Brevet FR2262838A1 — publié le 19750926

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux installations de surveillance de zones équipées de détecteurs. On cornas déjà des installations de ce genre qui comportent d'une part, une unité centrale de surveillance, et d'autre part, des équipements associés aux diverses zones à surveiller et quianprennent respectivement un ou plusieurs détecteurs dont la caractéristique commune est d'ouvrir un circuit électrique lorsque le phénomène, pour la surveillance desquels ils ont été conçus, se manifeste. Ces détecteurs peuvent être adaptés à la surveillance d'une variation de température, d'humidité, de l'apparition de fumées, de rayonnements, de gaz nocifs, à la protection de locaux, de vitrines, et d'une manière générale, à toute variation d'une grandeur physique pour laquelle un transducteur existe. L'unité centrale de surveillance est reliée aux zones surveillées par des lignes téléphoniques ordinaires à deux fils, à raison d'une ligne par zone. La longueur de ces lignes peut être comprise entre quelques mètres et quatre kilomètres environ. Les défauts qui peuvent se manifester sur une ligne téléphonique sont les suivants : coupure de la ligne, boucle résistante ou non entre les deux fils et terre sur un ou deux fils. Ces défauts doivent être signalés à l'unité centrale de surveillance afin de permettre dly remédier. Les installations de surveillance connues jusqu'à ce jour font appel essentel lement à des relais électromagnétiques et présentent de ce fait des inconvénients par suite de leur faible fiabilité, de leur encombrement relativement important et de la grande quantité d'énergie consommée. La présente invention vise essentiellement à remédier à ces inconvénients en procurant une installation dans laquelle les relais électromagnétiques sont pratiquement totalement supprimés et réduits aux seuls relais exigés par les normes, ces relais étant remplacés par des semi-conducteurs. A cet effet, cette installation de surveillance de zones équipées de détecteurs comprenant une unité centrale de surveillance et de signalisation des alarmes et défauts en provenance des zones surveillées, comportant d'une part des organes communs à toutes les zones et, d'autre part, des équipements individuels associés respectivement aux différentes zones à surveiller et reliés à ces dernières par des lignes de zones bifilaires comprenant chacune au moins un détecteur ouvrant un circuit électrique lors de la détection d'un phénomène surveillé, est caractérisée en ce que chaque équipement de zone comporte un thyristor branché en permanence entre un générateur de signaux électriques périodiques, commun à tous les équipements de zone, et un organe alarme, et des moyens pour maintenir normalement, sur la gachette du thyristor, une tension inférieure au seuil d'amorçage du thyristor et pour élever cette ten sion au-dessus de ce seuil, en cas de boucle ou terre sur la ligne de zone, de manière à exciter périodiquement organe d'alarme et à signaler ainsi le défaut. Dans l'installation suivant l'invention, la coupure d'une ligne de zone se manifeste par l'allumage à feu fixe d'un voyant individuel associé à ladite zone, tandis qu'une boucle entre les deux fils de ligne ou une terre sur l'un ou les deux fils de ligne, se manifeste par un allumage de ce voyant à feu cadencé. Par ailleurs, dans tous les cas d'apparition de défauts, il se produit un allumage sélectif de voyants généraux et également un fonctionnement d'un avertisseur sonore. Llinstallation suivant l'invention offre l'avantage de présenter une grande fiabilité, un faible encombrement et de consommer peu d'énergie , gracie à ltemploi pratiquement exclusif de semi-conducteurs à la place de relais électromagnétiques. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécu tion de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma électrique d'un équipement d'une zone. La figure 2 est un schéma électrique des organes communs de 1 'unité centrale de surveillance. L'ensemble de l'installation suivant l'invention comprend un certain nombre d'équipements de zone dont le schéma est représenté sur la figure 1, ces équipements étant raccordés en parallèle par un ensemble de lignes omnibus /aux organes communs 1, 2, 3, 4,/ de l'unité centrale dont le schéma est représenté sur la figure Z. Cette unité centrale comprend un bloc d'alimentation composé d'un transforma teur TR dont l'enroulement primaire est branché sur le secteur et l'enroule- ment secondaire est connecté à un pont redresseur RD. I1 comporte en outre une batterie d'accumulateurs de secours AC dont le pôle positif, de même que le pôle positif de la tension redressée fournie par le pont RD, est mis à la terre. La tension redressée fournie par le pont RD, qui est )ommairement filtrée par un condensate CF, est légèrement supérieure/a la tension de la 48 v) batterie d'accumulateur AC/.Le Le pôle négatif du pont redresseur RD est relié à travers une diode D6 au pale moins d'alimentation des équipements, ce polie moins étant également relié à travers une diode D5 au pale moins de la batterie d'accumulateurs AC. Enfin, un stabilisateur de tension STR est relié au pale plus mis à la terre et délivre à sa sortie une tension positive stabilisée ST de 40 volts par exemple. On décrira plus loin le fonctionnement du bloc d'alimentation dans le cas d'une coupure de courant du secteur. On étudiera tout d'abord, en se référant à la figure 1, les circuits dtun équipement de surveillance d'une zone et leur fonctionnement. Chaque équipement de zone comprend un seul relais A , qui est imposé par les normes, tous les autres composants de l'équipement de zone étant des semi-conducteurs. Ce relais A est branché en série dans le circuit suivant : + ,-poussoir de mise en surveillance PMS, résistance RS, diode D8, - . Par conséquent, lorsque l'on agit temporairement sur le poussoir PMS, pour mettre ltéquipement associé à la zone en service, le relais A se ferme. Par ailleurs, l'équipement de zone comprend un ensemble de détecteurs de zones DE branchés en série et représentés schématiquement par des contacts normalement fermés, Les détecteurs individuels DEl DE2 DEn, sont branchés en série avec une résistance terminale RT sur le dernier détecteur DEn de la zone, cette résistance étant branchée entre les deux fils LZ1, LZ2 de la ligne de zone concernée.Les deux fils LZ1, LZ2, sont respectivement reliés à des intacts repos isl, is2, d'un bouton d'isolement de zone IS, Le contact repos isl est i'iéune diode D16 à la tension stabilisée + ST , tandis que le contact repos is2 est connecté, à travers un contact de travail al du relais A et une résistance R 1, à un point de jonction X relié au relais A, De ce fait, lorsque lton relâche le bouton poussoir PMS, le relais A se maintient par le cirait suivant : + ST, diode D16, contact isl au repos, fil LZ1, détecteurs de zones DEl, DE2 DEn, résistance RT, fil de zone LZ2, contact is2 au repos, contact al fermé, résistance R1, relais A, -. Le relais A comporte un autre contact de repos a2 branché entre le pôle moins et les cathodes de deux diodes D11 et D12 dont les anodes sont respec tivemént reliées à la ligne omnibus 3 et à une paire de voyants individuels de zone L;A, LB, reliés par ailleurs au pôle plus. Ces voyants sont donc éteints et l'équipement est'en position de veille. Le fonctionnement d'un détecteur de zone quelconque, ctest-à~dire ture de son contact , a pour effet d'ouvrir le circuit de maintien du relais A si bien que ce dernier retombe et provoque la fermeture du contact a2. A ce moment, les deux voyants individuels de zone LA et LB qui sont en dérivation pour des raisons de sécurité , s'allument à feu fixe par le circuit suivant: + , voyant LA-LB, diode Dîz, contact aZ fermé pole Dans l'unité centrale (figure 2), la ligne 3 est reliée d'une part à un voyant général d'alarme L1 et, d'autre part, à la cathode d'une diode D2 dont 1' anode est reliée, à travers un contact de repos ca d'un relais CA, à un avertis seur sonore AV connecté au pôle + Par conséquent, la retombée du relais A , c'est-à-dire la fermeture du contact a2, entraine l'allumage à feu fixe du voyant général d'alarme L1 par le circuit suivant: pôle + , voyant L1 et ligne 3 reliée au pôle - par la diode D11 et le contact a2.Par ailleurs, l'avertisseur sonore AV est mis en fonctionnement par le circuit: pôle + , avertisseur AV, contact ca fermé, di-ode D2 et ligne 3 reliée au pôle On décrira maintenant la façon dont s'effectue la détection dlun défaut de ligne (boucle ou terre). Lorsque ltéquipement de surveillance d'une zone est en état de veille, il existe une tension positive au point de jonction X relié au relais A. Cette tension dépend de la tension stabilisée au point + ST et de la résistance des différents éléments du circuit (RT, ligne, R1 et relais A qui est branché en dérivation avec une résistance R2 et un potentiomètre POT). Sur le curseur dll potentiomètre POT, on dispose d'une tension positive qui est fonction de la position de ce curseur. Ce curseur est relié, d'une part, au pôle moins, à travers une résistance à coefficient de température négatif CTN et, d'autre part, à la base d'un transistor TRA, à travers une résistance R3. La base de ce transistor est reliée au pôle moins à travers un condensateur Cl.Le czillec- teur de ce transistor est connecté au pôle + ST à travers une résistance R4, tandis que son collecteur est relié à une résistance R5 et un condensateur C3 connectés en parallèle au pôle moins, ainsi qu'à la gâchette d'un thyristor THA. L'anode du thyristor THA est reliée à la cathode d'une diode D13 dont l'anode est connectée à celle de la diode D12 et au voyant individuel de zone LA, LB, tandis que la cathode du thyristor est reliée à la ligne omnibus 1 à travers une diode D15 L'anode du thyristor THA est également reliée à la ligne omnibus 2, à travers une diode D14. Ainsi, la tension positive présente sur le curseur du potentiomètre POT et qui est réglable en fonction de la position de ce curseur, est appliquée à la base dri transistor TRA qui est utilisé en collecteur commun, c'est-à-dire en amplificateur de courant. Le condensateur Cl en dérivation sur la base du transistor est destiné à intégrer les bruits qui pourraient être recueuillis sur les circuits extérieurs. Une tension continue, fonction du courant de base du transistor TRA, se retrouve sur l'émetteur de ce transistor et, par conséquent sur la gâchette du thyri stor THA. La ligne omnibus 1 est connectée, dans l'unité centrale ( figure Z),au pôle négatif, à travers un générateur de cadence CAD. Sur ce générateur de cadence le découpage de la tension est symétrique et la cadence est de 500 millisecondes environ. Par ailleurs, l'anode du thyristor THA est reliée, à travers la diode D14, à la ligne omnibus 2 qui est connectée, d'une part, à un voyant général de boucle ou de terre LZ relié au pôle positif de la source, et d'autre part, à travers une diode Dl, au contact ca et à l'avertisseur AV. Par conséquent, la tension de la source d'alimentation (environ 50 volts entre les piles + et - ) est appliquée à la cadence fournie par le générateur de cadence CAD entre l'anode et la cathode du thyristor THA. Le curseur du potentiomètre POT est réglé de telle façon que normalement la tension présente à l'émetteur du transistor TRA soit inférieure à la tension d'amorçage du thyristor THA. Dans le cas d'une boucle entre les fils LZl, LZ2 de la ligne de zone, la tension au ointurse au-dessus de la valeur normale et, par conséquent la tension potentiomètre POT s'élève également. Le courant émetteur-base du transistor TRA croit et la tension s'élève aux bornes de la résistance R5. Lorsque cette tension dépasse le seuil d'amorçage du thyristor THA, ce dernier devient conducteur et le voyant individuel de zone LA, LB s'allume à feu cadencé par le circuit suivant : + , voyant individuel LA,LB, diode D13, thyristor THA, diode D15, ligne omnibus 1, générateur de cadence CAD, A chaque coupure de courant par le générateur de cadence CAD, le thyristor THA se désamorce mais il se réamorce à la période suivante, si les conditions d'amorçage sont remplies, ctest-à-dire si une tension dépassant le seuil d'amorçage est appliquée à la gâchette. Cette condition est remplie tant que la boucle anormale qui existe entre les fils de ligne LZ1, LZ2 est suffisante pour maintenir le point X à une tension supérieure à celle qui existe à l'état de veille. Parallèlement à l'allumage du voyant irdividuel de zone LA-LB, le voyant général de dérangement L2 de l'unité centrale s'allume également à feu cadencé par le circuit : + , voyant LZ, ligne omnibus 2, diode D14, thyris tor THA, diode D15 > ligne omnibus 1, générateur de cadence CAD, - L'avertisseur sonore fonctionne également par intermittence parce même circuit auquel il est raccordé. à travers le contact ca et la diode D1. Le rôle du condensateur C3 branché en parallèle sur la résistance R5 est d'éliminer les élévations transitoires de tension dues aux parasites. Le pôle positif de la source d'alimentation étant relié à la terre, en amont du stabilisateur de tension STR, et les lignes de zones LZ1, LZ2, étant alimentées par la tension ST (40 volts), en aval de ce stabilisateur, il existe entre la terre et ces lignes une différence de potentiel d'environ 10 volts. Dans le cas d'une réunion accidentelle de ces deux lignes avec la terre, la tension au point X s'élève et le dérangement est détecté par le meme proches~ sus que celui assurant la détection d'une boucle entre les fils LZl et LZ2. Le rôle de la diode D6 est d'éviter le court-circuit du stabilisateur de tension STR dans le cas d'une terre franche sur le fil de ligne LZ1. La rési stance à coefficient de température négatif CTN a pour rôle d'éviter la dérive du seuil de déclenchement du thyristor THA. En effet, dans le cas d'une élévation de température, la valeur de la résistance CTN diminue et la tension appliquée à la base du transistor TRA diminue également. Comme on l'a vu précédemment, une zone quelconque peut etre isolée au moyen du bouton d'isolement bistable IS. Au repos, la ligne de zone LZ1, LZ2, est reliée à sonéquipement. Par contre, au travail I'équipement est relié à une résistsnceéquivalente à celle de la zone, cette résistance RE étant branchée entre les contacts isl et is2, en position de travail. Le bouton d'isolement IS agit sur un troisième contact is3 qui, au travail, met en série, entre les pales de la source, une résistance RL et une diode électroluminescente LED qui s'éclaire alors et indique l'isolement de la zone. Dans le cas d'une alarme ou d'une boucle ou terre sur une ligne de zone, il est possible d'isoler l'avertisseur AV par la manoeuvre fugitive d'un commuta- teur CAV. Ce commutateur , normalement ouvert, est branché entre le pôle + et une résistance R13 reliée d'une part au pôle moins à travers une résistance R12 et un condensateur Cîl en parallèle, et d'autre part, à la gâchette d'un thyristor THB dont le circuit anode-cathode est branché en série avec le relais GA. La cathode du thyristor THB est reliée au collecteur d'un transistor TRB dont l'émetteur est connecté au pôle moins et la base est reliée à la ligne omnibus 4 à travers une résistance R14.Cette ligne omnibus est connectée, d'une part au pôle plus à travers une résistance Rîl et d'autre part an moins à travers un interrupteur SA.Dans chaque équipement de zone, 3aligne omnibus 4 est connectée au pôle moins à travers une diode D7, un contact repos a3 du relais A et un condensateur C2. En position de travail, le contact a3 relie le condensateur C2 à une résistance R6 connectée au pôle moins. Normalement, la jonction du transistor TRB est parcourue par un courant au travers des résistances Rîl et R14. Ce courant est suffisant pour amener le transistor TRB à saturation, lorsque son collecteur est alimenté. Par conséquent, la manoeuvre de fermeture du commutateur CAV provoque l'amor- çage du thyristor THB et le relais CA est excité I1 coupe alors par son contact repos ca l'avertisseur sonore AV. Dans le cas d'une coupure de ligne ou d'une nouvelle alarme, l' avertisseur sonore se remet automatiquement en circuit par l'intermédiaire de la ligne omnibus 4. En effet, à chaque retombée du relais A, c'est-à-dire dans le cas d'une coupure de ligne ou d'une alarme, le condensateur CZ se charge 8 travers la diode D7 et la ligne omnibus 4 par le circuit suivant: +, résistance Roll, ligne omnibus 4,diode D7, contact a3, condensateur Cz > Au début de la charge du condensateur C2, le potentiel existant normalement sur la ligne omnibus 4 diminue et comme cette ligne est reliée à la base du transistor TRB par la résistance R14, ce transistor se bloque un court instant, ce qui a pour effet de désamorcer le thyristor THB et par conséquent de faire retomber le relais CA dtoù la remise en service de ltavertisseur sonore AV, Si l'avertisseur sonore a été préalablement isolé par la manoeuvre fugitive du commutateur CAV, il est possible de le remettre manuellement en service par la manoeuvre fugitive du poussoir SA qui fait tomber la tension sur la ligne omnibus 4 et entraxe le blocage du transistor TRB, le désamorçage du thyristor THB et la retombée du relais CA. Comme on l'a vu précédemment, l'alimentation normale des équipements de zones se fait par le secteur électrique et, dans le cas d'une coupure de courant, par la batterie d'accumulateurs AC chargée en permanence par un redresseur auxiliaire. Dans le cas d'une coupure de courant secteur, les relais A de surveillanoe des zones ne doivent pas retomber et la commutation sur l'alimentation de secours doit entre instantanée. Normalement, les équipements de zones sont alimentés à travers la diode D6par la tension redressée par le pont redresseur RD et filtrée par le conder- sateur CF, cette tension étant légèrement supérieure à la tension de la batterie d'accumulateurs AC. Dans le cas d'une défaillance de l'alimentation principale, c'est alors la batterie d'accumulateurs AC qui alimente les équipements à travers la diode D5. Un relais CS est connecté sur l'alimentation principale et est excité en permanence. Le relais CS commande trois contacts de repos csl, cs2, cs3. Le premier contact csl est branché entre le pôle moins et une diode D4 reliée au contact ca et à l'avertisseur AV. Le second contact cs2 est branché en série dans le circuit d'alimentation de lampes témoins L4 indiquant le manque d'alimentation principale. Enfin, le troisième contact cs3 est branché en circuit avec une batterie de piles sèches PI et un vibreur RO. Un autre relais CB est branché en dérivation sur la batterie d'accumulateurs AC. Ce relais comprend trois contacts de repos cbl, cb2 et cb3. Le premier contact cbl est branché entre le p ble moins et une diode 23 qui est connectée au contact ca et à l'avertisseur sonore AV. Le contact cb2 est branché en série avec des lampes témoins L3 indiquant un manque de batterie de secours. Enfin le troisième contact cb3 est relié au contact repos rol du vibreur RO. Ainsi, dans le cas d'une coupure de courant secteur, le relais CS qui est normalement excité en permanence, retombe et la fermeture du contact cs2 provoque l'allumage des lampes témoins L4 indiquant un manque d'alimentation principale. En même temps, l'avertisseur sonore fonctionne à travers la diode D4 et le contact csl. Le relais C Best normalement excité lorsque la tension de la batterie de secours AC est présente. Dans le cas d'une coupure d'alimentation de secours, ce relais retombe toutefois et provoque alors l'allumage des lampes témoins L3 indiquant un manque de batterie de secours, à travers le contact cb2, et la mise en service de l'avertisseur sonore à travers la diode D3 et le contact cbl. Dans le cas d'un manque total d'alimentation électrique, les relais cs et cb sont au repos et le vibreur RO fonctionne par l'intermédiaire-des confacts repos cs3 et cb3, et de la batterie de piles sèches PI. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus, en référence au dessin annexé, a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent autre apportées, sans bouton s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. EVENDIC A TIONS 1.- Installation de surveillance de zones équipées de détecteurs, comprenant une unité centrale de surveillance et de signalisation des alarmes et défauts en provenance des zones surveillées comportant d'une part des organes communs à toutes les zones et d'autre part des équipements individuels associés respectivement aux différentes zones à surveiller et reliés à ces dernières par des lignes de zones bifilaires comprenant chacune au moins un détecteur ouvrant un circuit électrique dans la ligne lors de la détection d'un phénomène surveillé, caractérisée en ce que chaque équipement de zone com porte un thyristor THA branché en permanence entre un générateur de signaux électriques périodiques CAD , commun à tous les équipements de zones, et un organe d'alarme, et des moyens pour maintenir normalement, sur la gâchette du thyristor THA une tension inférieure au seuil d'amor,cage du thyristor et pour élever cette tension au-dessus de ce seuil, en cas de boucle ou terre sur la ligne de zone, de manière à exciter périodiquement l'organe d'alarme et à signaler ainsi le défaut. 2. - Installation suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le thyristor THA de chaque équipement de zone est relié, d'une part, à un voyant individuel LALB associé à la zone considérée, et, d'autre part, à un avertis- seur sonore AV d'alarme générale commun à tous les équipements de zones. 3. - Installation suivant la revendication Z caractérisée en ce que cha que équipement de zone comporte un seul relais de veille A mis au travail manuellement et se maintenant à travers la ligne de zone LZ1-LZ2, ce relais comportant un premier contact de repos a2 branché en circuit d'une part avec le voyant individuel de zone LA-LB et d'autre part avec lt avertisseur sonore commun AV. 4. - Installation suivant la revendication 3 caractérisée en ce que chaque équipement de zone comporte un potentiomètre POT branché en parallèle sur le relais de veille A et dont le curseur réglable est connecté à la base d'un transistor TRA monté en collecteur commun, et dont l'émetteur est relié à la gachette du thyristor THA. 5. - Installation suivant la revendication 3 , caractérisée en ce que l'avertisseur sonore AV est en série avec un contact de repos ca d'un relais de coupure d'avertisseur CA lui-même en série avec un second thyristor TH3 dont la gachette est reliée à un interrupteur manuel CAV, normalement ouvert, d'isolement de l'avertisseur, ce thyristor étant connecté à un transistor TRB dont la base est reliée, à travers une résistance R14, à un circuit dans chaque équipement de zone comprenant une diode D7 en sérieasec un second contact de repos a3 du relais de veille A et un condensateur C2. 6. - Installation suivant l'une quelconque des revendic-ations 1 à 5, caractérisée en ce que les équipements de zones sont reliés à une alimenta tion électrique comprenant un ensemble transformateur TR pont-redresseur RD pour l'alimentation en tension redressée filtrée à partir du secteur , et une batterie d'accumulateurs de secours AC, llun des pôles plus (ou moins) de l'alimentation et le pôle correspondant du pont redresseur RD entre la batterie d'accumulateurs étant mis à la terre, tandis que l'autre ple(moins ou plus) de I'alimentation est relié, à travers des diodes D5, D6, respecti vement aux pôles correspondants de la batterie dtaccumulateurs AC et du pont redresseur RD, la tension fournie par le pont redresseur RD étant légue rement supérieure à celle de la batterie d'accumulateurs AC et les diodes D5, D6 étant polarisées de telle façon qu'en régime normal les équipements de zones soient alimentés par le pont redresseur à travers la diode D6 qui lui e st connectée, et quten cas de coupure du secteur, ces équipements soient alimentés à partir de la batterie d'accumulateurs AC à travers la diode D5 qui lui est connectée.