ITBG20090051A1 - Rete di comunicazione per un quadro elettrico di bassa tensione. - Google Patents

Rete di comunicazione per un quadro elettrico di bassa tensione. Download PDF

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Riccardo Panseri
Marco Stucchi
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Description

“RETE DI COMUNICAZIONE PER UN QUADRO ELETTRICO DI BASSA TENSIONE”
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda il campo dei quadri elettrici in bassa tensione. Più in particolare, la presente invenzione si riferisce ad una rete di comunicazione per quadri elettrici in bassa tensione.
Come ampiamente noto, i quadri elettrici in bassa tensione (cioè per valori di tensione inferiori ad 1 kV AC o 1,5 kV DC) comprendono dispositivi di commutazione concepiti per permettere il corretto funzionamento di specifiche sezioni d’impianto e dei relativi carichi elettrici.
Tali dispositivi di commutazione comprendono uno o più poli elettrici, a ciascuno dei quali sono associati almeno un contatto fisso ed un contatto mobile, reciprocamente accoppiabili/disaccoppiabili grazie all’azione di opportuni mezzi di comando.
In genere, i suddetti dispositivi di commutazione sono operativamente associati a dispositivi elettronici di protezione (noti anche con il termine di “relè elettronici di protezione”).
Il compito principale di quest’ultimi dispositivi è quello di regolare il funzionamento dei dispositivi di commutazione ed acquisire informazioni relative allo stato operativo dell’impianto elettrico.
In pratica, essi sono in grado di rilevare, tramite appositi sensori, le condizioni d’esercizio di un impianto elettrico e, nel caso di guasti o sovraccarichi, generare comandi d’intervento destinati a provocare l’intervento dei relativi dispositivi di commutazione.
Oltre ad assolvere le funzioni di controllo e comando, sopra ricordate, i dispositivi elettronici di protezione possono fornire informazioni complementari relative allo stato operativo dell’impianto elettrico.
Essi sono in grado di rendere disponibili sofisticati insiemi di dati che possono essere vantaggiosamente elaborati per ottenere informazioni strutturate riguardanti una o più linee elettriche, ad esempio, la frequenza di rete, l’ampiezza delle correnti o delle tensioni di fase (con dati in tempo reale, o statistici, registrati, ad esempio, in corrispondenza di un guasto), oppure il numero progressivo del guasto, dell’anomalia o dell’intervento operato, il valore della corrente interrotta, il valore della potenza interrotta, e così via.
Generalmente, un quadro elettrico in bassa tensione comprende una rete di comunicazione, atta a permettere lo scambio di dati/segnali tra dispositivi elettronici di protezione e ambiente esterno e tra gli stessi dispositivi elettronici di protezione.
Tradizionalmente, tale rete di comunicazione comprende un bus principale di comunicazione (detto anche bus di sistema), il cui compito principale è quello di rendere disponibile un canale di comunicazione con i dispositivi elettronici di protezione.
Mediante il bus di sistema, è possibile coordinare il funzionamento operativo dei dispositivi elettronici di protezione ed acquisire i dati resi disponibili da quest’ultimi.
Ad esempio, il bus di sistema può venire utilizzato dall’utente del quadro elettrico per eseguire operazioni di monitoraggio dello stato operativo di una linea elettrica o per configurare i parametri operativi dei dispositivi elettronici di protezione.
Il suddetto bus di sistema implementa tradizionalmente modalità di comunicazione del tipo “master-slave”, secondo le quali l’iniziativa della comunicazione viene presa da un dispositivo, ad esempio un dispositivo elettronico periferico o un sistema di supervisione e controllo, che interroga/attiva il dispositivo di protezione elettronica d’interesse (slave) con il quale si desidera comunicare, mediante un’opportuna interfaccia messa a disposizione dall’unità di protezione e controllo di quest’ultimo.
Generalmente, la rete di comunicazione di un quadro elettrico si sviluppa anche a livello locale, cioè a livello di ciascun dispositivo elettronico di protezione.
L’unità di protezione e controllo di un dispositivo elettronico di protezione, infatti, può venire operativamente connessa, mediante un cosiddetto “bus locale”, a moduli elettronici aggiuntivi atti ad implementare funzionalità accessorie.
Anche la comunicazione tra unità di protezione e controllo e moduli elettronici aggiuntivi avviene tipicamente con modalità del tipo “master-slave”. L’unità di protezione e controllo mette generalmente a disposizione una porta “slave” per i moduli elettronici aggiuntivi che fungono da “master”.
L’esperienza ha dimostrato come le reti di comunicazione, di tipo noto, presentino alcuni inconvenienti.
A livello di bus di sistema, tali limitazioni si concretizzano in una ridotta flessibilità d’utilizzo, dato che l’integrazione di un’interfaccia “slave” nell’unità di protezione e controllo comporta una limitazione delle possibili tipologie di bus utilizzabili.
Spesso, ciò non consente di soddisfare a pieno le esigenze dell’utente, le quali possono risultare varie e diversificate in funzione delle esigenze di impianto o d’altro tipo.
Inoltre, essendo il bus di sistema una parte della rete di comunicazione molto soggetta a richieste di cambiamento/modifica da parte del mercato, una rigidità nell’offerta della tipologia di bus di sistema disponibile può essere fattore di precoce obsolescenza del prodotto offerto o, addirittura, un ostacolo alla commercializzazione dello stesso.
Un ulteriore inconveniente deriva dall’implementazione di modalità di comunicazione “master-slave” nel bus di sistema. Un solo dispositivo “master” può essere di volta in volta connesso con l’interfaccia “slave” messa a disposizione dall’unità di protezione e controllo, con ovvie limitazioni nella velocità di trasmissione dati.
Analoghi inconvenienti si riscontrano anche a livello del bus locale: la porta “slave”, messa a disposizione dall’unità di protezione e controllo, può essere infatti di volta in volta connessa operativamente ad uno solo dei moduli aggiuntivi che fungono da “master”.
Una soluzione comunemente adottata, per poter connettere operativamente un maggior numero di moduli aggiuntivi all’unità di protezione e controllo, è quella di predisporre, tra l’unità di protezione e controllo ed i moduli aggiuntivi, un ulteriore modulo elettronico con due porte ”master”.
Tale ulteriore modulo elettronico è atto a gestire la comunicazione tra unità di protezione e controllo e moduli aggiuntivi mediante un sistema di “polling” per lo smistamento delle informazioni in transito.
Si è verificato, però, come soluzioni di questo tipo, pur indubbiamente rappresentando un passo in avanti rispetto alle reti di comunicazione più tradizionali, non permettano di superare in modo convincente gli inconvenienti sopra descritti.
L’utilizzo di un sistema di “polling” per la gestione delle informazioni in transito, infatti, presenta l’inconveniente di limitare e di rendere non deterministiche le prestazioni del bus locale all’aumentare del numero di moduli elettronici ad esso connessi.
Il bus locale diventa così inadeguato ad essere utilizzato come infrastruttura per funzionalità di protezione e controllo che richiedano tempi di reazione deterministici.
Tali funzionalità, interne all’unità di protezione e controllo o condivise tra più unità di protezione e controllo (selettività, interblocchi, automazione e così via), sono attualmente gestite mediante segnali elettrici di input/output dedicati.
Un ulteriore inconveniente delle reti comunicazioni attuali è generalmente rappresentato dalla scarsa flessibilità d’utilizzo, particolarmente per quanto riguarda i bus di comunicazione.
Ogni modifica delle funzionalità del quadro elettrico richiede, infatti, un intervento di cablatura dedicato.
Le risorse hardware attualmente utilizzate, inoltre, comportano inoltre notevoli limitazioni al numero e tipologie di funzionalità implementabili nel quadro elettrico.
Pertanto, il compito principale della presente invenzione è quello di fornire una rete di comunicazione per un quadro elettrico in bassa tensione che consenta di eliminare o ridurre i limiti e gli inconvenienti appena indicati.
Nell’ambito di tale compito, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire una rete di comunicazione che assicuri performance di tipo deterministico, in grado di soddisfare in modo soddisfacente le esigenze di comunicazione di dati/segnali da/a/tra i dispositivi elettronici di protezione, anche all’aumentare del numero di dispositivi/moduli elettronici connessi alla rete di comunicazione.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire una rete di comunicazione che presenti un’elevata flessibilità d’utilizzo e che permetta all’utilizzatore di modificare il layout del quadro elettrico mediante l’inserimento, con grande facilità e rapidità, di moduli elettronici aggiuntivi.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire una rete di comunicazione che sia di facile, rapida e flessibile predisposizione/installazione nel quadro elettrico, a costi relativamente contenuti.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una rete di comunicazione per quadri elettrici in bassa tensione, secondo la rivendicazione 1 riportata nel seguito.
Secondo una definizione generale, la rete di comunicazione, secondo l’invenzione, comprende tre bus di comunicazione distinti.
Un primo ed un secondo bus di comunicazione sono atti a rendere disponibili più canali di comunicazione per l’accesso ai dispositivi elettronici di protezione dall’esterno del quadro elettrico.
Al primo e secondo bus di comunicazione sono associati livelli di accesso-utente differenziati, in modo da poter selezionare le entità abilitate a connettersi a ciascuno dei bus di comunicazione.
Al primo bus di comunicazione, nel seguito denominato per brevità come “bus di sistema”, è associato un primo e più basso livello di accesso-utente.
Il bus di sistema può così essere utilizzato per effettuare operazioni di monitoraggio dello stato della rete e dei dispositivi elettronici di protezione ed operazioni di configurazione di quest’ultimi.
Al secondo bus di comunicazione, nel seguito denominato per brevità come “bus di quadro”, è invece associato un secondo e più alto livello di accesso-utente.
Il bus di quadro può così essere utilizzato per mettere in comunicazione tra loro più unità di protezione e controllo e svolgere specifiche funzionalità di automazione e coordinamento.
Grazie alla separazione dal bus di sistema, il cui carico può variare, essendo per definizione deciso dall’utente, il bus di quadro può operare in condizioni note, con prestazioni di tipo deterministico.
E’ così possibile implementare, a livello di bus di quadro, funzionalità di controllo precedentemente ottenute mediante cablaggi dedicati, come ad esempio funzioni di selettività.
I veloci e garantiti tempi di risposta del bus di quadro consentono alle unità di protezione e controllo collegate di condividere segnali di input/output e di implementare logiche di automazione di tipo PLC (“Programmable Logic Controller”).
Grazie alla presenza di un bus digitale dedicato, le unità di protezione e controllo collegate possono condividere informazioni articolate che permettono di implementare funzionalità complesse come monitorare la rete elettrica, coordinare gli interventi dei dispositivi di commutazione del quadro elettrico o implementare strategie di controllo per migliorare la gestione di carichi elettrici.
Ai bus di sistema e di quadro, si affianca almeno un terzo bus di comunicazione, nel seguito denominato per brevità come “bus locale”, il quale è concepito per mettere in comunicazione l’unità di protezione e controllo di almeno un dispositivo elettronico di protezione del quadro elettrico con uno o più moduli elettronici aggiuntivi, atti ad integrare/estendere le funzionalità dell’unità di protezione e controllo stessa.
Il bus locale è vantaggiosamente progettato per garantire la massima flessibilità ed espandibilità di connessione. A tal fine, esso si presenta preferibilmente come bus di tipo “multi-master” con gestione automatica delle priorità dei messaggi in transito.
Grazie a tali caratteristiche è possibile assicurare prestazioni di tipo deterministico, superando il sistema di “polling”, con la possibilità di aggiungere dispositivi collegati, secondo le esigenze.
L’intera architettura di scambio dati del dispositivo elettronico di protezione si basa vantaggiosamente sul bus locale che costituisce l’unica interfaccia di comunicazione disponibile per l’unità di protezione e controllo.
Sul bus locale, inoltre, insistono vantaggiosamente tutti i moduli elettronici aggiuntivi atti ad espandere le funzionalità dell’unità di protezione e controllo.
Preferibilmente, il bus di sistema ed il bus di quadro, sopra descritti, comunicano con il bus locale, e di conseguenza con l’unità di protezione e controllo, mediante opportuni moduli elettronici di comunicazione che funzionano vantaggiosamente da “gateways”.
Ciò consente di superare gli inconvenienti precedentemente descritti a proposito dei bus di sistema comunemente utilizzati nelle reti di comunicazione di tipo noto.
E’ infatti possibile predisporre tanti moduli elettronici di comunicazione quante sono le tipologie di bus di sistema che si vuol rendere disponibili per l’implementazione, lasciando l’utente libero di selezionare la soluzione più adatta alle proprie esigenze.
La rete di comunicazione, secondo la presente invenzione, presenta notevoli vantaggi rispetto all’arte nota.
Grazie ad una struttura che comprende tre bus di comunicazione differenziati, con diversi livelli di accesso-utente, la rete di comunicazione, secondo la presente invenzione, consente di suddividere i flussi di dati/segnali da/a/tra i dispositivi elettronici di protezione, assicurando performance elevate e costanti nel tempo, anche in presenza di volumi di traffico elevati.
La rete di comunicazione, secondo la presente invenzione, si caratterizza per un’elevata flessibilità d’utilizzo sia dal punto di vista strutturale che funzionale.
Essa può quindi efficacemente supportare modifiche/ampliamenti del quadro elettrico per quanto riguarda il layout fisico e/o le funzionalità operative dello stesso, senza la necessità di complicati interventi di cablatura.
La rete di comunicazione, secondo la presente invenzione, presenta una struttura fisica relativamente semplice, di facile, rapida e flessibile predisposizione/installazione nel quadro elettrico, a costi relativamente contenuti, evitando o riducendo, ad esempio, cablature dedicate. Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme realizzative preferite, ma non esclusive del dispositivo d’interfaccia utente, secondo l’invenzione, illustrate a titolo esemplificativo negli uniti disegni in cui:
− la figura 1 è una vista schematica della struttura della rete di comunicazione, secondo l’invenzione; e
− la figura 2 è una vista schematica di un quadro elettrico comprendente la struttura della rete di comunicazione, secondo l’invenzione; e
− la figura 3 è un’ulteriore vista schematica di un quadro elettrico comprendente la struttura della rete di comunicazione, secondo l’invenzione.
Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione si riferisce ad una rete di comunicazione 1 per un quadro elettrico di bassa tensione 50.
Il quadro elettrico 50 comprende almeno un dispositivo di commutazione elettrica 3, operativamente connesso ad un dispositivo elettronico di protezione 2.
Il suddetto dispositivo di commutazione elettrica 3 può consistere, ad esempio, in un interruttore elettrico scatolato, aperto, modulare, o d’altro tipo.
Il quadro elettrico 50 può vantaggiosamente comprendere altri dispositivi di commutazione elettrica (non illustrati), alcuni dei quali operativamente associati a relativi dispositivi elettronici di protezione, come ad esempio il dispositivo 2C.
Inoltre, esternamente al quadro elettrico 50, possono essere presenti ulteriori dispositivi di commutazione (non illustrati), alcuni dei quali operativamente associati a dispositivi elettronici di protezione, come ad esempio i dispositivi 2A e 2B.
Il dispositivo elettronico di protezione 2 comprende preferibilmente un’unità di protezione e controllo 21, la quale è vantaggiosamente atta a controllare il funzionamento del dispositivo di commutazione 3 e/o ad acquisire dati/informazioni relative allo stato operativo della linea elettrica (non illustrata), sulla quale il dispositivo di commutazione 3 è predisposto ad intervenire.
La rete di comunicazione 1 comprende un primo bus di comunicazione 11 (“bus di sistema”), atto a rendere disponibile un primo canale di comunicazione con il dispositivo elettronico di protezione 2.
Il bus di sistema 11 può vantaggiosamente collegare più dispositivi elettronici di protezione 2, 2A, 2B e 2C, interni od esterni al quadro elettrico 50, come si può osservare dalle figure 1-2. Il bus di sistema 11 implementa preferibilmente un protocollo di comunicazione di tipo Modbus, Profibus, Profinet o Modbus TCP, con modalità di comunicazione di tipo “masterslave”.
Al bus di sistema 11 è associato un primo livello d’accesso-utente.
La rete di comunicazione 1 comprende anche un secondo bus di comunicazione 12 (“bus di quadro”), atto a rendere disponibile un secondo canale di comunicazione con il dispositivo elettronico di protezione 2, in particolare con la sua unità di protezione e controllo 21.
Il bus di quadro connette tra loro i dispositivi elettronici di protezione del quadro elettrico 50, come i dispositivi 2 e 2C.
Grazie al bus di quadro 12, inoltre, tali dispositivi possono essere vantaggiosamente posti in comunicazione con i dispositivi elettronici di protezione esterni 2A, 2B, ad esempio appartenenti a quadri elettrici atti a gestire differenti sezioni di rete elettrica.
Al secondo bus di comunicazione può essere vantaggiosamente connesso almeno un dispositivo elettronico di supervisione e controllo 70, ad esempio un sistema SCADA ("Supervisory Control And Data Acquisition") ed uno più dispositivi elettronici periferici 90 utilizzabili per comunicare con le unità di protezione e controllo dei dispositivi connessi al bus di quadro 12.
Al bus di quadro 12, viene associato un secondo livello di accesso-utente, diverso, e più elevato, rispetto al primo livello di accesso-utente del bus di sistema 11.
Con il termine “livello d’accesso più elevato”, s’intende che l’accesso al bus di quadro 12 è riservato ad un più ristretto numero di entità rispetto al bus di sistema 11.
Ad esempio, al bus di quadro 12, potranno vantaggiosamente accedere solo entità “privilegiate”, cioè aventi priorità d’intervento più elevata, come ad esempio personale specializzato adibito al cosiddetto “service” del quadro elettrico.
Non potranno accedere al bus di quadro 12 i semplici utenti del quadro elettrico 50 o della relativa sezione d’impianto elettrico, i quali potranno comunicare con i relativi dispositivi elettronici di protezione solo attraverso il bus di sistema 11.
Come conseguenza di tali differenziati livelli di accesso-utente, mediante il bus di sistema 11 è possibile accedere ad un insieme di dati/informazioni 101 più limitato rispetto all’insieme di dati/informazioni 102 disponibili mediante il secondo bus di comunicazione 102.
Per evitare accessi non autorizzati, un dispositivo elettronico di controllo degli accessi 80 può essere vantaggiosamente connesso al bus di quadro 12.
Preferibilmente, il bus di quadro 12 implementa un protocollo di comunicazione di tipo Fieldbus, ad esempio Can, o Ethernet.
Nel bus di quadro 12, le modalità di comunicazione preferite sono del tipo “multi-master”. Secondo tali modalità di comunicazione, l’iniziativa della comunicazione può essere presa da uno qualunque o dei dispositivi elettronici di protezione o degli altri dispositivi elettronici, operativamente connessi al bus di quadro 12.
La rete di comunicazione 1 comprende un terzo bus di comunicazione 13 (“bus locale”), atto a rendere disponibile un terzo canale di comunicazione tra l’unità di protezione e controllo 21 ed uno o più moduli elettronici accessori 6A, 6B, 6C, 6E, 6F.
Tali moduli elettronici accessori possono anche essere esterni al dispositivo elettronico di protezione 2 (come, ad esempio, il modulo 6C).
I suddetti moduli accessori possono comprendere, ad esempio, dispositivi elettronici, di tipo analogico o digitale, atti ad espandere gli ingressi/uscite dell’unità di protezione e controllo 21, dispositivi elettronici atti a fornire interfacce ausiliarie all’unità di protezione e controllo 21 (come, ad esempio, un display o interfaccia a LED) e/o dispositivi elettronici atti a potenziare/espandere le funzionalità dell’unità di protezione e controllo 21.
I suddetti moduli accessori comprendono vantaggiosamente anche moduli di comunicazione che forniscono un’interfaccia verso il bus di sistema 11 o il bus di quadro 12.
Preferibilmente, infatti, il dispositivo elettronico di protezione 2 comprende almeno un primo modulo elettronico di comunicazione 6F, operativamente connesso tra il bus di sistema 11 ed il bus locale 13.
Il modulo 6F è collegato all’unità di protezione e controllo 21, mediante il bus locale 13, ed è vantaggiosamente in grado di porre in comunicazione l’unità di protezione e controllo 21 ed il bus di sistema 11, qualunque sia il protocollo di comunicazione implementato da quest’ultimo. Preferibilmente, il dispositivo elettronico di protezione 2 comprende anche almeno un secondo modulo elettronico di comunicazione 6E, operativamente connesso tra il bus di quadro 12 ed il bus locale 13.
Il modulo 6E è operativamente connesso all’unità di protezione e controllo 21, mediante il bus locale 13 ed è vantaggiosamente atto ad interfacciare l’unità di protezione e controllo 21 ed il bus di quadro 12, qualunque sia il protocollo di comunicazione implementato da quest’ultimo. Preferibilmente, il bus locale 13 implementa un protocollo di comunicazione di tipo Fieldbus, ad esempio Can.
Tale soluzione risulta particolarmente vantaggiosa dato che più moduli elettronici accessori (ad esempio i moduli di comunicazione 6B) possono così essere operativamente connessi tra loro in modo tale da permettere l’espansione del bus locale 13 verso il modulo accessorio successivo, fino all’ultimo modulo accessorio collegato.
Ciò consente di evitare di connettere fisicamente ciascun modulo accessorio direttamente con l’unità di protezione e controllo 21.
L’utilizzo di protocolli di comunicazione Fieldbus, pertanto, permette di variare il layout, secondo le esigenze, il bus locale 13, senza intervenire sull’unità di protezione e controllo 21. Anche nel bus locale 13, le modalità di comunicazione implementate sono preferibilmente del tipo “multi-master”: l’iniziativa della comunicazione può così essere presa da uno qualunque moduli elettronici aggiuntivi 6A-6Fi, operativamente connessi al bus locale 13.
Preferibilmente, l’unità di protezione e controllo 21 e/o uno o più dei moduli elettronici accessori 6A-6F comprendono rispettivamente primi mezzi computerizzati 213 e/o secondi mezzi computerizzati 64 per il riconoscimento automatico dei moduli elettronici accessori, operativamente connessi al bus locale 13.
Tale soluzione risulta particolarmente vantaggiosa, dato che rende possibile connettere moduli accessori di diversa tipologia al bus locale 13 (l’unico requisito consistendo nel fatto che tali moduli siano provvisti di una porta Fieldbus) e permette di espandere senza conflitti il bus locale 13.
Inoltre, ciò consente di connettere i moduli accessori al bus locale 13 secondo modalità di tipo “plug&play”, senza la necessità di configurare preliminarmente i dispositivi elettronici connessi al bus locale 13, ogni volta che un modulo accessorio viene connesso/disconnesso. Infine, l’unità di protezione e controllo 21 può essere facilmente programmata per memorizzare la configurazione dei moduli accessori che insistono sul bus locale 13, in un certo istante, e segnalare se tale configurazione subisca o meno modifiche a causa di guasti e/o l’aggiunta/rimozione di altri moduli.
Da quanto sopra, si può apprezzare come la rete di comunicazione 1, secondo la presente invenzione, presenti notevoli vantaggi rispetto all’arte nota.
Il bus di sistema 11 può essere vantaggiosamente utilizzato, quasi esclusivamente, per effettuare semplici operazioni di monitoraggio e configurazione, ad esempio per rilevare lo stato di funzionamento dei dispositivi elettronici di protezione 2, 2A e 2C o delle linee elettriche del quadro elettrico oppure per inviare ai dispositivi elettronici di protezione segnali (ad esempio segnali di controllo, di abilitazione, di attivazione, e così via) o dati/informazioni (ad esempio parametri operativi di funzionamento) per impostarne/ modificarne la configurazione operativa.
Il bus di quadro 12, invece, costituisce uno strumento efficace per implementare funzionalità di livello elevato, in modo estremamente flessibile, con notevole riduzione dei cablaggi del quadro elettrico e dei tempi/costi d’installazione.
Mediante l’unità di supervisione e controllo 70 è possibile visualizzare dati e parametri relativi a tutti i dispositivi elettronici di protezione operativamente connessi al bus di quadro 12.
E’ così possibile monitorare l’intera rete dei dispositivi elettronici di protezione agendo da una sola postazione e senza impegnare il bus di sistema 11 che viene così lasciato a completa disposizione dell’utente del quadro elettrico o della relativa sezione d’impianto elettrico.
Il bus di quadro 12 permette una notevole condivisione delle informazioni in ingresso/uscita alle unità di protezione e controllo dei dispositivi elettronici di protezione connessi.
Pertanto, nei dispositivi che s’interfacciano con il bus di quadro 12, possono essere facilmente implementate logiche d’automazione d’impianto condivise, con il risultato di sgravare ulteriormente ciascun dispositivo elettronico di protezione da compiti aggiuntivi.
E’ inoltre possibile predisporre uno o più moduli accessori, ad esempio il modulo 6C, che eseguano funzioni di protezione basandosi su informazioni prelevate anche da altri dispositivi elettronici di protezione.
Attraverso il bus di quadro 12, inoltre, è possibile scambiare informazioni relative ai carichi elettrici gestiti dai dispositivi elettronici di protezione, al fine di permettere l’implementazione di algoritmi di “energy management”.
Tali algoritmi, implementabili sia all’interno dei moduli accessori che nelle unità di protezione e controllo dei dispositivi connessi al bus di quadro 12, permettono di comandare il distacco controllato di carichi in condizioni di sovraccarico mediante apertura dei relativi dispositivi di commutazione, in base a parametri operativi predefiniti, come, ad esempio, la priorità del carico elettrico da proteggere, la corrente che attraversa il carico elettrico, l’effetto dell’apertura ai fini della risoluzione della situazione di sovraccarico.
Si può così assicurare la continuità delle linee elettriche ad elevata priorità, con il minor impatto possibile sulla globalità della sezione di rete elettrica gestita dai dispositivi elettronici di protezione connessi al bus di quadro 12.
La rete di comunicazione 1 consente di assicurare un’elevata selettività tra due o più dispositivi elettronici di protezione, in maniera molto più flessibile rispetto alle soluzioni dell’arte nota.
Tutte le unità di protezione e controllo collegate al bus di quadro 12 possono scambiarsi informazioni relativamente alle logiche di protezione da esse implementate.
E’ così possibile utilizzare logiche di selezione degli interventi estremamente articolate e flessibili, le quali assicurano prestazioni molto elevate, senza richiedere modifiche dei cablaggi nell’impianto.
Grazie all’utilizzo del bus di quadro 12, è possibile mettere a disposizione un web server locale attraverso il quale si possono rilevare misurazioni ed impostare i parametri delle unità di protezione e controllo, dei rispettivi moduli accessori d’interfaccia e di tutti i moduli accessori compresi in un dispositivo elettronico di protezione, operativamente connesso al bus ci comunicazione 12.
Il bus di quadro 12 presenta notevoli vantaggi anche per l’esecuzione di cosiddetti interventi di “service di rete”, dato che è possibile gestire l’accesso, in maniera sicura, ai dati riservati relativi alla diagnostica dei dispositivi elettronici di protezione, al fine di eseguire interventi di manutenzione, anche di tipo predittivo.
Da quanto sopra, si evidenzia come la rete di comunicazione, secondo la presente invenzione, si caratterizzi per un’elevata flessibilità d’utilizzo (sia dal punto di vista strutturale che funzionale) a fronte di una struttura fisica di facile, rapida e flessibile predisposizione/installazione, a costi relativamente contenuti.
La rete di comunicazione, secondo la presente invenzione, così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere costituiti da altri tecnicamente equivalenti.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Rete di comunicazione (1) per un quadro elettrico in bassa tensione, detto quadro elettrico (50) comprendendo almeno un dispositivo di commutazione elettrica (3) ed almeno un dispositivo elettronico di protezione (2), operativamente connesso a detto dispositivo di commutazione elettrica, detto dispositivo elettronico di protezione comprendendo almeno un’unità di protezione e controllo (21), caratterizzata dal fatto comprendere – un primo bus di comunicazione (11), atto a rendere disponibile un primo canale di comunicazione con detto dispositivo elettronico di protezione, un primo livello di accesso-utente essendo associato a detto primo bus di comunicazione; e – un secondo bus di comunicazione (12), atto a rendere disponibile un secondo canale di comunicazione con detto dispositivo elettronico di protezione, un secondo livello di accesso-utente essendo associato a detto primo bus di comunicazione, detto secondo livello di accesso-utente essendo più elevato rispetto a detto primo livello di accesso-utente; e – almeno un terzo bus di comunicazione (13), atto a rendere disponibile un terzo canale di comunicazione tra detta almeno un’unità di protezione e controllo ed uno o più moduli elettronici accessori (6A, 6B, 6C, 6E, 6F).
  2. 2. Rete di comunicazione, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un dispositivo elettronico di protezione comprende almeno un primo modulo elettronico di comunicazione (6F), operativamente connesso tra detto primo bus di comunicazione (11) e detto terzo bus di comunicazione (13), detto primo modulo elettronico di comunicazione essendo operativamente connesso a detta almeno un’unità di protezione e controllo, mediante detto terzo bus di comunicazione.
  3. 3. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un dispositivo elettronico di protezione comprende almeno un secondo modulo elettronico di comunicazione (6E), operativamente connesso tra detto secondo bus di comunicazione (12) e detto terzo bus di comunicazione (13), detto secondo modulo elettronico di comunicazione essendo operativamente connesso a detta almeno un’unità di protezione e controllo, mediante detto terzo bus di comunicazione.
  4. 4. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di protezione e controllo comprende primi mezzi computerizzati (213) per il riconoscimento automatico dei moduli elettronici accessori (6A, 6B, 6C, 6E, 6F), operativamente connessi a detto terzo bus di comunicazione (13).
  5. 5. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti moduli elettronici accessori (6A, 6B, 6C 6E, 6F) comprende secondi mezzi computerizzati (64) per il riconoscimento automatico dei moduli elettronici accessori (6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F), operativamente connessi a detto terzo bus di comunicazione (13).
  6. 6. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno un dispositivo di supervisione e controllo (70) è operativamente connesso a detto secondo bus di comunicazione (12).
  7. 7. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno un dispositivo elettronico periferico (90) è operativamente connesso a detto secondo bus di comunicazione (12).
  8. 8. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno un dispositivo elettronico di controllo degli accessi (80) è operativamente connesso a detto secondo bus di comunicazione (12).
  9. 9. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo bus di comunicazione (12) implementa un protocollo di comunicazione di tipo Modbus o Profibus o Profinet.
  10. 10. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo bus di comunicazione (12) implementa un protocollo di comunicazione di tipo Fieldbus o Ethernet.
  11. 11. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto terzo bus di comunicazione (13) implementa un protocollo di comunicazione di tipo Fieldbus.
  12. 12. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, mediante detto primo bus di comunicazione è possibile accedere ad un primo insieme predefinito di dati ed informazioni (101), detto primo insieme predefinito di dati ed informazioni (101) essendo più limitato rispetto ad un secondo insieme di dati ed informazioni (102) al quale è possibile accedere mediante detto secondo bus di comunicazione (12).
  13. 13. Rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo bus di comunicazione e/o detto terzo bus di comunicazione implementano modalità di comunicazione di tipo “multi-master”.
  14. 14. Quadro elettrico in bassa tensione caratterizzato dal fatto di comprendere una rete di comunicazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
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