ES2387789B1

ES2387789B1 - Sistema de gestión del material a granel en el interior de un silo.

Info

Publication number: ES2387789B1
Application number: ES201000019A
Authority: ES
Inventors: Pablo Ozamiz Fortis
Original assignee: OZAMIZ TAPIA JAVIER
Current assignee: ANTONIO OZAMIZ TAPIA
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2030-01-11
Also published as: ES2387789A1

Abstract

Sistema de gestión del material a granel en el interior de un silo, que comprende: células de carga atornilladas a soportes que van soldados a las patas del silo; un equipo electrónico que mide el peso a partir de las células y lo transmite vía radio a una pasarela que lo conecta a Internet; un panel fotovoltaico para alimentarse de energía solar; un conjunto de supercaps para operar en periodo nocturno; un termistor para compensar en temperatura; un acelerómetro XYZ para detectar los movimientos del silo y su inclinación; un reloj de tiempo real y un canal de comunicaciones vía radio.

Description

SISTEMA DE GESTION DEL MATERIAL A GRANEL EN EL INTERIOR DE UN SILO

5: CAMPO DE LA INVENCION

1o 15: La presente invención se refiere a un sistema para gestionar el material a granel en el interior de un silo, aplicable al los sectores industriales de distribución de materiales a granel que se almacenan en silos metálicos, como por ejemplo el cemento, yeso, mortero seco, harina, cereales en grano, etcétera. Este sistema, además de monitorizar en todo momento la cantidad de material en el interior del silo, gestiona esta cantidad para alertar de posibles roturas de stock y ayuda al usuario recomendando el momento óptimo para reabastecer el silo. El sistema, una vez configurado, es totalmente autónomo, es decir que es autosuficiente en su uso, al no necesitar alimentación de energía eléctrica para funcionar, ni baterías, ni instalación de cables de comunicaciones de datos para transmitir la información del peso del material en el silo a otros equipos.

20: ANTECEDENTES DE LA INVENCION

25 30: Es práctica habitual utilizar silos metálicos en la industria para almacenar materiales como cemento, mortero, yeso, grano de trigo, etc. Conocer en todo momento la cantidad de material en el silo es muy importante para hacer un uso correcto del mismo. Existen varias técnicas para medir esta cantidad, unas de ellas basadas en pesar el silo instalando células de carga que se adhieren a las patas del silo, otras en medir el nivel de llenado por ultrasonidos, radar, láser, etcétera. La presente invención se refiere a las primeras, es decir silos en los que se instalan células de carga adheridas a sus patas para medir por peso la cantidad de material existente en el silo.

En la actualidad, cuando se sistema de medición con el: desea instrumentar un silo para añadirle objeto de poder monitorizar la cantidad un de

material en su interior, la práctica más habitual es instalar células de carga

atornillándolas además de pegándolas a sus patas, que suelen ser vigas en

perfil HEB, o tubos metálicos de perfil estructural. Estas células se conectan

a un equipo electrónico que a su vez se conecta a la red eléctrica para

5: alimentarse y también se instalan cables de comunicaciones desde el silo,

hasta la caseta de mando para transmitir los datos a un sistema de

monitorización del peso. En la actualidad, los sistemas más avanzados, llevan

una aplicación servidora en central que conecta los sensores de la Planta con

las oficinas centrales a través de Internet, u otras redes de

1o: telecomunicaciones.

En el caso de silos móviles, que son trasladados con camión a las obras, la

complejidad aumenta pues la operación de transporte y colocación del silo

provoca impactos fuertes en las patas del silo que desajustarían y/o

15: romperían las células de carga que llevasen instaladas. Por este motivo, en la

actualidad los silos móviles no llevan instaladas células en las patas, ni otros

sistemas de medición.

Pasamos a describir como son en la actualidad este tipo de instalaciones. El

20: silo (1) tiene en su interior el material a granel cuya cantidad deseamos

monitorizar en cada momento. Cuanto más material tiene, a más tensión

están sometidas sus patas (3). Esta tensión se mide instalando células de

carga (4) en dichas patas. En silos fijos, se suele instalar células (4) en todas

las patas o sólo en algunas de ellas. Las señales de estas células se juntan

25: en una caja de sumas (5), y desde esta caja se canaliza la señal (6) hacia la

caseta de mando (2). Muchas veces hay que pasar los cables por

conducciones subterráneas (9) para llevar los cables (1 O) hasta el equipo

electrónico de control (11) que realiza el pesaje y lo visualiza en un visor (12).

El silo dispone de un motor con tornillo sinfín (7) y conexión eléctrica (8) para

30: extraer el material del silo.

En la actualidad las células de carga se instalan atornilladas y pegadas al

5: alma de la viga. Para ello hay que realizar dos taladros de precisión del diámetro exacto totalmente normales al alma de la viga. Estos taladros se suelen realizar con un útil especial. Una vez que la célula está totalmente atornillada y el pegamento cementante se ha endurecido, se procede a su conexión y canalización a la instalación eléctrica. Este proceso de instalación es laborioso, complejo y artesanal, lo que traduciéndolo a negocio significa lento y caro. Además complica el mantenimiento posterior pues complica el reemplazo de células de carga que se puedan averiar.

1o 15 20: Debido a todo esto, en la actualidad, estas instalaciones suelen ser complejas y costosas. Muchas veces es necesario canalizar los cables por zanjas subterráneas para llevar la alimentación y los datos hasta la caseta de mando y control, donde suelen ir instalados los equipos de visualización al objeto de que sean cercanos al operador de la Planta. Como consecuencia de todo esto, la realidad de hoy en día es que muy pocos silos disponen de estos equipos y es el operador de la planta, al no disponer de un sistema de medida, quien sigue procedimientos operativos para inferir la cantidad de material en el silo y decidir cuando tiene que pedir material para rellenarlo. Si la Planta tiene más de un silo del mismo material, esta tarea del operador es más sencilla, pues puede pedir material cuando se le vacíe un silo, y mientras le llega el suministro pasar a trabajar con el otro silo, pero en este caso la inversión a realizar para disponer y mantener la instalación es más elevada, y el coste del inventario también es mayor, afectando al capital circulante.

25: SUMARIO DE LA INVENCION

La presente invención desarrolla un sistema autónomo para gestionar el material a granel en silo, que se instala en el silo, y se caracteriza porque:

30: -Lleva empotrada en el propio equipo que se instala en el silo una aplicación de gestión del silo, que monitoriza el nivel de llenado en todo momento, alerta de futuras roturas de stock y recomienda cuando pedir material para rellenar

el silo.

5: -No precisa de instalación de alimentación eléctrica, ni batería, ni precisa de instalación de cables de comunicaciones para transmitir los datos del pesaje. -Se puede instalar en silos móviles sin riesgos de roturas y/o desajustes.

1o 15 20: -Se puede conectar a Internet a través de una pasarela de comunicaciones vía radio. Puede informar de cualquier evento a través de Internet, incluso enviando mensajes a los usuarios finales. -Puede instalarse en cualquier momento sin necesidad de esperar a que el silo esté vacío, o se pare su operación. -En silos móviles, detecta si el silo se mueve, si está horizontal o vertical y su inclinación. -Desarrolla un método de instalación de las células de carga que da robustez al sistema, evita roturas, acorta tiempos de instalación y mejora el mantenimiento posterior. -Detecta si el silo está siendo llenado por otro proveedor distinto del que corresponde. Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de realizaciones ilustrativas de su objeto en relación con las figuras que se acompañan.

25: DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

30: La Figura 1 muestra en esquema un silo en el que se ha instalado un sistema convencional de medida del peso del material en el silo, según el estado de la técnica anterior a la presente invención. El silo (1) tiene en sus patas (3) instaladas células de carga (4) que miden el peso de todo el conjunto. Estas células de carga se juntan en la caja de sumas (5) y la señal analógica sumada (6) se canaliza mediante una zanja subterránea (9) hasta la caseta

de mando (2) a la que llegan los cables del silo (1 O) que se conectan al equipo electrónico (11) que a su vez tiene un visor de peso (12).

La Figura 2 muestra en esquema una célula de carga (4) instalada en una pata de un silo (3), que en este ejemplo es una viga de perfil HEB 140, según el estado de la técnica anterior al descrito en la presente invención. La célula va atornillada en sus dos extremos (13) al alma de la viga y va también pegada (14). La célula se conecta a la caja de sumas (5) mediante un cable canalizado (15).

La Figura 3 muestra en esquema un silo al que se le ha instalado el sistema objeto de la presente invención. La invención elimina el cableado y la alimentación de los equipos. Las células de carga (16) van conectadas al equipo electrónico (17), que se alimenta de energía solar (18) a partir del sol (22). Este equipo (17) se comunica vía radio (19) con el equipo electrónico de la caseta (25). El equipo de la caseta (25) tiene una conexión (20) a Internet (21 ). La invención tiene un segundo método de medida del stock de material a granel en el silo por monitorización del consumo. Para ello dispone de un sensor (23) conectado al motor del tornillo sinfín (26) que extrae el material del silo. Este sensor (23) mide el consumo del motor y discrimina en función del consumo de amperios del mismo, cuando está extrayendo material y cuando no. Integrando esta información en el tiempo, deduce el material que se ha extraído del silo y por lo tanto lo que queda en el silo. El sensor (23) le envía esta información al equipo (17) mediante la comunicación vía radio (24).

La Figura 4 muestra en esquema una célula de carga (16) instalada en una pata de un silo, que en este ejemplo es el alma de una viga de perfil HEB 140, según se describe en la presente invención. Esta célula se atornilla por un extremo (36), mediante el tornillo (28) a un soporte (35) que se suelda al alma de la viga mediante cordones de soldadura (34 ). El soporte tiene una muesca (32) que evita el desplazamiento en cortadura de la célula, al

5: encastrarse con un rebaje (33) que tiene la célula de carga. En el otro extremo de la célula (37) se atornilla (31) y se fija mediante tuerca (29) y contratuerca (30). Las galgas extensiométricas que forman la célula van protegidas en una caja (27) recubierta de una resina impermeabilizante para evitar la degradación de la célula.

1o: La Figura 5 muestra en esquema los bloques funcionales para la realización del sistema según la presente invención. Las células de carga (16) se conectan a conversores analógico/digitales (53) que además amplifican las señales y las llevan a un microprocesador secundario (38) que se encarga de calcular y convertir estas tensiones a peso. Este microprocesador (38) está conectado mediante (55) al microprocesador principal (39).

15: El sistema se alimenta a partir de energía solar (18) gracias al panel fotovoltaico (40). El sistema dispone de almacenamiento de energía para poder seguir funcionando en periodo nocturno mediante un conjunto de supercaps (41 ).

20: El microprocesador principal (39) detecta el correcto funcionamiento del panel solar (40) gracias a una etapa electrónica (52), y también detecta el nivel de carga en los supercaps gracias a la etapa (42).

25: El panel solar (40) y el conjunto de supercaps (41) están conectados a una unidad de gestión de energía (44) que a su vez se conecta al DC/DC de alimentación general de la electrónica (54). También dispone de una unidad de recarga rápida de los supercaps (43) mediante aplicación de una fuente externa (chute).

30: El sistema dispone de un acelerómetro XYZ (46), un conjunto de entradas y salidas digitales (47), Una célula LDR para medir la luminosidad del entorno (48), una etapa de adaptación de entradas digitales (49) para relé reed (51), y una etapa de sensado de la temperatura del sistema (50).

El sistema dispone de un sensor que mide la presión en el interior del silo (57) y que envía este valor de la presión mediante una comunicación vía radio (56) al microprocesador (39).

El sistema dispone de un canal de comunicaciones serie con etapa de conversión a vía radio (45) que permita al sistema comunicarse con otros dispositivos exteriores.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Realización del sistema objeto de la presente invención (Figura 5)

Seguidamente, se pasa a detallar una primera realización preferida de la presente invención. El sistema objeto de la presente invención comprende así los siguientes elementos:

Captación del peso de material a granel en el silo

Se realiza con un conjunto de células de carga (16) que se instalan en las patas (3) del silo. Se puede instalar una sola célula de carga en una pata o hasta cuatro células en las cuatro patas.

En las patas del silo (3) se instalan las células de carga, pero no de la forma actual descrita (4), sino como pasamos a describir en la presente invención (16). Para ello en vez de taladrar, atornillar y pegar la célula de carga al alma de la viga, se suelda un soporte (26) al alma de la viga. Una vez soldado el soporte por ambos extremos (34), se atornilla la célula de carga (16) al soporte. El soporte tiene una muesca (32) que engancha con una ranura (33) que tiene la célula de carga que asegura la inmovilidad de la célula en el extremo cuando se le de un par de apriete apropiado al tornillo (28). De esta

forma se asegura la inmovilidad total de la célula en uno de sus lados, sin

tener que realizar taladros de precisión y sin tener que utilizar pegamentos

cementantes. El otro extremo de la célula se atornilla al soporte (26) mediante

otro tornillo (31) utilizando tuerca (29) y contratuerca (30).

5

Esta invención permite que además la célula de carga vaya aislada

eléctricamente diseñando los extremos de la célula (36) y (37) de material

aislante, por ejemplo cerámico. Al quedar la célula de carga totalmente

aislada eléctricamente de otras partes metálicas de la instalación, se evitan

1o: muchas roturas. Es habitual, en las instalaciones actuales, que las células se

rompan debido a tormentas eléctricas, o a trabajos de soldadura en la

instalación. Mediante esta mejora aportada por la presente invención se

evitarán estas roturas.

15: Esta invención evita también la rotura y/o el desajuste de las células de carga

al permitir que se puedan dejar sueltas en un extremo aflojando el tornillo (31)

y las tuercas (29) y (30), durante el transporte del silo, por lo que resuelve y

da una solución a los silos móviles, que en la actualidad no utilizan células de

carga en las patas porque se rompen por los impactos al posicionar el silo.

20

Etapa 1: Medición del peso a partir de las células de carga

El conjunto de células de cargas, instalado según se ha descrito en la

presente invención, se conecta al equipo electrónico (17), que dispone de

25: cuatro entradas de célula de carga. Las células de carga, son un conjunto de

galgas extensiométricos conectadas en puente de Wheatstone que cuando

son alimentadas, por ejemplo a 0-1 OV, entregan una tensión de salida de +/

20mV, proporcional a la tensión a la que están sometidas. Estas entradas se

conectan a unas etapas de adaptación, amplificación (53), que a su vez van

30: conectadas a un microprocesador (38). El microprocesador (38) dispone

internamente de al menos cuatro conversores analógico/digitales, y tiene un

firmware que realiza la exploración de los cuatro canales AID mencionados

5: de modo que capta el valor de la tensión en cada una de las células de carga (16) y realiza la conversión a peso. Su firmware dispone de un procedimiento de calibración, para ajustar el peso real del material en el silo al valor de la tensión eléctrica que entregan las células carga. Etapa 2: Alimentación a través de panel fotovoltaico. supercaps y sistema de gestión de energía.

1 O: El sistema se alimenta de un panel solar fotovoltaico (40). Dado que la electrónica es de bajo consumo, se estima que con un panel de 15x15cm y 2 watios de potencia es más que suficiente para alimentar el sistema.

15 20: El panel fotovoltaico no es suficiente al no funcionar en periodo nocturno, donde hay ausencia de luz, pues el sistema debe operar en todo momento. Por ello es necesario un medio de almacenamiento de energía. Por motivos de robustez, en vez de utilizar baterías recargables, se prefiere utilizar un conjunto de supercaps (41 ). Estos supercaps se cargarán a partir del panel solar a partir de la radiación solar y almacenarán energía eléctrica que será utilizada en periodos nocturnos. La etapa electrónica (41) se encarga de coordinar las distintas fuentes de energía en función del estado del sistema.

Etapa 3: Aplicación empotrada de gestión del Sistema.

25 30: Una gran innovación de la presente invención es que el sistema que desarrolla comprende una aplicación empotrada que abarca toda la funcionalidad por firmware en dos microprocesadores (38) y (39), permitiendo que el sistema sea autosuficiente, es decir sin necesidad de utilizar ordenadores o equipos de cómputo adicionales, ni equipos de cómputo en central. Los usuarios se conectan por Internet a (39) y este microprocesador implementa un Web Server accesible desde Internet utilizando tecnología estándar.

Para ello el microprocesador secundario que gestiona el pesaje (38) tiene una

conexión con el microprocesador principal (39). Para el ejemplo de realización

se elige que sea una conexión del tipo SPI (Serial Peripheral Interface),

actuando el microprocesador secundario (38) como esclavo y el principal (39)

como maestro. De esta forma el microprocesador (39) tiene acceso a la

5: información del pesaje que le entrega (38).

El microprocesador (38) ejecuta un firmware que implementa a siguiente

funcionalidad:

1.-Realiza funciones de autodiagnóstico del sistema de pesaje basado en las

1o: células de carga.

2.-Maneja hasta 4 canales analógico digitales para convertir las tensiones

eléctricas en las células a variables de peso.

3.-Maneja cada célula de carga de forma independiente y realiza la suma

digital de las mismas.

15: 4.-Realiza funciones de correlación digital de la señal que entrega cada

célula de carga, lo que le permite detectar si alguna de las células está

funcionando mal. En el caso de que esto ocurra puede eliminar digitalmente

la célula que falla, informar de ello y seguir operando con el resto del las

células.

20: 5.-Analizando desviaciones de correlación en el pesaje, predice el fallo futuro

en alguna o algunas de las células de carga e informa estimando cuando en

el futuro va a fallar, procesando el gradiente de degradación en el tiempo.

6.Acepta comandos del microprocesador principal (39) a través de la

conexión (55) que implementa un SPI esclavo.

25

El microprocesador (39) ejecuta el firmware principal del sistema

implementando la siguiente funcionalidad:

1.Realiza funciones de autodiagnóstico de todos los componentes del

30: sistema.

2.-Recolecta la información del pesaje de (38) a través de la conexión (55).

3.Implementa una aplicación de calibración usuario a través de un browser de Internet.: del pesaje, con interfaz de

5: 4.Detecta la temperatura del sistema gracias a (50) y compensaciones en temperatura para ajustar los valores del pesaje. realiza

1o: 5.-Detecta, gracias a (48) la luminosidad del ambiente y comprueba que el panel fotovoltaico está funcionando correctamente. Si no es así, genera alarmas por Internet para informar del fallo.

6.-Permite entrar en modo de configuración del sistema mediante el uso de reles reed (49) y (51).

15: 7.-Calcula en función del material en el silo, los datos de configuración, el calendario de utilización del silo y las demandas planeadas de consumo, el tiempo hasta la rotura de stock, si el silo no es reabastecido, e informa de ello por 1nternet.

20: 8.-Alerta por Internet al usuario de variaciones en el stock significativas que no coincidan con la planificación de demanda prevista y configurada en el sistema.

25 30: 9.-Una de las características de la presente invención es que este sistema puede ser instalado en cualquier momento. No se precisa que el silo esté vacío. Para ello, cuando el sistema está siendo configurado, hay simplemente que introducir en el sistema la cantidad de material a granel que tiene el silo y aplicar tensión sobre cada una de las células apretando el tornillo (31 ). La aplicación de configuración que corre en (39) indicará la tensión a aplicar. De esta forma se pone las células en la banda de funcionamiento asegurando la trazabilidad del sistema, lo que simplifica y eficienta el sistema de calibración. En la actualidad calibrar uno de estos sistemas en el estado de la técnica

anterior a esta invención podía llevar semanas, pues se dependía de la

disponibilidad de la planta y de esperar el momento a que el silo estuviese

vacío. Gracias a esta invención, esta operación de calibrado se puede realizar

en cualquier momento y en menos de media hora. Además esta calibración

5: se puede realizar desde cualquier parte, siempre que se disponga de

conexión a Internet.

10.-Detecta mediante el acelerómetro la posición del silo. El silo debe de

estar totalmente vertical para operar con fiabilidad y seguridad. Si el silo se

1o: mueve, por ejemplo porque una riada debilite el firme, El sistema lo detectará

y alertará al usuario por Internet. En silos móviles es más habitual que este

tipo de fallos ocurran pudiendo ocasionar perjuicios en la instalación. En este

caso el sistema aporta trazabilidad de que el silo se posicionó correctamente

en la entrega.

15

11.-Mantiene un calendario con los suministros de material para abastecer el

silo y como dispone de reloj en tiempo real, detecta incumplimientos en el

suministro de los que informa por Internet. Es decir, sabe que tiene que

producirse un reabastecimiento en tal fecha y a tal hora. Si en una banda de

20: confianza no detecta sobre presión en el silo y aumento en el stock, genera

una alarma por Internet. Si la cantidad incrementada después del

reabastecimiento es inferior al pedido, dentro de una banda de confianza,

genera una alarma por Internet.

25: 12.-Permite generar de forma automática los pedidos de reabastecimiento

del silo a través de Internet en un entorno 828 (business to business), en

función de la configuración establecida, de la planificación de demanda y del

stock de material en el silo.

30: 13.-Permite dar seguimiento a un SLA (Service Level Agreement), contrato

de nivel de servicio en el que se regula y se acuerda como el proveedor va a

suministrar el material para abastecer el silo. El SLA se parametriza y se

transforma en variables de proceso y máquinas de estados ligadas a eventos

temporales. El firmware de (39) mantiene una tarea dedicada a dar

seguimiento a estos eventos, lo que le permite discriminar si el SLA se está

cumpliendo. En caso de detección de incumplimiento, informa al usuario por

5: Internet.

14.-Mantiene una comunicación vía radio (24) con un equipo (23) que mide el

consumo eléctrico en el motor del tornillo sinfín de extracción de material del

silo. Cuando el tornillo sinfín está extrayendo material el consumo eléctrico en

1o: el motor será estará en una banda de amperios identificable. Cuando el silo

esté vacío, el consumo en amperios será significativamente menor. Esto

proporciona un segundo método de identificar que el silo está vacío. El

microprocesador (39) monitoriza este consumo y lo integra en el tiempo.

Ejecuta un algoritmo que filtra los transitorios de arranque y parada del motor,

15: al objeto de afinar en la integración del consumo en el tiempo. Además es

posible correlarlo con la información del pesaje. Esto proporciona un segundo

método para determinar el peso en el silo, que podría aplicarse a silos no

instrumentados con células de carga.

20: 15.-Detecta cuando el silo está siendo llenado, o bien por el incremento de

peso de material en el silo, o bien detectando sobre presión en el interior del

silo mediante el sensor (57), que transmite esta información vía radio (56) al

microprocesador (39). Se detecta además que esta presión está dentro de un

rango de valores apropiados. Si el camión está aplicando más presión de la

25: cuenta para llenar neumáticamente el silo, puede poner en riesgo tuberías o

equipamientos del silo. De esta forma se detecta que se está abasteciendo

correctamente el silo.

16.-Implementa un ciclo de dormir y despertar la electrónica con el objetivo

30: de ahorrar consumo eléctrico. Cuando la electrónica está dormida el consumo

es mínimo. Cuando está despierta el consumo es más elevado. Incluso puede

ser superior a los 2 watios que está previsto que entregue el panel

fotovoltaico de 15x15 cm2. En esos momentos los supercaps sujetan la

alimentación. El ciclo de trabajo permite que la electrónica esté la mayoría del

tiempo dormida. El ciclo es configurable por el usuario.

5: 16.Mantiene una comunicación vía radio (19) con la pasarela de

comunicaciones hacia Internet (25). El protocolo de radio elegido para el

ejemplo de realización es una capa de comunicaciones sobre un MAC

802.15.4. Si hubiese muchos silos en red en malla conectados a la pasarela,

esta pasarela actuaría como coordinador y entonces se utilizaría ZigBee

1o: encima de este MAC.

17.-El microprocesador (39) implementa un Web Server empotrado que

permite el acceso al mismo a través de Internet, una vez superado el control

de acceso mediante usuario y palabra clave. También implementa una

15: aplicación de gestión sobre este Web Server, con la siguiente funcionalidad:

-Calibración del sistema de pesaje: valores de pesaje para silo lleno, silo

vacío.

-Calibración del consumo en el sinfín: Banda de amperios en vacío, en

carga, totalización de tiempos, filtrados de arranque y parada.

20: -Calendario de uso del silo. Determinación de tiempos de abastecimiento

óptimo y de prevención de la rotura de stock.

-Mensajes de recomendación de reabastecimiento óptimo.

-Registro de históricos de consumo. Gráficas de tendencia de consumos.

-Alarmas de consumos fuera del horario prefijado.

25: -Alarmas de llenado del silo por otros proveedores no autorizados.

-Alarmas de movimiento del silo.

Etapa 4: Transmisión de datos via radio hacia la pasarela de comunicaciones.

El microprocesador (39) mantiene una comunicación vía radio a 2.4 GHz implementando un protocolo MAC 802.15.4 con la pasarela de comunicaciones (25). Esta es una comunicación de radio de corta distancia, máximo 300 metros a cielo abierto en una banda libre, por lo que no es necesario licencia de uso.

5 Etapa 5: Transmisión de datos desde la pasarela de comunicaciones hacia

cualquier equipo conectado a Internet.

La pasarela de comunicaciones (25) está instalada en la caseta de mando. Dispone de conexión física a la red eléctrica para alimentarse y de conexión

10 ADSL hacia Internet (21 ). Implementa un gateway con conversión de protocolos que traspasa todo lo que le llega vía radio hacia el ADSL de Internet y todo lo que le llega del ADSL de Internet hacia la radio. De esta forma pone el sistema de gestión del silo en Internet.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de gestión del material a granel en el interior de un silo que comprende: un conjunto de células de carga (16); un equipo electrónico (17) que mide la tensión en las células de carga (16), calcula el peso del material en el silo y lo transmite vía radio hacia una pasarela de comunicaciones (25) que lo enlaza a Internet; un aceleró metro (46) que permite medir si el silo se mueve y su inclinación; un termistor (48) con adaptación de señal hacia una entrada analógica del microprocesador (39) al objeto que el equipo electrónico (17) pueda medir la temperatura del ambiente y realizar cálculos de compensaciones de temperatura en la medida de las células de carga (16); un reloj de tiempo real que permite al microprocesador (39) medir lapsos de tiempo y registrar eventos con fecha, hora, minutos y segundos; un canal de comunicaciones serie con etapa de conversión a vía radio (45) que permita al sistema comunicarse con otros dispositivos exteriores; y una unidad electrónica

(44)

de gestión de la energía que racionaliza el uso de ésta; caracterizado porque adicionalmente comprende un panel solar fotovoltaico (40) que alimenta el sistema con energía del sol y elimina la alimentación del equipo a la red eléctrica; y un conjunto de supercaps (41) que almacenan energía eléctrica permitiendo que el sistema funcione en períodos de ausencia de luz y evita utilizar baterías que se pueden deteriorar en el tiempo; porque la unidad electrónica (44) permite prolongar la duración de la energía almacenada en los supercaps (41); porque el conjunto de células de carga (16) están instaladas atornilladas en soportes (35) que van soldados a las patas del silo, donde cada soporte (35) tiene una muesca (32) que engancha con una ranura (33) que tiene la correspondiente célula de carga

(16)

que asegura la inmovilidad de la célula en un extremo cuando se le da un par de apriete apropiado a un primer lomillo (28) y donde el otro extremo de la célula de carga (16) se atornilla al soporte (35) mediante un segundo tornillo (31) utilizando una tuerca (29) y una contratuerca (30); y porque la tensión de cada una de las células de carga (16) puede regularse apretando o aflojando el segundo tornillo (31).
2.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque puede alertar en cualquier momento, por si mismo al usuario del riesgo de rotura de stock, es decir, que el silo se quede vacío de material, de acuerdo a como haya sido configurado por el usuario.
3.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque puede alertar en cualquier momento, por si mismo al usuario de variaciones de stock que se consideren significativas, de acuerdo a como hayan sido configuradas por el usuario.
4.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque puede ser instalado y calibrado en cualquier momento y sin necesidad de esperar a vaciar y/o llenar el silo.
5.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque se puede calibrar y/u operar desde cualquier lugar del Mundo, siempre que se lo provea de una conexión a Internet.
6.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque detecta si el silo está en posición vertical, horizontal, o intermedia, y si está siendo movido, como ocurre durante el transporte y/o porque transmite esta información al usuario.
7.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque informa al usuario cuando el silo no está suficientemente vertical para funcionar evitando caídas.
8.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque permite liberar de tensión cada célula de carga, simplemente aflojando uno de los tornillos (31) que la sujeta, debido a que ésta no tienen porqué instalarse pegada, y de esta forma se evita su rotura durante el transporte.
9.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque detecta fallos de funcionamiento en una o varias de las células de carga instaladas dando seguimiento a una banda de correlación de medida configurable por el usuario, e informa de este fallo al usuario.
10.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque detecta posibles degradaciones en el tiempo en las células de carga instaladas en el silo, predice cuando van a fallar en el futuro y se lo transmite al usuario.
11.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque puede configurarse para que dé seguimiento a los suministros del material de granel con el que se llena el silo, y de esta forma pueda detectar incumplimientos en el suministro de dicho material e informe de esto al usuario.
12.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque puede configurarse para realizar de forma automática el pedido hacia el suministrador del material a granel para rellenar el silo a través de Internet.
13.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque puede configurarse para dar seguimiento a un posible SLA (Service Level Agreement), es decir, un contrato de acuerdo en el nivel de servicio, firmado entre el operador del silo y el suministrador de material al silo, e informar de forma automática a una de las partes o a ambas de los incumplimientos en el suministro regulados por el mencionado contrato.
14.

Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque permite instalar células de carga en las patas de los silos móviles sin que se rompan durante el transporte y puesta en

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marcha del silo, al permitir realizar estas operaciones dejando las células de carga libres por uno de los lados.
15. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque permite en la puesta en marcha

del silo ajustar la tensión de esfuerzo a un valor en cada célula de carga para conseguir en 5 su uso la repetitividad en la medida.
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Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque además de midiendo el peso del material en el silo, estima el nivel de llenado del silo integrando el consumo eléctrico del motor de extracción de material del silo.
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Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque además de midiendo el peso del

10 material en el silo, detecta que el silo está vacío midiendo el consumo eléctrico del motor de extracción de material del silo.
18. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque además de midiendo el peso del material en el silo, detecta que el silo está siendo llenado midiendo la sobre presión que se produce en el interior del silo cuando un camión lo está rellenando.

15 19. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque detecta si el silo está siendo sometido a una presión excesiva en el momento del suministro e informa de ello a través de Internet.
20. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque sigue un ciclo configurable por el usuario, en el que la electrónica se duerme y se despierta para ahorrar energía eléctrica.

20 21. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque instala las células de carga totalmente aisladas eléctricamente, lo que permite protegerlas de las sobretensiones que puedan aparecer en el entorno, como por ejemplo las que se generan debido a las tormentas.

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