ITVR20120224A1 - Quadro di comando programmabile e relativo metodo di configurazione - Google Patents

Description

QUADRO DI COMANDO PROGRAMMABILE E RELATIVO METODO DI CONFIGURAZIONE

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda il campo dell'automazione ed in particolare ha per oggetto un quadro di comando ed un metodo per la configurazione efficiente di sistemi automatici. L'utilizzo dei sistemi di automazione ha consentito di individuare strumenti e strategie per permettere la gestione confortevole e sicura degli impianti tecnologici allo scopo di migliorare la qualità della vita. Un campo d'applicazione è quello relativo all'apertura/chiusura di strutture mobili quali cancelli e porte, operazione che può risultare scomoda se effettuata manualmente. In questo ambito, un tipico apparato per l'apertura/chiusura automatica comprende almeno un quadro di comando atto alla ricezione dei comandi inviati da remoto da un trasmettitore wireless. Spesso tali quadri di comando sono ottimizzati per lavorare in maniera "dedicata" cioè sono adattati ad essere utilizzati in combinazione con uno specifica struttura mobile quale ad esempio un cancello a battente piuttosto che uno scorrevole. Se da un lato questo approccio ha di sicuro il vantaggio di ottimizzare la circuiteria del quadro per un utilizzo specifico, dall'altro lato in caso di guasto si è costretti a ricorrere ad un altro quadro che sia perfettamente identico, operazione non sempre possibile in quanto ad esempio il quadro potrebbe essere fuori produzione o il distributore non più raggiungibile.

Per ovviare a questo problema sono stati sviluppati quadri di comando programmabili che hanno la caratteristica dell'universalità cioè hanno la possibilità di essere utilizzati indipendentemente dalle peculiarità strutturali del particolare automatismo. L'utilizzo di questi quadri universali rende ovviamente più efficiente il processo produttivo e l'installazione riducendo così' l'impatto economico complessivo. Se da un lato i quadri universali hanno il vantaggio della flessibilità dall'altro lato presentano una certa ridondanza hardware perché devono interiaccìarsì con un numero di automatismi superiore a quello del quadro dedicato. Ad esempio un cancello a battente solitamente necessità un numero di coppie di fotocellule superiore a quelle di una porta basculante da garage; in un cancello scorrevole solitamente si installano coste di sicurezza non presenti nei cancelli a battente. Un quadro universale deve gestire tutte queste possibili configurazioni ovvero fornire parametri e opzioni per differenti tipi di installazioni. Come conseguenza alcuni quadri universali presentano procedure di installazione e configurazione molto complesse, spesso non necessarie perché contemplano anche configurazioni che non verranno utilizzate .

Compito precipuo del presente trovato è quello di superare i limiti dell'arte nota sopra evidenziati, proponendo un quadro di comando in grado di fornire un giusto compromesso tra le esigenze di flessibilità tipica dei quadri universali e la facilità di programmazione tipica di quelli dedicati.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di fornire un quadro di comando che possa essere efficientemente programmato .

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un metodo che renda efficiente la programmazione del quadro di comando programmabile.

Questo compito e questi ed altri scopi che risulteranno maggiormente chiari nel seguito, sono raggiunti da un quadro di comando come rivendicato nella rivendicazione 1.

Questo compito e questi ed altri scopi sono altresì raggiunti da un metodo come rivendicato nella rivendicazione 9.

Vantaggiosamente, il quadro è efficiente e flessibile .

Convenientemente, il quadro fornisce la possibilità di configurare a piacimento ciascun ingresso hardware, per il tipo di funzionamento desiderato .

Preferibilmente, il metodo consente ad un operatore di configurare in maniera rapida una pluralità di parametri di funzionamento.

Addizionalmente il metodo fornisce la possibilità di modificare le impostazioni di ogni singolo parametro di funzionamento, manualmente, successivamente alla selezione di una particolare configurazione .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del quadro secondo il trovato, illustrata nelle allegate figure, in cui:

la figura 1A è uno schema a blocchi di un primo esempio di quadro secondo il presente trovato; la figura 1B è uno schema a blocchi di un secondo esempio di quadro secondo il presente trovato; la figura 2 è un diagramma di flusso del metodo secondo il presente trovato.

Un'architettura esemplificativa del quadro oggetto del presente trovato è sintetizzata nello schema a blocchi di Figura 1A.

Il quadro comprende almeno un microcontrollore 100, una memoria non volatile 105 ed una pluralità di collegamenti elettrici che possono essere suddivisi in sottogruppi funzionali 110, 120, 130, 140, 150, 160.

Il microcontrollore 100 è di tipo noto e comprende un dispositivo elettronico integrato su singolo chip utilizzato generalmente per applicazioni specifiche di controllo digitale. Il microcontrollore 100 è atto ad eseguire un firmware cioè un programma, inteso come sequenza di istruzioni. Il microcontrollore 100 comprende una memoria che contiene, per ciascun tipo di configurazione, tutti i parametri di funzionamento organizzati in tabelle.

La memoria 105 non volatile è preferibilmente di tipo EEPROM ed è atta a memorizzare la configurazione del quadro che deve essere mantenuta quando viene tolta l'alimentazione.

Addizionalmente il quadro programmabile presenta una memoria RAM contenete i parametri di funzionamento di un particolare tipo di configurazione .

Il quadro programmabile è fornito inoltre di un display luminoso e di pulsanti adatti all'inserimento e alla visualizzazione dei dati inseriti .

Il quadro presenta una pluralità di collegamenti elettrici, tipicamente ingressi e uscite. Tali collegamenti elettrici hanno ciascuno associato una valore massimo, minimo e iniziale. Ad esempio l'ingresso per l'alimentazione potrebbe avere un valore pari a 230 V ed un valore massimo e minimo rispettivamente pari ad un 10% ed ad un -10% rispetto a quello di iniziale. Tali valori sono forniti durante la programmazione del firmware in fase produzione.

I collegamenti elettrici possono essere suddivisi in sottogruppi funzionali.

Un primo sottogruppo 110, preferibilmente composto da 6 collegamenti elettrici, comprende ingressi di alimentazione, preferibilmente fornita da un trasformatore, da una batteria e da un accumulatore fotovoltaico e comprende inoltre un'uscita per alimentazione ausiliaria.

Un secondo sottogruppo 120, preferibilmente composto da cinque collegamenti elettrici, comprende una pluralità di connessioni adattate ad interi acciarsi e a pilotare almeno un motore collegato al quadro. Preferibilmente il secondo sottogruppo 120 comprende inoltre collegamenti elettrici adattati alle connessioni delle parti metalliche di detto uno o più motori.

Un terzo sottogruppo 130 comprende una spia per cancello fissa/intermittente, un'uscita per elettroserratura ed un'uscita per lampeggiante.

Un quarto sottogruppo 140 comprende una pluralità di ingressi adattati ad arrestare la corsa di chiusura/apertura del motore, a causare 1'inversione del moto durante la chiusura della struttura mobile, l'arresto del moto durante apertura, impedirne l'avvio (con struttura mobile chiusa) e a causare l'inversione del moto o l'apertura di un motore. Preferibilmente tali connessioni possono essere cortocircuitate nel caso non siano utilizzate. Addizionalmente il sottogruppo 140 comprende ingressi che causano l'apertura o chiusura del motore o un suo particolare funzionamento quale la modalità ad "inversione" o "passo - passo".

Un quarto sottogruppo 150 comprende un ingresso segnale antenna radio ed un ingresso massa antenna radio .

Un quinto sottogruppo 160 comprende un ingresso rete DEA_NET, un ingresso alimentazione e almeno due Jumper per la selezione delle modalità di encoding del motore.

Una seconda architettura esemplificativa del quadro oggetto del presente trovato, equivalente a quella di figura 1A ma nella quale i collegamenti elettrici sonio suddivisi secondo differenti sottogruppi funzionali, è sintetizzata nello schema a blocchi di Figura 1B.

Un primo sottogruppo 110', preferibilmente composto da 2 collegamenti elettrici, comprende ingressi di alimentazione.

Un secondo sottogruppo 120', preferibilmente composto da dieci collegamenti elettrici, comprende una pluralità di connessioni adattate ad interi acciarsi e a pilotare almeno un motore collegato al quadro. Preferibilmente il secondo sottogruppo comprende inoltre collegamenti elettrici adattati a pilotare una spia, per cancello aperto o luce di cortesia, un lampeggiante .

Un terzo sottogruppo 130' comprende un'uscita per elettro-freno di stazionamenti per motori reversibili, un'uscita per elettroserratura ed un'uscita per lampeggiante a led.

Un quarto sottogruppo 140' comprende una pluralità di ingressi adattati ad arrestare la corsa di chiusura/apertura del motore, a causare 1'inversione del moto durante la chiusura della struttura mobile, l'arresto del moto durante apertura, impedirne l'avvio (con struttura mobile chiusa) e a causare l'inversione del moto o l'apertura di un motore. Preferibilmente tali connessioni possono essere cortocircuitate nel caso non siano utilizzate. Addizionalmente il sottogruppo 140' comprende ingressi che causano l'apertura o chiusura del motore o un suo particolare funzionamento quale la modalità ad "inversione" o "passo - passo".

Un quarto sottogruppo 150' comprende un ingresso segnale antenna radio ed un ingresso massa antenna radio .

Un quinto sottogruppo 160' comprende uscite di alimentazione ausiliari.

Con riferimento al diagramma di flusso di Figura 2, verrà ora illustrato il metodo secondo il trovato .

Al passo 200 si ha la selezione di un tipo di configurazione specifica. Ad esempio, l'operatore decide di configurare il quadro universale programmabile di figura 1A o 1B per il controllo di un cancello a battente. Tipicamente, al momento della prima accensione del quadro, un apposito segnale luminoso visualizzato sul display indica la necessità di inserire una configurazione iniziale. Tramite un apposito menù visualizzato sul display e i pulsanti presenti sul quadro, l'operatore fornisce l'istruzione, nota ad esempio dai manuali forniti dal produttore, associata al tipo di configurazione desiderata. La configurazione è scelta da un insieme di configurazioni possibili che preferibilmente sono adattate a gestire porte o cancelli scorrevoli, battenti, basculanti, nonché barriere, sezionali, serrande, dissuasori di passaggio, porte a libro e porte automatiche.

Al passo 210 inizia la configurazione del quadro. Tale configurazione, scelta dall'operatore tra l'insieme delle configurazioni supportate dal quadro, è salvata in maniera persistente nella memoria 105 del quadro programmabile. La configurazione iniziale è ottenuta semplicemente inserendo un'istruzione indicante il tipo di configurazione desiderata, per esempio cancello a battente, e sollevando l'operatore dall'incombenza di dover configurare ogni singolo ingresso ed uscita del quadro. Infatti, non appena indicata il tipo di configurazione si ha la configurazione automatica di tutti gli ingressi e di tutte le uscite del quadro programmabile ed il caricamento di un set di parametri di funzionamento dedicato alla configurazione selezionata. Per ciascun parametro è previsto uno specifico valore iniziale nonché un valore massimo ed uno minimo. In questa fase tutti gli ingressi e tutte le uscite ed i parametri sono impostati al valore iniziale che può essere modificato con le modalità spiegate con maggior dettaglio nel seguito.

Al passo 220 il quadro è provvisto di una configurazione iniziale. La configurazione iniziale è quindi caricata in memoria RAM. In caso di spegnimento ed riaccensione del quadro programmabile, la configurazione è riottenuta nuovamente dalla memoria non volatile 105, preferibilmente di tipo EEPROM, e ricaricata in memoria RAM.

Al passo 230 l'operatore decide di effettuare delle modifiche sulla configurazione e al passo 240 indica il tipo di modifica da apportare. La modifiche possono riguardare un parametro di funzionamento. Ad esempio l'operatore potrebbe decidere di selezionare una nuova tipologia di motori, una modalità di funzionamento associata ad un encoder, selezionare il funzionamento di uno o due motori o riconfigurare le modalità di apprendimento dei radiocomandi o di corsa dei motori. In questo caso, manualmente, l'operatore individua tramite consultazione di display la voce associata al parametro e tramite i pulsanti immette il nuovo valore corrispondete scelto da una lista presentata tramite il display. Ovviamente i valori presentati, ad esempio sotto forma di lista, sono contenuti all'interno del dominio limitato dal valore massimo e minimo associato al parametro stesso.

Al passo 250, tale modifica manuale di uno o più parametri di funzionamento è eseguita sovrascrivendo il relativo valore al precedente, in memoria 105. Il quadro entra nuovamente nella modalità operativa, passo 220.

Nel caso in cui la modifica selezionata al passo 240 riguardi l'intera configurazione, ad esempio perché il quadro non è più utilizzato in associazione ad un cancello ad anta battente ma scorrevole, l'operatore immette un valore associato a detta nuova configurazione. Si passa nuovamente al passo 200, con conseguente sovrascriverne dell'interno contenuto della memoria 105 con i valori della nuova configurazione iniziale corrispondente. L'esperto del ramo comprende senza sforzo inventivo che tramite piccole modifiche al firmware è possibile limitare le modifiche ai singoli parametri e non all'intera configurazione.

Si è in pratica constatato come il quadro ed il metodo descritti raggiungano il compito e gli scopi proposti.

Chiaramente, numerose modifiche sono evidenti e possono essere prontamente eseguite dall'esperto del ramo senza uscire dall'ambito di protezione delle allegate rivendicazioni.

Perciò, l'ambito di protezione delle rivendicazioni non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione preferite illustrate nella descrizione sotto forma di esempi, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di novità brevettabile che risiedono nella presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche che sarebbero trattate come equivalenti dal tecnico del ramo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Quadro di comando programmabile per sistemi di automazione per l'apertura e la chiusura di strutture mobili, comprendente un microcontrollore (100), una pluralità di ingressi e di uscite (110, 120, 130, 140, 150, 160) ed una memoria non volatile (105), caratterizzato dal fatto che detta memoria (105) contiene immagazzinate una pluralità di istruzioni atte a fornire almeno una configurazione iniziale a detto quadro, detta configurazione iniziale comprendendo per ciascuno di detti ingressi e uscite un valore iniziale ed un dominio di valori limitato da un valore massimo ed un valore minimo, e caratterizzato inoltre dal fatto che è ulteriormente atto a modificare detto valore iniziale con un altro valore compreso in detto intervallo.
2. 2. Quadro di controllo programmabile in accordo con la rivendicazione 1, in cui dette strutture mobili comprendono porte scorrevoli, battenti, basculanti, barriere, sezionali, serrande, dissuasori di passaggio, porte a libro, porte automatiche .
3. 3. Quadro di controllo programmabile in accordo con la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere una configurazione iniziale per ognuna di dette strutture mobili.
4. 4. Quadro di controllo programmabile in accordo con almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un display atto a visualizzare l'insieme di detti valori .
5. 5. Quadro di controllo programmabile in accordo con la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di pulsanti adattati modificare detti valori.
6. 6. Quadro di controllo programmabile in accordo con almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti ingressi comprendono almeno un ingresso atto a ricevere un'alimentazione, due ingressi adattati ad arrestare la corsa di chiusura di un motore associato a dette strutture mobili, almeno un ingresso atto a provocare l'inversione del moto durante la chiusura, l'arresto del moto durante l'apertura e ad impedire l'avvio, almeno un ingresso atto a causare l'inversione del moto, almeno un ingresso atto a causare l'apertura del motore, almeno un ingresso atto a causare l'apertura o la chiusura del motore in modalità inversione o passo passo, un ingresso atto a ricevere un segnale radio, un ingresso di massa antenna radio.
7. 7. Quadro di controllo programmabile in accordo con la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre almeno un'uscita atta ad interf acciarsi con un primo motore, almeno una seconda uscita atta ad interf acciarsi con un secondo motore, almeno un'uscita atta a pilotare una spia, almeno un' uscita atta a pilotare un lampeggiante, almeno un'uscita atta a pilotare un 'elettroserratura, almeno un'uscita per pilotare un lampeggiante a led, almeno un'uscita atta a fornire un'alimentazione ausiliaria.
8. 8. Quadro di controllo programmabile in accordo con almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette configurazioni iniziali sono organizzate in tabelle, detto microcontrollore (100) è fornito di un firmware memorizzato in una memoria interna del microcontrollore, e detti valori associati a detti ingressi e a dette uscite (110, 120, 130, 140, 150, 160) sono caricati durante il funzionamento in una memoria Ram.
9. 9. Metodo di configurazione di un quadro di controllo programmabile di controllo per sistemi di automazione per l'apertura e la chiusura di strutture mobili, detto quadro di controllo programmabile comprendendo un microcontrollore (100), una pluralità di ingressi e di uscite (110, 120, 130, 140, 150, 160) ed una memoria non volatile (105), comprendente i passi di: a) selezionare (200) almeno una configurazione iniziale, detta configurazione iniziale comprendendo per ciascuno di detti ingressi e uscite un valore iniziale ed un dominio di valori limitato da un valore massimo ed un valore minimo, detto valore iniziale compreso in detto dominio; caratterizzato dai passi di b) configurare (210) ciascuno di detti ingressi e di dette uscite con i rispettivi valori iniziali compresi in detta configurazione iniziale; d) modificare (230, 240, 250) detti valori iniziali con un valore compreso nei rispettivi domini .
10. 10. Metodo in accordo con la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre il passo di e) fornire istruzioni atte a selezionare una nuova configurazione iniziale.