ITPR20040016U1

ITPR20040016U1 - Attuatore di valvole con comunicazione a distanza omnidirezionale, mobile e temporanea.

Info

Publication number: ITPR20040016U1
Application number: IT000016U
Authority: IT
Inventors: Archimede Affaticati; Giordano Alfieri
Original assignee: Biffi Italia
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2005-01-14
Also published as: EP1647751B1; US8047504B2; US20060082469A1; US7559529B2; ES2400685T3; DE202005022101U1; US20090256090A1; EP1647751A1

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per MODELLO DI UTILITÀ’ avente per titolo: ATTUATORE DI VALVOLE CON COMUNICAZIONE A DISTANZA OMNIDIREZIONALE, MOBILE E TEMPORANEA.

Forma oggetto del presente trovato un attuatore per valvole con comunicazione a distanza omnidirezionale, mobile e temporanea.

L’attuatore è utilizzato per il controllo delle valvole mediante un motore elettrico che viene comandato dall’elettronica interna dell’attuatore stesso.

Tali attuatori trovano ampio utilizzo per tutti quei settori dove occorre regolare i flussi di gas o liquidi, quindi nel campo termico, marino, nell’industria petrolifera, chimica, alimentare e molti altri ancora.

Detto attuatore, in generale, consta di un albero di uscita guidato da un motore elettrico reversibile attraverso cinematismi quali ruote dentate che consentono di porre in rotazione l’albero in ambedue le direzioni.

In tali attuatori è fondamentale conoscere istante per istante il grado di apertura della valvola onde effettuare la corretta successiva rotazione dell’albero.

Inoltre è essenziale poter ottenere dall’ attuatore tutte quelle informazioni che consentono una diagnosi immediata del suo stato di funzionalità ed usura.

Il trovato si caratterizza per il fatto di utilizzare un sistema di comando e di controllo mediante l’uso di un’interfaccia wireless.

Per sistema wireless ci si riferisce ad una tipologia di comunicazione, ad un monitoraggio e ad un insieme di sistemi di controllo in cui i segnali viaggiano nello spazio e non su fili o cavi di trasmissione.

In un sistema wireless la trasmissione avviene principalmente via radiofrequenza. L’applicazione di detto sistema di comunicazione e di controllo a bordo di un attuatore, rende possibile uno scambio di dati e l’imposizione di comandi in modo non intrusivo e principalmente omnidirezionale tra l’attuatore elettrico ed un PDA o un personal computer.

In questo modo si possono instaurare collegamenti tra i sistemi aventi un raggio d’azione di una decina di metri e pertanto l’operatore, a sua volta opportunamente munito di PDA o PC, può operare in tutta sicurezza ad una distanza ragguardevole dall’ attuatore.

Per il motivo anzidetto l’attuatore può anche venire collocato in zone non accessibili o pericolose, ad esempio in zone presenziate da gas esplosivi o liquidi infiammabili.

Qualora la zona pericolosa si estenda su di un raggio superiore al campo di azione del sistema in oggetto, vale a dire superiore ad una decina di metri, l’utilizzo di PDA a sicurezza intrinseca dà la possibilità all’operatore di poter dialogare con Γ attuatore anche in detta zona pericolosa.

La sicurezza del collegamento dipende dal tipo di protocollo utilizzato per il collegamento wireless.

Di solito si usa un ricetrasmettitore che opera nella frequenza di 2,4 GHz, ovvero la frequenza assegnata per usi industriali, che consente di stabilire la connessione in modo univoco tra Γ attuatore che si intende interrogare e il PDA o PC.

Ad ogni postazione, o nodo, di comunicazione wireless viene fornito di un codice di identificazione univoco valido solo per quel nodo e pertanto non si presenta il rischio di interferenze o comandi dati in modo errato.

Una volta stabilito il collegamento tra PDA ed attuatore, sono possibili le seguenti operazioni:

• Configurazione dei parametri di lavoro dell’ attuatore;

• Visualizzazione dello stato attuatore diagnostica allarmi e preallarmi; • Invio di comandi per l’esecuzione di test funzionali;

• Lettura dei dati di targa dall’ attuatore memorizzati nell’ attuatore;

• Lettura dei dati di manutenzione e statistici dall’ attuatore;

• Aggiornamento del firmware del microprocessore che controlla Γ attuatore. A bordo dell’attuatore viene installata una centralina elettronica, dotata di software, in grado di eseguire le suddette funzioni oltre che e di memorizzare i dati raccolti, di organizzarli in ordine temporale, in attesa di essere letti da un PDA.

La possibilità di poter stabilire una connessione mobile e temporanea con Γ attuatore offre notevoli vantaggi in termini di raccolta dati di natura statistica o diagnostica utilizzabili da un computer remoto per analisi tendenti a stabilire delle regole di manutenzione predittiva.

I dati vengono raccolti daH’elettronica dell’attuatore e memorizzati nella memoria fissa.

L’operatore, all’ occorrenza, può scaricare i suddetti dati; tuttavia, non sarà necessaria l’operazione di scaricamento in tempo reale in quanto l’attuatore provvede a memorizzarli.

I dati, una volta scaricati dall’attuatore nel PDA possono a loro volta essere trasferiti ad un computer remoto per analisi.

Altro vantaggio è quello che il trasferimento dei dati via PDA o su PC evita di dover trasferire quantità elevate di dati via BUS.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un attuatore che comunichi in modo temporaneo, omnidirezionale ed univoco con un PDA o un PC per consentire di operare funzioni e raccogliere dati relativi alla sua diagnostica ed al suo funzionamento per poterli in seguito elaborare e stabilire regole di manutenzione predittiva.

Tra i vantaggi che un attuatore con comunicazione mobile porta con sé, vi è innanzitutto quello di poter mantenere Γ operatore distante dalla zona in cui esso si trova ad agire, in particolare se la zona è pericolosa.

Altro vantaggio è quello di poter analizzare e creare una diagnostica anticipata mediante la raccolta dei dati interni dell’ attuatore anticipando possibili guasti e/o inefficienze dell’attuatore stesso.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dall’ attuatore di valvole con comunicazione a distanza mobile e temporanea, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno in cui:

- la figura 1 illustra uno schema a blocchi dell’attuatore con incorporato il modulo di comunicazione wireless, oggetto del presente trovato.

Con riferimento alla figura, si indica con 1 l’insieme dei componenti inseriti in connubio con la parte meccanica solita di un attuatore per valvole, vale a dire una carcassa che porta un disco calettato sul perno della valvola da muovere.

Sono noti anche attuatori che presentano, al contrario un perno che viene calettato con una corrispondente flangia della valvola.

Ritornando alla descrizione di figura 1, si osserva che l’insieme 1 si compone di un gruppo sensori 2, quali potrebbero essere: sensori di posizione, di coppia, di temperatura, di tensione, di corrente e di velocità; dal gruppo sensori 2 provengono le informazioni relative al’attuatore che vengono mandate e memorizzate in una centralina elettronica 3.

La suddetta centralina elettronica 3 può presentare una molteplicità di funzioni, quali ad esempio data logger, real time clock, memorizzazione, registrazione di curve di coppia e altro.

Dalla centralina elettronica 3 passano anche le informazioni relative alle regolazioni inviate ad un driver di potenza 4 per l’apertura e chiusura della valvola su cui opera l’attuatore: detti segnali azionano il motore elettrico del disco o dell’albero di uscita dell’attuatore stesso.

All’assieme 1 è pure presente un modulo wireless 5 operante nel campo delle radiofrequenze, nello specifico 2,4 GHz che è la frequenza assegnata per usi industriali.

La presenza del modulo wireless 5 caratterizza l’attuatore in quanto può essere in tal modo comandato a distanza, entro il raggio d’azione del modulo 5 stesso, con un PC o PDA 6 recanti anch’essi opportuni apparati di comunicazione wireless 6a.

Oltre a comandare l’attuatore, con detto modulo wireless 5 l’operatore può, raggiunta la posizione ed inserito uno o più codici di accesso all’attuatore, scaricare le informazioni memorizzate nel frattempo dalla centralina elettronica 3 ed utilizzarle in seguito per eseguire analisi sullo stato dell’attuatore, predire l’andamento del suo stato funzionale, correggendo al più presto eventuali anomalie che potrebbero danneggiarlo irreparabilmente.

Ne consegue che con tali operazioni è possibile conoscere la vita dell’attuatore istante per istante anche se i dati sono saltuariamente raccolti dall’operatore stesso.

Per fare un esempio di ciò che con l’attuatore in oggetto, con connessione mobile e omnidirezionale, si può arrivare a fare, senza che l’operatore si addentri in particolari zone di pericolo e senza la presenza continua dello stesso, si elencano di seguito le possibili operazioni:

• la configurazione dei parametri di lavoro dell’attuatore;

• la visualizzazione dello stato dell’attuatore, diagnostica allarmi e preallarmi; • l’invio di comandi per l’esecuzione di test funzionali;

• l’invio di comandi per l’esecuzione dell’albero di comando della valvola;

• la lettura dei dati di targa dall’attuatore memorizzati;

• la lettura dei dati di manutenzione e statistici dall’attuatore;

• Γ aggiornamento del firmware del microprocessore che controlla l’attuatore.

Detto modulo wireless opera nelle radiofrequenze, per cui presenta la caratteristica di essere omnidirezionale oltre che di essere temporanea e mobile in quanto al PC 6 non sarà più consentito comandare e scaricare i dati dell’attuatore quando uscirà dalla zona di copertura del modulo wireless 5.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Attuatore di valvole con comunicazione a distanza omnidirezionale, mobile e temporanea, caratterizzato dal fatto che comprende un gruppo sensori (2) con cui vengono rilevati i parametri interni dell’ attuatore, una centralina elettronica (3) per la registrazione e la memorizzazione di detti parametri e delle operazioni compiute dall’ attuatore stesso, un modulo wireless (5) per porre Γ attuatore in connessione temporanea e omnidirezionale con un PDA o un PC (6) che ne comanda gli azionamenti; il modulo wireless (5) permette inoltre lo scaricamento dei dati raccolti e memorizzati in centralina elettronica (3), per poter analizzarli e creare una diagnostica anticipata, anticipando possibili guasti e/o inefficienze dell’attuatore stesso.
2. Attuatore di valvole, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il modulo wireless (5) si compone di un ricetrasmettitore operante nella frequenza di 2,4 GHz.
3. Attuatore di valvole, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la centralina elettronica (3) consta di un codice di identificazione con il quale viene aperta la comunicazione wireless (5) con il PDA o il PC (6) evitando interferenze con altri attuatori limitrofi.
4. Attuatore di valvole, secondo la rivendicazione 1, 2 e 3, caratterizzato dal fatto che il ricetrasmettitore ed il PC (6) o PDA entrano in connessione solo se si trovano entro la zona di segnale del ricetrasmettitore.
5. Attuatore di valvole, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la centralina elettronica (3) raccoglie e memorizza i dati di natura statistica o diagnostica quando non è possibile comunicare attraverso il sistema wireless (5) col PDA o il PC (6).
Attuatore di valvole, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il ricetrasmettitore consente, una volta stabilita la connessione tra il modulo wireless (5) ed il PDA o il PC (6) dell’operatore, di compiere le seguenti operazioni: i. la configurazione dei parametri di lavoro dell’ attuatore; ti. la visualizzazione dello stato dell’ attuatore, diagnostica allarmi e preallarmi; iii. l’invio di comandi per l’esecuzione di test funzionali; iv. l’invio di comandi per l’esecuzione dell’albero di comando della valvola; v. la lettura dei dati di targa dall’attuatore memorizzati; vi. la lettura dei dati di manutenzione e statistici dall’attuatore; vii. l’aggiornamento del firmware del microprocessore che controlla Γ attuatore.
7. Attuatore di valvole, secondo la rivendicazione 1 e 3, caratterizzato dal fatto che il PDA o il PC (6) sono dotati di corrispondenti moduli ricetrasmittenti (6a) per eseguire la connessione wireless a distanza, omnidirezionale.