Módulo e/s.

Aparato (10) para la conexión entre un equipo de campo de un sistema de transmisión de energía (14) y un equipode control y protección (16,

18) y que comprende al menos un módulo de entrada/salida (24, 26, 28, 30), comprendiendodicho módulo de entrada/salida (24)una caja (34) que encierra al menos una tarjeta de circuito impreso (46) con al menos una unidad de tratamiento deseñales,

al menos un conector de bus (36, 38) que se extiende a través de una primera cara de la caja, y

un conjunto de bloques de empalme (40) para conectar cables de campo al equipo de campo, estando los bloques deempalme colocados en una segunda cara de la caja,

en la segunda cara de la caja, está previsto un medio de fijación (44) para fijar el conjunto de bloques de empalme a lasegunda cara, en el que dicha al menos una unidad de tratamiento de señales incluye al menos una unidad para laconversión de señales de entrada y de salida hacia y desde dicho equipo de campo y para la comunicación de bus deacuerdo con un protocolo de comunicación de bus, caracterizado por que el conjunto de bloques de empalme estáconectado a la tarjeta de circuito impreso a través de cables de interconexión (42) que se extienden a través de unacara de la caja.

Módulo E/S

Campo de la invención La presente invención se refiere en general a sistemas de transmisión de energía. Más en concreto, la presente invención se refiere a un aparato para la conexión entre un equipo de campo de un sistema de transmisión de energía y un equipo de control y protección.

Antecedentes de la invención En sistemas de transmisión de energía, tal como en sistemas de transmisión de energía en corriente continua (CC) , un dispositivo de entrada/salida o unidad E/S es un dispositivo o unidad que recibe y transmite señales entre un equipo de campo, tal como disyuntores y transformadores, y ordenadores de control y protección. Las señales pueden ser señales analógicas, tales como señales de medición de sistema en las que se realiza la conversión A/D. Las señales también pueden ser señales digitales, tales como señales de control y señales de estado. Por esta razón, las unidades E/S se comunican con tales ordenadores de control y protección a través de un bus de campo y con el equipo de campo a través de cableado de campo.

Existen algunas aplicaciones en las que se utilizan unidades E/S (entrada/salida) distribuidas en aplicaciones HVDC (corriente continua de alto voltaje) , aplicaciones FACTS (sistema flexible de transmisión de corriente alterna) y aplicaciones de subestaciones CA.

Muchos de estos sistemas y aplicaciones están diseñados de manera que los puntos de conexión para el cableado de campo están en las unidades E/S que utilizan bloques de empalme montados en una tarjeta de circuito impreso. Estos bloques de empalme no son aptos para conectarlos directamente a los cables desde el campo. Por ejemplo, son difíciles de adaptar a las diferentes necesidades de servicios específicos y a las estrictas normas internas que regulan el tipo de bloques de empalme que se permiten en sus estaciones.

Existen varios documentos que describen conexiones de bloques de empalme.

El documento US 7553199 describe un bloque de empalme conectado a una tarjeta de circuito impreso, así como a un carril DIN.

El documento DE 203 19 657 describe una unidad E/S con una caja que tiene un carril y aberturas para recibir cables de campo. La caja es un conjunto de bloques de empalme con al menos un bloque de empalme de entrada, un número libremente seleccionable de bloques de conexión y un bloque de empalme de bus, cada uno con una carcasa aislante, varios conectores y un espacio libre para una tarjeta de circuito impreso con un circuito electrónico.

El documento DE 196 00 997 describe igualmente bloques de empalme en un carril DIN. Varios bloques de empalme constituyen un abonado de bus, que incluye una unidad de procesamiento y transmisores y receptores para interconectar varios abonados de bus.

El documento US 6575771 describe un bloque de empalme en un carril DIN, que se puede conectar a una fuente de alimentación y a voltajes de señal de supervisión y control a través de una unidad de conector de bus y que puede recibir una tarjeta de circuito impreso. El bloque de empalme tiene también regletas de terminales para la conexión con regletas de terminales correspondientes en la tarjeta de circuito impreso.

El documento US 2009/0221166 describe una interfaz de cableado E/S con un conector de bloque de empalme dentro de una carcasa. Dentro de esta carcasa hay también un módulo E/S aplicado a través de una tarjeta de circuito impreso.

El documento US 2007/0233323 también describe un dispositivo E/S modular que incluye módulos de entrada y salida digitales y analógicos que se pueden conectar entre sí y a un carril DIN.

El documento titulado "ioLogik E2260 User's Manual-Fourth Edition, de junio de 2009" describe otro dispositivo E/S modular

Sin embargo debido a los problemas mencionados anteriormente, todavía existe la necesidad de simplificar la conexión de bloques de empalme con unidades que proporcionan la funcionalidad E/S requerida.

Resumen de la invención La presente invención aborda esta situación. La invención trata así de resolver el problema de simplificar la conexión de bloques de empalme a unidades que proporcionan una funcionalidad E/S.

Este problema, de acuerdo a un aspecto de la invención, se resuelve mediante un aparato para la conexión entre un equipo de campo de un sistema de transmisión de energía y un equipo de control y de protección y que comprende al menos un módulo de entrada/salida, comprendiendo el módulo de entrada/salida una caja que encierra al menos una tarjeta de circuito impreso con al menos una unidad de tratamiento de señales,

al menos un conector de bus que se extiende a través de un primer lado de la caja, y

un conjunto de bloques de empalme para conectar cables de campo al equipo de campo, estando los bloques de empalme colocados en un segundo lado de la caja,

en el que la al menos una unidad de tratamiento de señales incluye al menos una unidad para la conversión de señales de entrada y de salida hacia y desde el equipo de campo y para la comunicación de bus de acuerdo con un protocolo de comunicación de bus.

La invención tiene una serie de ventajas. Permite el uso bloques de empalme homologados en módulos E/S distribuidos producidos en fábrica. Proporciona un módulo E/S compacto que necesita un espacio de montaje limitado. Elimina la necesidad de cubículos separados para la unidad E/S y los bloques de empalme. Puede eliminar cables mediante la colocación de los módulos en cajas de empalmes, en quioscos de una subestación o en piezas de equipos de campo.

Breve descripción de los dibujos La presente invención se describe a continuación con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que La figura 1 muestra esquemáticamente un elemento de un sistema de transmisión de energía con una pieza de equipo de campo, un aparato de acuerdo con la invención y ordenadores de proceso y control,

La figura 2 muestra esquemáticamente un aparato de acuerdo con la invención con un módulo pasarela y una serie de módulos de entrada/salida conectados entre sí,

La figura 3 muestra una vista en perspectiva de un módulo de entrada/salida de acuerdo con una primera variante de la invención,

La figura 4 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un módulo de entrada/salida de acuerdo con una segunda variante de la invención, y

La figura 5 muestra esquemáticamente el interior de un módulo de entrada/salida de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de la invención A continuación se describen realizaciones de la invención que proporcionan la funcionalidad descrita anteriormente.

La presente invención se refiere a la provisión de un aparato en un sistema de transmisión de energía, es decir, en un sistema para la transmisión de energía eléctrica. Este sistema puede ser por ejemplo un sistema de corriente continua de alto voltaje (HVDC) o un sistema flexible de transmisión de corriente alterna (FACTS) . El aparato proporciona funcionalidad E/S en una o más placas de circuito impreso incluidas en uno o más módulos (E/S) de entrada/salida.

Como ya se ha mencionado anteriormente, existen problemas con los bloques de empalme al conectarlos a estas placas de circuito impreso.

Es posible eliminar algunos de estos problemas mediante la provisión de módulos E/S distribuidos que estén conectados por cable a través de bloques de empalme separados, es decir, bloques de empalme que estén físicamente separados de los módulos E/S. Sin embargo, esto da lugar a una serie de desventajas tales como:

• Necesidad de más espacio de cubículo

• Necesidad de cableado adicional y más puntos de conexión

• Necesidad de más pruebas

• Necesidad de presentar documentación más complicada

Por lo tanto, es posible mejorar esta situación. La presente invención se refiere a tal mejora.

La figura 1 muestra esquemáticamente un elemento 12 de un sistema de transmisión de energía, es decir, un elemento involucrado en el proceso de transmisión de energía eléctrica. Este elemento 12 aquí es una línea de conducción eléctrica. Para este elemento de proceso 12 está conectado un dispositivo de campo o una pieza de equipo de campo 14, que aquí es un disyuntor. Un disyuntor es sólo una pieza de un equipo de campo con la que se puede utilizar la presente invención. Ejemplos de otros equipos de campo son disyuntores, seccionadores y disyuntores de puesta a tierra. Esta pieza de equipo de campo 14 puede estar provista de unidades de medición de proceso tales como unidades de medida de corriente, de voltaje y de energía, por ejemplo transformadores de voltaje y corriente. También puede estar... [Seguir leyendo]

1. Aparato (10) para la conexión entre un equipo de campo de un sistema de transmisión de energía (14) y un equipo de control y protección (16, 18) y que comprende al menos un módulo de entrada/salida (24, 26, 28, 30) , comprendiendo dicho módulo de entrada/salida (24)

una caja (34) que encierra al menos una tarjeta de circuito impreso (46) con al menos una unidad de tratamiento de señales,

al menos un conector de bus (36, 38) que se extiende a través de una primera cara de la caja, y

un conjunto de bloques de empalme (40) para conectar cables de campo al equipo de campo, estando los bloques de empalme colocados en una segunda cara de la caja,

en la segunda cara de la caja, está previsto un medio de fijación (44) para fijar el conjunto de bloques de empalme a la segunda cara, en el que dicha al menos una unidad de tratamiento de señales incluye al menos una unidad para la conversión de señales de entrada y de salida hacia y desde dicho equipo de campo y para la comunicación de bus de acuerdo con un protocolo de comunicación de bus, caracterizado por que el conjunto de bloques de empalme está conectado a la tarjeta de circuito impreso a través de cables de interconexión (42) que se extienden a través de una cara de la caja.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda cara está colocada adyacente a la primera cara.

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la caja está blindada.

4. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la cara es la primera cara

5. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de bloques de empalme está previsto como unidades móviles separables unidas de manera deslizante a la segunda cara de la caja.

6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que cada bloque de empalme está adaptado para recibir un solo cable de campo.

7. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una unidad en la tarjeta de circuito impreso incluye una unidad de conexión de campo (48) que tiene capacidad de conversión de señales y una unidad de comunicación de bus (50) que tiene capacidad de comunicación de bus.

8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la unidad de conexión de campo (48) y la unidad de comunicación de bus (50) están previstas en placas de circuito impreso separadas.

9. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el protocolo de comunicación de bus es un protocolo de comunicación de bus de control de proceso, tal como IEC 61850.

10. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el protocolo de comunicación de bus es un protocolo de comunicación de bus de campo.

11. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además, más de un módulo de entrada/salida interconectado a través de conectores de bus.

12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende además un módulo pasarela (32) que tiene capacidad de comunicación de bus de proceso y que está conectado a los módulos de entrada/salida a través de sus conectores de bus.

13. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, que comprende además un cubículo, en el que los dispositivos interconectados están colocados regularmente alrededor de los bordes de al menos un lado interno.