Brevet FR2254816A1 — publié le 19750711

Pour commander l'évolution d'une grandeur en fonction du temps, on utilise gniralement des programmateurs constitués par des potentiomètres dont le curseur est déplacé par une came, Mais ces programmateurs nécessitent une came particulière pour chaque programme ; de plus, ils peuvent difficilement s'adapter à des programmes de longue durée, par exemple à la montée en température d'un four avec un gradient de montée faible, de l'ordre de 20 C par heure. Dans un autre type de programmateur, le potentiomètre est commandé par un suiveur de courbe qui comprend une cellule photoélectrique suivant une courbe préalablement tracée et représentant l'évolution désirée du phénomène en fonction du temps. Mais il peut arriver que la cellule nperdew la courbe et que l'appareil se bloque. Ces programmateurs peuvent facilement etre utilisés avec des programmes de longue durée mais ont une précision limitée d celle du système optique de localisation de la courbe. Un programme peut facilement etre remplacé par un autre puisqu'il suffit de changer la courbe ; mais il n'est, par contre, pas possible de modifier un programme en cours d'exécution. La présente invention a pour objet un programmateur qui permet de commander l'évolution d'une grandeur, en fonction du temps; par progressions linéaires, de pentes égales ou différentes, entrecoupées de paliers d'une durée déterminée à l'avance, et gui remédie aux inconvénients ci-dessus des programmateurs connus jusqu1à présent. te programmateur comprend - une série de paires de commutateurs a décades, le premier destiné à afficher la valeur de la pente de la progression, en unités de temps, le second soit la valeur que doit atteindre la grandeur à la fin de la progression, soit la durée du palier, en unités de temps, si la pente affichée sur le premier conducteur est nulle - un registre pas à pas propre à assurer l'alimentation successive des paires de commutateurs - un compteur de temps connecté à l'ensemble des premiers commutateurs par une porte ouverte seulement lorsque la pente de la pro gression est différente de zéro et à l'ensemble des seconds commutateurs par une porte ouverte seulement lorsque la pente de la progression est nulle - une base de temps pour commander le compteur de temps - un commutateur à décades pour afficher la valeur de la grandeur à commander au début du cycle - un compteur des unités de la grandeur à commander qui est connecté à un commutateur à décades, ainsi qu'au compteur de temps de façon à avancer d'une unité quand il reçoit un signal de ce compteur de temps ;; - un convertisseur digital analogique pour transformer la valeur du compteur de temps en un courant proportionnel - un comparateur pour comparer la-valeur du co.mpteur des unités de la grandeur à commander a la valeur affichée au second commutateur; - et des moyens commandés par le comparateur quand la pente affichée n'ést-pas nulle et par le compteur de tem.ps quand cette pente est nulle, pour faire avancer le registre d'un pas. Le programmateur comprend, de préférence, une porte "OU" qui est connectée à l'ensemble des premiers commutateurs et détecte si la pente affichée est nulle ou non, et dont la sortie est connectée aux portes mterposées entre les commutateurs et le compteur de temps. Les moyens pour faire avancer le registre d'un pas comprennent avantageusement un commutateur commandé par la porte "OU" et propre à renvoyer au registre pas à pas un signal provenant du comparateur quand la pente n'est pas nulle ou du compteur de temps quand la pente est nulle. Une porte fermée, quand la-pente affichée est nulle, peut trie interposée entre le compteur de temps et le compteur des unités de la grandeur à commander. Le programmateur selon l'invention est particulièrement-appli- cable pour commander la montée de température d'un four, avec un gradient de montée faible, par exemple de 20 C par heure de sorte que le programme s'étend sur une période de plusieurs jours. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du programmateur selon l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel La Fig 1 montre une partie de la courbe d'évolution à réaliser, La Fig. 2 est un schéma du programmateur dans lequel les conducteurs parcourus par des signaux codés sont représentés par des gros traits. Tel qu'il est représenté au dessin, le programmateur selon l'invention est plus particulièrement destiné à commander la montée en température d'un four1 de façon que cette montée s'effectue par progressions linéaires, de pentes égales ou différentes, entrecoupées de paliers de durée déterminée. La Fig, 1 montre1 à titre d'exemple, une portion d'une courbe de montée en température qu'il est possible d'obtenir avec ce programmateur, Cette courbe comprend une première partie rectiligne qui s' étend d'une température initiale To à une température T1 avec une pente ml (exprimée en unités de temps par C), un palier a la température T1 du temps tl au temps t2. une montée en température de la température T1 à une température T2 avec une pente t2 ; une seconde montée en température de la température T2 à une température T3 avec une pente m3; et enfin un palier à la température T3. Le programmateur qui est représenté schématiquement à la Fig. 2, comprend un registre pas à pas 1 constitué par une série de bascules binaires qui peuvent s'enclencher les unes a la suite des autres de telle sorte qu'un pas ne peut autre excité quesi le précédent l'a été. Le registre est connecté à un élément de commande 2, lui-mtme commandé par un circuit 31 par un bouton de départ de cycle 4 et un bouton d'arrêt 5. Chacun des éléments du registre 1 est connecté à deux commutateurs 6 et 7, ainsi qu'à une lampe témoin 8. Le commutateur 6 est destiné à afficher la valeur des pentes telles que ml, m2 et m3 ; de son côté, le commutateur 7 est destiné a afficher soit la valeur, telle que T1, T2, ou T3, que doit atteindre la température a la fin du 8egment de courbe, soit la durée du palier, telle que l'intervalle de temps t2t3 si la pente affichée est nulle. L'ensemble des commutateurs 6 est connecté à un compteurdécompteur 9 par l'intermédiaire d'une porte 10 qui ne laisse passer l'information que lorsqu'elle est excitée : cette porte est commandée par une porte "OU" 11 qui est connectée aux commutateurs 6 de façon à détecter si la pente affichée est nulle ou différente de zéro et à n'exciter la porte 10 que dans le second cas. Le compteur de temps est lui-meme commandé par une horloge 12. De leur côté, l'ensemble des commutateurs 7 est connecté au compteur 9 par 1' intermédiaire d'une porte 13 qui est commandée par la porte 11 de façon à n'être excitée que lorsque cette porte 11 a détecté une pente affichée nulle. La sortie du compteur 9 est connectée à un compteur de degrés 14 par 1' intermédiaire d'une porte 15 qui est commandée par la por tell de façon à notre excitée que lorsque cette porte Il a détec- té une pente affichée non nulle. Le compteur de degrés 14 est connecté à un commutateur d'affichage 16 de façon qu'au début du cycle, la valeur affichée au commutateur 16, soit également affichée au compteur 14. Le compteur 14 est par ailleurs connecté 'à l'entrée d'un convertisseur digital analogique 17 dont la sortie est connectée à un régulateur 18 qui reçoit une tension de mesure en 19 et fournit .une tension de réglage en 20. Le compteur de degrés 14 et l'ensemble des commutateurs 7 sont connectés à un comparateur 21. La sortie de ce comparateur, la porte 11 et le compteur 9 sont connectés à un commutateur 22 dont la sortie est connectée au circuit 3. Le commutateur 22 est constitue de deux portes "ET" de façon b envoyer un signal au circuit 3 uniquement lorsque la pente est nulle et qu'une impulsion est envoyée par le compteur 9, ou bien lorsque la pente n'est pas nulle et qu'une impulsion est envoyée au commutateur par le comparateur 21. Le fonctionnement du disnositif qui vient d'être décrit est le suivant : s'agissant par exemple de réaliser le cycle de la Fig. 1, on affiche la température To au commutateur 16, la pente m1 exprimée, par exemple, en minutes par degré au premier commutateur 6 et la température T1 au premier commutateur 7. on affiche de même une pente nulle au second commutateur 6 et le temps t21 au second commutateur 7, la pente m2 au troisième commutateur 6 et la température T2 au troisième commutateur 7 et ainsi de suite. On presse alors sur le bouton 4, ce qui a pour effet de placer le registre 1 dans la position correspondant au premier segment ; le premier commutateur 6 et le premier commutateur 7 sont alimentés. L'affichage du compteur 16 est transmis au compteur 14. La pente affichée ntétant pas nulle, la porte 11 ferme la porte 13 mais ouvre les portes 10 et 15 de sorte que le compteur 6 prédétermine le compteur 9 à la valeur affichée ml. A chaque top de l'horloge, c'est à dire à chaque minute dans ltexemple considé- ré, le compteur 9 décompte d'une unité. Quand il arrive à zéro, il envoie un top au compteur de degrés 14 et le fait avancer d'une unité ; puis il revient à sa valeur prédéterminée et recommence son décomptage. Une impulsion est également envoyée au commutateur 22, mais comme la porte ll a détecté que la pente affichée n'était pas nulle, aucun signal n'est envoyé par le circuit 3 à l'élément de commande 2. Le contenu du compteur 14 est transformé en un courant proportionnel par le convertisseur 17 qui fournit un signal de cons i- gne au régulateur 18. Le contenu est également comparé en 21 à la température T1 affichée au premier commutateur 7. La température du four crott ainsi régulièrement depuis la température To avec la pente ml. Quand le comparateur 21 détermine qu'il y a égalité entre le contenu du compteur 14 et la valeur T1 affichée au premier commutateur 7, il envoie un signal à la double porte 22 , comme la pente affichée n'est pas nulle, cette porte laisse-passer le signal qui parvient à 1'élément de commande 2 Le registre se décale d'un pas de sorte que ce sont maintenant les deuxièmes commutateurs 6 et 7 qui sont alimentés ; le compteur 14 reste å la valeur T1* La pente affichée au deuxième compteur 6 étant nulle, les portes 10 et 15 se ferment alors que la porte 13 s'ouvre. Le compteur 9 est prEdéterminé à la valeur (t2-tl) affichée par le commutateur 7. A chaque top de l'horloge, le compteur 9 décompte d'une unité, comme précédemment. Quand il arrive à zéro, c'est à dire au temps t2, il envoie un signal qui n'est pas transmis au compteur 14 car la porte 15 est fermée ; il parvient par contre à l'élément de commande 2 car la porte 22 est alors ouverte et le registre 1 se décale d'un nouveau pas. Les troisièmes commutateurs 6 et 7 se trouvent alimentés et le processus continue jusqu' la fin du cycle. On notera que, si au départ du cycle, la valeur affichée sur le premier commutateur 7 est inférieure à celle affichée sur le commutateur 16, donc à celle & laquelle est prédéterminé le compteur 14, le comparateur 21 envoie immédiatement un ordre à l'éld- ment de commande 2 de sorte que le registre 1 se décale d'un pas. Ce processus se répète jusqu'à ce que soit trouvé un commutateur 7 dont la valeur affichée soit supérieure a celle affichée par le commutateur 16. eci permet, après un arret au cours du cycle, de repartir du point de la courbe où l'on se trouve à ce doment. De la description qui précède, on voit que 1e dispositif selon l'invention a une précision indépendante de l'étendue de l'échelle puisqu'elle est déterminée par le pas de l'horloge 12 et que ce pas peut être aussi petit que lton~veut. cette précision est grande du fait de l'introduction des données et des mesures sous forme numérique. 11 est possible de changer un programme en cours d'exécution par une simple modification des valeurs affichées. L'affichage "zéro" à la fois sur un commutateur 6 et sur le commutateur 7 correspondant, signifiant un pallier de temps nul, permet de sauter un pas que l'on ne désire pas utiliser. Dans le cas ovula courbe représentative de l'évolution à réaliser n'est pas formée d'une succession de segnents droits, on peut néanmoins utiliser le programmateur selon l'invention, en remplaçant cette courbe par une succession de droites convenablement déterminées de façon que l'erreur ne dépasse pas une certaine valeur ; on retrouve les avantages mentionnés ci-dessus, mais la precision est évidemment moins bonne. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représente, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Programmateur propre à-commander l'évolution d'une grandeur, en fonction du temps, par progressions linéaires, de pentes égales ou différentes, entrecoupées de paliers d'une durée déterminée à l'avance, caractérisé en ce qu'il comprend - une série de paires de cor.mutateurs à décades, le premier destiné à afficher la valeur de la pente de la progression, en unités de temps, le second soit la valeur que doit atteindre la grandeur à la fin de la progression, soit la durée du palier, en unités de temps, si la pente affichée sur le premier conducteur est nulle, - un registre pas à pas propre à assurer l'alimentation successive des paires de commutateurs - un compteur de temps connecté à l'ensemble des premiers commutateurs par une porte ouverte seulement lorsque la pente de la progression est différente de zéro et à l'ensemble des seconds commutateurs par une porte ouverte seulement lorsque la pente de la progression est nulle ~ une base de temps pour commander le compteur de temps - un commutateur à décades pour afficher la valeur de la grandeur à commander au début du cycle - un compteur des unités de la grandeur à commander qui est connecté à un commutateur à décades, ainsi qu'au compteur de temps de façon à avancer d'une unité quand il reçoit un signal de ce compteur de temps - un convertisseur digital analogique pour transformer la valeur du compteur de temps en un courant proportionnel - un comparateur pour comparer la valeur du compteurdes unités de la grandeur à-commander à la valeur affichée au second commutateur - et des moyens commandés par le comparateur quand la pente affi chée n'est pas nulle et par le compteur de temps quand cette pente est nulle, pour faire avancer le registre d'un pas. 2 - Programmateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une porte "OU" qui est connectée à l'ensemble des premiers commutateurs et detecte si la pente affichée est nulle ou non, et dont la sortie est connectée aux portes interposées entre les commutateurs et le compteur de temps. 3 - Programmateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour faire avancer le registre d'un pas comprend un commutateur commandé par la porte UOUU et propre à renvoyer au registre pas à pas un signal provenant du comparateur quand la pente n'est pas nulle ou du compteur de temps'quand la pente est nulle. 4 - Programmateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une porte fermée, quand la pente affichée est nulle, est interposée entre le compteur de temps et le compteur des unités de la grandeur à commander.