volta con riferimento ad un movimento di inserimento lento.

Il metodo, per evitare tale effetto, aggiorna il valore della variabile di riferimento ponendolo uguale alla media corrente solo se la media corrente non aumenta troppo, come previsto dalla fase di valutazione 12. Infatti, se il valore di media corrente CAV è più grande, rispetto al valore di riferimento precedente PRV, di un valore maggiore del valore limite VL, il valore di riferimento corrente CRV viene limitato proprio da un valore pari alla somma del valore di riferimento precedente PRV e del valore limite VL. In tal modo, il valore di soglia corrente CTV, che risulta dalla somma del valore di riferimento corrente CRV e del valore differenziale predefinito PDF, rimane più basso di quello che risulterebbe se il valore di riferimento venisse impostato al valore di media corrente CAV, riducendo il rischio di un falso negativo nel caso di movimento di inserimento lento.

Tale valore limite VL può essere per esempio compreso in un intervallo fra 0,0005 pF e 0,5 pF.

Un macchinario in accordo alla presente descrizione comprende il dispositivo 4 e l’apparato 1.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di protezione per proteggere un qualsiasi utente rispetto ad un dispositivo (4) operante in un volume operativo (V) delimitato almeno parzialmente da una area (A), comprendente: - una procedura di monitoraggio che comprende un monitoraggio dell’andamento temporale reale (RCT) della capacità di un condensatore (2) disposto in prossimità di detta area (A); - una procedura di sicurezza comprendente effettuare una azione di sicurezza su detto dispositivo; in cui detto metodo comprende attivare automaticamente detta procedura di sicurezza per proteggere almeno una persona o almeno un animale rispetto a detto dispositivo (4), se detta capacità supera una variabile di soglia risultante dalla somma di una variabile di riferimento e di un valore differenziale predefinito (PDV); in cui detta procedura di monitoraggio comprende: - la determinazione dell’andamento temporale (RVT) della variabile di riferimento sulla base almeno dell’andamento temporale della media della capacità su una finestra temporale, detta finestra temporale (W) essendo traslante nel tempo in modo da inseguire il monitoraggio di detta capacità ed essendo di ampiezza (R) predefinita; - la determinazione dell’andamento temporale (TVT) della variabile di soglia; in cui detto valore differenziale (PDV) è selezionato in modo che: - detta procedura di sicurezza sia attivata automaticamente almeno nel caso in cui una parte di corpo umano o animale è situata in detta area (A) o attraversa detta area (A); - detta procedura di sicurezza non sia attivata almeno nel caso in cui almeno un oggetto di tipologia prestabilita è situato in detta area (A) o attraversa detta area (A) e nessuna parte di corpo umano o animale è situata in detta area (A) o attraversa detta area (A).
2. 2. Metodo di protezione in accordo alla rivendicazione 1, in cui: - detto monitoraggio è effettuato mediante ottenimento di rispettivi valori di capacità correnti (CCV1, CCV2) per rispettivi istanti di monitoraggio (t1, t2); - la determinazione dell’andamento temporale (RVT) della variabile di riferimento è effettuata mediante determinazione di rispettivi valori di riferimento correnti (CRV1, CRV2) per detti rispettivi istanti di monitoraggio (t1, t2); - la determinazione dell’andamento temporale (TVT) della variabile di soglia è effettuata mediante determinazione di rispettivi valori di soglia correnti (CTV1, CTV2) per i rispettivi istanti di monitoraggio (t1, t2); in cui detta procedura di monitoraggio comprende, per ciascun istante di monitoraggio (tn), effettuare una rispettiva sequenza operativa (OS) associata al rispettivo istante, detta rispettiva sequenza operativa comprendendo: - una rispettiva fase di ottenimento (10) di un rispettivo valore di capacità corrente (CCV); - una rispettiva fase di calcolo (11) di un rispettivo valore di media corrente (CAV) della capacità, detto calcolo (11) del rispettivo valore di media corrente (CAV) essendo effettuato mediante i valori di capacità ottenuti nell’istantanea (W) nel rispettivo istante di monitoraggio (tn) della finestra temporale traslante, detta istantanea essendo la finestra temporale considerata ferma in detto rispettivo istante (tn); - una rispettiva fase di valutazione (12) riguardo a se la differenza (D) fra detto valore di media corrente (CAV) e il precedente valore di riferimento (PRV) è maggiore ad un valore limite (LV), detto precedente valore di riferimento (PRV) essendo quello determinato per l’istante di monitoraggio precedente (tn-1); - una rispettiva fase di determinazione (13; 14) di un valore di riferimento corrente (CRV), che è effettuata in modo che: - se la detta differenza (D) non è maggiore di detto valore limite (LV), il valore di riferimento corrente (CRV) è impostato a detto valore di media corrente (CAV); - se la detta differenza (D) è maggiore di detto valore limite (LV), il valore di riferimento corrente (CRV) è impostato alla somma di detto valore limite (LV) e di detto precedente valore di riferimento (PRV); - una rispettiva fase di calcolo (15) di un rispettivo valore di soglia corrente (CTV), detto calcolo di detto valore di soglia corrente (CTV) essendo effettuato mediante aggiunta di detto valore differenziale predefinito (PDV) al valore di riferimento corrente (CRV); - una rispettiva fase di valutazione (16) riguardo a se il valore di capacità corrente (CCV) è maggiore del valore di soglia corrente (CTV); - se il valore di capacità corrente (CCV) è maggiore del valore di soglia corrente (CTV), una rispettiva fase di attivazione (17) della procedura di sicurezza.
3. 3. Metodo in accordo alla rivendicazione 1 o 2, in cui detto condensatore (2) è disposto intorno a detta area (A).
4. 4. Metodo di protezione in accordo alla rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui la procedura di monitoraggio è effettuata mediante almeno: - alimentazione di una prima armatura (21) di detto condensatore (2) con una tensione di ingresso avente un predefinito andamento temporale; - determinazione dell’andamento temporale della tensione di uscita di una seconda armatura (22) di detto condensatore (2); ciascuna di dette prima armatura (21) e seconda armatura (22) essendo disposta intorno a detta area (A).
5. 5. Metodo di protezione in accordo alla rivendicazione 4, in cui il valore della media spaziale lungo il perimetro di detta area (A) della distanza (h) fra dette prima armatura (21) e seconda armatura (22) è compreso nell’intervallo da 0 m a 0,1m.
6. 6. Metodo di protezione in accordo alle rivendicazioni 2 e 4 o alle rivendicazioni 2 e 4 e 5, in cui, per ciascun istante di monitoraggio, la rispettiva fase di ottenimento (10) del valore corrente di capacità (CCV) è effettuata mediante almeno: - ottenimento del valore corrente di detta tensione di ingresso (CIVV); - campionamento del valore corrente di detta tensione di uscita (COVV).
7. 7. Metodo in accordo alla rivendicazione 2 o ad una o più delle rivendicazioni dalla 3 alla 6 quando dipendenti almeno dalla rivendicazione 2, in cui il valore di detta ampiezza (R) è compresa in un intervallo da 5 s a 5000 s.
8. 8. Apparato di protezione (1) per proteggere un qualsiasi utente rispetto ad un dispositivo (4) operante in un volume operativo (V) delimitato almeno parzialmente da una area (A), comprendente: - un sistema di protezione comprendente una unità informatica di elaborazione (3) ed un condensatore (2) situato in prossimità di detta area (A), detto sistema di protezione essendo configurato per operare in accordo ad una procedura di monitoraggio, detta procedura di monitoraggio comprendendo un monitoraggio, da parte della unità di elaborazione (3), dell’andamento temporale reale (RCP) della capacità di detto condensatore (2), e in accordo ad una procedura di sicurezza, detta procedura di sicurezza comprendendo una effettuazione di una azione di sicurezza su detto dispositivo; in cui detto sistema di protezione è configurato per attivare detta procedura di sicurezza, mediante detta unità di elaborazione (3) e per proteggere almeno una persona o almeno un animale rispetto a detto dispositivo (4), se detta capacità supera una variabile di soglia risultante dalla somma della variabile di riferimento e di un valore differenziale predefinito (PDV); in cui detta procedura di monitoraggio comprende: - la determinazione, da parte della unità di elaborazione (3), dell’andamento temporale (RVT) della variabile di riferimento, sulla base almeno dell’andamento temporale della media di detta capacità su una finestra temporale (W), detta finestra temporale (W) essendo traslante nel tempo in modo da inseguire il monitoraggio di detta capacità ed essendo di ampiezza predefinita; - la determinazione, da parte della unità di elaborazione (3), dell’andamento temporale (TVT) della variabile di soglia; in cui detto valore differenziale (PDV) è selezionato in modo che: - detta procedura di sicurezza sia attivata automaticamente almeno nel caso in cui una parte di corpo umano o animale è situata in detta area (A) o attraversa detta area (A); - detta procedura di sicurezza non sia attivata almeno nel caso in cui almeno un oggetto di tipologia prestabilita è situato in detta area (A) o attraversa detta area (A) e nessuna parte di corpo umano o animale è situata in detta area (A) o attraversa detta area (A).
9. 9. Apparato di protezione in accordo alla rivendicazione 8, in cui: - la unità di elaborazione (3) è configurata e/o programmata per effettuare detto monitoraggio mediante ottenimento di rispettivi valori di capacità correnti (CCV1, CCV2) per i rispettivi istanti di monitoraggio (t1, t2); - la unità di elaborazione (3) è configurata e/o programmata per effettuare la determinazione dell’andamento temporale (RVT) della variabile di riferimento, mediante determinazione di rispettivi valori di riferimento correnti (CRV1, CRV2) per i rispettivi istanti di monitoraggio (t1, t2); - la unità di elaborazione (3) è configurata e/o programmata per effettuare la determinazione dell’andamento temporale (TVT) della variabile di soglia mediante determinazione di rispettivi valori di soglia correnti (CTV1, CTV2) per i rispettivi istanti di monitoraggio (t1, t2); in cui detta unità di elaborazione (3) è programmata e/o configurata per effettuare, per ciascun istante di monitoraggio (tn), una rispettiva sequenza operativa (OS) associata al rispettivo istante (tn), detta rispettiva sequenza operativa comprendendo: - una rispettiva fase di ottenimento (10) di un rispettivo valore di capacità corrente (CCV); - una rispettiva fase di calcolo (11) di un rispettivo valore di media corrente (CAV) della capacità, detto calcolo (11) del rispettivo valore di media corrente (CAV) essendo effettuato mediante i valori di capacità ottenuti nell’istantanea (W) nel rispettivo istante di monitoraggio (tn) della finestra temporale traslante, detta istantanea essendo la finestra temporale considerata ferma in detto rispettivo istante (tn); - una rispettiva fase di valutazione (12) riguardo a se la differenza (D) fra detto valore di media corrente (CAV) e il precedente valore di riferimento (PRV) è maggiore ad un valore limite (LV), detto precedente valore di riferimento (PRV) essendo quello determinato per l’istante di monitoraggio precedente (tn-1); - una rispettiva fase di determinazione (13; 14) di un valore di riferimento corrente (CRV), che è effettuata in modo che: - se la detta differenza (D) non è maggiore di detto valore limite (LV), il valore di riferimento corrente (CRV) è impostato a detto valore di media corrente (CAV); - se la detta differenza (D) è maggiore di detto valore limite (LV), il valore di riferimento corrente (CRV) è impostato pari alla somma di detto valore limite (LV) e di detto precedente valore di riferimento (PRV); - una rispettiva fase di calcolo (15) di un rispettivo valore di soglia corrente (CTV), detto calcolo di detto valore di soglia corrente (CTV) essendo effettuato mediante aggiunta di detto valore differenziale predefinito (PDV) al valore di riferimento corrente (CRV); - una rispettiva fase di valutazione (16) riguardo a se il valore di capacità corrente (CCV) è maggiore del valore di soglia corrente (CTV); - una rispettiva fase di attivazione (17), durante la quale detta unità di elaborazione (3) causa automaticamente l’attivazione di detta procedura di sicurezza, la unità di elaborazione (31) essendo programmata affinché la stessa fase di attivazione sia effettuata se il valore di capacità corrente (CCV) è maggiore del valore di soglia corrente (CTV) e non sia effettuata se il valore di capacità corrente (CCV) non è maggiore del valore di soglia corrente (CTV).
10. 10. Apparato (1) in accordo alla rivendicazione 8 o 9, in cui detto apparato comprende una prima armatura (21) ed una seconda armatura (22), ciascuna di dette prima armatura (21) e seconda armatura (22) essendo disposta intorno a detta area (A); in cui detto sistema di protezione è configurato per effettuare detta procedura di monitoraggio mediante almeno: - alimentazione di una prima armatura (21) di detto condensatore (2) con una tensione di ingresso avente un predefinito andamento temporale; - determinazione dell’andamento temporale della tensione di uscita di una seconda armatura (22) di detto condensatore (2).
11. 11. Apparato in accordo alla rivendicazione 10, in cui il valore della media spaziale lungo il perimetro di detta area (A) della distanza (h) fra dette prima armatura (21) e seconda armatura (22) è compreso nell’intervallo da 0 m a 0,1 m.
12. 12. Apparato di protezione in accordo alla rivendicazione 9 e 10 o alle rivendicazioni 9, 10 e 11, in cui il sistema di protezione è configurato affinché, per ciascun istante di monitoraggio, la unità di elaborazione (3) effettui la rispettiva fase di ottenimento (10) del valore corrente di capacità (CCV) mediante almeno: - ottenimento, da parte della unità di elaborazione (3), del valore corrente di detta tensione di ingresso (CIVV) da parte della unità di elaborazione (31); - campionamento, da parte del sistema di protezione (3), del valore corrente di detta tensione di uscita (COVV).
13. 13. Apparato in accordo ad una o più delle rivendicazioni dalla 8 alla 12, in cui il valore di detta ampiezza (R) è compreso in un intervallo da 5 s a 5000 s.