PROCEDIMIENTO PARA LA OPERACIÓN DE UN INTERRUPTOR DE POSICIÓN ELECTRÓNICO-MECÁNICO.

- Procedimiento para la operación de un interruptor de posición electrónico - mecánico (2),

que contiene una carcasa (4), una varilla de accionamiento (8), un potenciómetro (R1) solicitado por ésta, un microcontrolador (16), al menos un contacto de conmutación (N1; N2) electrónico, medios de suministro de corriente (14) y bornas de conexión (26, 28), en el que A) mediante el microcontrolador (16) se detecta un potencial de cursor (Vs), correspondiente a la respectiva posición de la varilla de accionamiento (8) y presente en el cursor (10) del potenciómetro (R1), evaluándose respecto a un valor umbral (Vr) memorizado correspondiente a una posición de conmutación de la varilla de accionamiento (8) y activándose o desactivándose el al menos un contacto de conmutación (N1; N2) según si el potencial del cursor (Vs) excede o queda por debajo del valor umbral (Vr), caracterizado por los siguientes pasos del procedimiento: B) en la posición de conmutación a regular de la varilla de accionamiento (8), el valor del potencial del cursor (Vs) se adopta en el microcontrolador (16) como valor umbral (Vr) por actuación de un botón de reconocimiento (S1), C) a continuación en la posición correspondiente de la varilla de accionamiento (8) se detecta un primer valor (Vs1) del potencial del cursor (Vs) por el microcontrolador (16), mientras que el microcontrolador (16) aplica una tensión externa (Va) en las conexiones externas (34, 36) del potenciómetro (R1), D) inmediatamente después se detecta un segundo valor (Vs2) del potencial del cursor (Vs), mientras que el microcontrolador (16) aplica una tensión externa (Va) de polaridad inversa respecto al paso C del procedimiento en las conexiones externas (34, 36), E) después de lo cual se forma un valor de suma ( ΣVs) a partir del primer valor (Vs1) y el segundo valor (Vs2), F) si al comparar el valor de suma (ΣVs) con el valor de la tensión externa (Va) Fa) solo se constata una diferencia dentro de una ventana de tolerancia (VT) determinada, sigue el paso A del procedimiento y luego el paso C del procedimiento, por el contrario el paso B del procedimiento, en el caso de botón de reconocimiento (S1) accionado Fb) si por el contrario se constata una diferencia fuera de la ventana de tolerancia (VT) se omite una valoración del potencial del cursor (Vs)

La invención se refiere a un procedimiento para la operación de un interruptor electrónico – mecánico según el preámbulo de la reivindicación 1.

En la información de producto de la empresa Klöckner-Moeller W 13-7364, 4/1996 “Überwachen und melden: zuverlässig und sicher, Positionsschalter AT, (Supervisión e información: de forma fiable y segura, interruptor de 5 posición AT)” se describe un interruptor de posición electromecánico. En una carcasa están dispuestos contactos de conmutación mecánicos, por ejemplo, pares o contactos individuales de contactos de reposo y/o contactos de cierre y una varilla de cápsula desplazable longitudinalmente para el accionamiento mecánico directo de los contactos de conmutación. Para poder utilizar el interruptor de posición de la forma más variada posible se presentan cabezales de accionamiento intercambiables a la varilla de cápsula. Así puede fijarse en la carcasa del interruptor de posición a 10 elección un cabezal de accionamiento con la palanca de pivotación, palanca de rodillo, palanca de rodillo ajustable o barra de resorte.

Un interruptor de posición electrónico – mecánico se conoce del documento del modelo de utilidad industrial DE 202 03 214 U1. En una carcasa están dispuestos una varilla de accionamiento, un potenciómetro, un microcontrolador y contactos de conmutación electrónicos. La varilla de accionamiento está acoplada con el cursor del 15 potenciómetro. Al accionar la varilla se suministra al microcontrolador una señal eléctrica variable que al exceder o quedar por debajo de un valor umbral programado provoca un cambio de estado de los contactos de conmutación. Los contactos de conmutación están unidos en el lado de salida con bornas de conexión. Para ajustar el punto de conmutación del interruptor de posición o determinar la posición de conmutación de la varilla de accionamiento se propone programar el valor umbral a través de una conexión programada o a través de un interruptor de selección o 20 seleccionar valores umbral predeterminados a partir de un número memorizado en el microcontrolador. Ajustes o modificaciones semejantes de la posición de conmutación son complicados, ya que deben verificarse al menos una vez por arranque real de la varilla de accionamiento o del cabezal de accionamiento. Al considerar la fiabilidad limitada para el establecimiento de contacto del cursor del potenciómetro existe una inseguridad no insignificante para la validez de las señales de salida de los contactos de conmutación. 25

La invención tiene por ello el objetivo de mejorar el ajuste y la fiabilidad de un interruptor de posición electrónico - mecánico.

Partiendo de un procedimiento del tipo mencionado al inicio, el objetivo se resuelve según la invención por las características de la reivindicación independiente, mientras que de las reivindicaciones dependientes pueden deducirse variantes ventajosas de la invención. 30

Para el primer ajuste o para el nuevo ajuste del punto de conmutación, la varilla de accionamiento se conduce en condiciones de explotación a la posición de conmutación deseada. Mediante accionamiento de un botón de reconocimiento, por ejemplo, de un interruptor DIP dispuesto en la carcasa del interruptor de posición, se lee el potencial del cursor detectado en esta posición de la varilla de accionamiento como nuevo valor umbral. Este valor umbral es determinante hasta que en caso de necesidad se determina una nueva posición de conmutación. La 35 determinación de la posición de conmutación se realiza de forma sencilla, rápida y segura mediante arranque directo de la varilla de accionamiento en la máquina o instalación. No es necesario un ajuste posterior. El interruptor de posición puede estar preajustado convenientemente por el fabricante en el centro del recorrido de desplazamiento de la varilla de accionamiento. Mediante la detección continua doble del potencial del cursor con polaridad respectivamente opuesta de la tensión externa en las conexiones externas del potenciómetro y la comparación de la suma de los dos 40 valores de potencial con el valor de la potencial externa misma, se crea un criterio de valoración seguro para la validez del potencial del cursor. En el caso de potenciómetro operativo, la suma de los dos valores de potencial es igual o bastante igual al valor de la tensión externa. Una desviación esencial de esta suma del valor de la tensión externa deja deducir un defecto del potenciómetro. La no valoración del potencial del cursor impide una conmutación posiblemente de graves consecuencias de los contactos de conmutación. 45

La tensión externa puesta por el microcontrolador a través de las conexiones exteriores del potenciómetro se forma ventajosamente por el potencial de alimentación y el potencial de referencia suministrados al microcontrolador, es decir, es idéntica a la tensión de alimentación del microcontrolador.

Una variante ventajosa del procedimiento consiste en omitir sólo una valoración de la posición de la varilla de accionamiento tras confirmar una desigualdad esencial entre el valor de suma y el valor del potencial externo por 50 repetición múltiple de la detección doble del potencial del cursor y la comparación subsiguiente. Por consiguiente se saltan los fallos ocasionales en la detección y tratamiento del potencial del cursor con elevada seguridad. Se ha demostrado como conveniente una repetición del procedimiento de hasta diez veces. La ventana de tolerancia para las desviaciones permitidas entre el valor de suma y el potencial externo es convenientemente de ±5 a ±20% de aquel intervalo de valores que se corresponde al avance total de la varilla de accionamiento. Como resultado de una 55 desigualdad que permanece a pesar del número predeterminado de repeticiones es ventajoso emitir, por ejemplo, por el microcontrolador una señal de notificación de error, por ejemplo, por la excitación de un indicador LED montado en la carcasa.

Al copiar el comportamiento de interruptores electromecánicos, el potencial del cursor está provisto de una histéresis respecto a la posición de la varilla de accionamiento. Por consiguiente se impide que un pequeño cambio 5 ocasional de la posición de la varilla de accionamiento conduzca a la conmutación del al menos un contacto de conmutación. Convenientemente para la práctica es una histéresis del 10% referida al avance total de la varilla de accionamiento. La histéresis se causa ventajosamente por un acoplamiento mecánico con juego entre la varilla de accionamiento y el cursor del potenciómetro.

Para aumentar la fiabilidad respecto a pequeños cambios de valores eléctricos (por ejemplo, cambios de la 10 tensión de alimentación) o respecto a señales parásitas, el valor digital obtenido del potencial del cursor se aplica con una histéresis digital. Los cambios de este valor digital sólo conducen luego a la conmutación si se excede o se queda por debajo del valor umbral en más de la anchura de la histéresis. Ha resultado como conveniente una histéresis del 2% del valor de la tensión externa. Con una resolución del valor digitalizado de 8 bit, preferiblemente mediante un conversor A/D de 8 bits resulta por consiguiente una histéresis de 5 dígitos. 15

Para poder determinar sin problemas una posición de conmutación, una ampliación ventajosas del procedimiento según la invención consiste en que se verifique de acuerdo al protocolo si el potencial del cursor digitalizado no ha ido fuera de la histéresis digital durante una duración mínima del accionamiento del interruptor de reconocimiento. Sólo al desarrollarse positivamente esta verificación se memoriza en el microcontrolador el potencial del cursor digitalizado como nuevo valor umbral. Es conveniente una duración mínima de accionamiento de 0,5 a 1 s. 20 Como resultado de la adopción de una nueva posición de conmutación es ventajoso emitir por el microcontrolador una señal de verificación, por ejemplo, para la excitación de un indicador LED montado en la carcasa.

Otros detalles y ventajas de la invención se deducen del siguiente ejemplo de realización explicado mediante las figuras. Muestran:

Figura 1 la representación de bloques de un interruptor de posición electrónico - mecánico operado según el 25 procedimiento según la invención;

Figura 2 un diagrama de tiempo para la explicación del modo de trabajo del interruptor de posición de la fig. 1;

Figura 3: la representación del procedimiento según la invención en un diagrama de flujo;

Figura 4 una representación...

1. Procedimiento para la operación de un interruptor de posición electrónico - mecánico (2), que contiene una carcasa (4), una varilla de accionamiento (8), un potenciómetro (R1) solicitado por ésta, un microcontrolador (16), al menos un contacto de conmutación (N1; N2) electrónico, medios de suministro de corriente (14) y bornas de conexión (26, 28), en el que 5

A) mediante el microcontrolador (16) se detecta un potencial de cursor (Vs), correspondiente a la respectiva posición de la varilla de accionamiento (8) y presente en el cursor (10) del potenciómetro (R1), evaluándose respecto a un valor umbral (Vr) memorizado correspondiente a una posición de conmutación de la varilla de accionamiento (8) y activándose o desactivándose el al menos un contacto de conmutación (N1; N2) según si el potencial del cursor (Vs) excede o queda por debajo del valor umbral (Vr), 10

caracterizado por los siguientes pasos del procedimiento:

B) en la posición de conmutación a regular de la varilla de accionamiento (8), el valor del potencial del cursor (Vs) se adopta en el microcontrolador (16) como valor umbral (Vr) por actuación de un botón de reconocimiento (S1),

C) a continuación en la posición correspondiente de la varilla de accionamiento (8) se detecta un primer valor 15 (Vs1) del potencial del cursor (Vs) por el microcontrolador (16), mientras que el microcontrolador (16) aplica una tensión externa (Va) en las conexiones externas (34, 36) del potenciómetro (R1),

D) inmediatamente después se detecta un segundo valor (Vs2) del potencial del cursor (Vs), mientras que el microcontrolador (16) aplica una tensión externa (Va) de polaridad inversa respecto al paso C del procedimiento en las conexiones externas (34, 36), 20

E) después de lo cual se forma un valor de suma (∑Vs) a partir del primer valor (Vs1) y el segundo valor (Vs2),

F) si al comparar el valor de suma (∑Vs) con el valor de la tensión externa (Va)

Fa) solo se constata una diferencia dentro de una ventana de tolerancia (VT) determinada, sigue el paso A del procedimiento y luego el paso C del procedimiento, por el contrario el paso B del procedimiento, en el caso de botón de reconocimiento (S1) accionado 25

Fb) si por el contrario se constata una diferencia fuera de la ventana de tolerancia (VT) se omite una valoración del potencial del cursor (Vs).

2. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la tensión externa (Va) se forma a partir del potencial de alimentación (Vdd) y el potencial de referencia (GND) del microcontrolador (16).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque partiendo del paso 30 parcial Fb se repiten los pasos B a F del procedimiento hasta que, después de un número predeterminado de repeticiones, sólo se constata un diferencia dentro de la ventana de tolerancia (VT) y el procedimiento se continúa después del paso parcial Fa o además existe una diferencia fuera de la ventana de tolerancia (VT) y no se repite una valoración del potencial del cursor (Vs).

4. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque tienen lugar hasta cuatro 35 repeticiones.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la ventana de tolerancia (VT) se corresponde con un intervalo de ± 2% a ± 10% del avance total (W) de la varilla de accionamiento (8).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el microcontrolador 40 (16) emite una señal de notificación de error en caso de ausencia de evaluación del potencial del cursor (Vs).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el potencial del cursor (Vs) está provisto de una histéresis mecánica respecto a la posición de la varilla de accionamiento (8).

8. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la histéresis mecánica es un décimo del avance global (W) de la varilla de accionamiento (8). 45

9. Procedimiento según una de las dos reivindicaciones precedentes, caracterizado por un juego mecánico entre la varilla de accionamiento (8) y el potenciómetro (R1).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el valor del potencial del cursor (Vs) digitalizado por el microcontrolador (16) se aplica con una histéresis digital.

11. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la histéresis digital es el 2% del valor de la tensión externa (Va).

12. Procedimiento según una de las dos reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el paso B del procedimiento se verifica durante un accionamiento del botón de reconocimiento (S1) que dura al menos igual que una duración mínima de accionamiento, si el valor del potencial del cursor (Vs) digitalizado ha permanecido dentro de 5 la histéresis digital y sólo en caso de verificación satisfactoria se realiza la aceptación del nuevo valor umbral (Vr).

13. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la duración minima de accionamiento es de 0,5 a 1 s.

14. Procedimiento según una de las dos reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el microcontrolador (16) emite una señal de confirmación después de la adopción satisfactoria del nuevo valor umbral 10 (Vr).