ITPR20070079A1 - Unita a ridondanza elettromeccanica per la gestione di carichi elettrici di vario tipo ed amperaggio - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: UNITÀ A RIDONDANZA ELETTROMECCANICA PER LA GESTIONE DI CARICHI ELETTRICI DI VARIO TIPO ED AMPERAGGIO
Forma oggetto del presente trovato un'unità a ridondanza elettromeccanica per la gestione di accensione e spegnimento di carichi elettrici di vario tipo ed amperaggio, in particolare in ambito diporto o navale (esempio per interni di imbarcazioni) o domestico (interni di case) o di veicoli in genere, secondo una logica programmata attraverso un software dedicato operante su personal computer.
Scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione una unità di gestione dei carichi, autoconfigurabile, in grado di operare al ripristino (recovering) elettromeccanico; inoltre l'unità è completamente modulare, nel senso che si compone di una base, la quale contiene una prima parte della elettromeccanica, che può essere combinata con uno o più moduli o blocchi di gestione dei carichi e dell'intera unità, contenenti la parte elettronica e l'ulteriore parte elettromeccanica di funzionamento.
In tal modo l'unità stessa diventa completamente configurabile a seconda del numero delle utenze da comandare e/o controllare.
I vantaggi che si ottengono dal presente trovato sono:
gestione delle utenze elettriche sia in continuo che in alternata in modo completamente configurabile via software,
riduzione della cablaggistica con risparmio nei tempi di installazione e di peso complessivo, fornendo al tempo stesso possibilità di gestione, manutenzione, modularità, integrazione e conoscenza dello stato di ogni carico monitorato,
sicurezza e affidabilità assicurate dalla rilevazione automatica di ogni possibile anomalia elettrica affiancata dalla ridondanza elettromeccanica in ogni singola utenza; anche in presenza di anomalia estrema a qualsiasi componente del sistema, esiste la possibilità della attivazione manuale tramite interruttore termico a norma,
Autonomia ed Integrazione in quanto l'unità modulare dispone di ingressi digitali ed analogici per potersi interfacciare con tutti i dispositivi elettrici ed elettronici ed è un dispositivo totalmente autonomo in grado di minimizzare costi e massimizzare efficienze.
Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dalla unità modulare a ridondanza elettromeccanica per la gestione di accensione e spegnimento di carichi elettrici di vario tipo ed amperaggio, 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 una forma di realizzazione illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno in cui:
- la figura 1 illustra lo schema circuitale dell'unità a ridondanza elettromeccanica per la gestione dei carichi elettrici di vario tipo ed amperaggio, oggetto del presente trovato.
Con riferimento alla figura 1 si indica con 1 una unità a ridondanza elettromeccanica per la gestione di carichi elettrici di vario tipo ed amperaggio, sottoforma di schematizzazione circuitale.
Nello specifico l'unità comprende una parte elettromeccanica 2a, 2b ed una parte elettronica 5, 6a, 6b idonea a realizzare la logica di funzionamento, entrambe suddivise tra i diversi componenti ed in particolare:
• una prima parte elettromeccanica 2a, in seguito specificata, trova collocamento su una base di supporto dell'unità 1,
• una seconda parte 2b su uno o più moduli 101 di controllo delle singole utenze o carichi Ul...Un;
Allo stesso modo anche la parte elettronica è suddivisa all'interno dell'unità 1 ed in specifico è ripartita tra:
• un blocco 102 di gestione dell'intera unità 1, che contiene una sezione 5 preposta a rimanere sempre accesa ed in collegamento con ingressi digitali prioritari 4 ed una parte 6a preposta ad inviare i segnali Sl...Sn ai relativi blocchi 101 connessi sulla unità 1
• i moduli o blocchi 101 di controllo delle singole utenze o carichi Ul...Un, contenenti anche la parte 2b della elettromeccanica.
Ne consegue che l'unità 1 si compone della base 50 a cui vanno uniti almeno un blocco 102 di gestione dell'intera unità 1, e uno o più moduli o blocchi 101 per la gestione dei carichi o utenze Ul...Un.
L'unità 1 diventa in questo modo configurabile ad hoc a seconda del numero delle utenze Ul...Un da comandare e/o controllare.
La parte elettromeccanica 2a della base 50 comprende, oltre alle porte IO, II. ..In per la connessione con i blocchi 101 e 102, tutti gli ingressi di potenza PI e di comunicazione CI, e le uscite di espansione e di comunicazione che potranno essere connesse con simili unità 1 garantendo in tal caso la più completa modularità del sistema di gestione dei carichi, aumentando in tal modo il numero delle utenze e dei controlli effettuati.
Per la connessione tra le espansioni e le comunicazioni, ogni gruppo sarà provvisto di un opportuno connettore terminale TI atto ad agevolare le connessioni uscenti ed entranti.
La parte elettromeccanica 2b inserita in ogni singolo blocco 101 comprende interruttori termici 7 e fusibili estraibili 8, tanti quanti sono le utenze asservite dal singolo modulo 101; la funzione degli interruttori 7 è quella di escludere il funzionamento della parte elettronica 6b del modulo 101 corrispondente, offrendo la possibilità di attivazione/disattivazione manuale, mentre quella dei fusibili è quella di potere interrompere manualmente l'elettronica in caso di rottura con connessione inserita.
In aggiunta su ciascun blocco 101 sono presenti inoltre:
• LED 10 atti ad indicare il corretto stato di attivazione del carico sia questo dovuto all'interruttore 7 di bypass, sia invece all'elettronica
• LED 11 per ogni uscita elettronica della potenza ad indicare lo stato attivo o spento del carico.
I blocchi 101 di una singola unità 1 saranno opportunamente scelti per soddisfare le esigenze specifiche di controllo utenze (Ul..Un), infatti, dalla scelta del blocco 101 dipende una differente funzionalità.
Gli utilizzi Ul...Un sono gestiti dagli appositi moduli carichi 101 in alternata e/o in continua.
In aggiunta ogni utenza Ul...Un può essere gestita in ON/OFF oppure in PWM (modulazione di larghezza di impulso) per l'ottenimento della regolazione di intensità.
Come detto in precedenza, il numero dei blocchi 101 sarà corrispondente al numero di carichi e di funzionalità da gestire, potendo anche l'unità stessa essere resa modulare con altre unità 1 simili; al sopraindicato blocco 101 di controllo del carico potranno essere affiancati anche:
-un modulo di emergenza per la gestione delle connessioni principali 110/220VAC banchina/generatore/inverter e della procedura di emergenza,
-un modulo per il collegamento del sistema ad una rete di tipo Ethernet,
-un modulo per il monitoraggio a distanza, in modo da conoscere stati, malfunzionamenti e statistiche e fornire assistenza; oppure avvisare una serie definita di numeri telefonici circa eventi di pericolo ed allarme che accadono su M'utilizzo, -un modulo per la gestione di 2 relè a scambio da 6A, -un modulo per la gestione di un motore in corrente continua,
-un modulo per la gestione di uno stepper motor,
-un modulo per il pilotaggio fino a 6 utenze a 12VDC di cui 3 da 10A e 3 da 5A max, per un totale di 30A totali,
-un modulo per la gestione della sicurezza preposto ad inibire gli accessi e/o le funzionalità ai non autorizzati.
-un modulo wireless per la gestione delle utenze di ogni stanza attraverso l'uso di telecomandi, col vantaggio della riduzione ulteriore di fili e, ad esempio, placche di comando luci.
-un modulo di registrazione dati in grado di memorizzare per migliaia di ore tutti i parametri e gli eventi che accadono sulla imbarcazione per una più facile analisi dei guasti.
Come detto, la base 50 ha la necessità di essere connessa con almeno un apposito blocco 102, per la gestione completa della singola unità modulare 1.
Il blocco 102 nell'ambito della singola unità 1 può essere ridondata per incrementare la sicurezza operativa.
Il blocco 102 comprende le configurazioni di tutti i moduli 101 e gestisce le loro funzionalità complete, quali ad esempio le portate massime di corrente delle uscite dei moduli 101 collegati, le curve di attivazione, le soglie min e max di corrente attesa, il numero di tentativi di accensione in caso fault, l'attivazione o la disattivazione secondo condizioni strutturate a livelli,...
Quanto sopra è programmabile attraverso un software dedicato.
In caso di carichi che richiedono un grande assorbimento di corrente, le uscite possono essere parallelate e comandate simultaneamente dal software dell'unità 1.
In aggiunta, il modulo 102 prevede la memorizzazione degli stati attivi in modo da garantire anche in caso di mancanza di alimentazione, il ripristino delle condizioni iniziali (ad esempio, la riaccensione delle luci, o dei carichi ecc...)
La sezione 5 sempre accesa è a basso consumo e in caso di ricezione di un segnale prioritario attiva o disattiva la sezione 6a e/o 6b del modulo 101 corrispondente, che potrà essere in tal modo impostata all'auto-spegnimento qualora le condizioni degli utilizzatori Ul...Un siano destinate a rimanere costanti per un determinato intervallo di tempo.
Le porte di comunicazione CI condividono i dati necessari ad organizzare le logiche di funzionamento nell'ambito dei moduli inseriti e con dispositivi esterni quale pulsantiere, centraline di controllo motore, assetto barca e di controllo ed acquisizione in genere.
I dati su cui stabilire le logiche di funzionamento arrivano direttamente attraverso ingressi di tipo analogico e/o digitale, indirettamente da dispositivi in remoto quali tastiere, centraline, ecc..) mediante le porte di comunicazione BUS CAN/FLEXRAY di interscambio dati, sulla base 50 o sul modulo di gestione 102.
Ogni porta di comunicazione può anche essere affiancata da un'altra al fine di garantirne la ridondanza e l'affidabilità.
Ad esempio, ogni unità 1 comunica, attraverso la corrispondente porta di comunicazione:
- lo stato di ogni utilizzatore Ul...Un, quale ad esempio: spento, attivo, corto circuito, circuito aperto, attivo ma fuori tolleranza,
- l'assorbimento di ciascun utilizzatore
- i valori dei canali di ingresso analogici e digitali - informazioni di allarme e di servizio.
L'unità 1 potrà essere configurata per essere preposta all'accensione, ovvero wake-up, del modulo.
In questo caso saranno programmati come ingressi di wakeup tutti o parte degli ingressi digitali dedicati allo scopo: a seguito dell'accensione il modulo opererà poi secondo la programmazione impostata.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica per la gestione di carichi elettrici di vario tipo ed amperaggio, comprendente una parte elettromeccanica (2a, 2b) ed una parte elettronica (5, 6a, 6b) realizzante la logica di funzionamento caratterizzata dal fatto che comprende una base (50) di supporto per uno o più moduli o blocchi di gestione utenze (101) ed almeno un blocco (102) di controllo e gestione della singola unità (1); detta parte elettromeccanica (2a, 2b) essendo suddivisa tra detta base (50) e detti moduli (101) di controllo utenze (Ul...Un) e detta parte elettronica (5, 6a, 6b) suddivisa tra detti blocchi (101) di controllo utenze e moduli di gestione della singola unità (102).
- 2. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la parte elettromeccanica (2b) inserita in ogni singolo blocco (101) comprende interruttori termici (7) di by-pass e fusibili (8), tanti quanti sono le utenze asservite dal singolo modulo (101) per escludere il funzionamento della parte elettronica (6b) del modulo (101) corrispondente.
- 3. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascun blocco (101) comprende: • LED (10) atti ad indicare il corretto stato di attivazione del carico sia questo dovuto all'interruttore (7) di by-pass, sia invece all'elettronica • LED (11) per ogni uscita elettronica della potenza ad indicare lo stato attivo o spento del carico.
- 4. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il blocco (102) comprende le configurazioni di tutti i moduli (101) e gestisce le loro funzionalità complete, quali ad esempio le portate massime di corrente delle uscite dei moduli (101) collegati, le curve di attivazione, le soglie min e max di corrente attesa, il numero di tentativi di accensione in caso fault, l'attivazione o la disattivazione secondo condizioni strutturate a livelli.
- 5. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il modulo (102) di gestione dell'unità 1 prevede: a. un'unità di memorizzazione (9) eventi, in modo da garantire anche in caso di mancanza di alimentazione, il ripristino delle condizioni iniziali, b. una sezione (5) sempre accesa a basso consumo che in caso di ricezione di un segnale prioritario attiva o disattiva la sezione (6a) e/o (6b).
- 6. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le porte di comunicazione (CI) condividono i dati necessari ad organizzare le logiche di funzionamento nell'ambito dei moduli inseriti e con dispositivi esterni quale pulsantiere, centraline di controllo motore, assetto barca e di controllo ed acquisizione in genere; i dati su cui stabilire le logiche di funzionamento arrivano direttamente attraverso ingressi di tipo analogico e/o digitale, indirettamente da dispositivi in remoto quali tastiere, centraline, ecc..) mediante le porte di comunicazione di interscambio dati, sulla base (50) o sul modulo (102) di gestione dell'unità.
- 7. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti moduli di controllo (101) sono indipendenti e controllano e gestiscono una o più utenze (Ul..Un).
- 8. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto moduli (101) e (102) sono connessi alla base (50) apposite porte (IO, II. .In).
- 9. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta base (50) può essere espansa ovvero unita con una o più altre unità (1) a ridondanza elettromeccanica secondo la rivendicazione 1.
- 10. Unità (1) a ridondanza elettromeccanica, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che a detti blocchi (101) e (102) potranno essere affiancati uno o più tra i suddetti moduli: a. un modulo di emergenza per la gestione delle connessioni principali 110/220VAC banchina/generatore/inverter e della procedura di emergenza, b. un modulo per il collegamento del sistema ad una rete di tipo Ethernet, c. un modulo per il monitoraggio a distanza, in modo da conoscere stati, malfunzionamenti e statistiche e fornire assistenza; oppure avvisare una serie definita di numeri telefonici circa eventi di pericolo ed allarme che accadono sull'utilizzo, d. un modulo per la gestione di 2 relè a scambio da 6A, e. un modulo per la gestione di un motore in corrente continua, f. un modulo per la gestione di uno stepper motor, g. un modulo per il pilotaggio fino a 6 utenze a 12VDC di cui 3 da 10A e 3 da 5A max, per un totale di 30A totali, h. un modulo per la gestione della sicurezza preposto ad inibire gli accessi e/o le funzionalità ai non autorizzati, i. un modulo wireless per la gestione delle utenze di ogni stanza attraverso l'uso di telecomandi, col vantaggio della riduzione ulteriore di fili e, ad esempio, placche di comando luci, j. un modulo di registrazione dati in grado di memorizzare per migliaia di ore tutti i parametri e gli eventi che accadono sulla imbarcazione per una più facile analisi dei guasti.
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