NL9102016A - Digitaal stuurbare ventilator met communicatiefaciliteiten. - Google Patents

Description

Digitaal stuurbare ventilator met communicatiefaciliteiten.

De uitvinding heeft betrekking op een ventilator, omvattende een waaier; een elektromotor met ten minste één bekrachtigingswikkeling en een met de waaier gekoppelde rotor; met de ten minste ene bekrachtigingswikkeling gekoppelde stuurbare bekrachtigingsmiddelen voorzien van aan-sluitklemmen voor aansluiting op een voedingsbron; middelen voor het detecteren van het toerental van de waaier; en een met de genoemde middelen gekoppelde digitale verwerkingsschakeling voorzien van een processor en althans één geheugen voor het opslaan van besturings- en verwerkingspro-gammatuur en besturingsparameters.

Een ventilator van deze soort is op zichzelf bekend uit de Japanse octrooiaanvrage met publicatienummer 61-175435, welke in het bijzonder is bestemd voor toepassing in airconditioningsinstallaties. De toegepaste processor gestuurde digitale besturings- en verwerkingsschakeling is in het bijzonder ingericht voor het zo snel mogelijk op een gewenst toerental doen roteren van de waaier. Dit om het gewenste luchtklimaat, in het bijzonder met betrekking tot de temperatuur in de ruimte, zo snel mogelijk en met zo min mogelijk windgeruis als gevolg van het veranderen van het toerental van de waaier, te bereiken.

Hiertoe wordt de waaier in eerste instantie op een voorafbepaald laag toerental opgestart, waarbij met behulp van een luchtsnelheidssensor de bij dit toerental optredende belastingstoestand van de waaier wordt gemeten. Deze belastingstoestand is afhankelijk van de mate van vervuiling van een achter de waaier aangebracht luchtfilter. Afhankelijk van de gemeten belastingstoestand wordt vervolgens met behulp van de processor, aan de hand van in het geheugen opgeslagen parameterwaarden, het bij een gewenste luchtverplaatsingssnelheid behorende toerental van de waaier bepaald. De bekrachtigingsmiddelen worden vervolgens zodanig ingesteld, dat de waaier op het vastgestelde toerental roteert. Het toerental van de waaier wordt daarna in afhankelijkheid van veranderingen in de luchtverplaatsingssnelheid van de waaier onder besturing van de processor voortdurend aangepast, teneinde de gewenste, ingestelde luchtverplaatsingssnelheid in stand te houden. '

Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 88.01190 is een analoog gestuurde ventilator bekend, waarbij instelmiddelen zijn verschaft voor het op afstand instellen van een gewenst waaiertoerental, c.q. een gewenste luchtverplaatsingssnelheid.

Hoewel met de, uit de bovengenoemde stand van de techniek bekende ventilatoren een nauwkeurige sturing mogelijk is, bestaat er, mede gezien de voortgaande automatisering van industriële toepassingen, bijvoorbeeld in de agrarische sector waar ventilatoren van de onderhavige soort op grote schaal voor luchtverversingsdoeleinden worden toegepast, behoefte aan ventilatoren, welke op afstand digitaal kunnen worden gestuurd en waarbij het mogelijk is om de momentane bedrijfstoestand van de betreffende ventilator eveneens op afstand digitaal te kunnen vaststellen.

Teneinde aan deze behoefte te kunnen voldoen, verschaft de uitvinding een digitaal gestuurde ventilator van de, in de aanhef genoemde soort, voorzien van met de verwerkingsschakeling gekoppelde middelen voor het via een communicatieverbinding tussen de verwerkingsschakeling en een besturingsstation uitwisselen van besturingsgegevens.

Met behulp van deze communicatieverbinding kan vanaf het besturingsstation, bijvoorbeeld een personal computer of een stuureenheid in een automatiseringsomgeving en dergelijke, informatie naar de processor in de verwerkingsschakeling van de ventilator worden overgedragen alsook kunnen gegevens vanaf de ventilator naar het besturingsstation worden verzonden. De uit te wisselen informatie kan bestaan uit het bijvoorbeeld periodiek opvragen van de bedrijfstoestand van de ventilator en/of opgetreden alarmsituaties, zoals stilstand van de motor, een te hoge motortempera-tuur, een meer dan normale afwijking van de werkelijke en ingestelde luchtverplaatsingssnelheid enzovoorts. Naast de instelling van het waai-ertoerental met behulp van afzonderlijke instelmiddelen, kunnen de be-krachtigingsmiddelen voor het sturen van de motorbekrachtiging ook via de communicatieverbinding worden ingesteld.

Deze laatste mogelijkheid is bijvoorbeeld in het bijzonder van belang wanneer de ventilator volgens de uitvinding wordt toegepast in combinatie met één of meer ventilatoren overeenkomstig de Nederlandse octrooiaanvrage 88.01190, waarbij de instelmiddelen voor het waaiertoe-rental voor alle ventilatoren gemeenschappelijk zijn uitgevoerd. Middels de communicatieverbinding kan de verwerkingsschakeling van de ventilator volgens de uitvinding dan zodanig worden ingesteld, dat deze bijvoorbeeld niet reageert op het algemene instelsignaal voor het instellen van het waaiertoerental, maar op een via de communicatieverbinding overgedragen instelling.

Voor het doel van de uitvinding is elke, op zichzelf bekende, communicatieverbinding voor het uitwisselen van informatie in digitale vorm geschikt, waarbij van draadleidingen, radiografische paden, optische paden (glasvezelkabel, infraroodstraling) etc. gebruik kan worden gemaakt.

in een voordelige uitvoeringsvorm van de ventilator volgens de uitvinding zijn de communicatiemiddelen ingericht voor het, naast de bestu-ringsgegevens, via de communicatieverbinding aan de verwerkingsschakeling toevoeren van een van middelen voor het instellen van het waaiertoerental afkomstig instelsignaal. In het bijzonder bij toepassing van elektrische en/of optische kabels heeft dit een voordelige invloed op de met het installeren van één of meer ventilatoren gemoeide installatiekosten,

In de voorkeursuitvoeringsvorm van de ventilator volgens de uitvinding, welke tevens geschikt is voor gebruik in combinatie met één of meer ventilatoren overeenkomstig de genoemde Nederlandse octrooiaanvrage 88.01190, zijn de communicatiemiddelen voorzien van een gecombineerde ingangs/uitgangspoort voor het via een tweedraads communicatieverbinding uitwisselen van gegevens met het besturingsstation en voor het aan de verwerkingsschakeling toevoeren van het instelsignaal van de middelen voor het instellen van het waaiertoerental, en een met de verwerkingsschakeling gekoppelde ingangspoort en een uitgangspoort.

Via de betreffende tweedraadsverbinding kan dus zowel een instelsignaal aan één of meer ventilatoren van het bekende type alsook aan ventilatoren overeenkomstig de uitvinding worden toegevoerd, waarbij met de ventilator volgens de uitvinding tevens besturingsgegevens kunnen worden uitgewisseld.

Gebleken is dat in combinatie met middelen voor het instellen van het waaiertoerental in de vorm van een variabele-frequentie signaalgene-rator, welke instelmiddelen ook voor het instellen van het waaiertoerental van de bekende ventilator worden toegepast, zonder verstoring van de instelling, middels rustsignaalsignalering uitwisseling van besturingsgegevens over de tweedraads communicatieverbinding kan plaatsvinden. In de Engelstalige vakliteratuur wordt rustsignaalsignalering, waarbij de digitale gegevensbits door het veranderen van de gelijkstroompotentiaal op de communicatieverbinding worden overgedragen, ook wel aangeduid als "Non Return to Zero" (NRZ).

In voor deze vorm van signaal- en gegevensuitwisseling geschikte communicatiemiddelen volgens de uitvinding, is de gecombineerde ingang/uitgangspoort opgebouwd als een diode-brugschakeling met een eerste en tweede paar midden-aftakkingen, waarvan het eerste paar aansluit-klemmen vormt voor het aansluiten van de tweedraads communicatieverbinding en waarvan het andere paar respectievelijk met de ingang van een eerste en de uitgang van een tweede optische koppelschakeling is verbonden, waarvan de uitgang, respectievelijk de ingang, de met de verwer- kingsschakeling gekoppelde uitgangspoort en ingangspoort vormen. De op deze wijze uitgevoerde communicatiemiddelen verschaffen tevens een galvanische scheiding tussen de verwerkingsschakeling en de tweedraads communicatieverbinding .

In een verdere uitvoeringsvorm van de ventilator volgens de uitvinding is voorts voorzien in middelen voor het registreren en aanwijzen van de bedrijfstoestand van de ventilator. Gebleken is dat met een optische indicator zoals een licht-emitterende diode (LED) een effectieve indicatie kan worden verschaft door het in een bepaald ritme doen oplichten van de indicator c.q. de LED.

Teneinde te kunnen voldoen aan eisen op het gebied van door de ventilator geproduceerde (elektromagnetische) storing, overeenkomstig nationale of internationale richtlijnen, en om foutieve instelling van de ventilator als gevolg van stoorpulsen op de verwerkingsschakeling zoveel mogelijk te vermijden, zijn in een voorkeursuitvoeringsvorm van de ventilator volgens de uitvinding de bekrachtigingsmiddelen, de middelen voor het detecteren van het toerental van de waaier, de digitale verwerkingsschakeling en de communicatiemiddelen als een tot één geheel gecombineerde besturingselektronica in een harsmassa ingegoten en samen met de motor in één gemeenschappelijke, elektromagnetische storing onderdrukkende, behuizing ondergebracht.

In de eenvoudigste uitvoeringsvorm zijn de middelen voor het meten van het toerental van de waaier met de rotor van de aandrijvende motor gekoppeld. Teneinde een zo nauwkeurig mogelijke meting van de luchtver-plaatsingssnelheid tijdens bedrijf van de ventilator te bereiken, omvatten de middelen voor het meten van het toerental van de waaier in een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding een meetwaaier en een hiermee gekoppelde toerentalopnemer, waarbij de door de motor aangedreven waaier en de meetwaaier onderling in axiale richting verschoven in een meetbuis zijn opgesteld, waarbij de besturingselektronica en de motor tussen de beide waaiers nabij de langsas van de meetbuis zijn opgesteld. Het toerental van de waaier of de meetwaaier kan bijvoorbeeld met behulp van een op zichzelf bekende Hall-generatorschakeling worden gemeten of middels een tachogenerator of dergelijke.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de ventilator volgens de uitvinding, in het bijzonder voor toepassing in een ventilatorstelsel opgebouwd uit meerdere ventilatoren die met hun respectieve communicatiemiddelen op één enkele gemeenschappelijke communicatieverbinding zijn aangesloten, is de ventilator van een in de geheugenmiddelen opgeslagen uniek adres voorzien, waarbij de verwerkingsschakeling voor het uitvoeren van adresdeco- dering en het vaststellen van adrescoïncidentie is ingericht, voor het afzonderlijk of gemeenschappelijk met één of meer ventilatoren uitwisselen van besturingsgegevens.

In deze voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt met voordeel gebruik gemaakt van de uitvindingsgedachte, d.w.z, het verschaffen van een communicatiefaciliteit tussen een ventilator en een besturings-station voor het, in aanvulling op een gemeenschappelijk instelsignaal voor het waaiertoerental, aanvullend afzonderlijk kunnen sturen van elke ventilator of een groep van ventilatoren in een stelsel. Dit is in het bijzonder van belang om nauwkeurig een gewenste luchtverplaatsing in een ruimte te kunnen bewerkstelligen, en wanneer één of meer ventilatoren door storing of anderszins buiten bedrijf zijn. Door de individuele aan-stuurmogelijkheid van de ventilatoren kunnen bij uitbreiding van een installatie nieuwe ventilatoren eenvoudig op de bestaande communicatieverbinding worden aangesloten, zonder de noodzaak voor het aanleggen van afzonderlijke verbindingen naar bijvoorbeeld het besturingsstation. Het zal duidelijk zijn dat de installatiekosten, welke een belangrijke kos-^ # tenpost vormen, hierdoor gunstig worden beïnvloed.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het via een enkele communicatieverbinding uitwisselen van besturingsgegevens en instelsignalen met een ventilator voorzien van communicatiemiddelen welke zijn ingericht voor het via de communicatieverbinding aan de verwerkings-schakeling toevoeren van besturingsgegevens en een van de middelen voor het instellen van het waaiertoerental afkomstig instelsignaal, gekenmerkt door de stappen van het onder besturing van de processor: bemonsteren van door de communicatiemiddelen afgegeven signalen; het vaststellen van de frequentie van het bemonsterde signaal, teneinde te beslissen of dit een instelsignaal of gegevensoverdracht betreft; en in het geval van een instelsignaal: het omzetten van de frequentie van het bemonsterde signaal in een stuursignaal voor toevoer aan de bekrachtigingsschake-ling; en in het geval van gegevensoverdracht: het interpreteren van de ontvangen gegevens en het uitvoeren van een hierin vervatte opdracht; en het via de communicatiemiddelen en de communicatieverbinding vanaf de ventilator overdragen van gegevens in reactie op de betreffende opdracht.

Het bemonsteren van de signalen afkomstig van de communicatiemidde- len kan, vanwege de relatief langzame informatie-uitwisseling, door de processor op interrupt basis worden uitgevoerd. Afhankelijk van de ontvangen frequentie van de signaalwisselingen op de communicatieverbinding kan dan eenvoudig worden bepaald of het een instelsignaal afkomstig van de middelen voor het instellen van het waaiertoerental betreft, dat in een uitvoeringsvorm van de uitvinding een frequentie in het gebied tussen 9 en 187 Hz heeft, overeenkomende met een waaiertoerental van 4% respectievelijk 100% van de nominale waarde, of een gegevensoverdracht met een gegevensuitwisselingssnelheid van bijvoorbeeld 1200 Baud.

Voor toepassing in een ventilatorstelsel, voorzien van ventilatoren welke afzonderlijk adresseerbaar zijn, omvat de stap van het interpreteren van de ontvangen gegevens in een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, het vaststellen van adrescoïncidentie aan de hand van het bij een ventilator opgeslagen en het ontvangen adres, en het bij adrescoïncidentie interpreteren van de ontvangen gegevens en het uitvoeren van een hierin vervatte opdracht.

De aan de ventilator over te dragen opdrachten kunnen in vier hoofdgroepen worden onderverdeeld, te weten het lezen van een ingestelde waarde, bijvoorbeeld het adres van de ventilator; de bedrijfstoestand, alarmeringen enz.; het in een bepaalde mode instellen van de ventilatorstu-ring, bijvoorbeeld het wel of niet reageren op een instelsignaal van de instelmiddelen voor het instellen van het waaiertoerental; het wijzigen van een ingestelde bedrijfstoestand, bijvoorbeeld het waaiertoerental; en het lezen en zonodig wijzigen van in het geheugen opgeslagen gegevens, waaronder programmagegevens en adresgegevens.

Omdat de ventilator volgens de uitvinding in een (elektromagnetisch) storingsrijke omgeving moet kunnen functioneren, bijvoorbeeld een fabriekshal of dergelijke, is een voor het doel van de uitvinding bijzonder geschikt, betrouwbaar overdrachtsprotocol ontwikkeld, waarin een typische gegevensoverdracht bestaat uit het vanaf een besturingsstation overdragen van een bericht in de vorm van een startcode (Start of Text STX), gevolgd door tweemaal het bestemmingsadres, gevolgd door tweemaal de uit te voeren opdracht, gevolgd door driemaal de bij de betreffende opdracht behorende parameterwaarde en afgesloten door een stopcode (End of Text ETX), waarna door de geadresseerde ventilator vervolgens driemaal een, van de betreffende opdracht afhankelijke parameterwaarde naar het besturingsstation wordt overgedragen. Wanneer alle ventilatoren tegelijkertijd worden geadresseerd, kan het overdragen van gegevens vanaf de ventilatoren naar het besturingsstation worden onderdrukt.

Omdat het in bepaalde omgevingen noodzakelijk kan zijn om in geval van storing in de instelmiddelen, het besturingsstation of bijvoorbeeld de communicatieverbinding een gewenste luchtverplaatsing in stand te houden, is in een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding daarin voorzien, dat bij het ontbreken van een instelsignaal de betreffende ventilator of ventilatoren zelfstandig zodanig worden bekrachtigd, dat elke waaier op een voorafbepaald toerental zal roteren (default-instelling).

De uitvinding wordt in het navolgende toegelicht aan de hand van een beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm, onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:

Figuur 1 een blokschema toont van de digitale besturingsschakeling van een ventilator overeenkomstig de uitvinding;

Figuur 2 een schema van een voorkeursuitvoeringsvorm van de communicatiemiddelen voor communicatie via een tweedraads verbinding volgens de uitvinding toont;

Figuur 3 een stroomschema van een uitvoeringvorm voor het sturen van de ventilator volgens de uitvinding toont; en

Figuur 4 een uitvoeringsvorm van de ventilator volgens de uitvinding voorzien van een meetwaaier toont.

Figuur 1 toont een blokschema van de digitale besturingselektronica voor een ventilator overeenkomstig de uitvinding. Met het verwijzingscij-fer 1 is een centrale processor unit (CPU) aangeduid, waarop achtereenvolgens een gelijkrichtschakeling 2 is aangesloten, voor het in een geschikte gelijkspanning voor de processor 1 omzetten van een wisselspanning afkomstig van een op de aansluitklem 3 aangesloten wisselspannings-voedingsbron 4, bijvoorbeeld het openbare elektriciteitsnet. In plaats van de getoonde enkelfasige voedingsbron kan uiteraard ook een meerfasen-voedingsbron worden toegepast, een en ander ondermeer afhankelijk van de capaciteit van de aandrijfmotor 5 van de ventilator.

De in figuur 1 weergegeven motor 5 is van het enkelfasige type en bevat een hoofdbekrachtigingswikkeling 6 en een hulpbekrachtigingswikke-ling 7 welke via aansluitklemmen 9, 10 respectievelijk 11, 12 op stuurbare bekrachtigingsmiddelen 13 zijn aangesloten, bijvoorbeeld in de vorm van een thyristor of triac gestuurde fase-aansnijschakeling, zoals beschreven en getoond in de Nederlandse octrooiaanvrage 88.01190. De bekrachtigingsmiddelen 13 worden via de processor 1 gestuurd en zijn met de aansluitklem 3 voor het aansluiten van de voedingsspanning voor de motor 5 verbonden. De motor 5 bevat verder een rotor 8, welke schematisch met streep/punt-lijnen is aangeduid.

Voor het meten van het toerental van een op de rotor 8 aangesloten waaier zijn middelen 14 verschaft, bijvoorbeeld in de vorm van een Hall-generatorschakeling, welke in combinatie met op de rotor 8 bevestigde permanente magneten een met het waaiertoerental evenredig signaal aan de processor 1 afgeeft, danwel een tachogenerator of dergelijke. De koppeling met de waaier c.q. de rotor van de motor 5 is schematisch met streep/punt-lijnen 15 aangeduid.

Voor het sturen van de processor 1 is verder een klokschakeling 16 verschaft, een niet-vluchtig geheugen 17 (Read Only Memory ROM), desgewenst een vluchtig geheugen 18 (Random Access Memory RAM), en middelen 19 voor het vasthouden van de bedrijfstoestand van de ventilator, bijvoorbeeld in de vorm van een registerschakeling en aanwijsmiddelen 20 voor het aanwijzen van de bedrijfstoestand, bijvoorbeeld in de vorm van een optische indicator, zoals een licht-emitterende diode (LED).

In het ROM-geheugen 17 en zonodig het RAM-geheugen 18 is de verwer-kingsprogrammatuur voor de processor 1 opgeslagen, alsmede besturingspa-rameters en een bestemmingsadres. In plaats van afzonderlijke geheugens kan met voordeel ook gebruik worden gemaakt van een zogeheten microcontroller, welke de processor 1 en de geheugens 17, 18, alsmede de regis-termiddelen 19 op één enkele halfgeleiderchip bevat, zoals bijvoorbeeld een microcontroller van het type Motorola MC68HC705C8. Deze microcontroller heeft een elektrisch programmeerbaar niet-vluchtig geheugen (EPROM) en registers voor het vasthouden van de bedrijfstoestand van de ventilator.

Naar keuze kunnen ook handbedieningsinstelmiddelen 21 met de processor 1 zijn gekoppeld, voor het met de hand bij de ventilator zelf instellen van een gewenst motor- c.q. waaiertoerental.

Voor het uitwisselen van gegevens tussen een besturingsstation 22 en de processor 1, alsmede instelmiddelen 23 voor het instellen van een gewenst waaiertoerental, zijn communicatiemiddelen 24 verschaft, welke enerzijds via een uitgangspoort 28 en een ingangspoort 29 met de processor 1 en anderzijds met aansluitklemmen 25, 26 zijn verbonden, voor het hierop aansluiten van een tweedraads communicatieverbinding 27. Via deze tweedraads comunicatieverbinding kunnen gegevens van en naar het besturingsstation 22 en van de instelmiddelen 23, in de vorm van een variabe-le-frequentie signaalgenerator, met de processor 1 worden uitgewisseld.

De elektronische componenten in het kader 30 zijn bij voorkeur als één geheel op een plaat met gedrukte bedrading gemonteerd en in een giet-massa ingegoten, en aldus bestand tegen hoge mechanische belastingen, vervuiling, vocht, chemicaliën en agressieve gassen.

Figuur 2 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van de in figuur 1 sche matisch aangeduide communicatiemiddelen 24, omvattende een diode-brug-schakeling 31, waarvan het met de aansluitklemmen 25, 26 verbonden paar midden-aftakkingen een gecombineerde ingangs/uitgangspoort voor aansluiting van de elektrische tweedraads communicatieleiding 27 vormt. Met het verwijzingscijfer 32 is een eerste optische koppelschakeling aangeduid, in het algemeen bestaande uit een licht-emitterende diode LED 33 en een fotogevoelige transistor 34. De LED 33, welke de ingang van de optische koppelschakeling 32 vormt, is via een weerstand 35 met het andere paar midden-aftakkingen van de diode-brugschakeling 31 verbonden. Het collec-tor-emitterpad van de transistor 34 van de eerste optische koppelschakeling 32 is via een weerstand 36 met de uitgang van de gelijkrichtmiddelen 2 verbonden, De aansluitklem 37 vormt de uitgangspoort 28 van de communicatiemiddelen 24 voor aansluiting op de processor 1.

Verder is voorzien in een tweede optische koppelschakeling 38 met een LED 39 en een foto-transistor 40, waarvan het collector-emitterpad met het andere paar midden-aftakkingen van de diode-brugschakeling 31 is verbonden, terwijl de LED 39 enerzijds met de gelijkrichtmiddelen 2 is verbonden en anderzijds met een weerstand 41, welke eindigt op een aansluitklem 42 die de met de processor 1 te verbinden ingangspoort 29 van de communicatiemiddelen 24 vormt.

De werking van de communicatiemiddelen 24 is zodanig, dat een van de instelmiddelen 23 ontvangen instelsignaal met een bepaalde frequentie via de tweedraads communicatieverbinding 27 op de aansluitklemmen 25, 26 van de diode-brugschakeling 31 terechtkomt, en via de eerste optische koppelschakeling 32 in een voor verwerking door de processor 1 geschikt blok-spanningssignaal aan de aansluitklem 37 wordt aangeboden.

De gegevensoverdracht vindt plaats door middel van rustsignaalsigna-lering (Non Return to zero-protocol) waarbij door het besturingsstation 22 de tweedraads communicatieverbinding 27 in rust op een hoog potentiaal, in een praktische uitvoeringsvorm 5 Volt, wordt gehouden. Door het achtereenvolgens in het ritme van de uit te zenden gegevensbits verlagen van het rustpotentiaal naar een lager potentiaal, bijvoorbeeld 0 Volt, wordt via de diode-brugschakeling 31 en de eerste optische koppelschakeling 32 een in het ritme van de potentiaalwisselingen variërend signaal aan de aansluitklem 37 aangeboden, voor verdere verwerking door de processor 1.

Het door de processor 1 uitzenden van gegevens naar het besturingsstation 22 vindt plaats via de tweede optische koppelschakeling 38 waarbij door het sturen van de LED 39 via de fototransistor 40 en de diode-brugschakeling 31 de uitgangsklemmen 25, 26 in het ritme van de uit te zenden gegevensbits worden kortgesloten, hetgeen door het besturingssta-tion 22 wordt gedetecteerd en verder verwerkt.

Met behulp van de in figuur 2 getoonde communicatiemiddelen 24 kunnen dus zowel een van de instelmiddelen 23 in frequentie variërend instelsignaal alsook gegevens via de tweedraads communicatieverbinding 27 met de processor 1 worden uitgewisseld. In de praktijk varieert de frequentie van het instelsignaal tussen circa 9 en 187 Hz en worden de gegevens met een snelheid van 1200 Baud uitgewisseld. Dit betekent dat ongeveer één keer per twee seconden met de processor 1 kan worden gecommuniceerd, zonder het instelsignaal van de instelmiddelen 23 voor zowel een ventilator volgens de uitvinding als voor een op de communicatieverbinding 27 aangesloten ventilator overeenkomstig de Nederlandse octrooiaanvrage 88.01190 te verstoren.

Figuur 3 toont een stroomschema waarin, bij wijze van voorbeeld, door de processor 1 uit te voeren stappen in een besturingsalgoritme van de ventilator volgens de uitvinding zijn weergegeven. Uitgaande van het startblok 50, worden bij het opstarten van de ventilator eerst alle eventueel aanwezige alarmeringen teruggesteld, zoals aangeduid met het blok 51 "reset alarm". Vervolgens wordt er in het beslissingsblok 52 getest of de communicatieverbinding intact is. Wanneer dit niet geval is, wanneer er geen instelsignaal of gegevens worden overgedragen, bijvoorbeeld lijnpotentiaal 0 Volt, kan de processor 1 ofwel overschakelen op een met de middelen 21 voor handbediening ingesteld gewenst toerental, respectievelijk beslissingsblok 53 en blok 54, of een default-instelling, blok 56, via een test op "nooddraaien" in beslissingsblok 55.

Deze test op "nooddraaien" houdt in dat wanneer bij het inschakelen van de voedingsspanning op aansluitklem 3 van de ventilator (figuur 1) en het afwezig zijn van een instelsignaal, bijvoorbeeld door een breuk in de tweedraadscommunicatieverbinding 27 of een storing in de instelmiddelen 23, de motor op 100% nominaal waaiertoerental wordt gestuurd. Uiteraard kan ook een ander percentage motorsturing worden ingesteld.

Wanneer de verbinding wel actief is, dient de processor 1 vast te stellen of het een instelsignaal van de instelmiddelen 23 of gegevensoverdracht betreft, hetgeen met behulp van beslissingsblok 57 is geïllustreerd. In het geval van gegevensuitwisseling zal de processor 1 de ontvangen gegevens interpreteren, blok 58, en middels "adres-coïncidentie"-beslissingblok 59 testen of de ontvangen gegevens voor de betreffende ventilator bestemd zijn. Wanneer dit niet het geval is, zal de processor vervolgens weer de communicatieverbinding aftasten, enzovoorts. Bij positieve adrescoïncidentie zal de betreffende opdracht worden uitge- voerd, blok 60, en vindt er een terugmelding, blok 61, naar het bestu-ringsstation 22 plaats. Na beëindiging van deze procedure gaat de processor 1 weer over tot het aftasten van de communicatieverbinding.

Enkele belangrijke opdrachten zijn het opvragen van het ingestelde waaiertoerental; de instelling van de bekrachtigingsmiddelen (percentage motorsturing); eventuele alarmeringen zoals motor te warm, blokkering, geen motorsturing; het instellen van een gewenste modus zoals wel of niet reageren op een instelsignaal van de instelmiddelen 23 voor het instellen van het waaiertoerental, het terugstellen van alarmeringen, het wijzigen van een ingesteld waaiertoerental om bijvoorbeeld de ventilator op een van de overige ventilatoren in een stelsel afwijkend toerental c.q. een afwijkende luchtverplaatsingssnelheid in te stellen; of bijvoorbeeld het wijzigen van een of meer in het geheugen opgeslagen waarden zoals het adres, parameterwaarden, programmaregels, etc.

In het geval dat er een instelsignaal van de waaiertoerental-instel- middelen 23 wordt ontvangen, zal eerst getest worden of de betreffende ventilator dn de modus voor "sturing via instelsignaal" is ingesteld, zie « blok 62. Is dit niet het geval, dan wordt het instelsignaal genegeerd, terwijl in de modus "sturing via instelsignaal" de frequentie van het betreffende instelsignaal wordt geanalyseerd en het hierbij behorende waaiertoerental wordt bepaald, zoals geïllustreerd met blok 63.

Wanneer het via het instelsignaal of de handbediening ingestelde waaiertoerental kleiner dan 4% van de nominale waarde bedraagt, beslis-singsblok 64, wordt de motor uitgeschakeld, blok 65, hetgeen wordt aangeduid middels blok 66, "aanwijzing bedrijfstoestand". Ook in het geval van een alarmtoestand, wordt de motor uitgeschakeld, beslissingsblok 67, terwijl in de normale bedrijfstoestand (geen alarm) het waaiertoerental wordt gemeten, blok 68, en zonodig via de bekrachtigingsmiddelen 13 bij-gestuurd, beslissingsblok 69 en blok 70. Als alarmtoestand kan onder andere een te hoge motortemperatuur en het vastlopen van de motor, dat wil zeggen geen rotatie met in werking zijnde bekrachtiging, tot het uitschakelen van de motor leiden. Ook het wegvallen van het instelsignaal in de situatie waarin er geen toerental via de middelen 21 voor handbediening is ingesteld, beslissingblok 53, en buiten de toestand "nooddraai-en", beslissingsblok 55, zal via blok 71 als alarmtoestand worden opgevat.

De motor zal niet automatisch inschakelen zodra de tot uitschakeling leidende alarmtoestand verdwijnt, bijvoorbeeld door afkoeling van een warmgelopen motor of opheffing van de blokkering van de waaier enz. Om de ventilator c.q. de motor 5 weer te starten, dient eerst de toevoer van de voedingsspanning naar de ventilator op de aansluitklem 3 te worden onderbroken. De processor 1 interpreteert deze onderbreking in de voedingsspanning als een terugstelcommando, blok 51. Met deze procedure wordt bereikt, dat een gebruiker, alvorens opnieuw in te schakelen, bewust kennis heeft genomen van een alarmtoestand. De besturing is zodanig ingericht dat de motor c.q. de ventilator pas kan worden ingeschakeld, nadat deze een bepaalde tijd, bijvoorbeeld één minuut of langer, spanningsloos is geweest, beslissingsblok 72.

Het bewaken van de communicatieverbinding gebeurt bij voorkeur door de processor 1 op interruptbasis. Middels geschikte programmatuur kan dan worden vastgesteld of er een instelsignaal of gegevensoverdracht op de communicatieverbinding wordt aangeboden. Voor de gegevensoverdracht wordt van de op zichzelf bekende ASCll-code gebruik gemaakt.

In de praktijk is gebleken dat een adressering van twee bytes, dat wil zeggen honderd unieke adressen, voldoende is. Het zal duidelijk zijn dat het verwerkingsprogramma zodanig kan worden opgebouwd dat één enkele ventilator, een groep van ventilatoren of alle ventilatoren als geheel tegelijkertijd van een opdracht kunnen worden voorzien.

Figuur 4 toont een uitvoeringsvorm van de ventilator volgens de uitvinding voorzien van een meetbuis 80, met een aangedreven waaier 81 en een meetwaaier 82, welke waaiers 81, 82 in axiale richting onderling verschoven in de meetbuis 80 zijn opgesteld. Met het verwijzingscijfer 83 is de, in de normale bedrijfstoestand, instroomopening van de meetbuis 80 aangegeven, terwijl het verwijzingscijfer 84 de uitstroomopening aanduidt. De aangedreven waaier 81 is via een as 85 met de, in een behuizing 86 opgestelde aandrijfmotor gekoppeld, in welke behuizing ook de in een gietmassa 88 ingegoten besturingselektronica is opgenomen. De meetwaaier 82 is gemonteerd op een as 87 welke van magneten (niet getoond) is voorzien die in combinatie met een in de besturingselektronica opgenomen Hall-generatorschakeling een met de momentane luchtverplaatsingssnelheid in de meetbuis 80 overeenkomend signaal opwekt, voor verwerking door de processor 1, als maat voor het toerental van de aangegeven waaier 81. De behuizing 86 is door middel van steunen 89 in de meetbuis 80 opgesteld. Met 90 is een gecombineerde kabel voor energie-voorziening en besturing van de ventilator aangeduid. Een dergelijke ventilator, met een meetbuis 80 met een diameter van 30-80 cm is geschikt voor het per uur verplaatsen van ca. 2000-30.000 ma lucht, bij toepassing van een motor 5 met een vermogen van 70-1000 W.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding aan de hand van een voorkeur suit voer ingsvorm is geïllustreerd, zal het duidelijk zijn dat de be- schermingsomvang hiertoe niet is beperkt en dat voor een deskundige vele wijzigingen en aanvullingen mogelijk zijn, zonder af te wijken van de uitvindingsgedachte, dat wil zeggen het voorzien in communicatiefacili-teiten voor gegevensoverdracht tussen de ventilator en een besturingssta-tion.

Zo kunnen bijvoorbeeld de instelmiddelen 23 in het besturingsstation 22 worden geïntegreerd of kan het besturingsstation zodanig worden ingericht, dat het zelfstandig een geschikt frequentiesignaal voor het instellen van het waaiertoerental kan genereren. De ventilator volgens de uitvinding kan verder alle instellingen en stuurmogelijkheden zoals genoemd in de Nederlandse octrooiaanvrage 88.01190 uitvoeren.

Claims (15)

1. Ventilator, omvattende een waaier; een elektromotor met ten minste één bekrachtigingswikkeling en een met de waaier gekoppelde rotor; met de ten minste ene bekrachtigingswikkeling gekoppelde stuurbare bekrachti-gingsmiddelen voorzien van aansluitklemmen voor aansluiting op een voedingsbron; middelen voor het detecteren van het toerental van de waaier; en een met de genoemde middelen gekoppelde digitale verwerkingsschakeling voorzien van een processor en althans één geheugen voor het opslaan van besturings- en verwerkingsprogammatuur en besturingsparameters, gekenmerkt door, met de verwerkingsschakeling gekoppelde middelen voor het via een communicatieverbinding tussen de verwerkingsschakeling en een bestu-ringsstation uitwisselen van besturingsgegevens.

2. Ventilator volgens conclusie 1, waarin de communicatiemiddelen verder zijn ingericht voor het via de communicatieverbinding aan de verwerkingsschakeling toevoeren van een, van middelen voor het instellen van het waaiertoerental afkomstig instelsignaal.

3. Ventilator volgens conclusie 2, waarin de communicatiemiddelen zijn voorzien van een gecombineerde ingangs/uitgangspoort voor het via een tweedraads communicatieverbinding uitwisselen van gegevens met het bestu-ringsstation en voor het aan de verwerkingsschakeling toevoeren van het instelsignaal van de middelen voor het instellen van het waaiertoerental, en een met de verwerkingsschakeling gekoppelde ingangspoort en een uit-gangspoort.

4. Ventilator volgens conclusie 3, waarin de gecombineerde ingangs/uitgangspoort is opgebouwd als een diode-brugschakeling met een eerste en tweede paar midden-aftakkingen, waarvan het eerste paar aansluitklemmen vormt voor het aansluiten van de tweedraads communicatieverbinding en waarvan het andere paar met de ingang en de uitgang van een eerste respectievelijk tweede optische koppelschakeling is verbonden, waarvan de uitgang, respectievelijk de ingang, de met de verwerkingsschakeling gekoppelde uitgangspoort en ingangspoort vormen.

5. Ventilator volgens conclusie 3 of 4, waarin de middelen voor het instellen van het waaiertoerental bestaan uit een variabele-frequentie signaalgenerator en waarbij voor het uitwisselen van besturingsgegevens middelen voor rustsignaalsignalering zijn verschaft.

6. Ventilator volgens één of meer van de voorgaande conclusies, voorzien van middelen voor het registreren en aanwijzen van de bedrijfstoe-stand van de ventilator.

7. Ventilator volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin de bekrachtigingsmiddelen, de middelen voor detecteren van het toerental van de waaier, de digitale verwerkingsschakeling en de communicatiemiddelen als een tot één geheel gecombineerde besturingselektronica in een harsmassa zijn ingegoten en samen met de motor in één gemeenschappelijke, elektromagnetische storing onderdrukkende, behuizing zijn ondergebracht.

8. Ventilator volgens conclusie 7, waarin de middelen voor het meten van het toerental van de waaier een meetwaaier en een hiermee gekoppelde toerentalopnemer omvatten, waarbij de door de motor aangedreven waaier en de meetwaaier onderling in axiale richting verschoven in een meetbuis zijn opgesteld, waarbij de besturingselektronica en de motor tussen de beide waaiers nabij de langsas van de meetbuis zijn opgesteld.

9. Ventilator volgens één of meer van de voorgaande conclusies, in het bijzonder voor toepassing in een ventilatorstelsel opgebouwd uit meerdere ventilatoren die met hun respectieve communicatiemiddelen op één enkele gemeenschappelijke communicatieverbinding zijn aangesloten, waarin de ventilator van een in de geheugenmiddelen opgeslagen uniek adres is voorzien, waarbij de verwerkingsschakeling voor het uitvoeren van adresdeco-dering en het vaststellen van adrescoïncidentie is ingericht, voor het afzonderlijk of gemeenschappelijk met een of meerdere ventilatoren uitwisselen van besturingsgegevens.

10. Werkwijze voor het via een enkele communicatieverbinding uitwisselen van besturingsgegevens en instelsignalen met een ventilator volgens één of meer van de voorgaande conclusies in afhankelijkheid van conclusie 2, gekenmerkt door de stappen van het onder besturing van de processor: bemonsteren van door de communicatiemiddelen afgegeven signalen; het vaststellen van de frequentie van het bemonsterde signaal, teneinde te beslissen of dit een instelsignaal of gegevensoverdracht betreft; en in het geval van een instelsignaal: het omzetten van de frequentie van het bemonsterde signaal in een stuursignaal voor toevoer aan de bekrachtigingsschake-ling; en in het geval van gegevensoverdracht: het interpreteren van de ontvangen gegevens en het uitvoeren van een hierin vervatte opdracht; en het via de communicatiemiddelen en de communicatieverbinding vanaf de ventilator overdragen van gegevens in reactie op de betreffende opdracht.

11. Werkwijze voor het uitwisselen van besturingsgegevens en instelsignalen aan één of meer ventilatoren in een ventilatorstelsel volgens con clusie 9, waarin de stap van het interpreteren van de ontvangen gegevens overeenkomstige conclusie 10 het vaststellen van adrescoïncidentie aan de hand van het bij een ventilator opgeslagen en het ontvangen adres omvat, en het bij adrescoïncidentie interpreteren van de ontvangen gegevens en het uitvoeren van een hierin vervatte opdracht.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarin een typische gegevensoverdracht bestaat uit het vanaf een besturingsstation overdragen van een bericht in de vorm van een startcode (Start of Text STX), gevolgd door tweemaal het bestemmingsadres, gevolgd door tweemaal de uit te voeren opdracht, gevolgd door driemaal de bij de betreffende opdracht behorende parameterwaarde en afgesloten door een stopcode (End of Text ETX), en het door de geadresseerde ventilator vervolgens driemaal naar het besturingsstation overdragen van een van de betreffende opdracht afhankelijke parameterwaarde .

13. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 10 t/m 12, in combinatie met een ventilator volgens conclusie 6, waarin de aanwijsmiddelen een optische indicator omvatten, en waarbij de bedrijfstoestand van de ventilator wordt weergegeven door het aantal malen en/of de frequentie van oplichten van de indicator.

14. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 10 t/m 13, waarin bij het ontbreken van een instelsignaal de betreffende ventilator of ventilatoren in een ventilatorstelsel zelfstandig zodanig worden bekrachtigd, dat elke waaier op een voorafbepaald toerental zal roteren.

15. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 10 t/m 14, waarin voor het instellen van het waaiertoerental een frequentie gemoduleerd wisselspanningssignaal aan de communicatieverbinding wordt toegevoerd, waarbij de momentane frequentie van het instelsignaal een maat voor het gewenste waaiertoerental is, en waarbij de gegevensoverdracht door middel van rustsignaalsignalering plaatsvindt, door de potentiaal van de communicatieverbinding van een eerste naar een tweede niveau te brengen, waarbij aan het einde van de gegevensoverdracht de communicatieverbinding op het eerste potentiaalniveau wordt gehouden (Non Return to Zero-protocol).