Brevet FR2418882A1 — publié le 19790928

L'invention se rapporte à un circuit pour la commande d'automatismes pneumatiques par association de modules comprenant chacun une bascule bistable comportant des canaux reliés respectivement à une alimentation en pression, à une entrée d'écriture pour la mise à l'état logique 1 à une seconde entrée d'effacement pour la mise à l'état logique 0, et à une sortie de commande pour alimenter un appareil utilisateur , et où ladite entrée d'écriture est alimentée par la sortie d'une porte ET placée en amont, tandis que l'entrée d'effacement est alimentée par des signaux dérivés au moins de la sortie de commande d'une bascule placée en aval, ladite porte ET comportant une première entrée alimentée par la sortie de commande d'une bascule placée en amont et une seconde entrée alimentée par des signaux d'acquittement délivrés par un appareil utilisateur commandé par la bascule placée en amont. Un tel circuit est connu par exemple par le brevet fran çais No 71.35894 du 29.9.1971 au nom de la Demanderesse où l'application en est faite à un automatisme à séquence. Les modules de phase qui composent un tel circuit peuvent également être utilisés dans des circuits tels que ceux nécessaires au comptage, à l'éta- blissement de registre, etc.... L'un des rares inconvénients que peuvent présenter de tels circuits, provient du fait que si un signal d'acquittement associé à une phase opératoire déterminée, se trouve établi avant que se présente un signal d'activation de ladite phase, les conditions se trouvent réunies pour que l'apparition dudit signal d'activation provoque subitement l'activation de la phase opératoire suivante. Si le signal d'acquittement a été délibérément maintenu, ou si son maintien résulte de conditions volontairement réunies, par exemple pour la mise en route d'un cycle de dégagement mettant en oeuvre un circuit séquenceur secondaire dont un signal d'acquittement est normalement établi, le saut de phase ne présente alors aucun inconvénient ; si, par contre, la présence du signal d'aquittement résulte du blocage d'un interrupteur de position pneumatique ou de toute autre circonstance involontaire telle que la purge trop longue de la canalisation, ce saut de phase peut avoir de graves conséquences. On a proposé de résoudre les problèmes posés par ce fonctionnement intempestif à l'aide de dispositifs à tiroirs dont 1' utilisation est limitée, car ils ne peuvent être appliqués avec succès dans certains types de circuits logiques tels que par exemple les registres à décalage. L'invention se propose par suite, de fournir un circuit ainsi que les modules nécessaires à sa réalisation dans lesquels les inconvénients mentionnés ci-dessus seront éliminés et où, par suite, d'une part, la présence d'un signal de retour intempestif ne se traduira pas par un saut de phase et où, d'autre part, le choix des éléments de sécurité introduits dans les modules se traduira par la possibilité d'utiliser le même module dans la majorité des cas d'application souhaités par l'utilisateur. Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait que les signaux d'acquittement fournis à un module déterminé sont transmis par un canal de verrouillage à un circuit inhibiteur pneumatique, placé sur l'un des canaux, établissant la circulation de fluide vers la bascule dudit module, et susceptible d'y interrompre la circulation de fluide, ce canal de verrouillage ne présentant en outre aucune continuité de trajet fluide avec le canal qu'il contrôle, et ce circuit inhibiteur interdisant, soit le passage de la bascule à l'état logique 1 lorsque la présence du signal d'acquittement précède l'arrivée d'un signal de mise à l'état logique 1 de la bascule, soit encore l'apparition du signal de sortie de commande. D'autres aspects intéressants de l'invention, ainsi que des modes de réalisation avantageux, apparaîtront mieux dans la description ci-après. Au dessin annexé la figure 1 représente le schéma d'organisation d'un automatisme à séquence classique, dans lequel des mesures supplémentaires, conformes à celles de l'invention, ont été apportées. la figure 2 montre un perfectionnement au circuit de la figure 1, bs figures 3 et 4 représentent un premier type d'organe inhibiteur en fonction et au repos, la figure 5 montre un second type d'organe inhibiteur, la figure 6 représente un mode de réalisation et de mise en place avantageux de l'organe inhibiteur de la figure 5 dans un module, la figure 7 montre un circuit NON-inhibiteur connu susceptible d'être appliqué au circuit selon l'invention, la figure 8 indique de façon analogue à celle de la figure 1, la disposition du circuit de la figure 7, la figure 9 illustre les conditions de seuil de pression que doivent respecter les éléments logiques d'un circuit d' automatisme conforme à l'invention, et la figure 10 représente un complément au circuit logique destiné à empêcher l'action du circuit inhibiteur. Dans un circuit d'automatisme à séquence pneumatique tel que celui illustré à la figure 1, on a représenté en I, II et III, trois modules de phases successifs, destinés chacun au contrôle d'une phase opératoire déterminée, et associés par juxtaposition. Le module I, qui a été représenté sous sa forme traditionnelle, faisant partie de l'art antérieur, comprend un certain nombre d'éléments et de liaisons qui se retrouvent également dans les modules II et III qui ont fait l'objet des perfectionnements de l'invention, à savoir - une canalisation P d'alimentation en fluide sous pression, - une bascule pneumatique bistable (11), alimentée en pression par le canal Cp relié à la canalisation P, et présentant un orifice d'échappement E, une entrée d'écriture X par laquelle la bascule sera mise à son état logique 1, provoquant l'émission d'un signal de sortie au point S, relié au canal de sortie Cs, aboutissant par S1 vers un appareil à commander, et une entrée d'effacement Y, - une porte logique OU pneumatique (21) ayant une sortie reliée à Y et deux entrées dont l'une est reliée par le canal Cz à une ligne de remise à zéro générale R A Z, et dont l'autre est reliée au canal de sortie de la bascule (12) placée en aval, - une porte logique ET pneumatique (31), ayant d'une part, une sortie C reliée au canal Cx > qui communique avec l'entrée d'écriture de la bascule (12) placée en aval, et, d'autre part, une première entrée (a) reliée à la sortie S de la bascule (11) et une seconde entrée (b) reliée par le canal (r) à un canal extérieur, qui reçoit un signal de pression (R1) d'acquittement, lorsque l'opération engagée par S1 est effectuée et a, par exemple , actionné un interrupteur de position ; on peut également remarquer que le signal de pression (R1) peut lui-même être le résultat d'une opération logique, dont l'une des variables est le signal d'acquittement fourni par ledit interrupteur de position. Tous les éléments, canaux, liaisons et signaux, qui viennent d'être décrits, se retrouvent intégralement dans les modules II et III placés successivement en aval du module I, mais les signaux de sortie et d'acquittement y ont été pourvus d'un indice correspondant à leur rang, à savoir (R2, S2) pour le module II, (R3, S3) pour le module III, etc... Le défaut auquel se propose de porter remède l'invention, peut se présenter si, par exemple, le signal d'acquittement (R2) est présent avant qu'un signal d'avance de phase ait été fourni par le module I sur le canal (Cx) du module II. Dans ce cas, lorsque la bascule (12) prend son état logique 1, un signal de sortie apparaît simultanément en S2 et à la première entrée (a) de la porte ET (32) : comme la seconde entrée (b) de cette porte ET est déjà activée par R2, un signal d'avance de phase va apparaître à la sortie (c) de ladite porte ET (32) et va mettre la bascule (13) à l'état logique 1, avant que l'opération qui doit être effectuée par l'appareil utilisateur branché sur (S2) ait eu le temps de se produire. il importe donc de faire que, si un signal de pression se trouve établi sur (R2), le saut de phase qui vient d'être décrit ne puisse pas se produire A cet effet, quatre dispositions de verrouillage différentes et susceptibles d'être utilisées séparément, ont été représentées à la figure 1, à savoir - dans le module II, deux dispositions nécessitant chacune la mise en oeuvre d'un circuit inhibiteur (Ox) respectivement (Op) relié au canal (r) par un canal (rx) respectivement-(rp) qui ne sort pas des limites du module, indiqués en pointillé. p - dans le module III, deux dispositions nécessitant chacune la mise en oeuvre d'un circuit inhibiteur (osa) respecti vement (Ob)' relié au canal (r) par un canal (rua) r a (Ob), relié au canal (x) par un canal (Ia) respectivement (rb), qui doit franchir la limite du module III pour aboutir au module II. Dans le cas du module II, le premier circuit inhibiteur (Ox) est placé sur le canal (Cx) qui alimente l'entrée d'écriture (X) de la bascule (12), tandis que le circuit inhibiteur (Op) est placé sur le canal (p) qui alimente la bascule. Dans les deux cas, le circuit inhibiteur se comportera comme un interrupteur susceptible d'interrompre le passage du fluide dans le canal auquel il est associé, ce circuit inhibiteur étant par ailleurs construit (ainsi qu'on le verra ci-dessous) de telle façon qu'aune liaison pneumatique ne puisse exister entre le canal susceptible d'être fermé et le canal de verrouillage tel que (rx) ou (r ), qui pro p voque le fonctionnement du circuit inhibiteur. Il est clair que cette disposition qui se traduit soit par la fermeture du canal (Cx), soit par le défaut d'alimentation en pression de la bascule (12), empêchera l'apparition du signal de sortie de celle-ci, si un signal d'acquittement (R2) intempestif est présent avant que soit fourni un signal d'avance de phase par la porte ET (31). Dans le mode de réalisation appliqué au module III, les circuits inhibiteurs (O ) respectivement ( b)' ont été placés sur a les canaux (C ) respectivement (Cb) qui véhiculent les signaux a d'activation de la porte ET (32) placée en amont de la bascule 13 du module III. Ces circuits inhibiteurs dont la constitution est identique à celle décrite ci-dessus, sont reliés par les canaux de verrouillage (ra) respective,ent (rb) au canal (r) qui reçoit le signal d'acquittement (R3). Dans ce type de réalisation, les canaux (ra) et (rb) doivent franchir la limite (représentée en pointillé) entre le module III et le module II, de sorte qu'aux jonctions étanches (1, 2, 3 et 4) qui servent à transmettre d'un module à l'autre, respectivement la pression d'alimentation (P), la pression de remise à zéro générale (R A Z), la pression d'avance de phase et la pression d'effacement, il est nécessaire d'adjoindre une jonction étanche supplémentaire (5) ou (5'). Comme dans les deux exemples de réalisation précédents, la présence d'un signal d'acquittement intempestif (R3) provoque, soit la fermeture du canal (Ca) dans le module II, soit la fermeture du canal (Cb) du même module ; par suite, la conjonction des signaux de pression aux entrées (a) et (b) de la porte ET (32) sera impossible , et aucun signal de sortie n'apparaissant sur la sortie (C) de la porte ET (32), la bascule (13) ne pourra prendre son état logique 1. Ici encore, les mesures préconisées se traduisent par l'élimination du saut de phase. Un premier mode de réalisation de circuit inhibiteur (01) illustré aux figures 3 et 4, comprend un logement cylindrique (9) placé sensiblement concentriquement au canal (10) dans lequel doit être interrompue la circulation de fluide. Un manchon (14) en élastomère déformable est placé dans le logement de façon que ses joues latérales annulaires (16,17) s'appliquent de façon étanche sur les faces planes (18,19) du logement, et que son ouverture centrale (15) soit placée en regard de la canalisation (10). Le volume (20) compris entre la surface cylindrique (9) et le manchon (14) est relié au canal de verrouillage (30) qui a été désigné ci-dessus par (r ) (ra) ou (r) Lorsque le canal de verrouillage (30) est soumis à une pression suffisante, les parois de l'ouverture centrale (15) du manchon se déforment et empêchent la circulation de fluide P, voir figure 3. En l'absence de pression sur le canal (30), le manchon retrouve par son élasticité, l'état passant illustré à la figure 4. Aucune liaison pneumatique ne peut, par suite, exister entre le canal contrôlé (10) et le canal de verrouillage (30). Dans l'exemple de circuit inhibiteur (02), représenté à la figure 5, un membrane déformable (26) divise un logement (34) du corps du module en deux cavités (24) (25). La cavité (24) présente en regard de la membrane au moins un orifice (27) terminant une première portion (C1) de canal à contrôler ; une seconde portion (C2) de canal à contrôler aboutit par un orifice (28) dans la cavité (24), soit en regard de la membrane, soit hors d'atteinte de celle-ci. Le canal de verrouillage (r) aboutit lui-même par un orifice (29) dans la seconde cavité (25). Le fonctionnement de ce circuit inhibiteur est basé sur la déformation de la membrane vers le haut de la figure lorsque une pression (R) est appliquée dans le canal (r) ; cette déformation produit l'obturation de l'orifice (27) placé en regard de la membrane et, éventuellement, celle de l'orifice (28) si celui-ci n'est pas placé volontairement hors d' atteinte du mouvement. Ici encore, aucune liaison pneumatique ne peut être établie entre le canal contrôlé et le canal de verrouillage. Les circuits inhibiteurs tels que ( a) (Ob) et (O ) qui ne comportent pas de mise à l'échappement peuvent fairel'objet d' un perfectionnement destiné à assurer la décompression de la portion de canalisation placée entre eux et ltélément logique placé en aval dont le fonctionnement doit être verrouillé, à savoir la bascule. Ce perfectionnement illustré à la figure 2, consiste à disposer en parallèle sur le circuit inhibiteur, un clapet anti retour tel que (L ) respectivement (Lb) respectivement (L ), a x orienté de façon telle que celui-ci permettra aux portions de canalisation (6) respectivement (7) de se purger vers la sortie (S) respectivement la canalisation (r), ou l'une des deux lorsqu'il s'agit de purger la portion de canal (8). La disposition d'un tel clapet anti-retour en parallèle sur le circuit inhibiteur (O ) n'a par contre aucune justification, p car il ne peut se présenter aucune possibilité de circulation de fluide vers la canalisation d'alimentation générale en pression (P). Dans un autre mode de réalisation du circuit inhibiteur permettant de se dispenser avantageusement d'un clapet anti-retour, on peut faire appel à un circuit ìNON-inhibition (55) tel que représenté à la figure 7. Ce circuit connu qui a été représenté à cette figure comme un appareil indépendant, mais qui dans le cas d'application à l'invention serait incorporé dans un module, comprend un canal de pression de contrôle (44) susceptible de provoquer la déformation d'une membrane (45) ; les mouvements de cette membrane sont transmis par un poussoir (47) à un clapet (46) qui obture à l'état de repos (c'est-à-dire en l'absence de pression de contrôle), un orifice (48) sous l'action d'un ressort (49).Dans cette position, le clapet autorise le passage d'un fluide depuis une entrée (50) jusqu'à une sortie (51) par un orifice (52) placé en regard de la face du clapet opposée à celle qui obture l'orifice (48). Cet orifice (48) relie par ailleurs la chambre (53), où se trouve le clapet et où aboutissent l'entrée (50) et la sortie (51), à un orifice d'échappement (54). Lorsque la pression de contrôle est appliquée au canal (44), le clapet (46) se déplace vers la gauche, obture l'orifice (52) et effectue la liaison entre la sortie (51) et l'échappement (54). Ici encore, il n'existe donc aucune liaison entre le canal de contrôle (44) et le canal contrôlé constitué par (50, 52, 53, 51). La mise en place de ce circuit NON-inhibition est effectuée selon l'une des possibilités (55x 55a 55bus 55p), représentées sur le schéma de la figure 8, qui reprend les mêmes références que celles utilisées à la figure 1, là où les circuits sont identiques. L'action de ce circuit non-inhibition se traduit lors de la présence d'un signal de pression d'acquittement intempestif (R2) par le fait que l'entrée (X) ou l'alimentation (p) de la bascule (12) sont mises à l'échappement (54); ce qui empêche l'apparition d'un signal de sortie en (S2) ; si c'est le signal de pression d'acquittement (R3) qui est présent, c'est l'une des entrées (a) ou (b) de la porte ET (32) qui est reliée à l'échap- pement (54), ce qui empêche l'apparition d'un signal de sortie en (C) et, par suite, interdit la mise à l'état logique 1 de la bascule suivante (13). Il est donc évident que dans ce dernier cas, l'utilisation d'un clapet anti-retour est superflue. L'utilisation du perfectionnement qui vient d'être décrit peut être appliqué avantageusement à des modules où la probabilité de mauvais fonctionnement signalée ci-dessus, rend son application nécessaire. Il existe toutefois de nombreux cas d'application où une telle précaution est superflue, et où, par suite, des modules traditionnels peuvent être utilisés en combinaison avec ceux qui viennent d'être décrits. Comme l'association de ces différents modules doit être possible sans intervention particulière de l'utilisateur, il importe donc que la mise en place du circuit inhibiteur à l'intérieur du corps du module ne se traduise ni par un changement radical de ses formes, ni par un déplacement des entrées des canaux destinés à être reliés lors de l'association avec les modules conventionnels. Selon un mode de réalisation avantageux illustré à la figure 6, l'embase (36) qui constitue l'élement de fixation du mo- dule, est prolongée par une portion (35) destinée à recevoir les cavités (25, 24), les canaux (28, 29) qui y aboutissent, et la membrane (26) d'un circuit inhibiteur du genre décrit à la figure 5. Cette portion est disposée sous la surface de fixation (41) de l'embase qui est accrochée sur un rail profilé (39) par des organes d'accrochage (42, 43) et se trouve placée entre les branches parallèles (38, 37) dudit profilé. Dans tous les cas d'application qui viennent d'être décrits, où l'utilisation est faite d'un circuit d'inhibition conforme à l'une des figures 3, 4 ou 7, il importe que les conditions de seuils de pression nécessaires à un fonctionnement efficace soient respectées lorsque la pression d'acquittement intempestive est en cours de disparition. En se reportant à la figure 9, cette condition se traduit par le fait que, lorsque la pression d'acquittement (R2) diminue jusqu'à une valeur Ps qui rend passant le circuit inhibi teur (0 ) placé avant la bascule (12) recevant alors la pression évolutive Px, cette pression P soit inférieure à la valeur P de s p la pression P qu'il est nécessaire d'appliquer à l'entrée (X) x de la bascule (13) pour opérer sa mise à l'état logique 1. Si pour des raisons particulières, il devenait nécessaire de redonner au circuit selon l'invention, les propriétés des circuits antérieurs, il suffirait d'alimenter l'entrée du module destinée à recevoir le signal de pression d'acquittement par la sortie d'une porte ET extérieure dont l'une des entrées recevrait ledit signal d'acquittement, et dont l'autre entrée recevrait le signal de sortie dudit module ainsi que cela est visible à la figure 10. REVENDICATIONS 1- Circuit pour la commande d'automatismes pneumatiques par association de modules comprenant chacun une bascule bistable comportant des canaux reliés respectivement à une alimentation en pression, à une entrée d'écriture pour la mise à l'état logique 1, à une seconde entrée d'effacement pour la mise à l'état logique O et à une sortie de commande pour alimenter un appareil utilisateur, et où ladite entrée d'écriture est alimentée par la sortie d'une porte ET placée en amont, tandis que l'entrée d'effacement est alimentée par des signaux dérivés au moins de la sortie de commande d'une bascule placée en aval, ladite porte ET comportant une première entrée alimentée par la sortie de commande d'une bascule placée en amont et une seconde entrée alimentée par des signaux d'acquittement délivrés par un appareil utilisateur commandé par la bascule placée en amont, caractérisé en ce que les signaux d' acquittement fournis à un module determiné (II) ou (III), sont transmis par un canal de verrouillage (ru, rx) (ra, rb) à un circuit inhibiteur pneumatique (Op, respectivement x) place sur l'un des canaux (Cp > respectivement Cx) (Ca, respectivement Cb) > établissant la circulation de fluide vers la bascule (12) ou (13) dudit module, et susceptible d'y interrompre la circulation de fluide, ce canal de verrouillage ne présentant en outre aucune continuité de trajet fluide avec le canal qu'il contrôle, et ce circuit inhibiteur interdisant soit le passage de la bascule (12) respectivement (13) à l'état logique 1 lorsque la présence du signal d'acquittement (R2) respectivement (R3), précède l'arrivée d'un signal de mise à l'état logique I de la bascule placée en aval de la porte ET (31) respectivement (32), soit l'apparition du signal de sortie de commande. 2- Circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif inhibiteur réalise la fonction d'un robinet sans échappement, dont la fermeture et l'ouverture sont provoquées par la présence et respectivement l'absence d'un signal de pression d'acquittement. 3- Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit inhibiteur est constitué par une porte logique inON;- inhibition comprenant un clapet (46) placé entre deux orifices (52, 48) reliés à l'entrée de fluide à contrôler (50) et respectivement à l'échappement (54), que la chambre (53) où se trouvent ce clapet et ces orifices est reliée à la sortie (51) du fluide à contrôler, et que le canal de verrouillage (44) provoque la déformation d'une membrane (45) dont les mouvements qui en résultent, provoquent le déplacement du clapet à l'encontre d'un organe élastique (49). 4- Circuit selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le canal contrôlé par le dispositif inhibiteur (Op) est le canal d'alimentation (Cp) en pression de la bascule (12). 5- Circuit selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le canal contrôlé est l'un des canaux (Ca, Cb) reliés à l'une des entrées (a, b), ou le canal (Cx) relié à la sortie (C) de la porte ET (32) placé en aval de la bascule (13). 6- Circuit selon la revendication 2etS,caractérisé en ce que, en parallèle sur le dispositif inhibiteur ( a 0b' 0x), est placé,sur le canal contrôlé, un clapet anti-retour (Las Lb, Lx) orienté de façon à permettre la décompression de la portion de canal contrôlé (6, 7, 8) placée entre ledit dispositif et la bascule. 7- Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit inhibiteur (01) comprend un manchon déformable (14) ayant un canal (15) placé en série avec la canalisation (10) à contrôler et deux joues annulaires (16, 17) appliquées sur les parois transversales (18, 19) d'un logement cylindrique (9) dans lequel aboutit le canal de verrouillage (30). 8- Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit inhibiteur (02) comprend un logement (34) partagé en deux cavités (24, 25) isolées par une membrane déformable (26), que deux portions successives (C1, C2) de canal contrôlé aboutissent dans la première chambre (24) par des orifices (27) respectivement (28) dont l'un au moins est placé en regard de ladite membrane et que le canal de verrouillage (r) débouche dans la seconde cavité (25). 9- Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que le logement (34) est placé dans une portion (35) du module (36) qui est disposée entre les branches (37, 38) d'un profilé métallique (39) sur lequel est fixé ledit module. 10- Circuit selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le seuil de pression de verrouillage (Ps) pour lequel l'organe inhibiteur (0) devient passant, est inférieur au seuil de pression de pilotage (Pp) pour lequel la bascule prend p son état logique 1.