ES2236711T3 - Red de aerea local para implementar un sistema de control de baja tension. - Google Patents

Red de aerea local para implementar un sistema de control de baja tension.

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ES2236711T3 ES95930534T ES95930534T ES2236711T3 ES 2236711 T3 ES2236711 T3 ES 2236711T3 ES 95930534 T ES95930534 T ES 95930534T ES 95930534 T ES95930534 T ES 95930534T ES 2236711 T3 ES2236711 T3 ES 2236711T3
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA DISPOSICION DE RED DE AREA LOCAL PARA IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE CONTROL. LA DISPOSICION DE RED DE AREA LOCAL COMPRENDE UN BUS DE BAJA TENSION (SB) COMPUESTO DE UN CABLE DE PARES (32), QUE FUNCIONA COMO LINEA DE TRANSMISION COMUN DE LA RED, UNA PLURALIDAD DE UNIDADES DE CONEXION (61) CONECTADAS AL BUS PARA CONECTAR LOS DISPOSITIVOS OPERATIVOS (15) A SER CONTROLADOS PARA LA RED POR MEDIO DE ELLAS, UNA UNIDAD DE CONTROL (11) COMUN A LOS DISPOSITIVOS OPERATIVOS, CONECTADA AL BUS PARA CONTROLAR LOS DISPOSITIVOS OPERATIVOS, MEDIANTE LO CUAL LOS DATOS SON TRANSMITIDOS EN LA RED TANTO DESDE LA UNIDAD DE CONTROL A LAS UNIDADES DE CONEXION, COMO DESDE LAS UNIDADES DE CONEXION A LA UNIDAD DE CONTROL. LA IMPLEMENTACION DE UNA SOLUCION QUE ES TAN SIMPLE COMO SEA POSIBLE, ASEGURA UN SISTEMA DE CONTROL VENTAJOSO, Y ES ADECUADA PAR LA TRANSMISION DE DATOS LENTOS, LA UNIDAD DE CONTROL (11) ENVIA AL BUS UNA SEÑAL PORTADORA DE FRECUENCIA CONSTANTE, MEDIANTE LO CUAL A) UN NUMERO PREDETERMINADO DE CICLOS DE LA SEÑAL PORTADORA FORMAN UN MARCO DE TRANSMISION (FR), EN EL CUAL UN CIERTO CICLO CORRESPONDE A CADA UNIDAD DE CONEXION (61) COMPRENDIDA EN LA RED, Y B) AL MENOS UNA PARTE DE LOS CICLOS DEL MARCO DE TRANSMISION (FR) SE UTILIZA DURANTE UNA MITAD DEL CICLO PARA TRANSMITIR DATOS A UNA UNIDAD DE CONEXION ESPECIFICA (61), LA OTRA MITAD SE UTILIZA PARA TRANSMITIR ENERGIA A TODAS LAS UNIDADES DE CONEXION (61).

Description

Red de área local para implementar un sistema de control de baja tensión.
El invento se refiere a una disposición de red de área local de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación adjunta 1. A diferencia de las redes de área local convencionales, en las que el rendimiento (velocidad de transferencia de datos) tiene importancia, la red de área local del invento está destinada específicamente para la transmisión bidireccional de datos lentos, en particular para la transmisión bidireccional de información de interruptor (CONECTADO/DESCONECTADO). La disposición de red de área local del invento se ha desarrollado principalmente para el control de la alimentación de energía de la red eléctrica de inmuebles, pero también tiene otras aplicaciones dignas de tener en cuenta, tales como los sistemas de control de accesos y otros sistemas de vigilancia o control. Sin embargo, en lo que sigue se describirán los antecedentes del invento con referencia a un sistema de control de red eléctrica de un inmueble, puesto que los problemas relacionados con él han comunicado originalmente un impulso al invento.
El máximo inconveniente de la electrificación de inmuebles realizada de la manera convencional es el hecho de que no permite contar con una instalación "inteligente" que proporcionaría un control y una variabilidad flexibles del sistema. La Figura 1 ilustra el principio en que se basa la técnica de instalación convencional. Un conducto separado se tiende usualmente desde un cuadro principal 11 de distribución para cada grupo de puntos de luz o de enchufes de pared. En la figura, el número de los hilos requeridos se ha indicado con un número marcado al lado de la línea en cruz dibujada transversalmente al hilo, como es usual; 2 ó 3 hilos se tienden hasta un interruptor 13 desde cada punto de luz 12, y se requieren dos hilos para cada grupo. En el ejemplo mostrado en la figura, un número total de 8 hilos conducen así al cuadro principal de distribución (los enchufes de pared se han marcado con el número de referencia 14). Una instalación de esta clase es sencilla, pero también extremadamente fija, y requiere la labor de un profesional para realizar modificaciones.
Con el fin de lograr capacidad de control, se debe usar una técnica de instalación controlada por relés, cuyo principio de funcionamiento se ha ilustrado en la Figura 2. Como los interruptores (relés) de todas las salidas (por ejemplo, puntos de luz) a controlar están situados en este caso en el cuadro principal 11 de distribución, se deben tender tantos hilos hacia fuera del cuadro de distribución como salidas a controlar en el edificio. Como típicamente se requieren tres o cuatro hilos para cada pulsador (interruptor) 15 dotado de una señal luminosa, el número de hilos que salen del cuadro de distribución principal llega a ser muy grande. Por ejemplo, la electrificación de una típica casa separada requiere un número de 25 a 50 pulsadores dotados de una señal luminosa, en cuyo caso sólo desde estos pulsadores se tenderían entre 75 y 200 hilos hasta el cuadro de distribución principal. En cuanto al número de hilos, la técnica de instalación controlada por relés se parece así principalmente a una centralita telefónica. Además, requiere la labor de un electricista con mucha experiencia, el tiempo de instalación asciende a un valor notablemente largo, y los costes se hacen extremadamente elevados. El documento GB- A- 1 575 026 describe una técnica para transportar señales de control superpuestas en líneas de alimentación de energía.
En consecuencia, un objeto del presente invento es lograr un perfeccionamiento con respecto a los inconvenientes anteriormente mencionados, y proporcionar una disposición de red de área local tal que permita utilizar una red eléctrica controlable de un modo flexible, que pueda realizarse de una manera mucho más sencilla que el sistema de la técnica anterior. Este objeto se logra con la disposición de red de área local del invento, que se caracteriza en lo que se describe en la parte de caracterización de la reivindicación adjunta 1.
La idea del invento es transportar en una barra colectora (cable doble) de la red una señal tal que asegure y al mismo tiempo habilite una transmisión bidireccional simultánea de datos y una alimentación de energía eléctrica, de tal manera que se pueda mantener de la forma más sencilla posible un nodo individual de la red (por ejemplo, en cuanto a la temporización, y a los dispositivos transmisores). Cuando una mitad de un ciclo de señal de portadora (cuya señal es sustancialmente sinusoidal en su forma básica de acuerdo con una realización preferida del invento) se protege totalmente de la alimentación de energía eléctrica, es posible transferir datos en las dos direcciones durante el mismo. Esto se puede aplicar de una manera muy sencilla en una dirección basándose en información de intensidad de corriente, y en la otra dirección basándose en la forma de onda de la señal.
Los sistemas de la técnica anterior no ofrecen a los usuarios (por ejemplo, al propietario de la vivienda o del inmueble) ninguna posibilidad de cambiar la configuración de la instalación (por ejemplo, qué interruptor controla qué punto de luz), mientras que la solución de acuerdo con el invento permite realizar cambios de esta clase sin la ayuda de un electricista del exterior experimentado y homologado. Además, se pueden añadir a cualquiera de las salidas que se van a controlar diferentes funciones adicionales, tales como una función de temporizador, una función de interruptor atenuador, un interruptor centralizado de conexión y desconexión, etc.
Como la red del invento es de baja tensión y libremente adaptable, el usuario podría añadir libremente pulsadores (interruptores) a los sitios deseados, por ejemplo, y programarlos para que activen las salidas eléctricas que él desee.
En comparación con la técnica de instalación convencional, la solución del invento reduce la necesidad de usar hilo de cobre grueso, puesto que ya no es necesario que los interruptores se cableen a la tensión de línea, sino que se les puede conectar una señal de baja tensión. Sin embargo, se consigue un ahorro más notable en el tiempo de instalación y por tanto en los costes de instalación.
En comparación con el sistema controlado por relés anteriormente descrito, la principal ventaja de la solución del invento es una técnica de instalación mucho más sencilla, y por tanto un ahorro notable en costes.
Como en la red del invento, se transfiere una señal de onda portadora (analógica), en la que los tiempos de ascenso y descenso son relativamente largos comparados, por ejemplo, con los tiempos cortos de ascenso y descenso de las señales digitales de la redes de área local conocidas. Es posible también mantener pequeñas las interferencias (el espectro de interferencias) que se produzcan en la red. Por medio de una señal de portadora de frecuencia constante, es posible también transferir la temporización a todos los nodos de la red, y por tanto no se necesitan medios de temporización separados en el nodo.
A continuación se describen con más detalle el invento y sus realizaciones preferidas, con referencia a los ejemplos representados en las Figuras 3 a 9 de los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra una electrificación implementada por medio de una técnica convencional de instalación eléctrica,
La Figura 2 muestra una electrificación implementada por medio de una instalación de relés,
La Figura 3 muestra una electrificación implementada por medio de la técnica de instalación de este invento,
La Figura 4a ilustra una señal transmitida por la unidad de control de la red del invento,
La Figura 4b ilustra una estructura de tramo formada por la señal de la Figura 4a,
La Figura 4c muestra un diagrama de bloques de la unidad de control,
Las Figuras 5a hasta 5c muestran diferentes dispositivos operativos usados en la red,
La Figura 6 muestra el principio en que se basa la interfaz de barra colectora,
La Figura 7a muestra una sección analógica de la unidad de conexión que implementa la interfaz de barra colectora,
La Figura 7b es un diagrama de bloques que ilustra una sección digital de la unidad de conexión,
La Figura 8 muestra un circuito de generador de impulsos usado en la sección analógica de la Figura 7a, y
La Figura 9 es un diagrama de tiempos que muestra una señal que entra a la sección analógica, y las señales que se van a generar a partir de ella en la sección analógica.
La Figura 3 muestra el principio en que se basa una electrificación implementada por medio de la red de área local de acuerdo con el presente invento. La única parte del sistema que posee "inteligencia" es una unidad de control 31 común a todos los dispositivos operativos que se van a controlar. La unidad de control puede estar situada, por ejemplo, en un cuadro principal 11 de distribución. Un par 32 de cable trenzado que en principio se podría extender a través de la totalidad del sistema forma un enlace de transmisión común, es decir, una barra colectora SB del sistema, a cuya barra colectora se conectan diferentes dispositivos operativos controlables (un dispositivo operativo puede comprender, por ejemplo, un pulsador 15 dotado de una señal luminosa, o un punto de luz 12) por medio de las unidades de conexión que se describen más adelante. A un dispositivo operativo y a los elementos electrónicos relacionados con el mismo se hará referencia en general en la presente memoria como un nodo. Estos elementos electrónicos incluyen la unidad de conexión antes mencionada a través de la que se conecta el dispositivo operativo a la red, y circuitos de adaptación que dependen del tipo del dispositivo operativo y que posiblemente se requieren adicionalmente para controlar el dispositivo operativo.
Todos los pulsadores 15 dotados de señal luminosa están unidos en serie en el ejemplo de acuerdo con la Figura 3 a lo largo de un conducto A, con sólo un par trenzado 32 tendido en su interior. Los puntos de luz y enchufes de pared que funcionan con tensión de línea están encadenados en grupos de fusibles en sus propios conductos, habiéndose mostrado en la Figura 3 un conducto B que sale del cuadro principal de distribución. Un par trenzado 32 está instalado en el mismo conducto junto con el cable de red de alimentación eléctrica fase/neutro para transportar el control de conmutación hasta cada uno de los dispositivos operativos del grupo.
De ese modo, solamente se tienden 6 hilos hasta el cuadro principal de distribución en el ejemplo de acuerdo con la Figura 3. Una ventaja adicional es la adaptabilidad del sistema para cualquiera de los conductos eléctricos actuales.
Debe hacerse notar que, desde el punto de vista del principio de funcionamiento del invento, los pulsadores 15 dotados de señales luminosas podrían igualmente estar situados en el cable doble que está tendido junto con el cable de fase/neutro de alimentación de red. Sin embargo, la realización de la instalación de dichos interruptores 15 en la forma mostrada en la figura físicamente en su propia barra colectora es ventajosa, al menos en tanto que los reglamentos de seguridad eléctrica no permitan interruptores de semiconductores de red de alimentación eléctrica ya suministrados por varios fabricantes. Durante la etapa de transición, se podrían usar unidades de control por relés situadas en el cuadro principal 11 de distribución, por lo que no se cablea ninguna barra colectora de cable doble de acuerdo con el invento al lado de la tensión de alimentación de red. En ese caso, la barra colectora (conducto A) compuesta del cable doble se usa para controlar a los relés únicamente, correspondiendo de ese modo la solución a la técnica conocida mostrada en la Figura 2, con la excepción de que sólo se requeriría un cable doble común 32 para todos los pulsadores 15 mostrados en la Figura 2, cuyo cable formaría la barra colectora de acuerdo con el invento. A pesar de la disposición de etapa de transición de esta clase, la instalación del método del invento es fácil y ventajosa.
Debe hacerse notar también que, aunque en el ejemplo de la Figura 3 hay dos derivaciones de hilos físicamente separadas, (en los conductos A y B), sin embargo forman una barra colectora común a todos los dispositivos operativos. La topología física de la red no es importante desde el punto de vista del invento, sino que la barra colectora podría conectarse, por ejemplo, a una derivación ininterrumpida que discurra a través de todos los dispositivos operativos, o bien podría tener un número arbitrario de derivaciones en los puntos deseados. (Sin embargo, se recomienda comenzar las derivaciones principales directamente desde el conector de filas de clavijas de la unidad de control, lo cual reduce la atenuación resistiva de la señal en los hilos).
De ese modo, en la práctica la barra colectora de la disposición de red de área local del invento está hecha de par trenzado. El espesor del hilo puede variar dentro del intervalo comprendido entre 0,10 y 0,75 mm^{2}, dependiendo del número de dispositivos operativos instalados sucesivamente en la misma derivación de hilo, y de la longitud total de la barra colectora.
Una unidad de control 11 transmite al cable doble una señal de portadora (analógica) de frecuencia constante, sustancialmente sinusoidal en su forma básica, enviándose tanto los datos como la alimentación de energía eléctrica a los nodos por medio de la misma señal. En la descripción que sigue, se usa a título de ejemplo una señal de onda portadora con una frecuencia de 20 kHz. (De ese modo, la longitud de onda de la señal es siempre mayor de 5.000 m, y no aparecen reflexiones en las derivaciones de hilo. La frecuencia está también por encima de las audiofrecuencias para impedir la diafonía, y suficientemente por debajo de las radiofrecuencias, con lo que no constituirá un problema la filtración de interferencias de radiofrecuencia).
De la red se ha formado una red de división de tiempo, en cuya red a cada dispositivo operativo (nodo) se le ha asignado una ventana de tiempo correspondiente a su propio número de identificación de dispositivo. Esta ventana o ranura de tiempo es igual en duración a un ciclo de una señal de portadora (la duración de un ciclo es de 50 \mus en este ejemplo).
La Figura 4a muestra una señal enviada a la barra colectora por la unidad de control 11. Solamente la primera mitad del ciclo de portadora se puede usar para transferir datos al dispositivo operativo que corresponde a dicho ciclo. La segunda mitad del ciclo se usa para transmisión de alimentación de energía eléctrica a todos los dispositivos operativos. Durante este primer semiciclo, se transmite o bien un cero lógico, correspondiente a la forma de señal invariable, o bien un uno lógico, que corresponde a un impulso de datos de 40 kHz y marcado con el símbolo de referencia DP en la figura (naturalmente, las correspondencias podrían ser también las contrarias.
De ese modo, la unidad de control transmite datos hacia los dispositivos operativos en sucesivos tramos de transmisión, cada uno de los cuales comprende un número predeterminado de ciclos de onda de señal portadora. Uno de estos tramos se ha ilustrado en la Figura 4b marcando las ranuras de tiempo correspondientes a los ciclos de la portadora con los símbolos de referencia TS0......TS252. Cada tramo, marcado con el símbolo de referencia FR, comienza con una palabra predeterminada de alineación de tramo, que podría ser, por ejemplo, un patrón de bit 01111110 (ranuras de tiempo TS0....TS7) de una duración de ocho bits. De ese modo, no es posible que se produzcan seis estados sucesivos de "1" en una señal en cualquier otra situación, sino durante esta palabra de alineación. Esto se ha impedido de tal manera que en la numeración de los dispositivos operativos, en cada sexto dispositivo operativo hay un espacio en blanco, y por tanto tampoco hay necesidad de enviar datos "1" en dicha ranura de tiempo.
Los cinco bits siguientes de datos después de la palabra de alineación se han asignado para gestionar el sistema (dichas ranuras de tiempo TS8...TS12 forman los canales de mantenimiento 1...5). A partir de ello, solamente hay una ranura de tiempo vacía en el tramo, después de lo cual las ranuras de tiempo de 200 dispositivos operativos (fijados como el máximo número de los dispositivos operativos en este ejemplo) siguen en el orden de acuerdo con el número de situación del dispositivo operativo, de tal manera que, no obstante, cada sexta posición está vacía. Esto resulta como la duración de un tramo (8+5+ (1+5)X40) bits, es decir, 253 bits (ranuras de tiempo). De ese modo, se puede transferir un bit por cada dispositivo operativo dentro de un tiempo de 253X50 \mus = 12,85 ms.
Para cumplir con un margen suficiente de interferencia, un nodo (como también la unidad de control) debe ser capaz de interpretar los datos recibidos durante varios tramos sucesivos, por ejemplo ocho, como el mismo estado invariable, antes de que el nuevo estado llegue a ser válido. De ese modo, se obtiene el valor 8X12,65 ms = 101,2 ms, que es un tiempo de respuesta suficientemente corto, como el tiempo de respuesta que se requiere para la transición de estado.
En la otra dirección, es decir, desde el dispositivo operativo hacia la unidad de control, la transmisión de datos tiene lugar en forma de información actual, de tal manera que un impulso actual correspondiente a los datos "1" se suministra desde la unidad de conexión del dispositivo operativo durante el semiciclo positivo de la ranura de tiempo de dicho dispositivo operativo, siendo identificado dicho impulso por la unidad de control. Esto se describirá con más detalle a continuación con referencia a la Figura 7a.
El control de los dispositivos operativos instalador en la red tiene lugar siempre por medio de la unidad de control; en otras palabras, ni siquiera el pulsador perteneciente al propio dispositivo operativo puede mandar directamente al dispositivo operativo en cuestión, por ejemplo un punto de luz, en un estado de conectado-desconectado, sino que la información de control provista por el pulsador va siempre en primer lugar a través de la unidad de control. La unidad de control interpreta la información suministrada desde el pulsador, y, siempre que la información sea sensible, la unidad de control controlará al dispositivo operativo mediante el envío de datos de control en la ranura de tiempo correspondiente al dispositivo operativo. El dispositivo operativo controlado puede estar en cualquier lugar a lo largo de la barra colectora, no necesariamente al lado del pulsador desde el que se suministró la información de control. En la red de área local del invento, el control tiene lugar así de tal manera que cuando se aprieta el pulsador del nodo, se envía información a la unidad de control, que es el único lugar en la red que guarda la información sobre qué dispositivo operativo de la red se ha activado al apretar el pulsador en cuestión. Basándose en esta información, la unidad de control controla uno o más dispositivos operativos, que estén enlazados en su memoria juntos con el pulsador que se haya apretado.
En la disposición de red de área local del invento, la unidad de control es de ese modo el único lugar que posee "inteligencia". Su procesador es responsable de generar la señal de onda portadora y los impulsos de datos de salida, así como de interpretar los impulsos de los datos que entran. En la Figura 4c se muestra el diagrama de bloques de la unidad de control. El "alma" de la unidad de control es el microprocesador 41 anteriormente mencionado, que comprende, por ejemplo, un reloj en tiempo real con refuerzo de batería y las interfaces que se requieren para conectar el microprocesador a los circuitos o sistemas circundantes. El microprocesador controla un generador 43 de forma de onda a través de la barra colectora 42, cuyo generador genera la señal de onda portadora. El generador 43 comprende un registrador de transmisión para cada nodo. El microprocesador escribe en estos registros la información de control (uno o cero) dependiendo de cómo se controle el dispositivo operativo de cada nodo. El generador de forma de onda es una máquina secuencial que lee continuamente los registros de transmisión, y que durante la primera mitad de cada ciclo genera una onda en la forma de un uno lógico o de un cero lógico de acuerdo con el contenido del registro, y durante la segunda mitad del ciclo una forma de onda constante. La señal de salida del generador se alimenta a través de un convertidor digital/analógico (en adelante D/A) 44a y un amplificador 45 de salida a una barra colectora de sistema (en adelante SB). Como la información que llega desde el nodo a la unidad de control lo hace en la forma de información de intensidad de corriente, hay una resistencia 46 medidora de intensidad de corriente entre la salida del amplificador de salida y el segundo hilo de la barra colectora SB, conectándose los terminales de la resistencia a las entradas de un amplificador diferencial 47. La información de intensidad de corriente obtenida del amplificador diferencial 47 se conecta a un multiplexador 48, desde el que se conecta adicionalmente por medio de un amplificador 49 de toma de muestras y de un convertidor analógico/digital (en adelante A/D) al microprocesador. El microprocesador obtiene del generador de forma de onda la información sobre cuándo se encuentra en su valor máximo la forma de onda de salida, y el microprocesador dirige al amplificador 49 para que tome una muestra de la intensidad de corriente de retorno en el momento en cuestión. De ese modo, la unidad de control averigua si el nodo correspondiente a la ranura de tiempo de corriente envía datos a la unidad de control. La información de tensión VI se aplica a una segunda entrada del multiplexador, usándose dicha información para vigilar el funcionamiento sin fallos de la red, es decir, se vigila que la amplitud no caiga excesivamente debido a un exceso de carga de la red.
Además, al microprocesador están conectados un teclado KB y una pantalla DPL, para que el usuario pueda realizar sus propias configuraciones, y gestionar el sistema. La gestión del sistema se describe con mayor detalle más adelante.
Un dispositivo operativo comprendido en un nodo de red puede ser, por ejemplo, un interruptor 15 de pulsador del tipo mostrado en la Figura 5a, dotado de un dispositivo, por ejemplo un diodo emisor de luz (en adelante LED) 15a, que da una señal luminosa. Un dispositivo operativo de este tipo no requiere circuitos de adaptación independientes, sino que se puede conectar directamente a la unidad de conexión del nodo, puesto que la unidad de conexión del nodo es capaz de (a) producir directamente la energía para la iluminación posterior del interruptor, y (b) conducir la información provista por el interruptor 15b.
El dispositivo operativo puede ser también como un dispositivo 50a mostrado en la Figura 5b, que tiene una carga alimentada con la tensión de línea por medio de la función CONEXIÓN/DESCONEXIÓN, tal como una lámpara 51, que está conectada a la unidad de conexión del nodo por medio de un elemento separado de circuito adaptador. En este caso, el elemento de circuito adaptador comprende un circuito de control 53 que comprende un tiristor bidireccional (en adelante triac) 52 conectado al conductor de fase de la lámpara, un detector de paso por cero 54 que controla al triac, y un LED 55 que controla al detector de paso por cero. Varios fabricantes suministran interruptores de esta clase, opto-aislados y basados en triac. La interfaz de usuario visible al usuario está compuesta en este caso de la lámpara 51 (controlada por la unidad de control) y un interruptor 56, desde el que el usuario da información a la dirección de la unidad de control (en este caso el LED 55 es invisible, puesto que está situado en el circuito de control del triac). En la práctica, el circuito de control puede ser, por ejemplo, del tipo SP1110, fabricado por la International Rectifier, EE.UU. Asimismo, otros fabricantes suministran un circuito similar.
El dispositivo operativo puede ser también como un dispositivo 50b mostrado en la Figura 5c, que tiene una carga alimentada con una tensión de línea variable, tal como un reductor 57 de lámpara. Este ejemplo es similar al de la Figura 5b, excepto en que en este caso hay un controlador 58 de ángulo de fase en lugar del detector de paso por cero del circuito de control. El circuito de control 53 de esta clase basado en el ajuste de ángulo de fase puede componerse de componentes discretos.
Por tanto, todos los dispositivos operativos descritos anteriormente se basan en el uso de un LED; en el interruptor (Figura 5a) el LED funciona como un componente que da iluminación posterior, mientras que en el control de la alimentación eléctrica de red (Figuras 5b y 5c) el LED, a su vez, funciona como un dispositivo de control de aislamiento por medio del cual una barra colectora de baja tensión se aísla de las tensiones de línea. De este modo, se obtiene una estructura básica lo más idéntica posible para todos los nodos. Hablando en términos generales, se puede establecer que un dispositivo operativo es un dispositivo que da al usuario alguna respuesta (por ejemplo luz) y desde el que se puede dar información de control a la dirección de la unidad de control, por ejemplo por medio de un interruptor fijado al dispositivo operativo. Dispositivos operativos diferentes pueden ser, por ejemplo, motores, aparatos de calefacción, diferentes aparatos de medida, etc.
La Figura 6 ilustra el principio de funcionamiento de la interfaz de barra colectora para implementarse por medio de una unidad de conexión perteneciente a un nodo individual. Una unidad de conexión 61 no está polarizada con respecto a la interfaz de barra colectora. En otras palabras, sus conectores se pueden conectar a los hilos de un cable doble 32 de ambos modos. Una salida U1 de la unidad de conexión controla el LED 15a ó 55 del dispositivo operativo, y su entrada l1 se conecta a un pulsador de conmutación (interruptor) 15b ó 56 que recibe la información suministrada por el interruptor de pulsador.
La unidad de conexión 61 del nodo comprende una sección analógica conectada en la barra colectora, y una sección digital conectada después de la sección analógica, cuya sección digital interpreta las señales alimentadas a ella por la sección analógica, generadas por la sección analógica a partir de la señal que ha recibido de la barra colectora. La sección digital controla también la transmisión que tiene lugar a la dirección de la unidad de control en respuesta a la información de control proporcionada por el usuario.
La Figura 7a muestra el principio de funcionamiento de la conexión de la sección analógica de la unidad de conexión. La sección analógica tiene por objeto separar la señal de datos de la alimentación de energía eléctrica, tomar la tensión de alimentación (controlada por la sección digital) de los semiciclos destinados para alimentación de energía eléctrica, y aumentar la carga (controlada por la sección digital) con una intensidad de corriente de una amplitud predeterminada para transferir datos durante el semiciclo asignado para la transferencia, durante un ciclo de señal de onda portadora correspondiente al número de dirección del nodo. Todas las señales marcadas en el lado derecho de la Figura 7a son, bien señales a conectar desde la sección analógica a la sección digital, o bien señales a conectar desde la sección digital a la sección analógica.
Los hilos 32a y 32b de la barra colectora SB implementados por medio de un cable doble 32 están conectados a dos terminales opuestos A y B de un puente rectificador D1. El tercer terminal del puente rectificador se conecta a tierra, y el cuarto terminal, enfrente de él, a un interruptor S5 de alimentación de energía eléctrica controlado con una señal de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN procedente de la sección digital. En la etapa inicial (antes de que la unidad de conexión se sincronice con la portadora) el interruptor S5 de alimentación de energía eléctrica está girado a la posición cerrada en la forma mostrada en la Figura 7a.
Los terminales A y B están conectados a los respectivos terminales de entrada de un comparador U7. La salida del comparador (COMPP de señal) se conecta a la entrada de un primer circuito generador de impulsos A2, y también directamente a la sección digital. La salida del comparador se conecta también a través de un inversor U8 a la entrada de un segundo circuito generador de impulsos A3 y se invierte introduciéndola en la sección digital (COMPN de señal). Las salidas de los circuitos generadores de impulsos A2 y A3 se conectan a la sección digital (señales PULSP y PULSN) así como las entradas de una puerta "O" U6. Una señal U9 de salida de la puerta "O" controla los interruptores S1 y S2, que se usan para conectar un condensador de medida C1 bien a través de resistencias R1 y R2 a los terminales de entrada A y B de la sección analógica, o bien alternativamente a los comparadores U1 y U3. La señal de salida de la puerta "O" U6 se conecta también a través de un inversor U5 a la entrada de un tercer circuito generador de impulsos A1. La salida de este circuito generador de impulsos controla un interruptor S3, por medio del cual se ponen en cortocircuito los terminales del condensador de medida C1.
La salida del comparador U1 se conecta a una entrada D de datos de un primer circuito basculante (en adelante flip-flop) U2 tipo D, y correspondientemente, la salida del comparador U3 a una entrada D de datos de un segundo flip-flop U4 tipo D. El flip-flop U2 tipo D está cronometrado con la señal de salida PULSN del segundo circuito generador de impulsos A3, y el flip-flop U4 tipo D con la señal de salida PULSP del primer circuito generador de impulsos A2 (cronometrando en el borde de descenso del impulso). Las salidas de los flip-flops tipo D (señales VALP y VALN) se conectan a la sección digital.
Los circuitos generadores de impulsos son similares al mostrado en la Figura 8, que comprende una puerta "Y" 81, a cuya segunda entrada se conecta directamente la señal. A la segunda entrada, la señal se conecta a través de un circuito de retardo inversor 82. de ese modo, el circuito genera, en el borde ascendente de la señal de entrada SIGN, un impulso cuya duración viene determinada por el retardo \tau del circuito de retardo. En esta solución ejemplar, los circuitos A2 y A3 proporcionan un impulso de 5 \mus de duración, y el circuito A1 un impulso de 1 \mus de duración.
A continuación se describe con más detalle el funcionamiento de la sección analógica, adicionalmente a la Figura 7 a, con referencia a la Figura 9 que ilustra la señal transmitida por la unidad de control, y las señales a generar a partir de ella en la sección analógica.
La interpretación de la señal entrante se lleva a cabo separadamente para cada semiciclo. Por medio de un comparador U7 que compara las señales de entrada diferencialmente, y las proporciona una histéresis, se forma una señal de reloj COMP., cuya señal se enclava en la frecuencia y la fase de la portadora y tiene un desplazamiento de fase con respecto a la portadora, cuyo desplazamiento corresponde a la histéresis. En los bordes ascendentes de la señal COMP.. se generan los impulsos PULSP, y en los bordes descendentes los impulsos PULSN. Estas señales se combinan en el circuito "O" U6 a la señal U9, que tiene un impulso de 5 \mus de duración después de cada borde de la señal de salida COMP. del comparador U7.
Antes de que exista un punto transitorio (borde ascendente o descendente) en la señal de salida COMPP del comparador que examina la polaridad de la señal, los interruptores S1 y S2 están en la posición mostrada por la Figura 7a, por lo que la corriente que pasa por las resistencias R1 y R2 carga el condensador de medida C1. La polaridad de la carga (tensión) depende de la polaridad de la señal, y la cantidad de carga es proporcional al área de la curva de señal formada por la tensión de medio ciclo (la energía del semiciclo) y a la constante de tiempo (R1 + R2)*C1. Durante los semiciclos de alimentación de energía eléctrica, la cantidad de la carga (es decir, el área de la tensión cargada en el condensador) es siempre la misma en magnitud, y la polaridad de la carga es la contraria comparada con la carga generada durante los semiciclos del lado de señal. El área de la curva de tensión formada durante los semiciclos del lado de señal (y por tanto la tensión del condensador) varía de acuerdo con si se han enviado datos "1" o datos "0". El área (la tensión del condensador) es grande cuando los datos son "0", y pequeña cuando los datos son "1".
Cuando se produce un punto transitorio (borde ascendente o descendente) en la señal de salida del comparador U7, los interruptores S1 y S2 giran a la posición contraria controlados por la señal U9. Entonces, el segundo terminal del condensador se conecta a una tensión fija de +5V. El comparador U1 compara la tensión del segundo terminal con una tensión de referencia de +6V, y el comparador U3 con una tensión de referencia de + 4V (es decir, los comparadores comparan si la tensión cargada en el condensador está por encima o por debajo de \pm 1 V). A los comparadores U1 y U3 se les tolera un ajuste de tiempo de 5 \mus (la duración del impulso de la señal U9), después de lo cual sus señales de salida se cronometran adicionalmente en los bordes descendentes de los impulsos de las señales PULSN y PULSP a través de los flip-flops tipo D a la sección digital para su tratamiento adicional. A continuación, los interruptores S1 y S2 vuelven otra vez al condensador C1 a la posición de medida para la duración del semiciclo siguiente. Sin embargo, antes de eso, el condensador C1 se descarga con un impulso corto obtenido del circuito A1, cuyo impulso vuelve al interruptor S1 a la posición cerrada para el tiempo de 1 \mus.
La interpretación de los estados actuales de las señales de salida en los momentos de cronometraje se realiza de acuerdo con la tabla siguiente.
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La información sobre la polaridad positiva y negativa (medio ciclo) se obtiene directamente de la salida del comparador U7 (señal COMP.). Por ejemplo, polaridad negativa/estado "0" indica un semiciclo negativo, y recepción de datos "0" durante el semiciclo anterior.
Como los estados de carga de la misma magnitud se obtienen continuamente al condensador C1 durante los semiciclos negativos (cuya forma no varía), la señal VALN permanece en cero todo el tiempo (véase Figura 9). En su lugar, el estado de la señal VALP varía de acuerdo con si se están recibiendo datos "1" o datos "0". La sección digital deduce después de esto que se transfieren datos durante el semiciclo positivo, porque la señal correspondiente a ello varía, mientras que la señal correspondiente al semiciclo negativo permanece en el mismo estado todo el tiempo. Como resultado, se pueden extraer datos de la señal recibida.
Mediante el uso de un condensador C1 conectado a un cable doble de la manera mostrada anteriormente en la interpretación de datos, comparando la tensión cargada sobre dicho condensador por medio de dos comparadores con dos valores de referencia diferentes, se puede realizar la interpretación de un modo muy sencillo. Por medio del condensador C1, de los interruptores S1-S2 y de las resistencias R1-R2, es posible realizar, a saber, la integración, la toma de muestras y la amplificación diferencial. La integración se realiza cuando el condensador C1 se carga a través de las resistencias R1 y R2, la toma de muestras se realiza cuando los interruptores S1 y S2 se giran a la posición contraria, y una vez que los interruptores S1 y S2 se han girado a la posición contraria, se determina un valor diferencial a partir de la señal a medir. Adicionalmente, se obtiene un aislamiento galvánico con los interruptores. Siempre que la información a transmitir tenga más de dos niveles, la comparación se realiza con más de dos valores de referencia.
En la señal de portadora, la amplitud (3 voltios en este ejemplo) del lado de alimentación de energía eléctrica (semiciclo negativo) es ligeramente mayor que la amplitud del lado de datos (semiciclo positivo), por lo que la alimentación de energía se toma de los semiciclos de la derecha antes de la identificación de la polaridad (es decir, antes de la sincronización del nodo), también. Una vez que la sección digital ha concluido en qué lado está transmitiendo datos la unidad de control, el nodo se sincroniza con los datos transmitidos, por lo que la sección digital empieza a controlar la alimentación de energía eléctrica con la señal ENERGÍA DESCONECTADA, mediante el giro del interruptor S5 a la posición cerrada por la duración de cada semiciclo negativo y girándolo a la posición abierta por la duración de los semiciclos positivos.
La transmisión de datos (transmisión de datos "1") desde el nodo a la unidad de control tiene lugar por medio de impulsos de intensidad de corriente, de tal manera que la sección digital controla al interruptor S4 con la señal ENVIAR DATOS durante el semiciclo positivo de la ranura de tiempo correspondiente a la dirección del nodo, por lo que las resistencias R3 y R4 están conectadas entre los terminales A y B. Como la alimentación de energía eléctrica tiene lugar solamente durante los semiciclos negativos, no se producen variaciones en la intensidad de la corriente durante los semiciclos positivos, por lo que la unidad de control es capaz de distinguir la carga de corriente obtenida por el nodo en la barra colectora dentro de la ranura de tiempo en cuestión. De ese modo, es posible transmitir datos en la misma ranura de tiempo a las dos direcciones.
La Figura 7b es un diagrama de bloques que ilustra una sección digital 70, que muestra las funciones de la sección digital. La sección digital no se describe detalladamente en la presente memoria, porque no está relacionada con el invento actual, y a los expertos en la técnica les resultará fácil implementar las funciones requeridas de la sección digital. Una unidad 71 de interfaz de barra colectora actúa como la interfaz contra la sección analógica (y barra colectora SB), tratando con la detección de la alineación de tramo, vigilancia y cuenta de la alineación de tramo, recogida de los datos entrantes e identificación de la polaridad de la señal entrante. Estas tareas se pueden llevar a cabo también en la sección analógica. Una unidad 72 de interfaz de aplicación actúa como una interfaz contra el usuario, tratando con la conexión del nodo al mundo exterior. En esta sección, se realiza la separación de datos (por ejemplo, los datos de control de los LED) llegados de la barra colectora, y la separación de la información de interruptor o de los datos que vienen del exterior. (La información de interruptor puede venir, por ejemplo, de los interruptores 15b, y la información de datos de uno de los dispositivos operativos que generan datos). En una unidad 73 de comprobación de datos, se realiza la comprobación de los datos llegados y la filtración de interferencias. (Esta unidad comprueba que los datos permanecen invariables durante ocho tramos sucesivos). La unidad de comprobación recibe del contador de tramos de la unidad de interfaz de barra colectora la información sobre la fase del tramo, a partir de cuya información descodifica la dirección, por lo que es capaz de leer datos en su propia dirección. Un intérprete 74 de órdenes de ejecución interpreta las órdenes de ejecución recibidas de la barra colectora (en su mayor parte las órdenes de ejecución enviadas a lo largo de los canales de mantenimiento), y maneja la implementación de las órdenes de ejecución. Una unidad 75 de interfaz de memoria de dirección comprende las máquinas de secuencia que leen la dirección de los nodos de una memoria 76 de nodos, y escriben la dirección de los nodos a la memoria de nodos. En la práctica, es ventajoso implementar la sección digital en la forma de un circuito integrado de aplicación específica (en adelante circuito ASIC).
A continuación se describe la gestión de la red de área local del invento.
Una vez que se han instalado la unidad de control, la barra colectora cableada con el par trenzado y los nodos, se empieza la configuración del sistema asegurando en primer lugar que la dirección individual de cada dispositivo operativo es cero. A continuación, a todos los dispositivos operativos se les asignan direcciones individuales. En la tercera fase, se informa a la unidad de control sobre qué dispositivo operativo controla a qué otro dispositivo operativo, y cómo. Estas configuraciones se realizan mediante la utilización de un pulsador situado en cada dispositivo operativo (15, 15b, ó 56), así como del teclado y de la pantalla de la unidad de control.
La función de reconfiguración de la dirección individual se puede dirigir conjuntamente para todos los dispositivos operativos, o bien se puede concentrar de manera que solamente controle un dispositivo operativo.
Tras reconfigurar un dispositivo operativo específico, la unidad de control pregunta la dirección del dispositivo que se va a reconfigurar, y lo reconfigura. Si el usuario no conoce la dirección, se la puede pedir a la unidad de control, que solicita al usuario que apriete el pulsador del dispositivo operativo en cuestión, después de lo cual la unidad de control presenta la dirección en su pantalla.
Después de reconfigurar todas las direcciones, la unidad de control comprueba su funcionamiento a partir del usuario, tras lo cual reconfigura todas las direcciones no reconfiguradas que haya encontrado.
Después de reconfigurar las direcciones, la unidad de control envía cada vez a todos los dispositivos operativos un código de control 1101 en los canales de mantenimiento 1...4 durante ocho por ocho períodos de tramo (es decir, 64 períodos de tramo), y simultáneamente la dirección de ocho bits (ocho veces) del dispositivo operativo a configurar a lo largo del canal 5 de mantenimiento, (debido a un margen suficiente de interferencia, la misma información se envía ocho veces consecutivamente).
La unidad de control es capaz de encontrar dispositivos operativos no registrados mediante el envío de un código 1100 "devolver datos enviados", mediante lo cual, como los datos "1" se transmiten en todas las ranuras de tiempo correspondientes a los dispositivos operativos, todos los nodos cuya dirección individual no sea igual a cero contestan volviendo a transmitir los datos "1".
La unidad de control puede también mantener continuamente un registro de los nodos comprendidos en la red, para que al usuario se le pueda enviar una alarma de una desaparición anormal de un nodo.
La programación de las direcciones se inicia dando órdenes a la unidad de control por medio de su teclado al estado de programación, por lo cual la unidad de control comienza a enviar un código 1110 a los dispositivos operativos. Luego, la unidad de control toma de las direcciones libres la dirección más pequeña, que el usuario puede cambiar si lo desea. A continuación, el usuario aprieta el pulsador del dispositivo operativo para el que desea la dirección en cuestión. La información pulsada se transmite a lo largo del canal 3 de mantenimiento (porque el nodo no tiene todavía una ranura de tiempo individual en el tramo) a la unidad de control. Cuando la unidad de control detecta que los datos comienzan a llegar a lo largo del canal 3 de mantenimiento, cambia a un código 1111 de orden de ejecución, y envía a lo largo del canal 5 de mantenimiento un código de dirección de 8 bits durante períodos de tramo de 8X8, cuyo código de dirección se convierte en válido inmediatamente después de la comprobación de validez realizada en el nodo. Después de esto, los datos enviados por el usuario por medio del pulsador aparecen en la ranura de tiempo determinada por el código de dirección, tras lo cual la unidad de control puede comprobarlo inmediatamente y a continuación volver al estado básico de programación (código 1110), encendiendo simultáneamente la luz del dispositivo operativo en cuestión (el LED 15 a o la lámpara 51 ó 57). Esto es una señal para el usuario de que el dispositivo operativo en cuestión ha recibido una dirección individual, y se puede soltar el pulsador. Esta secuencia tiene lugar en aproximadamente un segundo. Con tal que el siguiente dispositivo operativo a programar tenga la dirección siguiente libre como su dirección individual, el usuario solamente tiene que apretar el pulsador de dicho dispositivo operativo y esperar durante el segundo antes mencionado hasta que se encienda la luz. Estos procedimientos se continúan hasta que todos los dispositivos operativos hayan recibido una dirección individual, tras lo cual el estado de programación se cancela dando la orden de ejecución correspondiente a la unidad de control desde su teclado.
La última etapa desde el punto de vista de la configuración es la vinculación, es decir, la especificación, en la que el usuario informa a la unidad de control sobre qué dispositivo operativo controla a qué otro dispositivo operativo.
El punto de partida es el hecho de que el pulsador individual de cada dispositivo operativo controla al menos al dispositivo operativo en cuestión. Por ejemplo, el pulsador de una lámpara estándar siempre controla a dicha lámpara estándar, pero la información proporcionada en la especificación indica si el pulsador de la lámpara estándar controla también a otro dispositivo operativo.
La vinculación entre dos dispositivos operativos se realiza de la forma más sencilla de tal manera que el usuario manda a la unidad de control en el estado de conexión dando la orden de ejecución correspondiente desde el teclado de la unidad de control, como resultado de lo cual la unidad de control empieza a transmitir un código 1011 del estado de conexión en los canales de mantenimiento 1...4. A continuación, la unidad de control solicita al usuario que apriete los pulsadores de los dispositivos operativos que se van a combinar. Una vez que el usuario haya apretado los pulsadores de todos los dispositivos operativos a combinar (por ejemplo, 6 pulsadores dotados de iluminación posterior, y dos luces de techo), el usuario vuelve a la unidad de control y da una orden de aceptación desde su teclado. Después de esto, cuando se aprieta el pulsador de cualquier dispositivo perteneciente al grupo combinado, todos los dispositivos operativos del grupo cambian su estado.
Debe hacerse notar además que el sistema no hace distinción entre los tipos de dispositivos operativos, en otras palabras, una luz (Figura 5b) (o su pulsador) situada en el techo podría configurarse igualmente bien para controlar la luz posterior de un pulsador (Figura 5 a) situada en la pared aunque solamente es sensible la manera de control contraria.
Un dispositivo operativo se puede separar del grupo dando una orden de ejecución correspondiente desde el teclado, tras lo cual la unidad de control comienza a enviar un código 1001 indicando esta operación. A continuación, el usuario aprieta el pulsador del dispositivo operativo cuyas combinaciones se van a liberar. Después de esto, el usuario acepta la liberación desde la unidad de control, tras lo cual es válida la separación.
Existe una orden de ejecución independiente para liberar a todo el grupo. Cuando el usuario, después de dar su orden de ejecución, aprieta el pulsador de cualquiera de los dispositivos operativos y acepta la liberación desde la unidad de control, la unidad de control retirará todas las vinculaciones de este grupo.
Como resumen de lo anterior, la tabla siguiente muestra los canales de control pertenecientes a la gestión del sistema. En la última tabla se muestran los códigos de cuatro bits a enviar a través de los canales de mantenimiento 1 a 4. Las direcciones de transmisión y recepción se ven desde el punto de vista de la unidad de control. En la última tabla, un canal de respuesta refiere al número del canal de mantenimiento.
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Por medio de la disposición anteriormente descrita, es posible definir, por ejemplo, solamente una función de interruptor desconectado para un pulsador determinado. En otras palabras, con una pulsación del pulsador es posible apagar (pero no encender) puntos de luz específicos. En este caso, la unidad de control transmite de ese modo adicionalmente la información suministrada desde el pulsador, dependiendo de cuál es el estado de conmutación de los dispositivos operativos vinculados al pulsador. A este respecto, el sistema del invento difiere también claramente de las soluciones convencionales.
Aunque se ha descrito anteriormente el invento con referencia a los ejemplos representados en los dibujos adjuntos, es obvio que la descripción del invento no tiene carácter limitativo, sino que se puede modificar dentro de la idea inventora especificada anteriormente y en las reivindicaciones adjuntas. Aunque la disposición de red de área local del invento se ha descrito anteriormente por medio de un sistema de puntos de luz, los usos varían en un número de modos. Similarmente, pueden variar realizaciones más detalladas y principios de funcionamiento sin desviarse del alcance del invento. La información a transmitir puede tener, según ya se ha mencionado en lo anteriormente expuesto, más de dos niveles, aunque es cierto que los nodos se hacen ligeramente más complejos de este modo. La forma básica de la señal portadora también puede variar, por ejemplo, se puede usar una onda cuadrada en lugar de una onda sinusoidal.

Claims (11)

1. Una disposición de red de área local para realizar un sistema de control, que comprende:
-
una barra colectora (SB) de baja tensión compuesta de un cable en pares (32) que funciona como un camino común de transmisión de la red,
-
una pluralidad de unidades de conexión (61) conectadas a la barra colectora para conectar dispositivos operativos (15) que se van a controlar a la red por medio de ellas,
-
una unidad de control (11) común a los dispositivos operativos, conectada a la barra colectora para controlar los dispositivos operativos, por lo que se transmiten datos en la red tanto desde la unidad de control a las unidades de conexión, como desde las unidades de conexión a la unidad de control, caracterizada porque la unidad de control (11) está destinada a transmitir a la barra colectora una señal de onda portadora a baja tensión y a frecuencia constante, por lo cual
un número predeterminado de ciclos de la señal de onda portadora compone un tramo de transmisión (FR), teniendo cada unidad de conexión (61) de la red un ciclo correspondiente en el tramo,
la disposición de red de área local comprende medios destinados a usar al menos parte de los ciclos del tramo de transmisión (FR) para transmitir datos a una unidad de conexión determinada (61) durante una mitad del ciclo, y la otra mitad para transmitir alimentación de energía eléctrica a todas las unidades de conexión (61),
y las unidades de conexión (61) están provistas de medios (S5) para eliminar sustancialmente las variaciones en la intensidad de la corriente extraída a través de la barra colectora (SB) de baja tensión durante los ciclos del tramo de transmisión (TR) que se usen para transmitir datos.
2. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 1, caracterizada porque la señal de portadora es sustancialmente sinusoidal.
3. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 1, caracterizada porque comprende medios destinados a transmitir datos desde las unidades de conexión (61) a la dirección de la unidad de control (11) durante el medio ciclo correspondiente a la unidad de conexión, cuyo medio ciclo está destinado para la transmisión de datos en la dirección contraria de transmisión.
4. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 1, caracterizada porque comprende medios destinados a transmitir datos a las unidades de conexión (61) en forma de información de energía indicada por el área formada por la forma de onda de la señal de portadora.
5. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 3, caracterizada porque cada unidad de conexión (61) comprende un condensador (C1) y medios para usar el condensador para la interpretación de datos, cuyo condensador está dotado de medios de interruptor (S1, S2) para conectar sus terminales entre unas posiciones a y b de tal manera que en la posición a, el condensador esté conectado al cable en pares (32), y en la posición b el condensador esté conectado a medios de referencia (U1, U2), para comparar la tensión cargada en el condensador en la posición a con valores de referencia predeterminados.
6. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 3, caracterizada porque comprende medios destinados a transmitir datos desde la unidad de conexión (61) a la dirección de la unidad de control (11) en forma de información de intensidad de corriente.
7. Una disposición de red según se ha reivindicado en la reivindicación 6, caracterizada porque comprende medios destinados a suministrar la información de intensidad de corriente mediante la conexión de una carga resistiva (R3, R4) en las unidades de conexión (61) entre los hilos del cable en pares.
8. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 1, caracterizada porque la amplitud de la señal de portadora es mayor durante los semiciclos destinados para alimentación de energía que durante los ciclos destinados para transmisión de datos.
9. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 1, caracterizada porque los datos enviados tanto desde la unidad de control (11) como desde la unidad de conexión (61) representan solamente un bit, "0" ó "1", durante cada período de tramo.
10. Una disposición de red para el control de alimentación de energía de la red eléctrica de un inmueble según se ha reivindicado en la reivindicación 9, que comprende un dispositivo operativo de un primer tipo y un dispositivo operativo de un segundo tipo, por lo cual un bit transmitido durante un período de tramo representa información de interruptor CONECTADO/DESCONECTADO, caracterizada porque la unidad de control (11) está destinada a enviar información de interruptor en varios ciclos del tramo, por lo cual dicha información de interruptor es representativa de:
en parte de los ciclos, información de interruptor para conectar o desconectar la tensión de línea del dispositivo operativo (50 a, 50b) del primer tipo, relacionado con un ciclo particular, y
en otra parte de los ciclos, información de interruptor para informar a un usuario a través del dispositivo operativo (15) del segundo tipo, relacionado con el ciclo, si la energía de la red eléctrica está conectada o no al dispositivo operativo (50 a, 50b) del primer tipo, relacionado con dicho segundo dispositivo operativo.
11. Una disposición de red como se ha reivindicado en la reivindicación 10, caracterizada porque tanto el dispositivo operativo del primer tipo como el dispositivo operativo del segundo tipo comprenden un componente óptico (15 a, 55) para transmitir la información de interruptor, por lo cual dicho componente óptico está destinado a funcionar en el dispositivo operativo del primer tipo (50 a, 50b) como un opto-aislador entre la tensión de línea y una unidad de conexión (61), y en el dispositivo operativo (15) del segundo tipo como una señal luminosa visible al usuario.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0858174A3 (de) * 1997-02-11 2002-09-04 Philips Patentverwaltung GmbH Verfahren und System zum Ubertragen von Daten und Energie
US6157952A (en) * 1997-08-20 2000-12-05 Keri Systems, Inc. Method and apparatus for networked access control
AUPP229398A0 (en) * 1998-03-11 1998-04-09 Ampcontrol Pty Ltd Two wire communicaton system
WO1999053627A1 (en) 1998-04-10 1999-10-21 Chrimar Systems, Inc. Doing Business As Cms Technologies System for communicating with electronic equipment on a network
US6751688B1 (en) * 2000-02-17 2004-06-15 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus for safe CT scanner button presses
US6570493B1 (en) 2000-05-03 2003-05-27 Eliahu Lames Method and apparatus for operating an electrical device
GB0015559D0 (en) * 2000-06-27 2000-08-16 Oxley Dev Co Ltd Device controller and control arrangement
US6734784B1 (en) * 2000-09-06 2004-05-11 Marshall E. Lester Zero crossing based powerline pulse position modulated communication system
WO2002046850A1 (en) * 2000-12-06 2002-06-13 Niels Skov Veng Controlling a processing plant comprising one or more objects
CA2386053A1 (en) * 2001-05-14 2002-11-14 Sean C. Carroll Method and apparatus for communication in an environment having repetive noise
EP1271799A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-02 "VLAAMSE INSTELLING VOOR TECHNOLOGISCH ONDERZOEK", afgekort "V.I.T.O." Method and devices for controlling loads on an electrical power supply
US7316358B2 (en) * 2002-03-18 2008-01-08 Precision Dynamics Corporation Identification band with adhesively attached coupling elements
US6956463B2 (en) * 2002-10-02 2005-10-18 Carrier Corporation Method and apparatus for providing both power and communication over two wires between multiple low voltage AC devices
FI20040718A7 (fi) * 2004-05-25 2005-11-26 Orbis Oy Järjestelmä tilastollisen prosessinohjauksen toteuttamiseksi rationaalisesti
US20060009170A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Xg Technology, Llc Numerical control of sideband energy and modulation compression method for the radio frequency transmission of high speed data
FI117071B (fi) * 2004-11-09 2006-05-31 Orbis Oy Kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelmä itsenäistä kohdetta varten
US9781071B2 (en) * 2006-06-28 2017-10-03 Nokia Technologies Oy Method, apparatus and computer program product for providing automatic delivery of information to a terminal
US8294556B2 (en) 2007-04-17 2012-10-23 Powerline Control Systems, Inc. Powerline control system and method
RU2423007C1 (ru) * 2007-07-04 2011-06-27 Эирбус Операсьон Гмбх Детерминированная коммуникационная система
DE102010052661B3 (de) * 2010-11-26 2012-02-09 Abb Ag Kommunikationssystem zur Steuerung von elektrischen Lasten
DE102010063992A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Tridonic Gmbh & Co. Kg Auswertung der Versorgungsspannung von Betriebsgeräten für Leuchtmittel
GB2536907A (en) * 2015-03-30 2016-10-05 Lighting And Illumination Tech Experience Ltd Controlling power to a load with signals along a power line
CN108964715B (zh) * 2018-07-25 2021-06-29 北京智芯微电子科技有限公司 降低电力线载波通信辐射干扰的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131882A (en) * 1975-12-29 1978-12-26 Clemar Manufacturing Corporation Digital two-wire irrigation control system with feedback
AU504427B2 (en) * 1976-01-16 1979-10-11 Arthur D. Little, Inc. Communications over electric powerlines
GB1600056A (en) * 1978-03-14 1981-10-14 Texas Instruments Ltd Communication via an electricity supply main
DK146108C (da) * 1978-11-13 1983-11-21 Medibit A S Fremgangsmaade til overfoering af information samt anlaeg til udoevelse af fremgangsmaaden
DE3064877D1 (en) * 1979-04-12 1983-10-27 Light Regulation Handel Apparatus for transmitting information on an alternating current line
US4558316A (en) * 1980-04-10 1985-12-10 Yong Fui K Electrical supervisory control and data acquisition system
ATE14055T1 (de) * 1980-04-28 1985-07-15 Paul Rouet Verfahren und anlage zur nachrichten- und steueruebertragung auf ein versorgungsnetz fuer wechselstrom.
CA1194957A (en) * 1981-09-14 1985-10-08 Hitoshi Fukagawa Data transmission system utilizing power line
US4535401A (en) * 1982-06-30 1985-08-13 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for providing power from master controller to subcontrollers and data communication therebetween
SE457176B (sv) * 1986-04-07 1988-12-05 Electrolux Ab Lokalt system foer oevervakning och styrning av i ett hem foerekommande apparater, larmanordningar o d
DE3856039T2 (de) * 1987-12-29 1998-01-29 Hitachi Chemical Co Ltd System zum gleichzeitigen Senden und Empfangen von Daten und elektrischer Energie
NL9100926A (nl) * 1991-05-29 1992-12-16 Nederland Ptt Bussysteem, in het bijzonder voor huis- of klein-zakelijk gebruik.
SE469959B (sv) * 1992-03-06 1993-10-11 Electrolux Ab Anordning för överföring av styrkommandon i en med växelström driven apparat eller maskin
FR2701776B1 (fr) * 1993-02-18 1995-04-21 Euro Cp Sarl Procédés d'attribution d'adresse de sous-réseau, ainsi qu'installation, dispositif de déclaration d'isolement et unité fonctionnelle pour leur mise en Óoeuvre.

Also Published As

Publication number Publication date
FI97587B (fi) 1996-09-30
DE69533925D1 (de) 2005-02-17
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FI97587C (fi) 1997-01-10

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