WO2004107290A1 - Electronic equipment for remote monitoring of installations - Google Patents

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WO2004107290A1
WO2004107290A1 PCT/ES2003/000256 ES0300256W WO2004107290A1 WO 2004107290 A1 WO2004107290 A1 WO 2004107290A1 ES 0300256 W ES0300256 W ES 0300256W WO 2004107290 A1 WO2004107290 A1 WO 2004107290A1
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WO
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electronic equipment
equipment
remote
module
installations
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PCT/ES2003/000256
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Spanish (es)
French (fr)
Inventor
Roberto Montes Casero
Original Assignee
Tsk Electrónica Y Electricidad, S.A.
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems

Definitions

  • the present invention relates to electronic equipment that allows the remote supervision of all types of installations, regardless of the variables to be controlled in the installation, the size and location of the installation and the assistance of an electrical supply source.
  • the equipment object of the invention is able to obtain the parameters and variables to be monitored, store them locally and send them to a central station for monitoring and control, and data communication can be carried out through various means of communication.
  • Telecontrol systems are currently known facilities that generally constitute specific or customized solutions for each installation, that is, in which the equipment used and system functions are developed specifically for each application, so its use is not possible for the control and supervision of other facilities.
  • Installations such as water treatment plants, tanks or tanks of all kinds, hoppers, transformers, electric transformers in poles, urban distribution centers, collectors of spills, smoke in chimneys or weather stations, which could be covered with a versatile, controllable equipment remote, small in size, electrically autonomous and able to withstand the weather.
  • the presented solution offers such versatility and makes it possible to be installed to also supervise large installations.
  • the present invention aims at a electronic equipment for remote monitoring of multi-purpose facilities that is capable of controlling any type of installation, obtaining the physical variables or parameters to be monitored and sending them to the central station for monitoring and control.
  • the electronic equipment is configured in a compact way, staying in a tight housing of small dimensions that can be easily attached to any installation, even of small size, with the possibility of operating without power, so that it can be used in all types of installations , regardless of its location, the availability of a source of energy supply and even in weather conditions.
  • the system is capable of capturing signals of all kinds, both analog, digital or PT-100, so that it can be adapted to the supervision of installations or processes of all kinds.
  • the data obtained is stored in the equipment itself and sent to the central control station through various types of communication means, which allows the system to be independent of the communication availability available in a facility to be controlled.
  • facilities that until now could not be controlled remotely can be controlled and monitored, such as tanks or tanks of all types, hoppers, transformers, electric transformers in poles, urban distribution centers, spill collectors, smoke in chimneys or weather stations. Can also be control large facilities, such as water treatment plants.
  • the electronic equipment object of the invention can be installed even in locations where there is no possibility of conventional communication, that is, by telephone or signal cable, so that the plant operators or the personnel of maintenance, in an emergency or danger situation, can give notice to a central post almost immediately. This improves the safety of people and facilities, speeding up the intervention.
  • the electronic equipment performs a continuous control of the values of the variables to be monitored, analyzing whether progressive drifts occur on the correct operation, thus allowing to act before the final failure occurs.
  • the electronic equipment is composed of the following elements: a) signal collection module. b) communications module. c) power module. d) central data acquisition and monitoring team.
  • the signal pickup module is housed and materialized in a sealed box of small dimensions, to which the corresponding cables and sensors access.
  • the measured signals are treated by a microprocessor integrated in a surface mounted PCB circuit. This module produces a series of signals that can activate various optical and acoustic alarms or activate equipment protection.
  • the module can capture digital, analog and PT-100 signals, since the input card is easily configurable according to the needs of each case, thus allowing great versatility of use.
  • the equipment is also equipped with digital outputs capable of responding locally through an action, such as connecting a siren or activating an extinguishing system.
  • the equipment has a reduced electrical consumption since they are brought to a mode of minimum consumption in a cyclic way.
  • the communications module collects the data of the capture module, stores them and sends them to the central station, through a transmission medium that will be chosen a priori among several options, such as by GSM, GPRS, via radio, etc.
  • one of the modules When different collection modules connected in series are arranged in the same installation, one of the modules will act as a master, and will collect, store and send the data obtained by each of the modules to the central station.
  • the power module supplies electricity to the peripheral element and can be adapted to various types of electrical sources and in particular the following:
  • the hardware and firmware developed optimize energy consumption, allowing operation with unconventional energy systems.
  • the central data acquisition and monitoring team is composed of a personal computer with the corresponding monitoring and control program.
  • the program communicates with the communication cards located in the remote facilities and the data processing.
  • the configuration of the sampling time and the alarms of the feedback module is done by software from the central unit.
  • each peripheral element consists of a signal pickup module, a communications module and a power module
  • Each signal collection module (1-9) is located in a tight box of small dimensions (waterproof box with IP67 protection), which allows operation in outdoor conditions and therefore the supervision of outdoor installations.
  • the sensor cables (71) enter this module and the signals that activate the alarms (72) or those that activate protective equipment are output.
  • the feedback module (1-9) can process digital, analog or PT100 signals, configuring the input card according to the type of signals to be processed.
  • This microprocessor card for the periphery allows you to collect up to eight external signals, store them, compare them with the alarm thresholds (through assembly language), and generate alarm messages.
  • the card includes electronic circuits that allow to establish by means of a switch whether the input is going to be a digital signal or an analog signal of voltage from 0 to 10 volts, from current to 4 to 20 milliamps or temperature for 100 ohm platinum probe.
  • External signals received by the pickup module have galvanic isolation greater than 2.5 kV with respect to system electronics and with respect to power supplies.
  • the communications module links the feedback modules (3, 7, 8, 9) with the central station
  • the power module provides the power supply of the signal pickup modules.
  • the power supply can be configured based on different sources, which allows electronic monitoring equipment to be installed in any location, even where there is no electricity.
  • the power module can work with magnetic induction power, taking advantage of the energy generated by a high voltage cable (11); by solar panels (73, 81); with long-lasting autonomous batteries; with direct current (12 or 24 Vdc); or with the AC power grid (230-110 See) (91).
  • the power module is integrated by a solar charger card, which from the energy extracted from the solar panels (73, 81) recharges a 6 or 12 Vdc battery, from minimum levels of lux, by having a booster voltage reducer that optimizes the solar panels charge curve, charging the battery with voltages in the solar generator from 4 volts. This is possible through a continuous continuous converter, which allows energy to accumulate when there are low levels of solar radiation.
  • the induction charger card which obtains the energy from the magnetic induction generated by a variable high intensity cable (11) (greater than 5 A), by means of an intensity transformer and a circuit specific electronic, which delivers a continuous voltage between 15 and 40 V that charges the batteries. From 5 A intensities, the power module is able to capture the induction energy of this current and take advantage of it in the battery charge.
  • the power module is also composed of a battery charger card, which allows the battery to be charged.
  • a battery charger card which allows the battery to be charged.
  • the 24Vdc output power card which by means of a switched electronics system allows to obtain 24V Power supply from a universal voltage input (12 or 24 Vdc; 110, 220 or 380 See).
  • the central data acquisition and monitoring equipment (10) consists of a personal computer together with a monitoring and control program. It also has the electronics to communicate (101) with the remote feedback modules. The program communicates with the communication cards located in the remote installations (via OPC protocol) and processes the data (SCADA system).
  • the configuration of the sampling time of the data acquisition and the alarms of the feedback module is carried out from the central unit.
  • the central equipment allows the reception of the signals according to three different modes:

Abstract

The invention relates to electronic equipment which is used for the remote monitoring of installations. More specifically, the invention relates to a surveillance and control system which can be used in any type of installation. The inventive equipment obtains the physical parameters or variables to be monitored and sends same to the central station where they are monitored and checked. The signals being monitored by the equipment can be analogue, digital or PT-100. The system is provided with reduced dimensions and can operate without a mains power supply. Moreover, the communication between the remote stations and the central station can be configured using GSM, GPRS, satellite telephony, telematics or radio. In this way, the invention can be used in any type of installation, whether large or small, regardless of the location thereof, and even in adverse weather conditions.

Description

EQUIPO ELECTRÓNICO DE SUPERVISIÓN REMOTA DE INSTALACIONESREMOTE INSTALLATION ELECTRONIC SUPERVISION EQUIPMENT
D E S C R I P C I Ó ND E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un equipo electrónico que permite la supervisión remota de todo tipo de instalaciones, independientemente de las variables a controlar en la instalación, del tamaño y ubicación de la instalación y de la asistencia de una fuente de suministro eléctrico.The present invention relates to electronic equipment that allows the remote supervision of all types of installations, regardless of the variables to be controlled in the installation, the size and location of the installation and the assistance of an electrical supply source.
El equipo objeto de la invención es capaz de obtener los parámetros y variables a supervisar, almacenarlos localmente y enviarlos a una estación central para su monitorización y control, pudiendo realizarse la comunicación de datos a través de diversos medios de comunicación.The equipment object of the invention is able to obtain the parameters and variables to be monitored, store them locally and send them to a central station for monitoring and control, and data communication can be carried out through various means of communication.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Son conocidos en la actualidad sistemas de telecontrol de instalaciones que generalmente constituyen soluciones específicas o personalizadas para cada instalación, es decir, en los que los equipos utilizados y las funciones del sistema se desarrollan expresamente para cada aplicación, por lo que no es posible su utilización para el control y supervisión de instalaciones de otro tipo.Telecontrol systems are currently known facilities that generally constitute specific or customized solutions for each installation, that is, in which the equipment used and system functions are developed specifically for each application, so its use is not possible for the control and supervision of other facilities.
Estos sistemas están basados en la adquisición de datos a través de PLC's dispuestos en los correspondientes armarios eléctricos y que, por tanto, precisan de gran espacio para su ubicación, no siendo adecuados para pequeñas instalaciones o cuando los equipos a controlar se encuentran a la intemperie. Los programas o sistemas de control también se desarrollan específicamente para cada aplicación.These systems are based on the acquisition of data through PLCs arranged in the corresponding electrical cabinets and, therefore, require large space for their location, not being suitable for small installations or when the equipment to be controlled is outdoors. Control programs or systems are also developed specifically for each application.
Estos armarios generalmente se encuentran alojados en salas especiales y, lógicamente, requieren de la correspondiente alimentación eléctrica para su funcionamiento, por lo que no resultan adecuados en zonas sin disponibilidad de energía.These cabinets are usually housed in special rooms and, logically, require the corresponding power supply for their operation, so they are not suitable in areas without energy availability.
Estas limitaciones por necesidad de espacio y de alimentación eléctrica, junto al elevado valor económico de esos equipos, hacen que no sean adecuados para pequeñas instalaciones .These limitations due to the need for space and power supply, together with the high economic value of these equipment, make them not suitable for small installations.
También existen soluciones más compactas, pero asociadas al control y supervisión de instalaciones concretas, habiéndose conseguido obtener equipos de reducido tamaño en base a optimizar los medios necesarios para este tipo de instalaciones pero que, lógicamente, no pueden ser utilizadas para otras aplicaciones distintas.There are also more compact solutions, but associated with the control and supervision of specific installations, having been able to obtain small-sized equipment based on optimizing the necessary means for this type of installation but which, logically, cannot be used for other different applications.
En este sentido, podemos citar las patentes españolas n° 2.120.377 y n° 2.127.122 relativas a un sistema electrónico autónomo de monitorización para purgadores, válvulas e instalaciones en tiempo real. Estos sistemas permiten el control del funcionamiento de purgadores y la detección de fugas de vapor, y pueden ser aplicados para el control remoto de fluidos en diversas instalaciones, pero no son adecuados para la monitorízación y supervisión de otro tipo de instalaciones. Nos encontramos por tanto con un elevado número de instalaciones remotas de tamaño pequeño y medio que no son supervisadas. Instalaciones como depuradoras de aguas, tanques o depósitos de todo tipo, tolvas, transformadores, transformadores eléctricos en postes, centros de distribución urbanos, colectores de vertidos, humos en chimeneas o estaciones meteorológicas, que podrían ser cubiertas con un equipo versátil, controlable de forma remota, de reducidas dimensiones, autónomo eléctricamente y capaz de soportar las condiciones de intemperie. La solución presentada ofrece tal versatilidad y hace posible que pueda ser instalado para supervisar también instalaciones de gran tamaño.In this regard, we can cite Spanish patents No. 2,120,377 and No. 2,127,122 relating to an autonomous electronic monitoring system for traps, valves and installations in real time. These systems allow the control of the operation of traps and the detection of steam leaks, and can be applied for the remote control of fluids in various installations, but they are not suitable for monitoring and supervision of other types of installations. We therefore find a large number of small and medium sized remote installations that are not supervised. Installations such as water treatment plants, tanks or tanks of all kinds, hoppers, transformers, electric transformers in poles, urban distribution centers, collectors of spills, smoke in chimneys or weather stations, which could be covered with a versatile, controllable equipment remote, small in size, electrically autonomous and able to withstand the weather. The presented solution offers such versatility and makes it possible to be installed to also supervise large installations.
En los últimos años se ha producido un gran desarrollo de los equipos de telecomunicaciones, orientados principalmente a las utilidades de gran consumo. Esto ha repercutido en que se han mejorado espectacularmente las coberturas de sistemas digitales de telefonía móvil, y su seguridad y fiabilidad de funcionamiento. Esto ha llevado a que se desarrollaran productos que utilizan esta comunicación para enviar señales (alarmas de viviendas, de locales comerciales ,§) . Sin embargo no ha habido un desarrollo de este tipo de equipos en el mundo de la industria en general. Gran parte de la culpa de esto puede tenerla que los equipos existentes no presentan las condiciones necesarias para su utilización en entornos industriales severos. El equipo presentado utiliza este medio de comunicación, con la posibilidad de emplear otros medios, alcanzando a supervisar lugares remotos.In recent years there has been a great development of telecommunication equipment, oriented mainly to large consumption utilities. This has resulted in the dramatically improved coverage of digital mobile phone systems, and their safety and reliability of operation. This has led to the development of products that use this communication to send signals (home alarms, commercial premises, §). However, there has been no development of this type of equipment in the world of industry in general. Much of the blame for this may be that existing equipment does not have the necessary conditions for use in harsh industrial environments. The presented team uses this means of communication, with the possibility of using other means, reaching to supervise remote places.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención tiene por objeto un equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones de propósito múltiple que es capaz de controlar cualquier tipo de instalación, obteniendo las variables o parámetros físicos a supervisar y enviándolos a la estación central para su monitorización y control.The present invention aims at a electronic equipment for remote monitoring of multi-purpose facilities that is capable of controlling any type of installation, obtaining the physical variables or parameters to be monitored and sending them to the central station for monitoring and control.
El equipo electrónico está configurado de forma compacta, alojándose en una carcasa estanca de reducidas dimensiones que puede adosarse fácilmente a cualquier instalación, incluso de pequeño tamaño, con la posibilidad de funcionar sin alimentación eléctrica, de tal manera que puede utilizarse en todo tipo de instalaciones, independientemente de su ubicación, de la disponibilidad de una fuente de suministro energético e incluso en condiciones de intemperie.The electronic equipment is configured in a compact way, staying in a tight housing of small dimensions that can be easily attached to any installation, even of small size, with the possibility of operating without power, so that it can be used in all types of installations , regardless of its location, the availability of a source of energy supply and even in weather conditions.
El sistema es capaz de captar señales de todo tipo, tanto analógicas, como digitales o de sonda PT-100, de forma que puede adaptarse a la supervisión de instalaciones o procesos de todo tipo.The system is capable of capturing signals of all kinds, both analog, digital or PT-100, so that it can be adapted to the supervision of installations or processes of all kinds.
Además, los datos obtenidos son almacenados en el propio equipo y enviados a la estación de control central a través de diversos tipos de medios de comunicación, lo que permite que el sistema sea independiente de las disponibilidades de comunicación existentes en una instalación a controlar.In addition, the data obtained is stored in the equipment itself and sent to the central control station through various types of communication means, which allows the system to be independent of the communication availability available in a facility to be controlled.
De esta forma, se pueden controlar y supervisar instalaciones que hasta el momento no podían ser controladas de forma remota, como pueden ser tanques o depósitos de todo tipo, tolvas, transformadores, transformadores eléctricos en postes, centros de distribución urbanos, colectores de vertidos, humos en chimeneas o estaciones meteorológicas. También se pueden controlar grandes instalaciones, como por ejemplo depuradoras de aguas .In this way, facilities that until now could not be controlled remotely can be controlled and monitored, such as tanks or tanks of all types, hoppers, transformers, electric transformers in poles, urban distribution centers, spill collectors, smoke in chimneys or weather stations. Can also be control large facilities, such as water treatment plants.
Como se decía, el equipo electrónico objeto de la invención puede ser instalado incluso en localizaciones en las que no existe la posibilidad de comunicación convencional, es decir, mediante teléfono o cable de señal, de forma que los operarios de las plantas o el personal de mantenimiento, ante una situación de emergencia o peligro, pueden dar aviso a un puesto central de forma casi inmediata. Esto mejora la seguridad de las personas y de las instalaciones, agilizando la intervención.As it was said, the electronic equipment object of the invention can be installed even in locations where there is no possibility of conventional communication, that is, by telephone or signal cable, so that the plant operators or the personnel of maintenance, in an emergency or danger situation, can give notice to a central post almost immediately. This improves the safety of people and facilities, speeding up the intervention.
El equipo electrónico realizan un control continuo de lo valores de las variables a supervisar, analizando si se producen derivas progresivas sobre el funcionamiento correcto, permitiendo así actuar antes de que el fallo final se produzca.The electronic equipment performs a continuous control of the values of the variables to be monitored, analyzing whether progressive drifts occur on the correct operation, thus allowing to act before the final failure occurs.
El equipo electrónico está compuesto por los siguientes elementos : a) módulo de captación de señales. b) módulo de comunicaciones. c) módulo de alimentación. d) equipo central de adquisición de datos y monitorización.The electronic equipment is composed of the following elements: a) signal collection module. b) communications module. c) power module. d) central data acquisition and monitoring team.
a) El módulo de captación de señales se aloja y materializa en una caja estanca de reducidas dimensiones, a la que acceden los cables y sensores correspondientes . Las señales medidas son tratadas por un microprocesador integrado en un circuito PCB de montaje superficial. De este módulo salen una serie de señales que pueden activar diversas alarmas ópticas y acústicas o activar equipos de protección.a) The signal pickup module is housed and materialized in a sealed box of small dimensions, to which the corresponding cables and sensors access. The measured signals are treated by a microprocessor integrated in a surface mounted PCB circuit. This module produces a series of signals that can activate various optical and acoustic alarms or activate equipment protection.
Al estar constituido por un módulo estanco de pequeñas dimensiones, puede utilizarse en cualquier tipo de instalación y disponerse incluso a la intemperie.Being constituted by a watertight module of small dimensions, it can be used in any type of installation and even arranged outdoors.
Además los circuitos electrónicos están tratados con resina para evitar la humedad.In addition, electronic circuits are treated with resin to prevent moisture.
El módulo puede captar señales digitales, analógicas y PT-100, ya que la tarjeta de entrada es fácilmente configurable según las necesidades de cada caso, permitiendo así una gran versatilidad de utilización.The module can capture digital, analog and PT-100 signals, since the input card is easily configurable according to the needs of each case, thus allowing great versatility of use.
El equipo también está dotado con salidas digitales con capacidad de responder en forma local mediante una acción, como conectar una sirena o activar un sistema de extinción.The equipment is also equipped with digital outputs capable of responding locally through an action, such as connecting a siren or activating an extinguishing system.
Los equipos presentan un consumo eléctrico reducido ya que son llevados a un modo de mínimo consumo de forma cíclica.The equipment has a reduced electrical consumption since they are brought to a mode of minimum consumption in a cyclic way.
En caso de que existan varios equipos a supervisar dentro de una misma instalación se dispondrán distintos módulos de captación de señales, debidamente conectados entre ellos mediante conexión serie, con el fin de simplificar la comunicación con la estación central .If there are several devices to be supervised within the same installation, different signal pick-up modules, duly connected to each other via serial connection, will be arranged in order to simplify communication with the central station.
Las señales externas presentan aislamiento galvánico respecto a la electrónica del equipo y respecto a las fuentes de alimentación.External signals have galvanic isolation with respect to the electronics of the equipment and with respect to the power supplies.
b) El módulo de comunicaciones recoge los datos del módulo de captación, los almacena y los envía a la estación central, mediante un medio de transmisión que será elegido a priori entre varias opciones, como pueden ser por GSM, GPRS, vía radio, etc.b) The communications module collects the data of the capture module, stores them and sends them to the central station, through a transmission medium that will be chosen a priori among several options, such as by GSM, GPRS, via radio, etc.
Cuando en una misma instalación se disponen distintos módulos de captación conectados en serie, uno de los módulos actuará de maestro, y recogerá, almacenará y enviará los datos obtenidos por cada uno de los módulos a la estación central.When different collection modules connected in series are arranged in the same installation, one of the modules will act as a master, and will collect, store and send the data obtained by each of the modules to the central station.
c) El módulo de alimentación suministra electricidad al elemento periférico y puede adaptarse a diversos tipos de fuentes eléctricas y en concreto las siguientes:c) The power module supplies electricity to the peripheral element and can be adapted to various types of electrical sources and in particular the following:
Red eléctrica de corriente alterna o continua .AC or DC power grid.
Alimentación por inducción magnética aprovechando la energía generada por cables de alta tensión. Paneles solares . Baterías autónomas de larga duración.Magnetic induction power taking advantage of the energy generated by high voltage cables. Solar panels . Long-lasting autonomous batteries.
Por ello se puede utilizar e instalar el equipo electrónico en cualquier ubicación, incluso allí donde no exista red eléctrica.Therefore, electronic equipment can be used and installed in any location, even where there is no power grid.
El hardware y el firmware desarrollado optimizan el consumo de energía, lo que permite operar con sistemas no convencionales de energía.The hardware and firmware developed optimize energy consumption, allowing operation with unconventional energy systems.
Estos tres módulos constituyen una unidad o módulo periférico que irá ubicado en la instalación remota que se quiere supervisar. d) El equipo central de adquisición de datos y monitorización está compuesto por un ordenador personal con el correspondiente programa de monitorización y control . El programa realiza la comunicación con las tarjetas de comunicación situadas en las instalaciones remotas y el tratamiento de datos.These three modules constitute a peripheral unit or module that will be located in the remote installation to be monitored. d) The central data acquisition and monitoring team is composed of a personal computer with the corresponding monitoring and control program. The program communicates with the communication cards located in the remote facilities and the data processing.
La configuración del tiempo de muestreo y de las alarmas del módulo de captación, se realiza por software desde el equipo central.The configuration of the sampling time and the alarms of the feedback module is done by software from the central unit.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción una hoja única en la que con carácter ilustrativo y no limitativo y en su única figura, se ha representado esquemáticamente un equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, in accordance with an example of practical realization of the same, a single sheet is attached as an integral part of said description in which with character Illustrative and non-limiting and in its only figure, an electronic equipment for remote supervision of installations carried out in accordance with the object of the present invention has been schematically represented.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de la figura reseñada puede observarse como el equipo electrónico remoto de supervisión de instalaciones que se preconiza presenta un conjunto de elementos periféricos (1-9) conectados con el equipo central de adquisición de datos (10) . Cada elemento periférico está constituido por un módulo de captación de señales, un módulo de comunicaciones y un módulo de alimentación.In view of the above-mentioned figure, it can be seen how the remote electronic equipment for supervision of installations that is proposed presents a set of peripheral elements (1-9) connected to the central data acquisition equipment (10). Each peripheral element consists of a signal pickup module, a communications module and a power module
Cada módulo de captación de señales (1-9) se ubica en una caja estanca de reducidas dimensiones (caja estanca con protección IP67) , que posibilita el funcionamiento en condiciones de intemperie y por ende la supervisión de instalaciones en exteriores. A este módulo entran los cables de los sensores (71) y de él salen las señales que activan las alarmas (72) o las que activan equipos de protección.Each signal collection module (1-9) is located in a tight box of small dimensions (waterproof box with IP67 protection), which allows operation in outdoor conditions and therefore the supervision of outdoor installations. The sensor cables (71) enter this module and the signals that activate the alarms (72) or those that activate protective equipment are output.
El módulo de captación (1-9) puede tratar señales digitales, analógicas o PT100, configurando la tarjeta de entrada según el tipo de señales a procesar. Esta tarjeta con microprocesador para periferia permite recoger hasta ocho señales exteriores, almacenarlas, compararlas con los umbrales de alarma (mediante lenguaje ensamblador), y generar avisos de alarma. La tarjeta incluye para cada una de las ocho entradas unos circuitos electrónicos que permiten establecer mediante un interruptor si la entrada va a ser una señal digital o una señal analógica de tensión de 0 a 10 voltios, de corriente de 4 a 20 miliamperios o de temperatura para sonda de platino de 100 ohmios.The feedback module (1-9) can process digital, analog or PT100 signals, configuring the input card according to the type of signals to be processed. This microprocessor card for the periphery allows you to collect up to eight external signals, store them, compare them with the alarm thresholds (through assembly language), and generate alarm messages. For each of the eight inputs, the card includes electronic circuits that allow to establish by means of a switch whether the input is going to be a digital signal or an analog signal of voltage from 0 to 10 volts, from current to 4 to 20 milliamps or temperature for 100 ohm platinum probe.
Los equipos y circuitos electrónicos presentan un consumo eléctrico reducido ya que de forma cíclica son conducidos a un modo de consumo mínimo. Esta característica confiere al equipo electrónico remoto de supervisión de instalaciones una gran versatilidad en cuanto que permite supervisar instalaciones que antes no eran fácilmente controlables .Electronic equipment and circuits have a reduced electrical consumption since they are cyclically driven to a minimum consumption mode. This feature gives the remote electronic equipment for the supervision of installations a great versatility in that it allows the supervision of installations that were not easily controllable before.
Las señales externas que recibe el módulo de captación presentan aislamiento galvánico superior a 2,5 kV respecto a la electrónica del sistema y respecto a las fuentes de alimentación.External signals received by the pickup module have galvanic isolation greater than 2.5 kV with respect to system electronics and with respect to power supplies.
El módulo de comunicaciones relaciona los módulos de captación (3, 7, 8, 9) con la estación centralThe communications module links the feedback modules (3, 7, 8, 9) with the central station
(10) . Se encarga de recoger los datos del módulo o módulos de captación, de su almacenamiento y envío a la estación central. La comunicación puede configurarse de varios modos posibles: por GSM, por GPRS, por telefonía satelital, por vía telemática o vía radio. La amplia cobertura que ofrecen los actuales sistemas de telefonía móvil digital permite que los equipos periféricos distribuidos en muchas instalaciones remotas puedan ser cubiertos por estos sistemas.(10) It is responsible for collecting the data of the module or capture modules, of its storage and shipment to the central station. Communication can be configured in several possible ways: by GSM, by GPRS, by satellite telephony, by telematic means or by radio. The wide coverage offered by current digital mobile phone systems allows peripheral equipment distributed in many remote installations to be covered by these systems.
Cuando en una misma instalación existen diversos equipos a supervisar por varios módulos de captación (1-5) , las comunicaciones con la estación central pueden simplificarse haciendo que uno sólo de los módulos de captación de esa instalación actúe de maestroWhen there are several teams in the same installation to be supervised by several pick-up modules (1-5), communications with the central station can be simplified by making only one of the pick-up modules of that installation act as a master
(3), conectando dichos módulos en serie por un bus RS-485 (12, 22, 32, 42). Los módulos así conectados pueden estar a una distancia de hasta un kilómetro. El módulo maestro transmitirá la información de esa instalación al equipo central.(3), connecting said modules in series by an RS-485 bus (12, 22, 32, 42). The modules so connected can be up to a kilometer away. The master module will transmit the information of that installation to the central unit.
El módulo de alimentación proporciona la alimentación eléctrica de los módulos de captación de señales. El suministro eléctrico puede ser configurado en base a diferentes fuentes, lo que permite que el equipo electrónico de supervisión sea instalado en cualquier ubicación, incluso allí donde no haya luz eléctrica.The power module provides the power supply of the signal pickup modules. The power supply can be configured based on different sources, which allows electronic monitoring equipment to be installed in any location, even where there is no electricity.
El hardware y el firmware desarrollado minimizan el consumo de energía, lo que permite operar con sistemas no convencionales de energía. En concreto, el módulo de alimentación puede trabajar con alimentación por inducción magnética aprovechando la energía generada por un cable de alta tensión (11) ; mediante paneles solares (73, 81); con baterías autónomas de larga duración; con corriente continua (12 o 24 Vcc) ; o con la red eléctrica de corriente alterna (230 -110 Vea) (91) .The hardware and firmware developed minimize energy consumption, allowing operation with unconventional energy systems. Specifically, the power module can work with magnetic induction power, taking advantage of the energy generated by a high voltage cable (11); by solar panels (73, 81); with long-lasting autonomous batteries; with direct current (12 or 24 Vdc); or with the AC power grid (230-110 See) (91).
El módulo de alimentación está integrado por una tarjeta de cargador solar, que a partir de la energía extraída de los paneles solares (73, 81) recarga una batería de 6 o 12 Vcc, a partir de niveles mínimos de luxes, al disponer de un elevador reductor de tensión que optimiza la curva de carga de los paneles solares, cargando la batería con tensiones en el generador solar a partir de 4 voltios. Esto es posible mediante un convertidor continua continua, lo que permite acumular energía cuando hay bajos niveles de radiación solar.The power module is integrated by a solar charger card, which from the energy extracted from the solar panels (73, 81) recharges a 6 or 12 Vdc battery, from minimum levels of lux, by having a booster voltage reducer that optimizes the solar panels charge curve, charging the battery with voltages in the solar generator from 4 volts. This is possible through a continuous continuous converter, which allows energy to accumulate when there are low levels of solar radiation.
Otro elemento del módulo de alimentación es la tarjeta de cargador por inducción, que obtiene la energía a partir de la inducción magnética generada por un cable de alta intensidad (11) variable (mayor de 5 A) , mediante un transformador de intensidad y un circuito electrónico específico, que entrega una tensión continua entre 15 y 40 V que carga las baterías. A partir de intensidades de 5 A, el módulo de alimentación es capaz de captar la energía de inducción de esta corriente y aprovecharla en la carga de la batería.Another element of the power module is the induction charger card, which obtains the energy from the magnetic induction generated by a variable high intensity cable (11) (greater than 5 A), by means of an intensity transformer and a circuit specific electronic, which delivers a continuous voltage between 15 and 40 V that charges the batteries. From 5 A intensities, the power module is able to capture the induction energy of this current and take advantage of it in the battery charge.
El módulo de alimentación también está compuesto por una tarjeta de cargador de batería, que permite la carga de la batería. Otro elemento es la tarjeta de alimentación de salida de 24Vcc, que mediante un sistema de electrónica conmutada permite obtener 24V de alimentación a partir de una entrada universal de tensión (12 o 24 Vcc; 110, 220 o 380 Vea) .The power module is also composed of a battery charger card, which allows the battery to be charged. Another element is the 24Vdc output power card, which by means of a switched electronics system allows to obtain 24V Power supply from a universal voltage input (12 or 24 Vdc; 110, 220 or 380 See).
El equipo central de adquisición de datos y monitorización (10) consiste en un ordenador personal junto a un programa de monitorización y control. Además dispone de la electrónica para comunicarse (101) con los módulos de captación remotos. El programa realiza la comunicación con las tarjetas de comunicación situadas en las instalaciones remotas (vía protocolo OPC) y trata los datos (sistema SCADA) .The central data acquisition and monitoring equipment (10) consists of a personal computer together with a monitoring and control program. It also has the electronics to communicate (101) with the remote feedback modules. The program communicates with the communication cards located in the remote installations (via OPC protocol) and processes the data (SCADA system).
La configuración del tiempo de muestreo de la adquisición de datos y de las alarmas del módulo de captación se realiza desde el equipo central.The configuration of the sampling time of the data acquisition and the alarms of the feedback module is carried out from the central unit.
El equipo central permite la recepción de las señales según tres modos diferentes:The central equipment allows the reception of the signals according to three different modes:
- de forma automática: cada vez que una señal analógica sobrepasa el umbral máximo o mínimo o su sensor tiene alguna incidencia, o cuando hay cambio de estado en las señales digitales.- automatically: every time an analog signal exceeds the maximum or minimum threshold or its sensor has an incidence, or when there is a change of state in the digital signals.
- periódicamente a intervalos programados desde el módulo de supervisión. - a petición del operador. - periodically at programmed intervals from the supervision module. - at the request of the operator.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E SR E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones caracterizado porque es capaz de captar señales de todo tipo correspondientes a la instalación o equipo a controlar, almacenar los datos obtenidos, compararlos con sus umbrales de alarma, gestionar alarmas locales y/o enviarlos a una estación de control remota, utilizando diversos medios de comunicación, y obteniendo la energía necesaria para la alimentación del equipo a través de la fuente de energía disponible en el lugar de la instalación a controlar.I to .- Electronic Monitoring Equipment Remote characterized installations because it is able to capture signals all corresponding to the installation or equipment to control, store the data, compared with alarm thresholds, manage alarms local and / or send them to a remote control station, using various means of communication, and obtaining the necessary energy to power the equipment through the power source available at the place of the installation to be controlled.
2a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicación Ia, caracterizado porque está configurado de forma compacta, alojándose en una carcasa de reducidas dimensiones que puede adosarse fácilmente a cualquier instalación, incluso de pequeño tamaño, con la posibilidad de funcionar sin alimentación eléctrica, de tal manera que puede utilizarse en todo tipo de instalaciones, independientemente de su ubicación, de la disponibilidad de una red eléctrica de suministro e incluso en condiciones de intemperie .2 .- Electronic equipment remote monitoring of facilities according to claim Ia, wherein is configured compactly, being housed in a housing of reduced dimensions that can easily be attached to any installation, even of small size, with the possibility of operating without power supply, in such a way that it can be used in all types of installations, regardless of location, the availability of a power supply network and even in weather conditions.
3a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicación Ia, caracterizado porque el sistema es capaz de captar señales analógicas, digitales o de sonda PT100 mediante una tarjeta de entrada de datos que es configurable, de forma individual para cada entrada, según las características de la instalación y variables a controlar y supervisar.3 .- Electronic equipment remote monitoring of facilities according to claim Ia, wherein the system is capable of signal capture analog, digital or PT100 using a card data input is configurable, individually for each input, according to the characteristics of the installation and variables to control and supervise.
4a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicación Ia, caracterizado porque puede trabajar de forma alternativa con cualquiera de las siguientes fuentes de energía:4 .- Electronic equipment remote monitoring facility according to claim I, characterized in that alternatively you can work with any from the following energy sources:
Paneles solares.Solar panels.
Baterías autónomas de larga duración. - Alimentación por inducción magnética.Long-lasting autonomous batteries. - Magnetic induction power.
Red eléctrica de corriente alterna continua.AC power grid.
5a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicación Ia, caracterizado porque la comunicación entre el equipo electrónico y la estación de control remota puede realizarse alternativamente por telefonía, GSM, GPRS, telefonía vía satélite, vía radio o vía telemática.5 .- Electronic equipment remote monitoring of facilities according to claim Ia, wherein the communication between the electronic equipment and the control station remote may alternatively be performed by telephone, GSM, GPRS, satellite phone, radio or electronic means.
6a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicación Ia, caracterizado porque está compuesto por los siguientes elementos :6 .- electronic equipment remote monitoring facility according to claim I, characterized in that comprises the following elements:
a) Un módulo o elemento periférico instalado en cada una de las instalaciones o equipos a supervisar y que comprende:a) A module or peripheral element installed in each of the facilities or equipment to be monitored and comprising:
al) Un módulo de captación de señales que se aloja y materializa en una caja estanca de reducidas dimensiones a la que acceden los cables y sensores correspondientes a las variables a controlar correspondientes a la instalación o equipo a supervisar a2) Un módulo de comunicaciones que recoge los datos del módulo de captación, los almacena y los envía a la estación de control remoto . a3) Un módulo de alimentación que suministra electricidad a todos los equipos componentes del módulo periférico. b) Una estación central de control remoto para la adquisición de datos y monitorización de los mismos, procedentes de los módulos o elementos periféricos.al) A signal pickup module that is housed and materialized in a tight box of small dimensions to which the cables and sensors corresponding to the variables to be controlled corresponding to the installation or equipment to be monitored are accessed a2) A communications module that collects The data of the pick-up module stores and sends it to the remote control station. a3) A power module that supplies electricity to all the peripheral module component equipment. b) A central remote control station for data acquisition and monitoring, from modules or peripheral elements.
7a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicaciones Ia y 6a, caracterizado porque el módulo de captación de señales está dotado de salidas digitales con capacidad de responder de forma local mediante una acción, como conectar una sirena o activar un sistema de extinción.7 a. - Electronic equipment for remote supervision of installations according to claims I a and 6 a , characterized in that the signal pickup module is equipped with digital outputs capable of responding locally through an action, such as connecting a siren or activating a extinguishing system
8a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicaciones Ia y 6a, caracterizado porque las señales exteriores que reciben los módulos de captación presentan aislamiento galvánico de 2,5 kilovoltios respecto de la electrónica de la tarjeta y de las fuentes de alimentación.8 a. - Electronic equipment for remote supervision of installations according to claims I a and 6 a , characterized in that the external signals received by the pick-up modules have galvanic isolation of 2.5 kilovolts with respect to the electronics of the card and the sources of feeding.
9a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicación Ia y 6a, caracterizado porque cuando en una misma instalación se deben controlar distintos equipos se utilizan distintos módulos de captación de señales conectados en serie, uno de los cuales actuará de maestro respecto a los demás módulos periféricos, ocupándose del almacenamiento y transmisión al módulo de control remoto de los datos obtenidos por cada uno de los módulos de captación de señales existentes.9 a. - Electronic equipment for remote supervision of installations according to claim I a and 6 a , characterized in that when in the same installation different equipment must be controlled, different signal capture modules connected in series are used, one of which will act as a master with respect to the other peripheral modules, taking care of the storage and transmission to the remote control module of the data obtained by each of the existing signal collection modules.
10a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicaciones Ia y 6a, caracterizado porque el módulo de alimentación, incorpora una tarjeta de cargador solar que recarga una batería de 6 o 12 V a partir de niveles mínimos de luxes, mediante un elevador/reductor de tensión que optimiza el aprovechamiento lumínico a partir de 4 V, en las células solares .10 .- Electronic equipment remote monitoring facility according to claims I and 6, wherein the power module incorporates a solar charger card recharging a battery of 6 or 12 V from minimal levels luxes, by a booster / voltage reducer that optimizes the light utilization from 4 V, in solar cells.
11a.- Equipo electrónico de supervisión remota de instalaciones según reivindicaciones Ia y 6a, caracterizado porque el módulo de alimentación incorpora una tarjeta de cargador por inducción que obtiene energía a partir de la inducción magnética generada por un cable de intensidad mayor de 5 Amperios, generando una tensión continua para cargas de baterías, utilizando un transformador de intensidad. 11 a. - Electronic equipment for remote supervision of installations according to claims I a and 6 a , characterized in that the power module incorporates an induction charger card that obtains energy from the magnetic induction generated by a cable of intensity greater than 5 Amps, generating a continuous voltage for battery charges, using a current transformer.
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