Procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales.

Procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales.



El procedimiento está previsto para monitorizar frenos industriales instalados en máquinas tales como grúas y similares, basándose dicho procedimiento en la captación de unas señales procedentes de unos sensores determinantes del estado del freno, para posterior transmisión de dichas señales a una central de control de la propia máquina, efectuándose igualmente un procesamiento de esas señales captadas y transmitidas a la central de control para generar estadísticas, gráficas y datos de monitorización, así como comportamientos anómalos o averías del freno, para finalmente efectuar una fase de monitorización de las señales o resultados obtenidos tras la fase de captación y procesamiento y cuya monitorización puede realizarse de forma local o remota, en este último caso vía WIFI, Ethernet, etc. Las señales a monitorizar, tras la captura de las señales procedentes de los sensores, son adaptadas y convertidas previamente en una pasarela de adaptación.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201530155.

Solicitante: TOSCANO MÉNDEZ, Javier.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: TOSCANO MÉNDEZ,Javier.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60T17/22 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60T SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS PARA VEHICULOS O PARTES DE ESOS SISTEMAS; SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS O PARTES DE ESOS SISTEMAS, EN GENERAL (control de sistemas de frenado electrodinámico   B60L 7/00; control conjugado de frenos y otras unidades de accionamiento de vehículos B60W ); DISPOSICION DE ELEMENTOS DE FRENADO DE VEHICULOS EN GENERAL; DISPOSITIVOS PORTATILES PARA EVITAR EL MOVIMIENTO INDESEADO DE VEHICULOS; MODIFICACIONES REALIZADAS EN VEHICULOS PARA FACILITAR LA REFRIGERACION DE LOS FRENOS. › B60T 17/00 Elementos, partes constitutivas o accesorios de sistemas de frenos no cubiertos por los grupos B60T 8/00, B60T 13/00 ó B60T 15/00, o que presentan otras características interesantes. › Dispositivos para vigilar o verificar los sistemas de frenos; Dispositivos de señalización.
  • F16D66/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16D ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS DE ROTACION (transmisión para transmitir la rotación F16H, p. ej. transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 47/00 ); EMBRAGUES (embragues dinamo-eléctricos H02K 49/00; embragues que utilizan atracción electrostática H02N 13/00 ); FRENOS (sistemas de frenado electrodinámicos para vehículos, en general B60L 7/00; frenos dinamoeléctricos H02K 49/00). › Dispositivos para la vigilancia de las condiciones de funcionamiento de frenos, p. ej. del desgaste o de la temperatura.
  • G01L5/28 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01L MEDIDA DE FUERZAS, TENSIONES, PARES, TRABAJO, POTENCIA MECANICA, RENDIMIENTO MECANICO O DE LA PRESION DE LOS FLUIDOS (pesado G01G). › G01L 5/00 Aparatos o métodos para la medida de fuerzas, p. ej. de la fuerza producida por un choque, para la medida del trabajo, de la potencia mecánica o del par, adaptados a fines especiales. › para el ensayo de los frenos.

Fragmento de la descripción:

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales, considerándose como frenos industriales la combinación de las partes mecánicas que realizan la frenada y componentes activos de estos, tales como centrales hidráulicas, actuadores electro-hidráulicos, u otro tipo de actuador necesario para el accionamiento del freno.

Los frenos industriales en los que es aplicable el procedimiento de la invención, corresponden a frenos instalados en máquinas tales como grúas, cintas transportadoras, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

Se desconoce por parte del solicitante un procedimiento que permita llevar a cabo la monitorización avanzada de frenos industriales, de acuerdo a como se describe y reivindica en la presente solicitud .

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

El procedimiento que se preconiza, se basa en una serie de fases operativas que corresponden a:

Captación de unas señales que pueden ser digitales u analógicas, procedentes de una serie de sensores mediante los que se determina el estado del correspondiente freno.

Tras la captación de las señales procedentes de los sensores, se realiza la transmisión de tales señales, según dos vías de envío, en la primera de las cuales se procesa digitalmente la señal para su transmisión, vía bus de comunicación industrial, a sucesivos sistemas de captación, para finalmente ser enviadas las señales a una central de control en la que se realiza la monitorización y procesamiento. La segunda vía de transmisión se realiza directamente sin ningún tipo de procesado, a través de una derivación o by-pass al correspondiente centro de control con que al efecto cuenta el sistema.

Tras la fase de capitación y transmisión de las señales, se efectúa una etapa de procesamiento, en base a unas ecuaciones matemáticas, procedimientos, autoaprendizaje y una base de datos, todo ello en orden a llevar a cabo el análisis de los valores captados y la generación de alarmas y alertas, permitiendo con ello mejorar el mantenimiento preventivo, predictivo, evolutivo y correctivo de los frenos, pudiéndose generar estadísticas, gráficos y datos de monitorización, reportes, localización y resolución de averías o comportamientos anómalos.

Tras la fase de procesamiento se lleva a cabo una fase de monitorización, monitorizando los resultados de forma local o remota vía WIFI, Ethernet o comunicaciones móviles, de manera que en esta fase de monitorización se capturan las señales y se lleva a cabo la conversión de las mismas a través de una pasarela apropiada.

Los sistemas de comunicación utilizados serán compatibles con los que incorpore la máquina, y concretamente su central de control, pudiendo utilizarse tanto sistemas con cable tipo "PROFIBUS DP" como envíos sin cables, es decir de tipo "CLOUD".

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1. Muestra un diagrama de bloques de un procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales realizado de acuerdo con el objeto de la invención.

La figura 2. Muestra un diagrama de bloques ampliado relativo al funcionamiento del sistema de captación.

REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN

Como se puede ver en la figura reseñada, el diagrama de bloques que define el procedimiento del la invención, incluye unos bloques de captación (1) mediante los que se capturan las señales (2) procedentes de sensores que determinan el estado del freno de una máquina, de manera que, las señales captadas y procedentes de los sensores, son transmitidas, a través de un bus de comunicaciones (3) hasta alcanzar una pasarela de adaptación (4) de dichas señales, para finalmente efectuarse un procesamiento y monitorización en un bloque (5) , que puede ser de forma local o remota, via WIFI (6) , Ethernet o via comunicaciones móviles.

En la figura 2, se muestra de forma mas detallada el funcionamiento de cada uno de los bloques de captación (1) , de manera que, para cada uno se definen una serie de entradas para sensores digitales (10) , sensores analógicos (11) y sensores RTD (12) , con sus correspondientes bloques de procesado de señales digitales (13) , bloque de procesado de señales analógicas (14) y bloque de monitorización de los valores RTD y transformación en señal digilal (15) .

El bloque de procesado de señales digitales (13) permite leer entradas entre 10 y 230V Dc o Ac.

Entradas digitales con selector de tensión (17) , de modo que usando un sistema aislado ópticamente permite detectar el estado de una señal (O ó 1) independientemente del tipo de señal de entrada sea AC o DC, siendo los datos procesados (18) enviados a un microcontrolador (16) .

Por su parte, el bloque de procesado de señales analógicas (14) se encarga de procesar la señal4-20mAy convertirla a un valor (19) legible para el microcontrolador (16) .

Se trata de un bloque de entradas analógicas de baja carga, permitiendo medir la corriente del bucle sin alterar significativamente la carga de este añadiendo la ventaja de poder muestrear la señal en cualquier punto del bus.

En cuanto al bloque de monitorización de los valores RTD y transformación en señal digital (15) , este se comunica con un microcontrolador de temperatura (20) , que se encarga de administrar las RTD para que el bypass funcione aun estado la alimentación del SDT desconectada. Toma los valores y los saca por salidas 4-20mA (21) , encargadas de proteger la circuitería.

El microcontrolador (16) se asocia a un modulo de reloj (22) , encargado de mantener la hora del sistema, definiendo dicho microcontrolador el ~cerebro" de todo el sistema , que recoge los datos, los procesa, actúa en consecuencia y envía las señales necesarias al bus (3) .

Dicho microcontrolador (16) se asocia a un modulo de indicación (23) , con dos partes diferenciadas: Display (24) y LED's (25) , los cuales indican si existe alguna problema, el estado de los sensores y avisa de posibles averías.

El microcontrolador se conecta al bus de comunicaciones (3) , con sus correspondientes protecciones eléctricas (26) , bus que define la comunicación de largo alcance del sistema, y que permite obtener datos de varios SDT en un mismo SMT.

Paralelamente, al microcontrolador (16) , pueden estar asociados diferentes módulos periféricos (27) , tales como un acelerómetro (28) , que transforma los movimientos del equipo en señales para cuantificar el movimiento/vibración al que está sometido el sistema, un modulo UID (29) de identificación de forma única de cada una de las placas, así como una memoria flash (30) , para almacenar datos, guardar configuraciones o actualizaciones de firmware.

El circuito obviamente debe estar asistido por una fuente de alimentación (31) con su correspondiente módulo de distribución y protecciones eléctricas (32) , y su módulo de procesado de tensiones (33) , encargándose de transformar la señal de entrada (24V o 230V en diversas tensiones para alimentar cada uno de los bloques de la electrónica.

Volviendo nuevamente a la figura 1, se ha previsto que en el procedimiento se lleve a cabo la transmisión de las señales captadas por los bloques de captación (1) hasta una central de control (7) de la propia máquina en la que esté instalado el freno a monitorizar, realizándose esa transmisión, tanto de las señales analógicas como de las digitales a través de un Bypass (8) y a través de un bus de comunicaciones PROFIBUS (9) entre el bloque de monitorización y procesamiento (5) y la propia central de control (7) de la máquina.

En definitiva, se trata de un proceso en el que se lleva a cabo primeramente una captación de señales (digitales y/o analógicas) , procedentes de sensores que han de determinar el estado del freno instalado en la máquina a supervisar, de manera que tras esa captación se efectúa una transmisión de la señal, en un caso a través de un bus de comunicación industrial con procesamiento digital y en otro caso por envío directo de las señales sin ningún tipo de procesado, es decir por derivación o by-pass, todo ello al correspondiente centro de control que incorpore la máquina en cuestión.

Tras esa etapa de captación y transmisión se lleva a cabo el procesamiento de las señales para generar estadísticas,...

 


Reivindicaciones:

1a._ Procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales, siendo dichos frenos industriales los que van instalados en máquinas tales como grúas, cintas transportadoras y similares, caracterizado porque comprende las fases de:

Captación de señales analógicas y/o digitales procedentes de respectivos sensores, para determinar el estado del freno correspondiente.

Transmisión de las señales analógicas y/o digitales captadas a una central de control incorporada en la propia máquina.

Procesamiento de dichas señales analógicas y/o digitales, analizándose los valores captados y generando alarmas y alertas, así como generación de estadísticas, graficas, datos para una posterior monitorización, reportes, así como resolución de averías y/o comportamientos anómalos.

Monitorización de los resultados obtenidos en la fase anterior y su conversión previa por una pasarela de adaptación.

2a._ Procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales, según reivindicación 1a, caracterizado porque las señales analógicas y/o digitales captadas se transmiten, a través de un bus de comunicación, a diferentes medios de captación, previo procesamiento digital de las mismas, para su definitivo envío a la central de control de la máquina.

3a._ Procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales, según reivindicación 1a, caracterizado porque las señales analógicas y/o digitales captadas, son derivadas mediante un by-pass y enviadas directamente a la central de control de la máquina.

4a._ Procedimiento de monitorización avanzada de frenos industriales, según reivindicaciones anteriores 1a, caracterizado porque la monitorización de los resultados obtenidos tras el procesamiento se realiza de forma local o remota vía WIFI, Ethernet o mediante comunicaciones móviles.


 

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