IT202000005878A1 - Sistema di gestione perfezionato per un insieme di dispositivi elettrici - Google Patents

Sistema di gestione perfezionato per un insieme di dispositivi elettrici Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione fa riferimento ad un sistema per la gestione di un insieme di dispositivi elettrici, utilizzati in varie applicazioni di installazione, posizionamento e/o regolazione di un sistema. Ne sono un esempio i motori, in particolare i motori a commutazione elettronica applicati, a ventilatori di varie tipologie e misure. Ad esempio, la presente invenzione si applica motori a commutazione elettronica per il controllo di ventilatori di scambiatori di calore ventilati, e la descrizione che segue fa riferimento a questo campo di applicazione con il solo scopo di semplificarne l?esposizione.
Arte nota
Come ? ben noto, al fine di ottenere un corretto e ottimale funzionamento di un impianto di refrigerazione, ? necessario predisporre l?impianto con la strumentazione adatta per gestire e per dissipare il calore generato, come ad esempio scambiatori di calore ventilati. Generalmente, gli scambiatori di calore ventilati sono realizzati sulla base di uno speciale progetto tecnico-industriale, orientato sia a massimizzare l?efficienza costruttiva della macchina ventilante sia a garantire un risparmio energetico.
Nella progettazione degli scambiatori di calore ventilati, come ad esempio il sistema raffigurato nella figura 1, sono utilizzati motori elettrici (ad esempio motori AC) per l?azionamento dei ventilatori. Esistono anche motori a commutazione elettronica (i cosiddetti EC-Motors o motori EC) che vengono oggigiorno utilizzati nella progettazione degli scambiatori di calore ventilati, grazie ai quali ? possibile esprimere tutte le potenzialit? e le capacit? di risparmio energetico per cui ? stato progettato lo scambiatore.
I motori elettronici, applicati a diverse tipologie di ventilatori, come ad esempio ventilatori assiali-radiali-centrifughi, sono predisposti per essere gestiti da un segnale di comando, cio? da uno specifico comando di regolazione, che generalmente pu? essere un comando hardware, come ad esempio un comando in una tensione del tipo 0-10 Vdc, oppure pu? essere pi? opportunamente gestito tramite un comando software, come ad esempio il protocollo Modbus.
Nel caso specifico dei motori EC, il comando 0-10 V permette una regolazione essenziale, regolando la velocit? del ventilatore in base alle esigenze del sistema. La regolazione 0-10 V semplifica i problemi di installazione, riducendo tuttavia all?essenziale le potenzialit? funzionali dei motori EC. Con la sola regolazione 0-10 V non si pu? infatti accedere alle speciali funzionalit? di lavoro offerte da tali motori, n? soprattutto ricevere le informazioni relative al loro funzionamento.
Per rendere efficiente ed efficace l?interazione tra il sistema di gestione, locale o remoto, e lo scambiatore di calore ventilato, tramite la connessione Modbus ? possibile ed opportuno prima di tutto indirizzare il motore EC e poi procedere con la programmazione dei parametri di lavoro per gestire tutte le funzionalit? che il motore EC mette a disposizione.
Il motore EC viene generalmente gestito da un dispositivo Master, locale o remoto, che ne controlla le funzionalit? e mette i motori nella condizione di eseguire in modo preciso tutte le indicazioni di regolazione.
Il summenzionato protocollo Modbus ? ancora oggi uno dei protocolli di comunicazione pi? diffusi nel settore dell?automazione industriale in quanto esso ? un protocollo semplice, diretto e royaltyfree. La semplice ed essenziale struttura dei dati trasmessi permette una comunicazione efficace con un ottimo rapporto tra la parte utile dell?informazione ed il numero totale di bytes trasmessi. Il protocollo Modbus ? adatto allo scambio di informazioni tra apparecchiature fisicamente distinte e posizionabili anche a notevoli distanze tra loro, anche utilizzando dispositivi commerciali realizzati da diversi produttori e facilmente sostituibili tra loro.
Generalmente, i diversi componenti ed i singoli dispositivi controllati sono connessi tra loro nella modalit? cosiddetta ?Daisy-Chain?, ossia in serie uno dopo l?altro, mediante cavi specializzati e con pochi poli conduttori, per formare una rete distribuita anche su elevate distanze. In questo modo, la connessione della linea differenziale ai vari dispositivi da controllare avviene seguendo un unico percorso lineare senza diramazioni, come illustrato nella figura 2.
? generalmente richiesto che i conduttori non siano mescolati a cavi di potenza e che per le connessioni siano utilizzati cavi certificati e idonei alla corretta trasmissione delle informazioni. La qualit? delle connessioni elettriche determina infatti la qualit? di programmazione e gestione dei dispositivi connessi alla rete Modbus ed ? un prerequisito fondamentale per ottenere le massime prestazioni del sistema.
In particolare, nello schema della rete Modbus ? importante adottare appositi accorgimenti per garantire che non venga aggiunto rumore ai segnali trasportati e che tali segnali non vengano distorti o riflessi. Ad esempio, si possono usare cavi con la coppia di conduttori tra loro strettamente intrecciati, cos? come utilizzare apposite resistenze di terminazione, in particolare agli estremi della linea cos? da avere una corretta terminazione sia del valore di impedenza elettrica sia della linea differenziale.
Per tutti i suddetti motivi, al fine di garantire il funzionamento ottimale del sistema, ? molto importante prestare attenzione alle connessioni elettriche, cos? che l?installazione da parte dell?operatore ? spesso lunga e difficoltosa ed ? necessario ricorrere ad operatori specializzati.
Un altro problema, assai presente in questo settore tecnico, riguarda la sicurezza degli operatori. In particolare, terminata la costruzione meccanica di uno scambiatore ventilato e installati i componenti elettrici necessari al suo funzionamento, si devono affrontare gli aspetti e le criticit? legati alle procedure di programmazione e di collaudo dei motori, rispettando tutte le norme di sicurezza.
In particolare, come sopra indicato, ultimati i collegamenti di potenza delle alimentazioni dei motori EC, al fine di gestire il gruppo ventilante secondo i principi dell?Industria 4.0 ? necessario indirizzare e programmare tutti i motori del gruppo ventilante. Secondo le soluzioni note, ogni motore viene programmato singolarmente, secondo una procedura che viene effettuata e deve essere confermata con il motore alimentato alla tensione di rete, sia monofase sia trifase. Per procedere con la programmazione dei motori ? quindi richiesta l?esecuzione di alcune operazioni, tra le quali vi sono l?apertura della scatola dei cablaggi elettrici del motore, la connessione tra un?unit? di programmazione e i motori e l?utilizzo di tale unit? quando il motore ? alimentato con la tensione di rete. Questa procedura pu? quindi manifestare criticit? e problemi di sicurezza.
Inoltre, ci sono casi in cui il motore non ? dotato di un interruttore ON-OFF, cos? che vi ? la necessit? che, durante la programmazione, tutti i motori collegati vengano alimentati contemporaneamente. Ulteriormente, ? noto che un motore EC ha internamente un inverter, il quale, anche se spento, conserva una tensione parassita sui morsetti dei conduttori dell?alimentazione presenti nella scatola dei cablaggi elettrici, a cui ? necessario prestare molta attenzione.
Oltre alla sicurezza elettrica, vi ? poi da considerare anche la sicurezza meccanica per l?operatore che provvede alla programmazione dei motori EC. Ad esempio, nel caso di un motore EC collegato e alimentato con la tensione di rete, se si presentano situazioni con disturbi transitori che vengono raccolti dalla linea elettrica, ? possibile che tensioni parassite generino un comando che porta in rotazione la girante, anche alla massima velocit?, cosa che pu? succedere anche quando l?operatore sta lavorando sul motore del ventilatore, con notevoli rischi per la sua sicurezza. ? quindi desiderabile che le operazioni di programmazione e collaudo vengano svolte dall?operatore in una zona di sicurezza.
In accordo con le soluzioni note, ? importante poter accendere e spegnere i motori singolarmente (cosa che comunque non garantisce la totale sicurezza per l?operatore, come visto sopra), cos? come ? importante e necessario che vi sia collaborazione tra almeno due operatori, e vi ? tuttora l?esigenza di soluzioni tecniche che semplifichino le procedure, diano evidenza delle problematiche di collegamento e di programmazione dei motori EC, permettano un riscontro documentale con l?acquisizione dei parametri programmati, generino un report dei dati tecnici dei motori EC della macchina ventilante e tutelino in modo efficace la sicurezza dell?intero processo di finitura e collaudo di un macchinario o di un impianto.
Si osserva inoltre che, nel caso di malfunzionamento di uno o pi? motori elettrici, le soluzioni note non permettono un?agevole sostituzione e riprogrammazione automatica del motore EC, cos? come in generale non permettono una installazione e messa in funzione agevole del sistema.
Riassumendo, oggigiorno le connessioni elettriche di uno scambiatore di calore ventilato vengono realizzate secondo le esigenze tecnico-funzionali del sistema di regolazione presente sull?impianto. Con le operazioni di collaudo dei motori EC si prevede che l?operatore proceda alla programmazione dei motori, cosa che viene effettuata e completata con l?alimentazione VAC inserita. Generalmente, i motori vengono programmati singolarmente, e solo attraverso un cablaggio dedicato viene effettuato l?indirizzamento del gruppo dei motori EC. Alla fine del collaudo, l?operatore scrive un report che riassume i dati dei parametri di lavoro programmati sui motori, ma non viene effettuato nessun confronto a riscontro sui motori presenti sulla macchina ventilante, per verificare l?omogeneit? dei codici dei motori e dei parametri programmati, cos? come non viene generato nessun report automatico che riassume l?attivit? svolta, e alcune informazioni importanti possono essere omesse per errore.
Nelle operazioni di service, gli interventi di manutenzione generalmente devono essere effettuati senza provocare il fermo dell?impianto, mentre nelle operazioni di retrofit e aggiornamento del gruppo ventilante di uno scambiatore di calore, le problematiche possono aumentare perch? le attivit? di installazione comportano sia un cablaggio dedicato sia la programmazione dei motori EC.
? quindi evidente che le soluzioni note sono caratterizzate da molte problematiche e inconvenienti che frenano l?applicazione efficace delle nuove tecnologie che permetterebbero grande efficienza e risparmio energetico.
Il problema tecnico della presente invenzione ? quello di escogitare un sistema unico per la gestione di un insieme di motori elettrici che abbia caratteristiche strutturali e funzionali tali da superare le limitazioni e gli inconvenienti lamentati in relazione alla tecnica nota, in particolare che permetta una gestione semplificata, pi? funzionale e pi? efficiente di un insieme di dispositivi elettrici, ad esempio motori elettrici, garantendo al contempo una sicurezza aumentata per gli operatori.
Sommario dell'invenzione
L'idea di soluzione che sta alla base della presente invenzione ? quella di fornire un?unit? di controllo di base modulare con funzione di interfaccia tra il sistema di controllo remoto/Master e l?insieme di motori elettrici da controllare, in particolare motori EC da controllare e gestire, tale unit? modulare fungendo da unit? di indirizzamento e programmazione per tali motori elettrici. Il sistema di gestione che sar? descritto rende in questo modo unica, efficiente e sicura la messa in opera e la gestione di uno scambiatore di calore evoluto dotato di una pluralit? di motori elettrici, ad esempio progettato per l?Industria 4.0, in quanto l?unit? di controllo di base modulare, con funzione di interfaccia, ? in grado di comunicare facilmente con il sistema di controllo e con i motori ed ? appositamente configurata con protocolli di gestione integrati che permettono una sua immediata installazione e un efficace indirizzamento e gestione dei motori. La migliorata comunicazione con i motori, in particolare con motori EC, permessa dall?unit? di controllo di base modulare consente inoltre di preordinare i dati e le informazioni sui motori e sul loro funzionamento e di generare, tramite detta unit? di controllo di base, un report sullo stato del sistema. Nel caso di un elevato numero di motori da controllare, la presente invenzione prevede di collegare semplicemente molteplici unit? modulari in serie, tutte le connessioni essendo standardizzate ed estremamente semplici da realizzare. Le unit? modulari sono plug & play cos? che le loro funzionalit? operative sono facilmente attivate senza procedure di installazione complicate.
Viene quindi fornito un sistema modulare, hardware e software, che gestisce facilmente la programmazione automatica dei motori EC di ventilatori monofase e trifase, semplifica la gestione Modbus del Master, locale o remoto, (ad esempio convertendo il protocollo Modbus standard in Modbus operativo) grazie alla presenza di protocolli Modbus integrati, come ad esempio protocolli ebm-papst e/o ziehl-abegg integrati nell?unit? di controllo di base, in particolare opportunamente programmati e memorizzati nell?unit? di controllo di base.
Il sistema garantisce inoltre la totale sicurezza dell?operatore sia nella fase di collaudo e sia di service e mantiene il sistema ventilante operativo anche in caso di anomalie (come ad esempio un?anomalia della rete Modbus), risolvendo in modo completo tutti i problemi di connessione e programmazione dei sistemi con motori EC.
Ovviamente quanto sopra pu? essere applicato anche a molti altri dispositivi elettronici da controllare.
Sulla base di tale idea di soluzione, il suddetto problema tecnico ? risolto da un sistema per la gestione di un insieme di dispositivi elettrici, ad esempio motori per il pilotaggio di ventilatori di un impianto di refrigerazione, comprendente almeno un?unit? di controllo di base atta a fungere da interfaccia (e anche da elemento convertitore) tra un?unit? di controllo remoto/Master e una pluralit? di dispositivi elettrici da controllare, tale unit? di controllo di base comprendendo almeno un ingresso di dati per ricevere comandi di input dall?unit? di controllo remoto/Master e una pluralit? di uscite di dati collegabili con rispettivi dispositivi elettrici della pluralit? di dispositivi elettrici, in cui l?unit? di controllo di base comprende un?unit? di memoria includente istruzioni di programma per trasformare i comandi di input dall?unit? di controllo remoto/Master in segnali di gestione per la pluralit? di dispositivi elettrici da emettere tramite le uscite di dati, e in cui, tramite tali segnali di gestione, l?unit? di controllo di base ? configurata per indirizzare in modo automatico i dispositivi elettrici, programmare in modo automatico i parametri operativi di detti dispositivi elettrici, e gestire direttamente il funzionamento di detti dispositivi elettrici. Come si vedr? pi? avanti, l?unit? di controllo di base ? anche configurata per raccogliere e trasmettere le informazioni sul sistema gestito, cos? come, opzionalmente, per gestire direttamente l?alimentazione dei dispositivi elettrici.
Questo vale sia per i motori elettrici, sia per attuatori elettrici e/o altri dispositivi elettrici, come sar? descritto pi? avanti.
Pi? in particolare, l?invenzione comprende le seguenti caratteristiche supplementari e facoltative, prese singolarmente o all?occorrenza in combinazione.
Secondo un aspetto della presente invenzione, l?unit? di controllo di base pu? essere ulteriormente configurata per gestire ciascuna delle uscite di dati in modo indipendente dalle altre uscite di dati, cos? da gestire detti dispositivi elettrici in modo indipendente.
Secondo una forma di realizzazione, l?unit? di controllo di base ? configurata in modo da essere plug & play, le istruzioni di programma essendo attivate al collegamento con il sistema di controllo remoto/Master.
Secondo un aspetto vantaggioso della presente invenzione, l?unit? di controllo di base pu? essere un elemento modulare interfacciabile ad altre unit? di controllo di base, ciascuna unit? di controllo di base essendo atta al controllo di una rispettiva pluralit? di dispositivi elettrici, il sistema comprendendo una pluralit? di unit? di controllo di base che formano un insieme di moduli tra loro collegati, ciascuna di tali unit? di controllo di base comprendendo una specifica uscita e un ingresso per il collegamento con gli altri moduli.
Secondo un aspetto preferito della presente invenzione, i dispositivi elettrici sono motori elettrici.
Secondo un aspetto della presente invenzione, i segnali di gestione emessi dalle uscite di dati possono comprendere un comando di regolazione analogico in tensione da 0-10 V dc, detto comando essendo atto alla regolazione almeno della velocit? di rotazione dei motori elettrici.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione, i segnali di gestione emessi dalle uscite di dati possono comprendere istruzioni di comando per i dispositivi elettrici basate sul protocollo Modbus. In particolare, l?unit? di controllo di base ? configurata per leggere comandi Modbus standard dall?unit? di controllo remoto/Master e di emettere i segnali di gestione sulla base di Modbus operativi. In questo modo, le istruzioni di comando sono basate su specifici protocolli Modbus operativi come definiti da specifici costruttori di dispositivi elettrici, tali protocolli essendo contenuti nell?unit? di memoria dell?unit? di controllo di base. Ancora pi? in particolare, nel caso di motori elettrici, tali protocolli operativi possono comprendere almeno il protocollo ebm-papst e/o il protocollo ziehl-abegg, tali protocolli essendo contenuti nell?unit? di memoria dell?unit? di controllo di base (come detto prima, i protocolli di altri costruttori possono ovviamente essere utilizzati).
In altre forme di realizzazione, non viene usato il protocollo Modbus, ma i segnali di gestione emessi dalle uscite di dati possono comprendere istruzioni di comando per i dispositivi elettrici basate su altri protocolli industriali di comunicazione e gestione di apparecchiature e/o sistemi.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l?unit? di controllo di base pu? essere ulteriormente configurata per convertire un comando di regolazione analogico in tensione da 0-10 V emesso dall?unit? di controllo remoto/master in un comando Modbus.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l?unit? di controllo di base pu? essere ulteriormente configurata per leggere, tramite le uscite di dati, dati da uno o pi? dei dispositivi elettrici, utilizzare tali dati per generare un pacchetto di informazioni in relazione allo stato operativo di tali dispositivi elettrici, e rendere disponibili tali informazioni per l?unit? di controllo remoto/master. In questo modo, l?unit? di controllo di base ? opportunamente configurata per raccogliere e trasmettere dette informazioni.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l?unit? di controllo di base pu? essere configurata per gestire un sistema di warning che include almeno uno tra un led di segnalazione, un rel? di allarme, e una segnalazione tramite protocollo Modbus di codici di allarme.
Ulteriormente, il sistema della presente invenzione pu? comprendere un?unit? ausiliaria operativamente collegata all?unit? di controllo di base e configurata almeno per fornire un?alimentazione a tale unit? di controllo di base.
Secondo un altro aspetto ancora della presente invenzione, l?unit? di controllo di base pu? comprendere quattro uscite di dati per la gestione automatica e indipendente di quattro dispositivi elettrici. In aggiunta o in alternativa, l?unit? di controllo di base pu? comprendere un involucro che racchiude componentistica elettronica del sistema, tale involucro avendo grado di protezione IP da IP20 a IP55.
In una forma di realizzazione, l?involucro comprende passaggi per l?alloggiamento di cavi per la connessione ai dispositivi elettrici e/o ad ulteriori unit? di controllo di base e/o ad unit? ausiliarie. In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, i cavi sono standardizzati.
Pi? in particolare, in una forma di realizzazione vantaggiosa, il sistema comprende cavi per la connessione dell?unit? di controllo di base ai dispositivi elettrici e/o ad ulteriori unit? di controllo di base e/o ad unit? ausiliarie, tali cavi essendo standardizzati (sempre uguali per ogni specifica funzione) e configurati almeno per il trasporto degli input e/o dei segnali di gestione.
Secondo un altro aspetto ancora della presente invenzione, l?unit? di controllo di base pu? essere ulteriormente configurata per ricevere un segnale di potenza e distribuire tale segnale di potenza ai dispositivi elettrici per l?alimentazione di tali dispositivi elettrici.
In una forma di realizzazione, l?alimentazione pu? essere fornita dall?unit? ausiliaria operativamente collegata all?unit? di controllo di base.
La presente invenzione fa altres? riferimento ad un sistema di ventilazione comprendente un insieme di ventilatori, una pluralit? di motori elettrici, in particolare preferibilmente motori a commutazione elettronica, atti a pilotare (controllare) tali ventilatori, e un sistema per la gestione di tali motori elettrici come sopra illustrato.
Il sistema di ventilazione pu? essere gestito da remoto da un?unit? di controllo remoto/Master, interfacciata ai motori tramite l?unit? di controllo di base.
Le caratteristiche e i vantaggi del sistema secondo l'invenzione risulteranno dalla descrizione, fatta qui di seguito, di un suo esempio di realizzazione dato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.
Breve descrizione dei disegni
In tali disegni:
- la figura 1 mostra un insieme di ventilatori di uno scambiatore di calore ventilato;
- la figura 2 mostra schematicamente un sistema di gestione secondo la tecnica nota;
- la figura 3 mostra schematicamente un sistema di gestione secondo la presente invenzione, in particolare sono mostrati dettagli di un?unit? di controllo di base;
- la figura 4 ? uno schema a blocchi del sistema di gestione secondo la presente invenzione, nella sua forma base;
- la figura 5 mostra l?unit? di controllo di base della presente invenzione ed un?unit? ausiliaria ad essa collegabile;
- la figura 6 mostra l?unit? di controllo di base della presente invenzione collegata a quattro motori elettrici per l?azionamento di rispettivi ventilatori, assieme ai dati trasmessi;
- la figura 7 mostra una pluralit? di unit? di controllo di base a guisa di moduli collegati tra loro per l?azionamento di rispettive pluralit? di motori elettrici;
- la figura 8 mostra il sistema della presente invenzione interfacciato ad un?unit? di controllo remoto/Master e ad una pluralit? di motori elettrici per l?azionamento di rispettivi ventilatori, in cui vi sono, a titolo di esempio, due unit? di controllo di base per l?azionamento di quattro rispettivi motori;
- le figure 9A-9B mostrano esempi di programmazione e gestione del sistema della presente invenzione;
- la figura 10A mostra un esempio schematico di connessioni del sistema della presente invenzione e la figura 10B mostra un esempio schematico di connessioni del sistema secondo un?altra forma di realizzazione della presente invenzione;
- le figure 11A-11C mostrano differenti configurazioni di collegamento tra l?unit? di controllo di base e motori elettrici;
- le figure 12A-12D mostrano schematicamente differenti casi generali di architetture di gestione mediante il sistema della presente invenzione; e
- la figura 13 mostra schematicamente l?applicazione del sistema della presente invenzione per il controllo di vari dispositivi elettrici.
Descrizione dettagliata
Con riferimento a tali figure, con 1 ? globalmente e schematicamente indicato un sistema per la gestione di un insieme di dispositivi elettrici secondo la presente invenzione.
? opportuno notare che le figure rappresentano viste schematiche e non sono disegnate in scala, ma sono invece disegnate in modo da enfatizzare le caratteristiche importanti dell?invenzione. Ulteriormente, nelle figure, i diversi pezzi sono rappresentati in modo schematico, la loro forma potendo variare a seconda dell?applicazione desiderata. ? inoltre opportuno notare che nelle figure numeri di riferimento identici si riferiscono ad elementi identici per forma o funzione. Infine, particolari accorgimenti descritti in relazione ad una forma di realizzazione illustrata in una figura sono utilizzabili anche per le altre forme di realizzazione illustrate nelle altre figure.
Si osserva inoltre che, quando vengono illustrate sequenze di fasi di processo, non necessariamente esse seguono la sequenza indicata, tali fasi potendo essere invertite a meno che non sia espressamente indicato il contrario.
In generale, il sistema 1 di gestione secondo la presente invenzione trova un esempio di applicazione nel settore degli scambiatori di calore ventilati e pi? in generale nel settore HVAC&R. La presente invenzione verr? quindi illustrata di seguito in relazione all?esempio preferito in cui il sistema 1 ? atto a gestire motori elettrici per il pilotaggio di ventilatori, indicati nella presente con il riferimento V, di uno scambiatore di calore ventilato, anche se essa non ? da intendersi come limitata a questa specifica applicazione e anche altre molteplici applicazioni sono possibili. Ulteriormente, la presente invenzione verr? di seguito illustrata in base ad un esempio preferito, e non limitativo, in cui i motori elettrici controllati sono motori a commutazione elettronica (ossia i cosiddetti EC motors o motori EC).
Chiaramente, tante altre applicazioni sono possibili, in cui il sistema 1 ? atto alla gestione di dispositivi elettrici in generale, come sar? descritto pi? avanti.
Come sar? spiegato in dettaglio nella descrizione seguente, il sistema 1 della presente invenzione permette di gestire in modo semplice, automatico ed estremamente efficace una pluralit? di motori elettrici preposti al controllo di rispettivi ventilatori V di un impianto di ventilazione.
Con riferimento alla figura 3, il sistema 1 comprende prima di tutto un?unit? di controllo di base o modulo di base 2, preposta alla gestione e controllo automatico di un insieme di motori elettrici.
L?unit? di controllo di base 2 comprende un involucro 3 che racchiude i suoi componenti. Ovviamente, la presente invenzione non ? limitata ad uno specifico tipo e/o forma di involucro e qualunque tipo e/o forma di involucro adatti alle esigenze e circostanze sono contemplati e rientrano nell?ambito della presente invenzione.
L?involucro 3 racchiude in particolare componentistica elettronica 4 del sistema 1, come ad esempio una scheda elettronica includente un processore, elettronica di potenza ed altri componenti noti nel settore che non verranno dettagliati nella presente. L?elettronica 4 pu? comprendere anche una pluralit? di dip-switch (ad esempio dodici dip-switch) per la programmazione funzionale dell?unit? di controllo di base 2, cos? come un ingresso analogico 0-10V, tale ingresso fungendo da ingresso di comando di regolazione e di bypass di emergenza, per gestione della velocit? (misurata generalmente in RPM) dei ventilatori per collegamento col Master interrotto.
In una forma di realizzazione, l?involucro 3 ha un grado di protezione IP, come definito dallo standard internazionale IEC 60529, che pu? variare da IP20 a IP55 a seconda delle applicazioni. Pi? in particolare, l?involucro 3 pu? essere ermetico con grado di protezione IP55 ad esempio per il montaggio in ambiente esterno, oppure pu? essere adeguatamente protetto con grado di protezione IP20 ad esempio per inserimento in un quadro elettrico.
L?involucro 3 comprende passaggi (ad esempio fori passanti) per l?alloggiamento di cavi per la connessione dell?elettronica 4 con motori elettrici e/o con altre unit?, come sar? dettagliato pi? avanti.
La figura 4 rappresenta in modo schematico l?unit? di controllo di base 2 del sistema 1 della presente invenzione.
Vantaggiosamente secondo la presente invenzione, l?unit? di controllo di base 2 ? atta a fungere da interfaccia tra un?unit? di controllo remoto (ad esempio (BMS) e/o Master 5 e una pluralit? di dispostivi elettrici 6 da controllare. Nell?esempio di applicazione preferito, vengono controllati motori elettrici, sempre indicati con il numero di riferimento 6.
In particolare, tramite l?unit? di controllo remoto/Master 5, l?operatore pu? immettere gli input che servono per la gestione dei motori elettrici 6, l?unit? di controllo di base 2 permettendo un interfacciamento agevole ed efficace con detti motori elettrici, sia in fase di installazione/collaudo sia in fase di riparazione/retrofit di un impianto.
Al fine di agire da interfaccia come sopradescritto, l?unit? di controllo di base 2 comprende almeno un ingresso di dati 7 per ricevere input (indicati nelle figure con il riferimento ?DataIn?) dall?unit? di controllo remoto/Master 5, cos? come comprende una pluralit? di uscite di dati 8 collegabili con i motori elettrici 6.
Tramite l?unit? di controllo remoto/Master 5 l?utente ? quindi in grado di inviare opportuni input DataIn per i motori elettrici 6, tali input DataIn essendo ricevuti e opportunamente elaborati dall?unit? di controllo di base 2, come sotto dettagliato.
In accordo con la presente invenzione, l?unit? di controllo di base 2 comprende un?unit? di memoria MEM includente istruzioni di programma di un software integrato. L?unit? di memoria MEM pu? essere una memoria integrata in un microprocessore principale dell?unit? di controllo di base 2, cos? come pu? essere un?unit? di memoria separata e operativamente collegata a tale processore, la particolare architettura adottata non essendo in alcun modo limitativa della portata della presente invenzione. Ulteriormente, l?unit? di memoria MEM non ? limitata ad un tipo specifico, e vari tipi noti nel settore possono essere utilizzati.
Opportunamente, le istruzioni di programma vengono eseguite dall?unit? di controllo di base 2 (ad esempio dal microprocessore di controllo) per trasformare gli input dell?unit? di controllo remoto/Master 5 in segnali di gestione S per la pluralit? di motori elettrici 6. Tali istruzioni vengono eseguite in modo automatico dall?unit? di controllo di base 2 sulla base degli input dell?unit? di controllo remoto/Master 5. Detto in altre parole, l?unit? di controllo di base 2 ? in grado di comunicare con l?unit? di controllo remoto/Master 5 e con i motori elettrici 6 (in particolare ? in grado di eseguire una comunicazione bidirezionale) ed ? opportunamente programmata per permettere un controllo automatico di quest?ultimi grazie a protocolli di comunicazione in essa memorizzati ed eseguiti in modo automatico sulla base delle istruzioni del software integrato, tali protocolli di comunicazione integrati permettendo di gestire i comandi nella modalit? di comunicazione pi? opportuna con i motori elettrici 6.
I segnali di gestione S vengono emessi dall?unit? di controllo di base 2 tramite le uscite di dati 8 e da queste vengono inviate ai motori elettrici 6.
Pi? in particolare, tramite i suddetti segnali di gestione S, l?unit? di controllo di base 2 ? configurata prima di tutto per indirizzare in modo automatico tutti i motori elettrici 6 ad essa collegati, senza dover fare un indirizzamento manuale dei singoli motori. Tale unit? di controllo di base 2 ? poi configurata per programmare in modo automatico i parametri operativi dei motori elettrici 6 e gestirne il funzionamento. In questo modo, i segnali di gestione S comprendono comandi di indirizzamento, di programmazione e di gestione, tali comandi essendo previamente programmati nell?unit? di controllo di base 2, in particolare nell?unit? di memoria MEM, ad esempio sulla base delle specifiche applicazioni ed in base ad opportuni protocolli di comunicazione.
L?unit? di controllo di base 2 ? ulteriormente configurata per gestire ciascuna delle uscite di dati 8 in modo indipendente dalle altre uscite di dati, cos? da gestire i motori elettrici 6 ad esse collegati in modo indipendente, con notevoli vantaggi di gestione e permettendo anche una facile sostituzione dei singoli motori difettosi.
Opportunamente, l?unit? di controllo di base ? dotata di componenti hardware e software disposti e configurati in modo tale che, in una forma di realizzazione preferita, il sistema sia plug & play, ossia tale che le vantaggiose funzionalit? siano attivate alla connessione del sistema, senza la necessit? di una complicata installazione.
In una forma di realizzazione preferita, ma non limitativa, della presente invenzione, l?unit? di controllo di base 2 comprende quattro uscite di dati 8 per la gestione automatica e indipendente di quattro rispettivi motori elettrici 6. In questo modo, una singola unit? pu? gestire un elevato numero di motori in modo semplice. Ovviamente, la presente invenzione non ? limitata ad un particolare numero di motori controllati, tale numero potendo variare a seconda delle esigenze e/o circostanze.
? quindi chiaro che il sistema 1 della presente invenzione rende unica, efficiente e sicura la gestione di un sistema quale uno scambiatore di calore evoluto programmato per l?Industria 4.0 e comprendente una pluralit? di motori elettrici, come ad esempio motori EC. L?unit? di controllo di base 2 ? progettata per tutte le pi? comuni applicazioni su scambiatori di calore (comprendendo tutte le opzioni di funzionamento), prevedendo quindi un numero ridotto di codici di componenti per coprire tutte le operazioni di installazione, programmazione e gestione dei motori, in particolare motori EC monofase e trifase. Si ottiene una grande semplificazione della programmazione dei motori del gruppo ventilante, tali motori essendo indirizzati, programmati e gestiti automaticamente dall?unit? di controllo di base, con grandi vantaggi soprattutto in caso di sostituzione per service. Viene in questo modo semplificata notevolmente la fase di installazione di un?apparecchiatura come uno scambiatore di calore ventilato. Infatti, il sistema 1 della presente invenzione ? la soluzione in totale sicurezza per le diverse condizioni che si presentano nella delicata fase di cablaggio e programmazione di un tale scambiatore di calore.
Nella configurazione pi? semplice, i segnali di gestione S emessi dalle uscite di dati 8 comprendono un comando di regolazione analogico in tensione del tipo 0-10 Vdc (corrente continua). Il comando 0-10 V ? il comando base e permette regolazioni di base come la regolazione della velocit? di rotazione dei motori elettrici 6. In questa semplice configurazione, l?unit? di controllo di base 2 ? quindi configurata per inviare il comando 0-10 V (come emesso dall?unit? di controllo remoto 5) ai motori elettrici 6.
Vantaggiosamente, i segnali di gestione S emessi dalle uscite di dati 8 comprendono anche istruzioni di comando per i motori elettrici 6 basate sul protocollo Modbus integrato, cos? da poter sfruttare al meglio tutte le potenzialit? offerte da tali motori elettrici. L?architettura hardware e software dell?unit? di controllo di base 2 ? quindi opportunamente configurata per permettere l?esecuzione del protocollo di comunicazione seriale Modbus tra l?unit? di controllo remoto/Master 5 e i motori elettrici 6.
Ancora pi? in particolare, in una forma di realizzazione vantaggiosa della presente invenzione, le istruzioni di comando verso/da i motori elettrici 6 sono basate ad esempio sul protocollo ebmpapst e/o sul protocollo ziehl-abegg (a seconda del tipo di motore da controllare, e non limitatamente a questi), permettendo il controllo e la gestione di tutti i pi? moderni motori, in particolare di tutti i pi? moderni motori EC e poterne sfruttare tutte le funzionalit?. Detto in altre parole, grazie ai protocolli integrati (ad esempio contenuti nelle suddette istruzioni di programma), il sistema 1 della presente invenzione ? in grado di gestire Modbus operativi (come appunto basati sul protocollo ebm-papst e/o sul protocollo ziehl-abegg, ma non limitatamente a quest?ultimi), comunicando con l?unit? di controllo remoto/Master 5 tramite Modbus standard e trasformandolo in tale Modbus operativo per l?opportuno controllo dei motori elettrici 6.
I suddetti protocolli sono integrati nel sistema, ad esempio sono contenuti nell?unit? di memoria MEM dell?unit? di controllo di base 2.
? ovviamente possibile anche una combinazione delle suddette soluzioni.
In generale, il sistema 1 della presente invenzione ? quindi un sistema unico, in grado di eseguire comandi hardware (ad esempio 0-10 Vdc) e software (come l?esecuzione del protocollo Modbus) grazie all?opportuna configurazione dell?unit? di controllo di base 2.
Preferibilmente, il protocollo Modbus viene realizzato tramite connessione seriale utilizzando lo standard RS485. La comunicazione dell?unit? di controllo remoto/Master 5 avviene in particolare tramite linea seriale RS485, preferibilmente isolata, con protocollo Modbus RTU.
Nel sistema 1 della presente invenzione, il sistema di controllo remoto/Master 5 accede quindi direttamente a tutte le opzioni di funzionamento e di regolazione disponibili sui motori EC, sia gestione con comando basato sul protocollo Modbus RTU tramite lo standard RS485 (con trasformazione da Modbus RTU standard a Modbus operativo con protocollo proprietario, come visto sopra), sia gestione basica con Comando 0-10 V e, come sar? descritto in modo dettagliato pi? avanti, anche con lettura dei dati funzionali dei motori elettrici 6, offrendo la scelta della soluzione di regolazione pi? congeniale alle esigenze del sistema da regolare, il tutto grazie all?interfacciamento con l?unit? di controllo di base 2.
In una forma di realizzazione vantaggiosa, l?unit? di controllo di base 2 funge quindi da gateway con comunicazione Modbus RS485, interfacciando il sistema di controllo remoto/Master 5 con una pluralit? (preferibilmente, ma non limitatamente, quattro) di motori EC che possono essere ebm-papst o ziehl-abegg, tali motori pilotando una rispettiva pluralit? di ventilatori V. L?unit? di controllo di base 2 comprende quindi una pluralit? (preferibilmente quattro) di canali RS485 dedicati al colloquio con i motori EC.
Come sopra indicato, i motori elettrici 6 dei ventilatori V hanno un?interfaccia RS485 con protocollo Modbus RTU, cos? che il controllo tramite l?unit? di controllo di base 2 da parte dell?unit? remota (che pu? essere ad esempio BMS remoto o a bordo macchina) avviene tramite linea seriale RS485 isolata con protocollo Modbus RTU.
L?unit? di controllo di base 2 si comporta da Master verso i ventilatori V (e quindi verso i motori elettrici 6) e da Slave verso il sistema di controllo remoto/Master 5.
In questo modo, il sistema 1 consente, tramite l?unit? di controllo di base 2, per ogni motore elettrico 6 ad essa collegato, di gestire il protocollo dei registri Modbus (ebm-papst e/o ziehl-abegg), cos? come di preordinare il pacchetto di informazioni in risposta alle interrogazioni dell?unit? di controllo remoto/Master 5, come verr? dettagliato nel seguito. Ogni singola unit? di controllo di base 2 definisce il protocollo da utilizzare per i motori ad essa collegati (ebmpapst o ziehl-abegg).
Ulteriormente, in una forma di realizzazione vantaggiosa della presente invenzione, l?unit? di controllo di base 2 ? ulteriormente configurata per convertire un comando di regolazione analogico in tensione da 0-10 Vdc emesso dall?unit? di controllo remoto/Master 5 in un comando Modbus, in particolare in un comando Modbus operativo (e quindi adatto al controllo di motori in base a specifici protocolli come, ma non limitatamente a, ebm-papst e ziehl-abegg).
In questo modo, il comando 0-10 Vdc viene rimodulato in modalit? Modbus (ebm-papst e ziehl-abegg), cos? da poter sfruttare tutte le funzionalit? dei motori elettrici 6 semplicemente grazie all?interfacciamento con l?unit? di controllo di base 2. In questa forma di realizzazione, la semplice regolazione 0-10 Vdc dell?unit? di controllo remoto/Master 5 viene cos? trasformata in comando Modbus, attivando tutte le funzionalit? specifiche di tale regolazione.
L?unit? di controllo di base 2 ? in grado di gestire la regolazione 0-10 Vdc dei motori elettrici privi di Modbus, attivando tutte le funzioni di controllo, sorveglianza e sicurezza nella gestione di tali motori.
Il sistema 1 della presente invenzione si adatta quindi a tutti i dispositivi di regolazione, sia con comando Modbus sia con regolazione 0-10 Vdc, offrendo la scelta della soluzione di regolazione pi? congeniale alle esigenze dell?impianto.
Come sopra accennato, vantaggiosamente secondo la presente invenzione, l?unit? di controllo di base 2 ? ulteriormente configurata per leggere, tramite le uscite di dati 8, dati operativi (indicati nella presente con il riferimento ?DataEC?) da uno o pi? dei motori elettrici 6, ed ? configurata per utilizzare tali dati operativi DataEC per generare un pacchetto di informazioni in relazione allo stato operativo di tali motori elettrici 6. L?unit? di controllo di base 2 rende quindi disponibili le suddette informazioni per l?unit? di controllo remoto/Master 5, in un formato personalizzabile.
L?unit? di controllo di base 2 ? quindi configurata per generare un report per l?utente, tale report rappresentando essenzialmente la carta di identit? con la quale viene certificata la corretta programmazione dei motori elettrici 6 dei ventilatori V. Opportunamente, l?unit? di controllo di base 2 ? anche in grado di verificare, sempre in base ai parametri e ai dati operativi rilevati tramite le uscite 8, la qualit? delle connessioni elettriche, cos? come la corretta corrispondenza dei codici, generando e preordinando il pacchetto di informazioni in risposta alle interrogazioni dell?unit? di controllo remoto/Master 5 e includendo tutte queste informazioni nel suddetto report.
La comunicazione tra l?unit? di controllo di base 2 e i motori elettrici 6 (cos? come la comunicazione tra l?unit? di controllo di base 2 e l?unit? di controllo remoto/Master 5) ? quindi una comunicazione bidirezionale che avviene tramite le uscite di dati 8 (anche tramite l?ingresso di dati 7), in cui oltre ad inviare istruzioni di programmazione verso i motori elettrici 6 ? possibile ricevere dati di funzionamento da tali motori elettrici 6, tramite lettura e acquisizione dei dati tecnicofunzionali rilevanti da parte dell?unit? di controllo di base 2.
Il sistema 1 della presente invenzione ? perci? in grado di semplificare la gestione di un gruppo di ventilatori V perch? ? predisposto per leggere/scrivere e mettere a disposizione (ad esempio a seguito di una richiesta dell?unit? di controllo remoto/Master 5), in un pacchetto dati personalizzabile, tutte le informazioni relative ai motori elettrici 6 che pilotano tali ventilatori V, evitando anche le possibili limitazioni imposte sul traffico Modbus, come ad esempio il numero massimo di registri consecutivi che ? possibile leggere e/o scrivere.
? quindi possibile eseguire una virtualizzazione degli indirizzi dei ventilatori, cos? come dei protocolli (l?unit? remota non ? tenuta a sapere se i motori sono ad esempio ebm-papst o ziehl-abegg).
In una forma di realizzazione, il sistema 1 comprende inoltre elementi di segnalazione 13 sull?unit? di controllo di base 2, come ad esempio led di stato e di segnalazione per alimentazioni (tensioni ausiliarie), per i canali di uscita di comando Modbus, avaria tecnica dei motori e delle connessioni di comando e/o degli ausiliari, cos? come avaria dell?unit? di controllo di base 2.
Ulteriormente, l?unit? di controllo di base 2 ? configurata per gestire un sistema di warning che include almeno uno tra un led di segnalazione (che pu? essere ad esempio incluso nei summenzionati elementi di segnalazione 13), un rel? di allarme 14 (ad esempio un rel? di allarme con contatti in commutazione collegato o integrato nella scheda elettronica 4), cos? come una segnalazione tramite protocollo Modbus di codici di allarme, ad esempio direttamente all?unit? di controllo remoto 5.
Nella forma pi? generale del sistema 1, i collegamenti per ogni motore elettrico 6 collegato comprendono quindi i segnali Modbus di programmazione e gestione dei motori (D+, D-, REF, come noto per lo standard RS485), il segnale analogico 0-10 Vdc, in particolare come riferimento di velocit? di rotazione dei motori, cos? come rel? d?allarme per lettura dello stato (OK-KO) di tali motori.
Ogni motore elettrico 6 collegato viene gestito singolarmente dall?unit? di controllo di base 2, che ? configurata per monitorare costantemente anche eventuali problemi dei cavi di connessione con tali motori, cos? come per controllare la qualit? della connessione con i singoli motori, generando un segnale di errore e/o di allarme nel caso venga riscontrata qualche anomalia.
? quindi possibile verificare lo stato dei motori elettrici 6, in particolare lo stato di motori EC, leggere e acquisire i dati tecnicofunzionali degli stessi, gestire i codici di allarme e warning transitori, cos? come ? possibile svolgere molte altre funzioni vantaggiose, il sistema 1 della presente invenzione essendo infatti un sistema assai versatile e di facile utilizzo, permettendo un controllo totale.
Facendo ora riferimento alla figura 5, in una forma di realizzazione della presente invenzione, il sistema 1 comprende anche un?unit? ausiliaria 9 operativamente collegata all?unit? di controllo di base 2 e configurata almeno per fornire un?alimentazione a tale unit? di controllo di base 2. In una forma di realizzazione, l?alimentazione fornita ? 24 Vac (in corrente alternata).
L?unit? ausiliaria 9 ? preferibilmente collegata all?unit? di controllo di base 2 mediante l?ingresso di dati 7, il quale quindi, oltre al passaggio di dati, consente anche l?alimentazione del sistema 1. L?unit? ausiliaria 9 ? quindi disposta tra l?unit? di controllo di base 2 e l?unit? di controllo remoto/Master 5 e riceve in ingresso da tale unit? di controllo remoto/Master 5 i dati di ingresso DataIn (come ad esempio il segnale Modbus standard e il comando 0-10V) e trasferisce tali comandi, assieme all?alimentazione, all?unit? di controllo di base 2.
La figura 6 mostra il sistema 1 comprendente l?unit? ausiliaria 9, in cui l?unit? di controllo di base 2 ? programmata per la gestione di quattro motori elettrici 6. In questa figura vengono anche rappresentati i principali segnali trasmessi in accordo con la descrizione precedente. In particolare, dall?unit? di controllo remoto/Master 5 vengono inviati, a seconda delle configurazioni, i segnali Modbus standard e/o il comando 0-10 Vdc. L?unita ausiliaria 9 (che pu? anche non essere presente) trasmette tali segnali, assieme all?alimentazione, all?unit? di controllo di base 2. Come sopra indicato, l?unit? di controllo di base 2 ? configurata (sia da un punto di vista hardware sia software) per inviare ai motori elettrici 6 i segnali S adatti alla loro gestione, come appunto i segnali basati sul Modbus operativo selezionato ad esempio tra ebm-papst e/o ziehl-abegg, cos? come il comando 0-10 Vdc. Tramite le uscite di dati 8, e appositi cavi, vengono anche trasmessi i contatti per i rel? di allarme, ad esempio per la gestione di eventuali anomalie. I segnali Modbus standard e il comando 0-10 V provenienti dall?unit? di controllo remoto/Master 5, cos? come l?alimentazione, possono venire eventualmente trasmessi dall?unit? di controllo di base 2 anche ad altre unit? di controllo di base ad essa collegate per il controllo di altri gruppi di motori, come sar? descritto al paragrafo seguente.
Vantaggiosamente secondo la presente invenzione, con riferimento alle figure 7 e 8, l?unit? di controllo di base 2 ? un elemento modulare interfacciabile ad altre unit? di controllo di base, ciascuna unit? di controllo di base 2 essendo atta al controllo di una rispettiva pluralit? di motori elettrici 6. In questo modo, il sistema 1 della presente invenzione comprende una pluralit? di unit? di controllo di base 2 che formano un insieme di moduli tra loro collegati in serie, ciascuna di dette unit? di controllo di base 2 comprendendo una specifica uscita 12 e un ingresso per il collegamento con gli altri moduli.
Preferibilmente, in una forma di realizzazione, l?ingresso di dati dal modulo precedente corrisponde all?ingresso di dati 7 sopra descritto, mentre l?uscita 12 verso il modulo successivo ? un?uscita indipendente. Ovviamente, tali ingressi e uscite sono invertibili a seconda che vengano trasmessi dati per il controllo dei motori o che vengano trasmesse informazioni operative sullo stato di tali motori.
La configurazione modulare sopradescritta ? assai vantaggiosa quando vi ? l?esigenza di gestire un numero elevato di motori elettrici 6, in quanto tale compito viene risolto da un insieme di unit? di controllo di base 2 modulari (tutte uguali) collegate tra loro in serie, ciascuna essendo predisposta per la gestione dei rispettivi (preferibilmente, ma non limitatamente, quattro) motori elettrici 6.
Opportunamente, le connessioni con tutti i motori elettrici 6 sono standardizzate, e ogni unit? di controllo di base 2 ? dotata dei propri cavi 10 per la connessione con i motori elettrici 6 (tali cavi essendo identici e standardizzati per ogni unit? e per ogni motore), nonch? di cavi 11 (anch?essi identici e standardizzati per ogni unit?) per la connessione in sequenza con le altre unit? di controllo di base modulari e con l?eventuale unit? ausiliaria 9 e con l?unit? di controllo remoto/Master 5. I cavi 10 e 11 sono adatti al trasporto di segnali come discusso sopra (si veda ad esempio la discussione in relazione alla figura 6). Con il termine cavi standardizzati si intende quindi cavi strutturalmente e funzionalmente uguali, con connessione identiche adattate per interfacciarsi con l?unit? di controllo di base 2, i motori e altre unit?, configurati per trasportare uno determinato tipo/i di segnale, semplificando notevolmente l?istallazione del sistema.
I principali vantaggi del sistema 1 secondo la presente invenzione sono quindi anche legati alla modularit? dei componenti, che crescono col numero di motori elettrici 6 e di ventilatori V della macchina ventilante da controllare, mantenendo inalterata la struttura ripetitiva dei componenti di base, in particolare dell?unit? di controllo di base 2 per la gestione integrale di una pluralit? di motori EC, con protocolli Modbus ebm-papst e ziehl-abegg integrati. Pi? in particolare, tali componenti modulari includono la suddetta unit? di controllo di base 2, i cavi 10 per la connessione con i motori elettrici 6 (ad esempio quattro cavi 10 per ogni unit? di controllo di base 2) e i cavi 11 per il collegamento con i moduli adiacenti, tutti questi componenti essendo opportunamente standardizzati.
Tutte le operazioni sul sistema ventilante vengono inoltre effettuate senza modificare il quadro elettrico.
Al fine di eseguire tutte le suddette funzionalit?, l?elettronica 4 pu? comprendere morsettiere di collegamento per i ventilatori e con le altre unit? di controllo remoto, cos? come un microcontrollore con interfaccia isolata per linea seriale RS485 con protocollo Modbus RTU, interfacce di comando e di lettura dello stato dei ventilatori.
Ulteriormente, in una forma di realizzazione della presente invenzione, sono presenti mezzi che permettono l?interfacciamento dell?unit? di controllo di base 2 con un?ulteriore unit? remota (non illustrata), che pu? essere fisicamente molto distante. Ad esempio, facendo nuovamente riferimento alla figura 4, possono essere presenti mezzi di ricezione/trasmissione TX, i quali possono essere wireless o cablati, cos? come tale comunicazione pu? avvenire tramite l?unit? di controllo remoto/Master 5.
Dalla descrizione precedente, ? evidente che l?ambito di protezione della presente invenzione riguarda anche sistema 100 di ventilazione comprendente un insieme di ventilatori V, una pluralit? di motori elettrici 6 atti a pilotare tali ventilatori 6 e un sistema per la gestione di tali motori elettrici 6 secondo la presente invenzione come sopradescritto.
In particolare, riassumendo brevemente quanto visto sopra, il sistema 1 ? in grado di regolare la velocit? (RPM) dei ventilatori V, modificare parametri di lavoro dei motori, e leggere e/o scrivere i registri Modbus di ogni singolo motore, cos? come rimodulare il comando 0-10 Vdc in modalit? Modbus (ad esempio ebm-papst e ziehl-abegg).
Il sistema consente il pre-cablaggio del singolo motore elettrico, in particolare motori EC, e semplifica il cablaggio di tali motori, verifica la connessione del singolo motore EC e garantisce il funzionamento in caso di avaria tecnico-funzionale. Esso evita interruzioni per guasti di connessione e mantiene operativo il gruppo ventilante, attivando la modalit? di emergenza, in caso di avaria di un motore o della connessione Modbus. I motori vengono gestiti in modo indipendente gli uni dagli altri e il sistema ? in grado di eseguire report e isolare i motori con anomalie.
A questo proposito, si faccia riferimento alle figure 9A-9B, che raffigurano esempi di programmazione e gestione del sistema della presente invenzione. Il sistema 1 ? in grado di gestire in modo totale i motori EC ebm-papst e ziehl-abegg grazie ai protocolli Modbus integrati. Dopo aver correttamente indirizzato e programmato i motori presenti (figura 9A, dove i vari valori vengono programmati automaticamente dal sistema), esso verifica i cablaggi e lo stato dei motori, segnalando eventuali anomalie (figura 9B, in cui ad esempio viene individuato un errore e opportunamente segnalato). Il lavoro del service ? quindi notevolmente semplificato, in quanto tale motore difettoso viene facilmente sostituito (grazie al cablaggio modulare e al sistema di connessione plug & play) e il nuovo motore automaticamente riprogrammato con gli stessi parametri (in particolare il sistema verifica la compatibilit? del nuovo motore e lo riprogramma con i parametri di lavoro stabiliti dal sistema di controllo remoto/Master 5), senza bisogno di procedere ad una riprogrammazione manuale. Grazie alle istruzioni di programma integrate, l?unit? di controllo di base 2 ? infatti in grado di acquisire e segnalare le problematiche dei motori difettosi (identificando i problemi riscontrati), e quindi di permettere la sostituzione automatica dei motori riprogrammando automaticamente il nuovo motore collegato. Il sistema plug-in semplifica in questo modo tutte le problematiche legate alla sostituzione, il collegamento tramite i cavi con l?unit? di controllo di base 2 essendo sufficiente per l?esecuzione di tutte le operazioni desiderate.
Il sistema 1 della presente invenzione indirizza automaticamente ogni motore collegato e programma automaticamente i parametri di lavoro di tali motori collegati. Esso tutela il corretto funzionamento di ogni motore collegato e mantiene costante il livello dei segnali Modbus trasmessi. In particolare, il sistema 1 della presente invenzione sorveglia il livello dei segnali Modbus ricevuti dal motore e acquisisce e segnala i malfunzionamenti del motore, co? come conserva le informazioni di funzionamento dei motori, che possono essere acquisite e memorizzate nell?unit? di memoria MEM, cos? come essere trasmesse all?unit? di controllo remoto/Master.
Il sistema 1 della presente invenzione attiva e gestisce le funzioni speciali Modbus di ogni motore, come ad esempio la velocit? di emergenza (ossia RPM di Emergenza in caso di perdita del segnale di comando), la funzione cleaning (ossia rotazione inversa per pulizia batterie), la funzione limite della velocit? massima (ossia RPM massima del ventilatore, per limitare il rumore dell?aria) e la funzione hand/shake (ossia sblocco progressivo motore per ghiaccio), e simili.
Esso consente inoltre, grazie ai protocolli integrati, una velocit? minima al 4%, una velocit? omogenea per tutti i motori collegati, un eventuale spegnimento del singolo motore per ridurre la potenza dello scambiatore, uno spegnimento del singolo motore in caso di emergenza, cos? come l?acquisizione e lettura dei dati dei parametri di allarme.
In conclusione, la presente invenzione fornisce un?unit? di controllo di base modulare come interfaccia tra il sistema di controllo remoto/Master e l?insieme di motori elettrici da controllare, in particolare motori EC da controllare e gestire, tale unit? modulare fungendo da unit? di indirizzamento e programmazione per tali motori elettrici. Il sistema di gestione descritto rende in questo modo unica, efficiente e sicura la gestione di uno scambiatore di calore evoluto dotato di una pluralit? di motori elettrici, ad esempio progettato per l?Industria 4.0, in quanto l?unit? di controllo di base modulare ? in grado di comunicare facilmente con il sistema di controllo e con i motori ed ? appositamente configurata con protocolli di gestione integrati che permettono una sua immediata installazione e un efficace indirizzamento e gestione dei motori. La migliorata comunicazione con i motori permessa dall?unit? di controllo di base modulare consente inoltre di generare, tramite detta unit? di controllo di base, un report che fotografa lo stato del sistema. Nel caso di un elevato numero di motori da controllare, la presente invenzione prevede di collegare semplicemente molteplici unit? modulari in serie, tutte le connessioni essendo standardizzate ed estremamente semplici da realizzare. Le unit? modulari sono plug & play cos? che le loro funzionalit? operative sono facilmente attivate senza procedure di installazione complicate. Viene quindi fornito un sistema modulare, hardware e software, che gestisce facilmente la programmazione automatica dei motori EC di ventilatori monofase e trifase, semplifica la gestione Modbus del Master grazie alla presenza di protocolli Modbus integrati, come ad esempio i protocolli ebm-papst e/o ziehl-abegg integrati nell?unit? di controllo di base. Il sistema garantisce inoltre la totale sicurezza dell?operatore nella fase di collaudo e di service e mantiene il sistema ventilante operativo anche in caso di anomalie (come ad esempio un?anomalia della rete Modbus), risolvendo tutti i problemi di connessione e programmazione dei sistemi con motori EC.
Il sistema della presente invenzione risolve quindi tutte le correnti problematiche legate alla componentistica e alla sicurezza del processo di installazione/collaudo/manutenzione di un impianto di ventilazione, in particolare semplificando e industrializzando le connessioni elettriche per la gestione e sorveglianza dei motori elettrici, in particolare dei motori EC, destinati al controllo dei ventilatori di uno scambiatore di calore ventilato. Il sistema della presente invenzione elimina le criticit? e risolve tutte le problematiche tecnico-funzionali in totale sicurezza, grazie all?unit? di controllo di base che ? in grado di eseguire istruzioni di programma di un software dedicato integrato, grazie al sistema modulare dedicato, e grazie alla distribuzione componibile delle connessioni degli ausiliari di comando, offrendo un sistema estremamente versatile per tutte le applicazioni di regolazione per motori EC, ad esempio ebm-papst e ziehl-abegg, trifase e monofase. In buona sostanza, viene quindi fornito un sistema modulare per la gestione totale dei motori.
Il sistema della presente invenzione permette l?utilizzo di una struttura elettrica componibile, utilizzando semplicemente multipli degli stessi codici, grazie alla struttura modulare dell?unit? di controllo di base e dei cablaggi, i quali sono anch?essi resi modulari e appositamente configurati per trasportare determinati tipi di segnali per la gestione dei motori.
La connessione modulare degli elementi favorisce sia il montaggio pre-cablato a banco sia la verifica di qualit? delle singole connessioni elettriche, evidenziando eventuali problemi di cablaggio, del/dei cavo/i e dei livelli dei segnali Modbus.
Da quanto sopra ? evidente che il sistema della presente invenzione semplifica il cablaggio dell?impianto, i ventilatori potendo essere pre-cablati prima del montaggio o direttamente sulla macchina tramite plug-in.
In fase di collaudo, grazie alla capacit? dell?unit? di controllo di base di interagire con i motori in modo efficiente, il sistema della presente invenzione certifica la qualit? delle connessioni, identifica e programma automaticamente i motori collegati, raccogliendo anche i dati per il report finale, il quale evidenzia e fotografa le specificit? tecniche e confronta i parametri di lavoro programmati di tutti i ventilatori, evidenziando differenze e anomalie.
Il sistema della presente invenzione semplifica quindi la messa in funzione di un nuovo scambiatore ventilante, e in caso di avaria di uno o pi? motori, permette un?agevole sostituzione e l?inserimento dei nuovi motori nel sistema che verranno collegati all?unit? di controllo di base, indirizzandoli e programmandoli automaticamente alla riaccensione. Pi? in particolare, grazie alla possibilit? di comunicare in modo bidirezionale con i motori e con l?unit? di controllo remoto (ad esempio a seguito di interrogazioni da parte del Master), il sistema secondo la presente invenzione evidenzia dove intervenire e cosa sostituire, efficientando l?intervento tecnico con il reinserimento automatico dei componenti sostituiti, in cui l?unit? di controllo di base ? in grado di programmare automaticamente i motori sulla base delle istruzioni di programma in essa memorizzate, ad esempio specifiche per determinati sistemi da controllare.
Il sistema secondo la presente invenzione permette quindi di individuare immediatamente la causa dei problemi, e segnala lo stato funzionale via hardware e software, ad esempio con i led di segnalazione presenti sul dispositivo, con il rel? di allarme e con la segnalazione via Modbus dei codici di allarme.
Una caratteristica del sistema della presente invenzione ? la sua grande versatilit?, tale sistema essendo configurabile per tutte le applicazioni su scambiatori di calore ventilati, dry cooler, condensatori remoti e gas cooler, fino alle pareti ventilanti (EC fan-grid), tale sistema provvedendo alla gestione completa dei motori EC collegati.
L?unit? di controllo di base pu? essere appositamente programmata in base al tipo di motori da controllare; in generale, essa ? tale da contenere tutte le istruzioni per la gestione del sistema ed ? installabile in modo estremamente semplice e in totale sicurezza per gli operatori, i quali non devono pi? programmare direttamente il motore con la scatola cablaggi aperta. Inoltre, non ? necessario ricorre ad operatori specializzati ma saranno sufficienti operatori con conoscenze elettriche di base.
Dalla figura 10A si evince che, grazie al sistema della presente invenzione, un operatore ? in grado di lavorare in totale sicurezza in quanto la programmazione dei motori non comporta un?interazione diretta con essi. Dalla figura 10A si mostra inoltre che la connessione di potenza dei motori avviene preferibilmente precedentemente alla programmazione e, preferibilmente, i cavi di potenza vengono mantenuti separati. L?operatore ? in grado di controllare visivamente il risultato del lavoro svolto dal sistema secondo la presente invenzione, il quale acquisisce e segnala le problematiche riscontrate nella programmazione dei motori collegati.
In una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione, l?unit? di controllo di base 2 pu? essere ulteriormente configurata per ricevere un segnale di potenza P (ad esempio dal quadro elettrico) e distribuire tale segnale di potenza P ai motori elettrici 6 per l?alimentazione di tali motori elettrici 6. A titolo di esempio, l?alimentazione pu? essere fornita dall?unit? ausiliaria 9 operativamente collegata all?unit? di controllo di base 2 e al quadro elettrico. In questo modo, la struttura elettrica dell?unit? di controllo di base 2 ? tale per cui essa ? in grado di distribuire anche l?alimentazione (monofase/trifase) al gruppo di motori/attuatori elettrici collegati, gestendo quindi anche la parte di potenza di tali motori/attuatori. Ovviamente, la parte di potenza viene opportunamente schermata. Questa forma di realizzazione ? schematicamente illustrata nella figura 10B, in cui le connessioni e i segnali indicati sono solamente a titolo indicativo e non limitativo.
In questa forma di realizzazione, il quadro elettrico presenta una struttura estremamente semplificata e in esso sono collocate le singole protezioni delle linee di potenza con l?interruttore generale e l?unit? di regolazione. L?unit? di controllo di base 2 comprende, in una forma di realizzazione esemplificativa, un teleruttore/rel? per ogni ventilatore collegato, morsettiere di collegamento per ogni ventilatore, ad esempio di potenza (L1, L2, L3, PE), segnali Modbus (D+, D-, REF), segnali 0-10 V, termiche/rel? d?allarme per lettura in serie, termiche/rel? d?allarme per lettura locale con uscita Modbus (in alternativa alla lettura in serie), morsettiere di collegamento verso il quadro principale per potenza, segnali Modbus, parallelo dei segnali 0-10V, HW Rel? d?allarme, cos? come morsettiere di collegamento verso altre unit? di controllo di base, e un microcontrollore con interfaccia isolata per linea seriale RS485 con protocollo Modbus RTU, comando teleruttori d?alimentazione dei ventilatori, lettura dello stato dei ventilatori. L?unit? di controllo di base pre-cablata consente quindi di portare verso i motori l?alimentazione trifase con la termica (TK), oltre a tutte le funzionalit? sopra descritte. I cablaggi di potenza dei singoli moduli fanno capo al quadro principale.
I vantaggi precedenti valgono anche in questo caso, tra i quali vi ? la semplificazione nella gestione dei motori, che vengono indirizzati e programmati automaticamente anche in caso di sostituzione per manutenzione e/o service, la semplificazione delle connessioni elettriche, con cablaggi gi? predisposti a misura, e sempre uguali, la possibilit? di utilizzare operatori con conoscenze elettriche di base, e la drastica riduzione ad un numero ridotto codici dei componenti elettrici, per coprire tutte le potenze (fino a 250 Ampere) e le opzioni di gestione sia locale sia in Sistemi BMS. Essendo previste tutte le opzioni di base, spariscono quindi decine di codici legati alle varianti proposte e/o richieste dal cliente per i quadri elettrici.
In generale, grazie agli insegnamenti della presente invenzione, si fornisce quindi un dispositivo che semplifica e risolve tutte le criticit? legate alla connessione, alla programmazione e alla gestione dei motori elettrici in rete Modbus, tale dispositivo essendo fornito, in una forma di realizzazione, con i protocolli ebm-papst e ziehlabegg gi? integrati, permettendo il controllo ottimale dei pi? moderni motori EC. Esso consente quindi ad un sistema Modbus standard di gestire direttamente tutte le specifiche funzionalit? dei protocolli Modbus ebm-papst e ziehl-abegg, cos? da poter gestire tutti i ventilatori, compresi quelli con motori di ultima generazione, come appunto i motori EC.
Ulteriormente, il sistema della presente invenzione garantisce la continuit? di funzionamento dello scambiatore ventilato, limitando il problema funzionale al solo motore in avaria tecnica, senza interrompere la catena di regolazione. Pi? in particolare, la modularit? del sistema e la configurazione delle uscite di dati evitano indesiderate interruzioni in caso di guasti nel collegamento dei motori EC, segnalando e isolando la parte in avaria e mantenendo operativo il gruppo ventilante.
Opportunamente, la presente invenzione prevede la standardizzazione del cablaggio dei comandi dei motori EC trifase e monofase, in quanto prevede modularit? delle connessioni elettriche, con cablaggi gi? a misura e sempre uguali. Viene quindi resa modulare la distribuzione delle connessioni degli ausiliari di comando, essendo identica per tutte le applicazioni per motori EC trifase e monofase.
Come accennato in precedenza, grazie al sistema della presente invenzione, ? anche possibile eseguire il cablaggio preventivo dei motori, prima di essere posati sullo scambiatore.
Il sistema descritto interagisce e si mette a disposizione del Master, per eseguire le funzioni di lavoro per la gestione ottimale dei motori EC dello scambiatore di calore ventilato e trasmettere il pacchetto dati di funzionamento nella modalit? richiesta dal Master.
Applicazioni
Il sistema della presente invenzione presenta svariate vantaggiose applicazioni, di cui solamente alcune sono elencate nella presente a titolo di esempio non limitativo.
Le figure 11A-11C mostrano come il sistema della presente invenzione permette qualsiasi configurazione ed ? predisposto per gestire anche la connessione Modbus a stella, semplificando tutte le attivit? necessarie alla corretta operativit? Modbus di uno scambiatore o il suo aggiornamento tecnico, ad esempio con la sostituzione dei motori AC con motori EC delle unit? gi? installate e operative, permettendo il collegamento plug & play con un numero desiderato di ventilatori.
Riassumendo quanto visto in precedenza, grazie allo speciale software di gestione dei dispositivi collegati e ai protocolli ebm-papst e ziehl-abegg integrati, il sistema della presente invenzione coordina e gestisce automaticamente l?indirizzamento e la programmazione di motori EC e raggruppa le informazioni dei singoli motori EC, sia per generare il report di fine collaudo sia per il sistema di controllo remoto/Master. Questo permette di eseguire in modo efficace la funzione di Factory Test, in cui il punto di forza ? la sua semplicit? funzionale.
In generale, si pu? quindi dire che il sistema della presente invenzione ? progettato e studiato per la gestione diretta per il Master (che comunica con protocollo Modbus RTU standard) dei motori EC con protocollo ebm-papst e ziehl-abegg. Si ottiene in questo modo la semplificazione delle procedure, semplificando la programmazione e gestione dei singoli motori EC, la modularit? delle connessioni elettriche degli ausiliari di comando, la regolazione automatica dei motori EC, la lettura e acquisizione dei dati di funzionamento dei motori EC, warning e allarmi compresi, la raccolta e selezione del pacchetto dati da mettere a disposizione del controllore Master, cos? come la rimodulazione del comando 0-10 Vdc per gestire direttamente via Modbus standard i motori EC ebm-papst e ziehl-abegg.
In generale, viene descritto come esempio un vantaggioso sistema modulare per il cablaggio e la gestione Modbus plug & play di macchine con motori EC.
Ulteriormente, il sistema della presente invenzione agevola il lavoro di assistenza sul campo, perch?, una volta individuata e segnalata l?anomalia, consente la sostituzione immediata dei motori senza necessit? di una loro programmazione preventiva, provvedendo direttamente e in modo automatico all?indirizzamento e alla programmazione dei parametri di lavoro dei dispositivi sostituiti, oltre a raccogliere in un pacchetto dati la totalit? delle informazioni dei singoli motori EC per il field-report finale.
La programmazione automatica di tutti i motori elettronici collegati al sistema della presente invenzione salvaguarda la sicurezza dell?operatore nelle procedure di collaudo, garantisce l?efficienza delle connessioni e la conseguente efficace programmazione di tutti i motori EC collegati.
Il sistema della presente invenzione pu? essere facilmente applicato anche con funzione retrofit, in quanto facilita la sostituzione dei ventilatori con motori AC delle macchine gi? installate e, grazie alle connessioni modulari plug-in e ai protocolli Modbus gi? integrati nel software, permette la completa gestione dei motori EC, trasformando in Modbus anche la semplice regolazione 0-10Vdc. Il sistema plug & play consente quindi di eseguire il retrofit di un impianto esistente in modo molto semplice e automatico.
Ulteriormente, viene risolto l?inconveniente delle soluzioni note per le quali la specifica Modbus richiede che i diversi dispositivi siano collegati in sequenza, rendendo ad esempio problematica una connessione a stella. Questo non ? pi? un problema per il sistema della presente invenzione. Infatti, in mancanza della connessione in sequenza (Daisy-Chain) come richiesto dalla specifica dello Standard Modbus, il sistema della presente invenzione permette di risolvere alla radice i problemi grazie alla specifica modalit? di collegamento (basta solo collegare le unit? di controllo di base ai motori) e grazie al software specializzato per la gestione diretta dei motori EC ebm-papst e ziehlabegg. Il sistema della presente invenzione permette di mantenere la stessa connessione e trasforma una criticit? in una valida soluzione tecnicamente funzionale, essendo quindi la soluzione ideale per scambiatori con motori EC, anche connessi a stella (si veda ad esempio la figura 11C).
Sempre in accordo con le soluzioni note, ? noto che ogni dispositivo Master ha, ad esempio, una limitazione software per gestire fino a 32 unit? slave mentre, per la numerazione Modbus (ID), gli indirizzi utilizzabili sono da 1 a 247. Ebbene, il sistema della presente invenzione permette di rilassare questi vincoli e, oltre a provvedere ad un indirizzamento automatico grazie alle istruzioni in esso integrate che gli permettono di comunicare in modo automatico con i motori, permette una maggiore libert? nella progettazione dell?architettura di comunicazione di dati.
Ulteriormente, il sistema della presente invenzione ? progettato per raccogliere i dati e le informazioni in relazione all?insieme di motori, cos? da fungere da deposito e sgravare il sistema di controllo remoto/Master (ad esempio Master-BMS dalla gestione diretta dei motori EC), fungendo quindi da bridge. Il sistema della presente invenzione ? infatti in grado di acquisire le informazioni provenienti dai motori e segnalare i malfunzionamenti in tempo reale, interagendo e preparando le informazioni per il sistema di controllo remoto/Master, tramettendole nella modalit? richiesta. Il sistema della presente invenzione ? infatti in continua comunicazione con i motori elettrici e prepara le informazioni per qualsiasi richiesta del Master. Ad esempio, tramite l?unit? di controllo remoto, vengono acquisiti e segnalati i malfunzionamenti dei motori, comunicandoli direttamente al sistema di comando.
Infine, il sistema della presente invenzione ? anche in grado di svolgere una funzione watchdog, in quanto viene fornito un dispositivo a sicurezza intrinseca, che verifica la qualit? dei cablaggi e monitora automaticamente i livelli dei segnali di comando, evidenziando immediatamente le anomalie e acquisendo le informazioni degli allarmi funzionali. Il sistema della presente invenzione tutela quindi il corretto funzionamento di ogni motore collegato, mantenendo costante il livello dei segnali Modbus trasmessi. Esso garantisce il funzionamento in caso di avarie tecnico-funzionali, isolando i ventilatori difettosi e mantenendo la macchina in stato di lavoro. Vengono quindi evitate interruzioni, ad esempio in caso di guasti nel collegamento con i motori, e viene mantenuto operativo il gruppo ventilante.
Va inoltre notato che il sistema della presente invenzione salvaguarda la sicurezza dell?operatore nelle procedure di collaudo. In particolare, il sistema della presente invenzione salvaguardia la totale sicurezza elettrica degli operatori, poich? grazie ai protocolli integrati ebm-papst e ziehl-abegg (aggiornati all?ultima versione) esegue automaticamente tutte le procedure di identificazione e programmazione dei motori EC.
Le figure 12A-12D mostrano vari casi generali di architetture di gestione mediante il sistema della presente invenzione, riassumendo alcune delle funzioni descritte in precedenza. Nello specifico, il sistema della presente invenzione si adatta a tutte le tipologie di sistema di gestione e regolazione: esso interagisce con sistemi di gestione (ad esempio BMS, indicato come 5?) da remoto, cos? come con Master bordo macchina (indicato come 5??, il quale pu? richiedere ad esempio la lettura dei dati dei motori), o anche con una combinazione di entrambi. Gli esempi di queste figure possono infatti essere facilmente combinati, ottenendo un sistema di gestione versatile e facilmente adattabile ad ogni situazione.
Il sistema della presente invenzione archivia e gestisce le informazioni sui motori EC del sistema ventilante e semplifica la gestione e la comunicazione con il Master e/o con il BMS remoto.
Il sistema della presente invenzione pu? essere applicato anche alla gestione e al controllo di motori AC monofase e trifase, fornendo ad esempio supporto per una regolazione ON/OFF per singolo o gruppo di ventilatori con motori AC, per una regolazione proporzionale a taglio di fase (a SCR), o proporzionale con Inverter, oppure con unit? a gradini di tensione VAC, anche se ovviamente l?applicazione principale ? per motori EC come sopra illustrato.
Infine, come inizialmente anticipato, la versatilit? del sistema della presente invenzione si presta a svariate applicazioni. Infatti, la possibilit? di avere una pluralit? di uscite indipendenti (ad esempio quattro), dotate di hardware indipendenti, cos? come di poter gestire la comunicazione via software ad esempio mediante i protocolli Modbus, permette di gestire un gran numero di apparecchi dispositivi elettrici collegati all?unit? di controllo di base.
Ad esempio, ? possibile sfruttare le funzionalit? del sistema della presente invenzione e realizzare un sistema che trasmette e riceve le informazioni da dispositivi diversi per genere e tipologia, con il protocollo di comunicazione che pu? essere dedicato alla singola o a pi? uscite/ingressi seriali.
Ancora pi? in particolare, come esempi non limitativi, il sistema pu? essere applicato ad un frigorifero o una macchina industriale, un?applicazione nella domotica, dove coesistono prodotti diversi per genere e marca (come ad esempio attuatori elettrici), che rendono conto ad un sistema di gestione che riceve, acquisisce, elabora e trasmette le informazioni necessarie alla gestione di un sistema di componenti e/o apparecchiature, singole e/o complesse.
In un frigorifero industriale, ci sono infatti dispositivi elettrici come motori AC, motori EC, Inverter, valvole, misuratori, sensori, controlli elettronici, i quali possono essere tutti controllati dal sistema della presente invenzione, cos? come possono essere controllati circolatori e pompe. La figura 13 mostra in modo schematico come l?unit? di controllo di base possa essere collegata e configurata per controllare vari dispositivi elettrici che cooperano in un sistema (ovviamente la figura rappresenta componenti ideali schematici, cos? come le relative connessioni sono inserite solamente a titolo di esempio).
Ovviamente un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potr? apportare al sistema sopra descritto numerose modifiche e varianti, tutte comprese nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) per la gestione di un insieme di dispositivi elettrici, comprendente: almeno un?unit? di controllo di base (2) atta a fungere da interfaccia tra un?unit? di controllo remoto/Master (5) e una pluralit? di dispositivi elettrici (6) da controllare, detta unit? di controllo di base (2) comprendendo almeno un ingresso di dati (7) per ricevere input (DataIn) dall?unit? di controllo remoto/Master (5) e una pluralit? di uscite di dati (8) collegabili con rispettivi dispositivi elettrici della pluralit? di dispositivi elettrici (6), in cui l?unit? di controllo di base (2) comprende un?unit? di memoria (MEM) includente istruzioni di programma atte a trasformare gli input (DataIn) dall?unit? di controllo remoto/Master (5) in segnali di gestione (S) per la pluralit? di dispositivi elettrici (6) da emettere tramite le uscite di dati (8), e in cui, tramite detti segnali di gestione (S), l?unit? di controllo di base (2) ? configurata per: - indirizzare in modo automatico i dispositivi elettrici (6); - programmare in modo automatico i parametri operativi di detti dispositivi elettrici (6); e - gestire il funzionamento di detti dispositivi elettrici (6).
  2. 2. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di controllo di base (2) ? ulteriormente configurata per gestire ciascuna delle uscite di dati (8) in modo indipendente dalle altre uscite di dati, cos? da gestire detti dispositivi elettrici (6) in modo indipendente.
  3. 3. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l?unit? di controllo di base (2) ? un elemento modulare interfacciabile ad altre unit? di controllo di base, ciascuna unit? di controllo di base (2) essendo atta al controllo di una rispettiva pluralit? di dispositivi elettrici (6), detto sistema (1) comprendendo una pluralit? di unit? di controllo di base (2) che formano un insieme di moduli tra loro collegati, ciascuna di dette unit? di controllo di base (2) comprendendo un?uscita (12) e un ingresso (7) per il collegamento con gli altri moduli.
  4. 4. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti dispositivi elettrici (6) sono motori elettrici.
  5. 5. Sistema (1) secondo la rivendicazione 4, in cui i segnali di gestione (S) emessi dalle uscite di dati (8) comprendono un comando analogico in tensione da 0-10 Vdc, detto comando essendo almeno atto alla regolazione della velocit? di rotazione dei motori elettrici (6).
  6. 6. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i segnali di gestione (S) emessi dalle uscite di dati (8) comprendono istruzioni di comando per i dispositivi elettrici (6) basate sul protocollo Modbus.
  7. 7. Sistema (1) secondo la rivendicazione 6, in cui in cui dette istruzioni di comando sono basate su specifici protocolli Modbus operativi come definiti da specifici costruttori di dispositivi elettrici, detti protocolli essendo contenuti nell?unit? di memoria (MEM) dell?unit? di controllo di base (2).
  8. 8. Sistema (1) secondo le rivendicazioni 4 e 7, in cui detti protocolli Modbus operativi comprendono almeno il protocollo ebmpapst e/o il protocollo ziehl-abegg.
  9. 9. Sistema (1) secondo la rivendicazione 4, in cui l?unit? di controllo di base (2) ? ulteriormente configurata per convertire un comando di regolazione analogico in tensione da 0-10 V emesso dall?unit? di controllo remoto/Master (5) in un comando Modbus.
  10. 10. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di controllo di base (2) ? ulteriormente configurata per: - leggere, tramite le uscite di dati (8), dati (DataEC) da uno o pi? di detti dispositivi elettrici (6); - utilizzare detti dati (DataEC) per generare un pacchetto di informazioni in relazione allo stato operativo di detti dispositivi elettrici (6); e - rendere disponibili dette informazioni per l?unit? di controllo remoto/Master (5).
  11. 11. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di controllo di base (2) ? configurata per gestire un sistema di warning che include almeno uno tra un led di segnalazione, un rel? di allarme, e una segnalazione tramite protocollo Modbus di codici di allarme.
  12. 12. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un?unit? ausiliaria (9) operativamente collegata all?unit? di controllo di base (2) e configurata almeno per fornire un?alimentazione a detta unit? di controllo di base (2).
  13. 13. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo di base (2) comprende un involucro (3) che racchiude componentistica elettronica (4) di detto sistema (1), detto involucro (3) avendo grado di protezione IP da IP20 a IP55, e/o in cui detto sistema (1) comprende cavi (10, 11) per la connessione dell?unit? di controllo di base (2) ai dispositivi elettrici (6) e/o ad ulteriori unit? di controllo di base e/o ad unit? ausiliarie, detti cavi (10, 11) essendo standardizzati e configurati almeno per il trasporto di detti input (DataIn) e/o di detti segnali di gestione (S).
  14. 14. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo di base (2) ? ulteriormente configurata per ricevere un segnale di potenza (P) e distribuire detto segnale di potenza (P) ai dispositivi elettrici (6) per l?alimentazione degli stessi.
  15. 15. Sistema (100) di ventilazione comprendente: - un insieme di ventilatori (V); - una pluralit? di motori elettrici (6) atti a pilotare detti ventilatori (V); e - un sistema (1) per la gestione di detti motori elettrici (6) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
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