ES2207162T3 - Sistema de control de seguridad imperativo. - Google Patents

Abstract

Sistema de control de seguridad imperativo que incluye dos canales paralelos, cada uno de los cuales incluye una salida (SP) de potencia y una unidad de control (1) asociada con una unidad lógica (5) de un circuito lógico (2) eléctricamente aislado de la unidad de control, estando conectados los circuitos lógicos (2) a un reloj común (4), caracterizado porque, aguas abajo de la unidad lógica (5), cada circuito lógico incluye una unidad de conversión (9) conectada al reloj (4) con el fin de convertir una señal lógica de activación de la salida de potencia correspondiente en una señal pulsatoria solamente cuando recibe impulsos de reloj procedentes del circuito de reloj (4), y porque una unidad (10) de filtración y rectificación está dispuesta entre la unidad de conversión (9) y la unidad de control correspondiente, y dicha unidad (10) de filtración y rectificación transmite señales pulsatorias pero bloquea las señales continuas.

Description

Sistema de control de seguridad imperativo.

El presente invento se refiere a un sistema de control de seguridad imperativo.

Es sabido que en los sistemas de control de seguridad es necesario poder detectar de forma fiable cualquier fallo de un componente y esto debe tener como resultado la parada inmediata de la máquina peligrosa que se controla.

Con el fin de asegurar un funcionamiento de seguridad imperativo, hablando en términos generales en ausencia de un control o en el caso de un fallo de control, se prevén medios para abrir automáticamente el circuito de alimentación de la máquina peligrosa. Además de impedir un fallo del control que tenga como consecuencia el cierre del circuito de alimentación de la máquina peligrosa, hablando en términos generales, se prevén medios para cerrar el circuito de alimentación de la máquina peligrosa con dos salidas de potencia asociadas con dos canales paralelos del sistema de control. Cada salida de potencia está conectada a una unidad de control asociada con una unidad lógica de un circuito lógico eléctricamente aislado de la unidad de control, y se transmite el estado de la unidad de control de cada canal a la unidad lógica del otro canal para lograr la apertura de las dos unidades de control en caso de una diferencia entre sus estados respectivos. Como medida complementaria, también se prevén medios para llevar a cabo periódicamente un ensayo con impulsos finos que consiste en simular muy brevemente una orden de apertura del circuito de alimentación y para asegurar que las salidas de potencia han sido desactivadas adecuadamente en respuesta a esta orden, siendo la duración de estas órdenes lo bastante corta para que las unidades de apertura del circuito de alimentación de la máquina peligrosa, no tengan tiempo de reaccionar.

Un problema con que se tropieza en los sistemas de control existentes, se debe al hecho de que, por motivos de sincronismo, las unidades lógicas de los dos canales están conectadas con un reloj común. Las unidades lógicas son, en sí mismas, síncronas y el cambio de estado de las mismas depende, por tanto, directamente del funcionamiento del reloj. Si el reloj se estropea, las salidas continúan conservando el estado que tenían en el momento en que se perdió el reloj, de tal modo que ya no puede conseguirse la apertura del circuito de alimentación de la máquina peligrosa.

El presente invento proporciona un sistema de control de seguridad imperativo como se define en la reivindicación 1.

Así, de acuerdo con el invento se propone un sistema de control del tipo antes mencionado, en el que aguas abajo de la unidad lógica, cada circuito lógico incluye una unidad de conversión conectada al reloj, para convertir una señal lógica para activar la salida de potencia correspondiente en una señal pulsatoria, y una unidad de filtración y de rectificación está dispuesta entre la unidad de conversión y la correspondiente unidad de control.

Por consiguiente, en caso de fallo del reloj, la unidad de conversión ya no transmite una señal pulsatoria sino una señal continua que es detenida por la unidad de filtración. Como el control de la salida de potencia ya no puede cerrarse, el usuario de la máquina peligrosa recibe, por tanto, inmediatamente, un aviso del fallo del reloj. Por otro lado, si el reloj funciona satisfactoriamente, la señal pulsatoria cruza la barrera del filtro y, luego, es rectificada y cierra la correspondiente unidad de control en la forma normal, con el fin de activar la salida de potencia.

Además, las unidades lógicas son alimentadas, en general, con un voltaje menor que las salidas de potencia. Consiguientemente, un convertidor de corriente continua que es común a los dos canales está montado, en general, en paralelo en la línea de alimentación de las salidas de potencia. En caso de fallo del convertidor existe el peligro de un voltaje en exceso de las unidades lógicas. Un voltaje en exceso de este tipo puede provocar un cortocircuito en determinados componentes y generar señales equivalentes a las señales lógicas para activar las salidas de potencia en la salida de las unidades lógicas. Ya no se tiene certeza alguna en cuanto a la seguridad de la apertura de los circuitos de alimentación de la máquina peligrosa.

De acuerdo con una versión ventajosa del invento, la unidad de filtración y rectificación funciona de acuerdo con un voltaje que es la inversa del voltaje de alimentación. Así, incluso si después de un cortocircuito de diferentes componentes del circuito lógico, el voltaje de alimentación llega a las unidades de filtración y rectificación, no puede tener ningún efecto sobre las unidades de control de las salidas de potencia de tal forma que estas últimas serán desactivadas. Una vez más, se avisará al usuario inmediatamente sobre el fallo del dispositivo de control.

Otras características y ventajas del invento resultarán evidentes como resultado de la lectura de la descripción que sigue de una realización preferida, no restrictiva, del invento con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la Figura 1 es un diagrama de bloques del sistema de control de seguridad imperativo de acuerdo con el invento;

la Figura 2 es una representación diagramático detallada de la unidad de filtración y rectificación, y

la Figura 3 es una ilustración esquemática de las señales en diferentes puntos del circuito lógico.

Con referencia a las figuras, el sistema de acuerdo con el invento incluye, en forma de por sí conocida, dos canales paralelos, cada uno de los cuales incluye una salida de potencia SP conectada a una unidad de control 1 que, a su vez, está conectada a una fuente de voltaje de corriente continua, por ejemplo una fuente de voltaje de 24 voltios y asociada con un circuito lógico 2. Los circuitos lógicos 2 son alimentados por un convertidor 3 que es común a los dos canales y que alimenta un voltaje menor que el voltaje de alimentación de las salidas de potencia, por ejemplo un voltaje de +5 voltios, y su funcionamiento se consigue con el control de un reloj 4 que, también, es común para los dos canales.

Cada circuito lógico incluye, en forma también conocida de por sí, una unidad lógica 5 conectada a perceptores lógicos 6, por ejemplo detectores de presencia en la proximidad de una parte peligros de la máquina controlada y en una entrada de una celda lógica 7 que tiene una segunda entrada conectada a un generador de prueba mediante un impulso fino 8. También de forma en sí conocida, cada unidad lógica 5 está conectada a la salida de la unidad de control del canal opuesto.

De acuerdo con el invento, el circuito lógico de cada canal incluye, también, una unidad de conversión 9 dispuesta entre la salida de la unidad lógica 5 y la entrada de la correspondiente celda lógica 7, y una unidad de filtración y rectificación 10, dispuesta entre la celda lógica 7 y la correspondiente unidad de control 1 de una salida de potencia.

Las unidades lógicas proporcionan, en forma usual, un tratamiento de las señales procedentes de los perceptores lógicos y la salida de la unidad de control del canal opuesto para alimentar una señal lógica tal como la mostrada en A en la Fig. 3, de forma que el nivel alto de la señal lógica corresponda a un control de activación de la salida de potencia, mientras que el nivel bajo corresponde a una desactivación de la salida de potencia. Las unidades de conversión 9 son unidades usuales, por medio de las cuales una señal continua es convertida en una señal pulsatoria, como se muestra en B en la Fig. 3. La estructura de las unidades de conversión 9 es de por sí conocida y, por tanto, no se ilustra de manera detallada en las figuras. Los generadores 8 de impulsos finos, que también tienen una estructura de por sí conocida, proporcionan una señal de intervalo periódico como se ilustra en C en la Fig. 3. Las celdas lógicas 7 proporcionan una combinación de las señales dadas por las unidades de conversión 9 y los generadores de prueba por impulsos finos de acuerdo con una señal ilustrada en D en la Fig. 3.

La estructura detallada de una realización preferida de la unidad 10 de filtración y rectificación se ilustra en la Fig. 2. La unidad de filtración y rectificación incluye una entrada 11 de alimentación y una entrada lógica 12 conectada a una etapa amplificadora 13 formada por dos transistores en contratase. Un condensador 14 está conectado a la salida de la etapa amplificadora y efectúa un filtrado de las señales continuas, siendo transmitidas por el condensador 14 únicamente las señales pulsatorias. A este respecto, debe observarse que tiene poca importancia que las partes continuas de la señal sometida a la unidad de filtración y rectificación tenga un valor alto o bajo.

La señal pulsatoria transmitida más allá del condensador 14 es una señal flotante que se hace negativa por imposición de un límite positivo bajo, por ejemplo 0,4 voltios, por medio de un diodo Schottky 15 conectado al condensador 14 por un lado y a tierra por otro. Los impulsos generados, por ejemplo a 500 kHz, oscilan por tanto entre un voltaje de -3,6 voltios y +0,4 voltio, que es, por tanto, sustancialmente recíproco del voltaje alimentado por el convertidor 3. El voltaje negativo pulsatorio que se obtiene de esta manera es rectificado por un condensador 16 asociado con un diodo 17 conectado en oposición al diodo 15 con el fin de impedir una descarga directa del condensador 16 en la etapa amplificadora 13. De este modo, se obtiene un voltaje de corriente continua negativo en la resistencia 18 que es alimentado a una unidad de acoplamiento 19 con la unidad de control 1 de la salida de potencia que, en este caso, consiste en un acoplador óptico del cual solamente se muestra en esta memoria el diodo fotoemisor.

Debe observarse que en caso de fallo del reloj 4, la señal procedente de la unidad lógica 5 no será convertida en una señal pulsatoria y, por tanto, será detenida por el condensador 14 de tal manera que el acoplador óptico no será activado y se abrirá el interruptor asociado con la salida de potencia correspondiente. Además, en casos en que a continuación de un cortocircuito, el voltaje de salida del convertidor 3 se transmita al acoplador óptico 19, este voltaje sería un voltaje positivo que no activaría el acoplador óptico 19, de modo que el interruptor asociado con la salida de potencia correspondiente también se mantendría abierto.

Cualquier fallo de un componente de la unidad de filtración y rectificación, incluyendo el cortocircuito del condensador 14, supondría, así, la apertura del interruptor asociado con la correspondiente salida de potencia.

En particular, aunque la característica del invento de acuerdo con la cual la unidad de filtración y rectificación funciona de acuerdo con un voltaje que es el inverso de la alimentación, se ha descrito conjuntamente con un sistema que incluye un convertidor, esta característica también sería aplicable a un sistema en el que la unidad lógica funcionase con el mismo nivel de voltaje que las salidas de potencia.

Claims (2)

1. Sistema de control de seguridad imperativo que incluye dos canales paralelos, cada uno de los cuales incluye una salida (SP) de potencia y una unidad de control (1) asociada con una unidad lógica (5) de un circuito lógico (2) eléctricamente aislado de la unidad de control, estando conectados los circuitos lógicos (2) a un reloj común (4), caracterizado porque, aguas abajo de la unidad lógica (5), cada circuito lógico incluye una unidad de conversión (9) conectada al reloj (4) con el fin de convertir una señal lógica de activación de la salida de potencia correspondiente en una señal pulsatoria solamente cuando recibe impulsos de reloj procedentes del circuito de reloj (4), y porque una unidad (10) de filtración y rectificación está dispuesta entre la unidad de conversión (9) y la unidad de control correspondiente, y dicha unidad (10) de filtración y rectificación transmite señales pulsatorias pero bloquea las señales continuas.

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (10) de filtración y rectificación funciona de acuerdo con un voltaje inverso de un voltaje de alimentación.