PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICAR UN DISPOSITIVO ESCLAVO DESCONOCIDO O NO MARCADO TAL COMO EN UN SISTEMA DE VOLADURA ELECTRONICO.
Un procedimiento para detectar dispositivos esclavos no identificados en un sistema que incluye un dispositivo maestro y una pluralidad de dispositivos esclavos,
que comprende las siguientes etapas:
a) dotar a cada dispositivo esclavo en el sistema de una identificación y cargar una o más identificaciones de dispositivo esclavo en el dispositivo maestro;
b) tras la etapa a), conectar al menos un dispositivo esclavo al sistema;
c) tras la etapa b), emitir una orden de detección en el sistema desde el dispositivo maestro;
d) emitir una secuencia de reloj en el sistema tras emitir dicha orden, comprendiendo dicha secuencia de reloj impulsos de reloj secuenciales correlacionados con posibles identificaciones de dispositivos esclavos de modo que cada impulso de reloj secuencial corresponde a una diferente multiplicidad de posibles identificaciones; y
e) tras la etapa c), emitir una respuesta sólo desde cualquier dispositivo esclavo en el sistema que no se haya identificado al dispositivo maestro, incluyendo cada una de dichas respuestas la identificación del dispositivo esclavo
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W04051209IB.
Solicitante: SPECIAL DEVICES, INC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 14370 WHITE SAGE ROAD,MOORPARK, CA 93021.
Inventor/es: KOUZNETSOV,ALEXANDER,ANDRIANOVICH.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 2 de Diciembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F42B3/12B2
- F42D1/055 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F42 MUNICIONES; VOLADURA. › F42D VOLADURA (mechas, p. ej. cordones de mecha C06C 5/00; cartuchos de voladura F42B 3/00). › F42D 1/00 Aparatos o procedimientos de voladura, p. ej. para cargar con explosivos o atacar. › especialmente adaptados para el encendido de varias cargas con retardo.
- H04L12/403 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 12/00 Redes de datos de conmutación (interconexión o transferencia de información o de otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de tratamiento G06F 13/00). › con control centralizado, p. ej. interrogación.
Clasificación PCT:
- F42B3/12 F42 […] › F42B CARGAS EXPLOSIVAS, p. ej. PARA VOLADURA; FUEGOS ARTIFICIALES; MUNICIONES (composiciones explosivas C06B; espoletas para municiones F42C; voladura F42D). › F42B 3/00 Cartuchos de voladura, es decir, envolturas con explosivo (mechas, cordeles detonantes C06C 5/00; aspectos químicos de los detonadores, de las cápsulas de voladura o de los cebos C06C 7/00). › Iniciadores de puente.
- F42D1/055 F42D 1/00 […] › especialmente adaptados para el encendido de varias cargas con retardo.
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para identificar un dispositivo esclavo desconocido o no marcado tal como en un sistema de voladura electrónico.
Antecedentes de la invención
La presente invención va dirigida, en general, a sistemas que comprenden dispositivos maestros y esclavos, y más particularmente a un procedimiento para identificar un dispositivo esclavo desconocido o no marcado en el sistema tal como en un sistema de voladura electrónico. El documento ZA 9 401 443 A da a conocer un procedimiento para instalar un sistema de voladura programable para la explotación de minas, que monitoriza el sistema con el fin de detectar la conexión de un detonador nuevo para el sistema.
Sumario de la invención
En el sistema de la presente invención, se emite una orden por un dispositivo maestro a todos los dispositivos esclavos conectados al sistema, haciendo que todos los dispositivos esclavos que no se han identificado ante el dispositivo maestro respondan con información de identificación y opcionalmente otra información perteneciente al dispositivo esclavo. Por ejemplo, la presente invención puede usarse en un sistema de voladura electrónico, de modo que cuando los detonadores se conectan inicialmente al sistema, la máquina de voladura puede identificar cualquier detonador conectado al sistema que aún no se haya identificado, evitando así la detonación de detonadores no identificados.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista global que muestra un diseño de un sistema de voladura electrónico en el que puede emplearse la presente invención.
La figura 2 es una vista global que muestra un diseño de una configuración alterna de un sistema de voladura electrónico de este tipo.
La figura 3 es una vista en sección de un detonador preferido que puede usarse en el sistema de voladura electrónico de las figuras 1 y 2.
La figura 4 es una representación esquemática de los aspectos eléctricos principales del módulo de encendido electrónico (EIM) del detonador de la figura 3, que incluye un circuito integrado de aplicación específica (ASIC).
La figura 5 es una representación esquemática de un diseño de circuito preferido para el ASIC de la figura 4.
La figura 6a es un gráfico de tensión frente a tiempo que ilustra una comunicación basada en modulación de tensión preferida desde una máquina de voladura a (un) detonador(es) en el sistema de voladura electrónico de las figuras 1 y 2.
La figura 6b es un gráfico de tensión frente a tiempo que ilustra una comunicación basada en modulación de tensión preferida desde un registrador a (un) detonador(es) en el sistema de voladura electrónico de las figuras 1 y 2.
La figura 7a es un gráfico de corriente frente a tiempo que ilustra una respuesta basada en modulación de corriente preferida de vuelta desde un detonador a una máquina de voladura en el sistema de voladura electrónico de las figuras 1 y 2.
La figura 7b es un gráfico de corriente frente a tiempo que ilustra una respuesta basada en modulación de corriente preferida de vuelta desde (un) detonador(es) a un registrador en el sistema de voladura electrónico de las figuras 1 y 2.
La figura 8 es un gráfico que ilustra una comunicación a un detonador y una respuesta de vuelta desde el detonador a cualquier orden de provocación de respuesta diferente a una orden de detección de bus automática.
La figura 9 es un gráfico que ilustra una comunicación a un detonador y una respuesta de vuelta desde el detonador en respuesta a una orden de detección de bus automática.
Las figuras 10a, 10b, 10c y 10d son un diagrama de flujo que ilustra una secuencia lógica preferida para la operación de un sistema de voladura electrónico de las figuras 1 y 2.
La figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra una secuencia lógica preferida para la operación de un detonador que puede usarse en el sistema de voladura electrónico de las figuras 1 y 2, empezando con la recepción por el detonador de una orden de disparo.
La figura 12 es un gráfico de tensión y corriente frente a tiempo en un condensador de disparo en un detonador tal como el de la figura 3, que muestra un proceso de carga regulado por tensión guía de corriente constante.
Descripción detallada de una realización preferida
Para describir la presente invención con referencia a los detalles de una realización preferida particular, se indica que la presente invención puede emplearse en un sistema electrónico que comprende una red de dispositivos esclavos, por ejemplo, un sistema de voladura electrónico en el que los dispositivos esclavos son detonadores electrónicos. Tal como se representa en la figura 1, una realización de un sistema de voladura electrónico de este tipo puede comprender varios detonadores 20, un bus 18 de dos líneas, alambres 19 de detonador que incluyen conectores para acoplar el detonador al bus 18, un registrador (no mostrado) y una máquina 40 de voladura. Los detonadores 20 están preferiblemente conectados a la máquina 40 de voladura en disposiciones paralelas (tal como en la figura 1) u otras que incluyen una rama (tal como con el bus 18' ramificado mostrado en la figura 2), conexiones en árbol, estrella o múltiples conexiones paralelas. Una realización preferida de un sistema de voladura electrónico de este tipo se describe a continuación, aunque un experto en la técnica apreciará fácilmente que también pueden usarse otros sistemas o dispositivos, y pueden realizarse muchas configuraciones, variaciones y modificaciones de incluso el sistema particular descrito en el presente documento, sin alejarse del espíritu y el alcance de la presente invención.
La máquina 40 de voladura y el registrador pueden tener cada uno preferiblemente un par de terminales que pueden recibir un alambre de cobre no aislado (bus) de un calibre hasta, por ejemplo, 14. Los terminales del registrador también pueden estar configurados preferiblemente para recibir alambres de detonador de acero (insensibles a la polaridad) y el registrador debe tener una interfaz adecuada para conectarse a la máquina 40 de voladura. La máquina 40 de voladura y el registrador pueden operarse preferiblemente por una persona que lleve ropa típica usada en operaciones de explotación de minas y de voladura, por ejemplo, guantes gruesos. La máquina 40 de voladura y el registrador pueden ser preferiblemente dispositivos alimentados por batería de mano portátiles que requieren introducir una contraseña para permitir la operación y tienen pantallas iluminadas que proporcionan menús, instrucciones, reproducción mediante teclas y mensajes (incluyendo mensajes de error) según sea apropiado. La máquina 40 de voladura puede tener preferiblemente una tapa articulada y controles e indicadores que incluyen un bloqueo para la tecla de encendido, un teclado numérico con flechas de arriba/abajo y un botón "intro", una pantalla, un botón de armado, (una) luz (luces) indicadora(s) y un botón de disparo.
La máquina 40 de voladura y el registrador deben diseñarse para una operación fiable en el intervalo anticipado de temperaturas de operación y resistencia de temperaturas de almacenamiento anticipadas y son preferiblemente resistentes a nitrato de amonio y explosivos de emulsión usados normalmente. La máquina 40 de voladura y el registrador también son preferiblemente lo suficientemente robustos para resistir el tratamiento típico en un entorno de explotación de minas o de voladura tal como cuando se dejan caer o se pisan y por tanto pueden tener carcasas que sean estables, resistente al agua y a la corrosión y estar selladas frente al entorno para operar en la mayor parte de las condiciones meteorológicas. La máquina 40 de voladura y el registrador deben, según sea apropiado, cumplir los requisitos aplicables del documento CEN prCEN/TS 13763-27 (NMP 898/FABERG N 0090 D/E) E 2002-06-19 y los requisitos gubernamentales y de la industria. En la práctica, el registrador se diseña preferiblemente para que no pueda disparar cualquier detonador eléctrico y electrónico conocido y la máquina 40 de voladura para que no pueda disparar todos los detonadores eléctricos conocidos y cualquier otro detonador electrónico conocido que no esté diseñado para su uso con la máquina 40 de voladura. Una prueba eléctrica inicial del sistema para detectar un dispositivo de este tipo puede emplearse además para proporcionar una garantía adicional de que no se disparan detonadores no previstos.
El bus 18 puede ser un par dúplex o trenzado y debe elegirse para tener una resistencia...
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento para detectar dispositivos esclavos no identificados en un sistema que incluye un dispositivo maestro y una pluralidad de dispositivos esclavos, que comprende las siguientes etapas:
- a) dotar a cada dispositivo esclavo en el sistema de una identificación y cargar una o más identificaciones de dispositivo esclavo en el dispositivo maestro;
- b) tras la etapa a), conectar al menos un dispositivo esclavo al sistema;
- c) tras la etapa b), emitir una orden de detección en el sistema desde el dispositivo maestro;
- d) emitir una secuencia de reloj en el sistema tras emitir dicha orden, comprendiendo dicha secuencia de reloj impulsos de reloj secuenciales correlacionados con posibles identificaciones de dispositivos esclavos de modo que cada impulso de reloj secuencial corresponde a una diferente multiplicidad de posibles identificaciones; y
- e) tras la etapa c), emitir una respuesta sólo desde cualquier dispositivo esclavo en el sistema que no se haya identificado al dispositivo maestro, incluyendo cada una de dichas respuestas la identificación del dispositivo esclavo.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además cargar una o más identificaciones de dispositivo esclavo en el dispositivo maestro.
3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha respuesta incluye además otra información relativa al dispositivo esclavo.
4. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de emitir por dicho dispositivo maestro una petición de otra información a cualquier dispositivo esclavo que respondió en la etapa e).
5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que, si un dispositivo esclavo responde en la etapa e), la etapa c) se repite hasta que ningún dispositivo esclavo responda en la etapa e).
6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa b) incluye la etapa de conectar una pluralidad de dispositivos esclavos al sistema, y dichos sistema y dispositivos esclavos están configurados y/o programados para impedir que más de un dispositivo esclavo responda simultáneamente en la etapa e).
7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que la etapa a) incluye la etapa de registrar las identificaciones de una pluralidad de dispositivos esclavos.
8. El procedimiento según la reivindicación 7, que comprende además la etapa de ajustar una bandera de estatus de detección en alto en cada dispositivo esclavo cuya identificación se ha registrado, en el que dicha bandera de estatus de detección en alto representa que se considera que un dispositivo esclavo se ha identificado al dispositivo maestro.
9. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de emitir una secuencia de reloj en el sistema tras emitir dicha orden de detección, comprendiendo dicha secuencia de reloj impulsos de reloj secuenciales.
10. El procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además la etapa de contar por parte de dispositivos esclavos dichos impulsos de reloj secuenciales.
11. El procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además la etapa de ajustar una bandera de estatus de detección en alto en cualquier dispositivo esclavo que respondió en la etapa e).
12. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho sistema es un sistema de voladura electrónico, dicho dispositivo maestro es una máquina (40) de voladura, y dicho dispositivo esclavo es un detonador (20) electrónico.
13. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que dichos impulsos de reloj secuenciales están correlacionados con posibles identificaciones de dispositivos esclavos mediante uno o más cálculos que incluyen una comprobación de redundancia cíclica de identificaciones de dispositivos esclavos y parámetros enviados por el dispositivo maestro.
14. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha orden de detección se emite junto con datos que representan la identificación de todos los dispositivos esclavos para los que se cargaron identificaciones en el dispositivo maestro en la etapa a), y la etapa e) incluye la etapa de recibir por cada dispositivo esclavo dicha orden comprobando dicho datos con respecto a la identificación proporcionada a dicho dispositivo esclavo en la etapa a).
15. Un dispositivo esclavo para su uso en un sistema que incluye un dispositivo maestro y otros dispositivos esclavos conectados al sistema, en el que el dispositivo maestro se precarga con información de identificación que corresponde a al menos un dispositivo esclavo en el sistema, teniendo dicho dispositivo esclavo una identificación y estando configurado y/o programado para emitir una respuesta al dispositivo maestro que incluye una identificación del dispositivo esclavo en respuesta a una orden de detección desde el dispositivo maestro sólo si dicho dispositivo esclavo no se ha identificado al dispositivo maestro, en el que dicho dispositivo esclavo está configurado y/o programado para emitir dicha respuesta tras la emisión en el sistema de un valor de reloj correlacionado con la identificación de dicho dispositivo esclavo.
16. El dispositivo esclavo según la reivindicación 15, en el que dicho dispositivo esclavo está además configurado y/o programado para incluir otra información junto con dicha respuesta.
17. El dispositivo esclavo según la reivindicación 16, en el que dicho dispositivo esclavo es un detonador (20) electrónico.
18. Un sistema que incluye un dispositivo maestro y una pluralidad de dispositivos esclavos conectados cada uno al dispositivo maestro y teniendo cada uno una identificación, en el que el dispositivo maestro se precarga con información de identificación correspondiente a al menos un dispositivo esclavo en el sistema, estando dicho sistema configurado y/o programado de modo que, en respuesta a una orden de detección desde el dispositivo maestro, sólo cualquier dispositivo esclavo conectado al sistema que no se ha identificado al dispositivo maestro envía su identificación al dispositivo maestro; en el que cada uno de dichos dispositivos esclavos está configurado y/o programado para enviar dicha identificación tras la emisión en el sistema de un valor de reloj correlacionado con la identificación de dicho dispositivo esclavo.
19. El sistema según la reivindicación 18, en el que dichos dispositivos esclavos incluyen ajustes de estatus de bandera de detección que pueden ajustarse en alto o bajo.
20. El sistema según la reivindicación 19, en el que dicho sistema es un sistema de voladura electrónico, dicho dispositivo maestro es una máquina (40) de voladura, y dichos dispositivos esclavos son detonadores (20) electrónicos.
21. El sistema según la reivindicación 18, en el que cada dispositivo esclavo tiene dicha identificación que reside en una memoria fija en el dispositivo esclavo.
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