ES2245388T3 - Sistema de aparato de distribucion. - Google Patents
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Abstract
Sistema de aparato de distribución para el montaje central en un armario de distribución o en una caja de distribución para instalaciones electrónicas para elementos sensores y/o actuadores operables en un bus de instalación en el campo de la técnica de sistemas de edificios para controlar los medios consumidores eléctricos, con un módulo base (1) que presenta un BCU (dispositivo de conexión al bus) y una salida (9) que proporciona un sistema de bus para la parametrización de módulos funcionales (2) y al menos un módulo funcional (2) que presenta una conexión de bus de instalación para la comunicación con elementos sensores y/o actuadores y para el suministro de energía de los elementos sensores y/o actuadores, una conexión de suministro de energía de la parte de la entrada y al menos una de la parte de la salida (5, 7) para el suministro de energía de medios consumidores eléctricos que se han de controlar, al menos un contacto de conmutación para la unión o separación de la conexión de suministro de energía de la parte de la entrada y al menos de una de la parte de la salida (5, 7), y una entrada (8) y una salida (9) para el sistema de bus proporcionado por el módulo base (1), en el que el módulo base (1) y el al menos un módulo funcional (2) se comunican entre sí por medio del sistema de bus, y la salida (9) y la entrada (8) del sistema de bus de los módulos (1, 2) proporcionan un sistema enchufable para la unión separable de los módulos para formar una unidad, y en el que los módulos funcionales (2) son direccionados a través del sistema de bus interno de modo automático por parte del módulo base (1).
Description
Sistema de aparato de distribución.
La presente invención se refiere a un sistema de
aparato de distribución para el montaje central en un armario de
distribución o en una caja de distribución para instalaciones
electrónicas para elementos sensores y/o actuadores operables en un
bus de instalación en el campo de la técnica de sistemas de
edificios para el control y la conmutación de medios consumidores
eléctricos.
Puesto que la instalación de edificios que hasta
el momento era habitual está orientada únicamente a la distribución
y la conmutación de energía eléctrica, y no es suficiente para los
requerimientos cada vez mayores relativos a la flexibilidad y al
confort de instalaciones eléctricas, en el campo de la técnica de
sistemas de edificios para controlar, regular, supervisar y/o
informar se emplean cada vez más sistemas de bus de instalación que
son altamente flexibles y se pueden ampliar, en particular para
modificaciones posteriores o ampliaciones de funcionalidad dentro de
una instalación.
Los sistemas de bus de instalación están
estandarizados en su mayor parte, por ejemplo, EIB (bus de
instalación europea), KNX, BACNet, Batibus, Convergence o similares,
y sirven para el control automatizado de funciones de la técnica
operacional en edificios residenciales y edificios funcionales. El
principio de funcionamiento de los buses de instalación, en
particular del EIB, está basado en la transmisión de señales entre
los elementos sensores y actuadores que pertenecen a diferentes
medios de consumo, es decir, aparatos e instalaciones en los
edificios residenciales o en los edificios funcionales.
Al contrario de lo que sucede en la instalación
eléctrica convencional, en la que cada una de las funciones que se
ha de realizar requiere líneas propias del sistema de control y del
sistema de suministro de energía, por ejemplo en instalaciones de
iluminación, instalaciones de calefacción, instalaciones de alarma o
similares, los medios de consumo, es decir, los terminales como
luces, calefacciones, indicadores de alarma y similares, se
controlan por medio de elementos sensores y/o actuadores a través de
un bus de instalación.
La unión entre los medios consumidores que son
aptos para el bus de instalación y los elementos sensores y/o
actuadores se realiza en armarios de distribución o cajas de
distribución usuales para instalaciones electrónicas, en los que las
líneas para el bus de instalación y las líneas de suministro de
energía para los aparatos de distribución y para los elementos
sensores y/o actuadores se suministran de modo central. Los armarios
de distribución o bien las cajas de distribución presentan hileras
de montaje en las que se disponen los aparatos de distribución,
conectándose los elementos sensores y/o actuadores por medio de
carriles de datos o bien por medio de cableado convencional con el
bus de instalación, y uniéndose por medio de dispositivos de
seguridad con líneas de suministro de energía para los medios
consumidores. Además, tanto los aparatos de distribución como los
elementos sensores y/o actuadores en el armario de distribución o en
la caja de distribución se unen entre sí por medio de un cableado
convencional, y con bornes de conexión previstos por separado para
la conexión de los medios consumidores en el armario de distribución
o en la caja de distribución.
Los aparatos de distribución dispuestos hasta
ahora en armarios de distribución o en cajas de distribución para
los elementos sensores y/o actuadores operables en un bus de
instalación para el control de los medios consumidores eléctricos
presentan, con ello, un coste de cableado considerable, unido con la
posibilidad de que se produzcan fallos en el cableado durante el
montaje. Además, los carriles de datos introducidos en carriles de
perfil omega que sirven para la fijación de aparatos de distribución
así como de elementos sensores y/o actuadores, en tanto que no se
cubran con aparatos o estén provistos de una cubierta, se pueden
ensuciar, o se pueden destrozar por el diseño de aparatos no
adecuados para ello.
Además, los elementos sensores y/o actuadores
empleados hasta ahora presentan una forma constructiva relativamente
grande, que está dada, por un lado, por medio de los distintos
bornes para el cableado de los elementos sensores y/o actuadores
entre sí, con el dispositivo de suministro de energía para los
medios consumidores, así como el borne de salida en el espacio de
bornes del armario de distribución para los medios consumidores, y
por otro lado, por medio del dispositivo de conexión al bus
existente, respectivamente, en los elementos sensores y/o
actuadores. La forma constructiva relativamente grande de los
elementos sensores y/o actuadores y el costoso cableado condiciona
que en los armarios de distribución o en las cajas de distribución
sea necesario para ello un espacio requerido relativamente
grande.
Sólo es posible de un modo limitado una
ampliación de una instalación de un edificio que se opera en un bus
de instalación de elementos sensores y/o actuadores que se emplea
para el control de medios consumidores eléctricos, puesto que, entre
otras cosas, los elementos sensores y/o actuadores comprenden, cada
uno de ellos, un dispositivo de conexión al bus propio que no se
puede ampliar o que prácticamente no se puede ampliar.
Del documento EP 0 790 541 A2 se conoce un
sistema de aparato de distribución para elementos sensores y/o
actuadores para el control y conexión de medios consumidores
eléctricos que se puede operar en un bus de instalación en el campo
de la técnica de sistemas de edificios. El sistema de aparato de
distribución conocido del documento EP 790 541 A2 está conformado
para un empleo descentralizado, en el que los elementos sensores y/o
actuadores individuales del sistema de aparato distribuidor se
conectan exclusivamente por medio de líneas previamente
confeccionadas por medio de conectadores enchufables. En el sistema
de aparato de distribución según el documento EP 0 790 541 A2
representa una desventaja, por lo demás, el hecho de que,
condicionado por la disposición descentralizada de los elementos
sensores y/o actuadores, tanto en una instalación nueva como en
modificaciones que se hayan de realizar posteriormente de una
instalación del edificio, los elementos sensores y/o actuadores, que
por ejemplo están situados o se han de situar en cubiertas, suelos
dobles o similares, son muy difíciles de localizar, y son costosos
de reemplazar y configurar.
El documento US 5,716,241 describe módulos
funcionales que se pueden enganchar en carriles portadores
disponibles comercialmente y que están realizados como bornes en
filas con electrónica integrada de entrada/salida. Por medio de ello
se conforma un bus de bornes en el que, al producirse el enganche en
el carril de soporte, están contactadas o pasadas en bucle las
líneas del bus de dato integradas en los bornes del bus, las líneas
de suministro de corriente y también el suministro de corriente de
potencia para los módulos.
El documento EP 1 022 809 A2 describe un aparato
eléctrico con una construcción modular que presenta un módulo de
conexión que se puede colocar sobre un carril de soporte, que está
provisto de planos de conexión hechos de conexiones dobles y/o
múltiples y presenta una alineación de portabornes en forma de
disco. En los portabornes están previstas varias guías de potencial,
que están unidas por medio de carriles conductores de corriente de
los portabornes base en forma de disco con los planos de
conexión.
Teniendo en cuenta este estado de la técnica, la
invención se basa en el objetivo de proporcionar un sistema de
aparato de distribución del tipo mencionado al comienzo que evite
las desventajas descritas, y que presente con ello una modularidad
mejorada y simplificada por lo que se refiere al uso del sistema de
aparato de distribución, en particular por lo que se refiere a
posibles modificaciones y/o ampliaciones de una instalación de un
edificio.
Para la consecución técnica de este objetivo, con
la invención se propone un sistema de aparato de distribución para
su montaje central en un armario de distribución o en una caja de
distribución para instalaciones electrónicas para elementos sensores
y/o actuadores operables en el campo de la técnica de sistemas de
edificios en un bus de instalación para el control de medios
consumidores eléctricos, con un módulo base que presenta un BCU
(dispositivo de conexión al bus) y una salida que proporciona un
sistema de bus, para la parametrización de módulos funcionales y al
menos un módulo funcional que presenta una conexión de bus de
instalación para la comunicación con elementos sensores y/o
actuadores y para el suministro de energía de los elementos sensores
y/o actuadores, una conexión de suministro de energía de la parte de
la entrada y al menos una de la parte de la salida para el
suministro de energía de medios consumidores eléctricos que se han
de controlar, al menos un contacto de conmutación para la unión o
separación de la conexión de suministro de energía de la parte de la
entrada y al menos de una de la parte de la salida, y una entrada y
una salida para el sistema de bus proporcionado por el módulo base,
en el que el módulo base y el al menos un módulo funcional se
comunican entre sí por medio del sistema de bus, y la salida y la
entrada del sistema de bus de los módulos proporcionan un sistema
enchufable para la unión separable de los módulos para formar una
unidad, y en el que los módulos funcionales son direccionados a
través del sistema de bus interno de modo automático por parte del
módulo base.
Según la invención, el dispositivo para el
control de los elementos sensores y/o actuadores se proporciona por
medio de un dispositivo de conexión al bus por el lado del módulo
base, mientras que los contactos de conmutación están dispuestos al
lado de los módulos funcionales. Por medio del sistema de bus se
pueden controlar los módulos funcionales del BCU (dispositivo de
conexión al bus) preferentemente, en el marco de la parametrización.
Para ello, el BCU (dispositivo de conexión al bus) se puede
programar en el módulo base de modo correspondiente a las
aplicaciones deseadas, preferentemente por medio de un dispositivo
de entrada que se puede conectar a través de otro interfaz en la
parte del módulo base, por ejemplo un dispositivo de cálculo
portátil, como un ordenador portátil o similar. El sistema de
aparato de distribución se puede ampliar arbitrariamente por medio
de la conexión de otros módulos funcionales al sistema de bus. Según
la invención, el sistema de bus, desde el punto de vista del
circuito, es una parte constituyente del sistema de conexión, que
proporciona una unión mecánica separable de módulos funcionales
entre sí y de un módulo funcional con el módulo base. Los módulos
funcionales que comprenden los contactos de conmutación del sistema
de aparato de distribución conforme a la invención están
subordinados al módulo base que presenta el dispositivo de conexión
al bus para el control de los elementos sensores y/o actores, y de
este modo, no requieren, por sí mismos, ningún dispositivo de
conexión al bus para la parametrización por medio del sistema de
bus. Gracias a ello se reducen las medidas constructivas de los
módulos funcionales individuales, y con ello de todo el sistema del
aparato de distribución respecto a las soluciones conocidas hasta el
momento. De esta manera se pueden disponer en el mismo espacio en
los armarios de distribución más elementos sensores y/o actuadores.
Adicionalmente, se simplifica la fabricación de módulos.
Según la invención, los módulos funcionales son
automatizados a través del sistema de bus por parte del módulo base
por lo que se refiere a sus contactos de conmutación y su
aplicación, por ejemplo por medio de una denominada codificación de
resistencia. Según otra configuración ventajosa de la invención, el
sistema enchufable está provisto de una codificación, de manera que
a partir del sistema enchufable codificado se proporcionar un
reconocimiento automático de los módulos funcionales.
En otra configuración ventajosa de la invención,
el módulo funcional presenta un microcontrolador para la realización
del funcionamiento del contacto de conmutación y para el control de
la comunicación con el módulo base por medio del sistema de bus, así
como con los elementos sensores y/o actuadores asignados por medio
del bus de instalación. De un modo ventajoso, los microcontroladores
hacen posible, por la parte de los módulos funcionales, un
direccionamiento automático de los módulos funcionales por parte del
módulo base a través de un programa de aplicación del
microcontrolador, garantizándose a través del sistema de bus una
indicación de la dirección y la función entre el módulo funcional y
el módulo base. Además, gracias a ello se hace posible llevar a cabo
una modificación o complementación de los módulos funcionales en la
posición de construcción referida al módulo base, sin tener que
llevar a cabo una modificación del direccionamiento por parte de los
módulos funcionales, como es el caso, por ejemplo, en el sistema de
aparato de distribución según el documento EP 0 790 541 A2 en caso
de modificaciones de la posición o complementaciones.
En una configuración concreta de la invención, se
pueden disponer en fila a continuación del módulo base hasta diez
módulos funcionales.
En una realización ventajosa de la invención, las
conexiones de suministro de energía de los módulos de ampliación
están conformadas como bornes de conexión integrados,
preferentemente con bornes de conexión separables para los
conductores neutros (N). Preferentemente, los bornes de conexión
están diseñados para secciones transversales de los conductores de
hasta 2,5 mm^{2}.
En una configuración especialmente ventajosa de
la invención, el suministro de energía de la parte de la entrada de
los módulos funcionales se realiza por medio de carriles conductores
de corriente enchufables y aislados entre sí. Gracias a ello se
reduce el coste de cableado en el interior de los armarios a un
valor mínimo de distribución al usar el sistema de aparato de
distribución conforme a la invención. Además, al usar los sistemas
enchufables para las conexiones de suministro de energía se pueden
reducir aún más las dimensiones constructivas prescindiendo de los
bornes de conexión.
Otras particularidades, características y
ventajas de la invención se explican a continuación con más detalle
a partir del ejemplo de realización representado en las figuras. En
este caso se muestra:
Figura 1 en una vista esquemática en perspectiva,
un sistema de aparato de distribución según la presente
invención;
Figura 2 en una vista esquemática en perspectiva,
módulos funcionales según la presente invención;
Figura 3 en otra vista esquemática en
perspectiva, módulos funcionales según la presente invención, y
Figura 4 en otra vista esquemática en
perspectiva, módulos funcionales según la presente invención.
La Figura 1 muestra un sistema de aparato de
distribución para elementos sensores y/o actuadores operables en un
bus de instalación en el campo de la técnica de sistemas de
edificios para el control de medios consumidores eléctricos. El
sistema de aparato de distribución está formado por un módulo de
suministro de tensión 3, un módulo base 1 y varios módulos
funcionales 2 que presentan diferentes funcionalidades, tal y como
se representa en la figura 1 a partir de las diferentes
configuraciones de los módulos funcionales 2.
El módulo base 1 presenta un BCU (dispositivo de
conexión al bus) y una salida 9 que proporciona un sistema de bus, a
la que se pueden conectar módulos funcionales 2. Los módulos
funcionales 2 están subordinados al módulo base 1, y se determinan y
parametrizan en sus aplicaciones dependiendo de sus funcionalidades
por parte del microcontrolador. El módulo de suministro de tensión 3
según la Figura 1 sirve para el suministro de tensión continua a la
línea del bus y a los módulos base conectados a ella. En este caso,
a los módulos funcionales 2 se les suministra a través de las
uniones integradas desde el módulo base 1 tensión continua separada
de modo galvánico, que adicionalmente se proporciona de modo no
estrangulado desde el módulo de suministro de tensión 3.
Los módulos funcionales 2, tal y como se puede
reconocer en la Figura 2, están dispuestos sobre un carril de perfil
omega DIN 4, en el que está enganchado todo el sistema de aparato de
distribución. El carril de perfil omega DIN 4 está representado en
la Figura 2, y está instalado en armarios de distribución o bien en
cajas de distribución. Además, los módulos funcionales 2, tal y como
se puede reconocer a partir de las Figuras 1 a 4, presentan una
conexión para el suministro de energía 5 en la parte de la entrada,
y al menos una conexión para el suministro de energía 7 en la parte
de la salida para el suministro de energía de los medios
consumidores eléctricos que se han de controlar. Las entradas 5 y
las salidas 7 del suministro de energía están dispuestas en este
caso en lados opuestos de la carcasa de un módulo funcional 2, y
están unidas en este caso por medio de una placa con el sistema
microelectrónico del elemento sensor y/o actuador.
Los módulos funcionales 2 presentan dependiendo
de su funcionalidad diferentes contactos de conmutación para unir o
separar las conexiones para el suministro de energía 5 y 7 de la
parte de la entrada y de la parte de la salida, por ejemplo
contactos de conmutación para su uso en instalaciones de
iluminación, instalaciones de calefacción, instalaciones de alarma o
control de persianas. Para la realización del funcionamiento del
contacto de conmutación y para el control de la comunicación con el
módulo base a través del sistema de bus, así como con los elementos
sensores y/o actuadores asignados por medio del bus de instalación,
el módulo funcional presenta un microcontrolador no representado
aquí de modo explícito.
Tal y como se representa en la Figura 3, los
módulos funcionales presentan salidas 9 y entradas 8 para el sistema
de bus modular, que están conformadas en los módulos funcionales 2
en la parte de las partes de la carcasa opuestas entre ellas. Las
salidas 9 del sistema de bus, en este caso, están conformadas tanto
en el módulo base 1 como en los módulos funcionales 2 como regleta
de hembrillas, las entradas 8 del sistema de bus están conformadas
como regleta de enchufes que se corresponde con la regleta de
hembrillas. Los enchufes y las hembrillas están conformados en este
caso como sistema enchufable, que hace posible una unión separable
de los módulos funcionales 2 entre sí, o bien de los módulos
funcionales 2 con el módulo base 1 por medio del enchufe entre sí.
De este modo se puede conformar el sistema de aparato de
distribución a partir de un módulo base 1 y varios módulos
funcionales 2 según la Figura 1. A través del sistema de bus
modular, dado por medio de las salidas 9 en la parte del módulo base
1 o bien de los módulos funcionales 2 y de las entradas 8 en la
parte de los módulos funcionales 2, se suministra a los módulos
funcionales 2 del módulo base 1 y del suministro de tensión 3
tensión continua para el suministro de los elementos sensores y/o
actuadores. Además, a través del sistema de bus modular se lleva a
cabo la parametrización de los módulos funcionales 2 dependiendo de
las aplicaciones previstas por parte del microcontrolador del
dispositivo de conexión de bus del módulo base 1. En este caso se
reconocen de modo automatizado las funcionalidades de los módulos
funcionales 2 por parte del módulo base 1. Al mismo tiempo, por
medio del sistema de aparato de distribución se prepara el bus de
instalación para el funcionamiento de los elementos sensores y/o
actuadores.
Para simplificar la instalación del sistema de
aparato de distribución en un armario de distribución, los módulos
funcionales 2 para el suministro de energía de medios consumidores
eléctricos que se han de controlar en la región de las conexiones de
suministro de energía 5 de la parte de entrada son suministrados a
través de líneas de suministro de energía que provienen de los
elementos de seguridad con carriles conductores de corriente 6
enchufables y aislados entre sí, según la Figura 4 de modo
correspondiente a una red de corriente alterna monofásica a través
de tres líneas que se pueden fijar en aberturas 10 de los módulos de
modo enchufable. Con ello se reduce a un mínimo el coste de cableado
en la instalación del sistema de aparato de distribución.
Los ejemplos de realización descritos en las
figuras sirven únicamente para la explicación de la invención, y no
constituyen una limitación para ésta.
- 1.
- Módulo base
- 2.
- Módulo funcional
- 3.
- Suministro de tensión
- 4.
- Carril de perfil omega
- 5.
- Conexión de suministro de energía (parte de la entrada)
- 6.
- Carril conductor de corriente (suministro de energía)
- 7.
- Conexión de suministro de energía (parte de la salida)
- 8.
- Sistema de bus (Entrada/Enchufe)
- 9.
- Sistema de bus (Salida/Hembrilla)
- 10.
- Abertura (fijación enchufable del carril conductor de corriente 6)
Claims (9)
1. Sistema de aparato de distribución para el
montaje central en un armario de distribución o en una caja de
distribución para instalaciones electrónicas para elementos sensores
y/o actuadores operables en un bus de instalación en el campo de la
técnica de sistemas de edificios para controlar los medios
consumidores eléctricos, con un módulo base (1) que presenta un BCU
(dispositivo de conexión al bus) y una salida (9) que proporciona un
sistema de bus para la parametrización de módulos funcionales (2) y
al menos un módulo funcional (2) que presenta una conexión de bus de
instalación para la comunicación con elementos sensores y/o
actuadores y para el suministro de energía de los elementos sensores
y/o actuadores, una conexión de suministro de energía de la parte de
la entrada y al menos una de la parte de la salida (5, 7) para el
suministro de energía de medios consumidores eléctricos que se han
de controlar, al menos un contacto de conmutación para la unión o
separación de la conexión de suministro de energía de la parte de la
entrada y al menos de una de la parte de la salida (5, 7), y una
entrada (8) y una salida (9) para el sistema de bus proporcionado
por el módulo base (1), en el que el módulo base (1) y el al menos
un módulo funcional (2) se comunican entre sí por medio del sistema
de bus, y la salida (9) y la entrada (8) del sistema de bus de los
módulos (1, 2) proporcionan un sistema enchufable para la unión
separable de los módulos para formar una unidad, y en el que los
módulos funcionales (2) son direccionados a través del sistema de
bus interno de modo automático por parte del módulo base (1).
2. Sistema de aparato de distribución según la
reivindicación 1, caracterizado porque el módulo funcional
(2) presenta un microcontrolador para la realización del
funcionamiento del contacto de conmutación y para el control de la
comunicación con el módulo base (1) a través del sistema de bus
interno, así como con elementos sensores y/o actuadores asignados a
través del bus de instalación.
3. Sistema de aparato de distribución según la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque
las conexiones de suministro de energía (5, 7) de los módulos
funcionales (2) están conformadas como bornes de conexión integrados
preferentemente para conductores exteriores (L), conductores neutros
(N) y conductores protectores (PE).
4. Sistema de aparato de distribución según la
reivindicación 3, caracterizado porque las conexiones de
suministro de energía (5, 7) están conformadas con bornes de
conexión separables para conductores neutros (N).
5. Sistema de aparato de distribución según la
reivindicación 3 o la reivindicación 4, caracterizado porque
los bornes de conexión están diseñados para secciones transversales
de los conductores de hasta 2,5 mm^{2}.
6. Sistema de aparato de distribución según una
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el
suministro de energía (5) de la parte de la entrada se realiza por
medio de carriles conductores de corriente (6) enchufables aislados
entre sí, que preferentemente se pueden enchufar y fijar en
aberturas (10) conformadas en la región de las conexiones de
suministro de energía (5) de la parte de la entrada de los módulos
funcionales (2).
7. Sistema de aparato de distribución según una
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el bus de
instalación es un bus de instalación europea.
8. Sistema de aparato de distribución según una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el
dispositivo de conexión al bus del módulo base (1) presenta un
microcontrolador.
9. Sistema de aparato de distribución según una
de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por un módulo de
suministro de tensión (3) para el suministro de energía del módulo
base (1) preferentemente a través del sistema de bus y desacoplado
de modo galvánico de los módulos funcionales (2) en el módulo base
(1) por medio de una unión interna.
Applications Claiming Priority (2)
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| EP01111830 | 2001-05-16 |
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