Brevet FR2433758A1 — publié le 19800314

Ltinvention, due à la collaboration de Mr. MARRON, est relative à un dispositif interface d'acquisition à sécurité positive intrinsèque d'une information tout ou rien fournie par un capteur, comprenant une ligne d'alimentation en tension alternative à deux conducteurs reliant le capteur à un système d'acquisition et à un système logique d'exploitation. Un système à sécurité positive du genre mentionné provoque une action de sécurité pour toute défaillance du circuit, et le système est surveillé en permanence pour signaler toute défaillance. L'une des conditions de fiabilité de ces systèmes est leur simplicité et la présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un circuit interface simple et str pour l'alimentation d'une logique à pannes orientées. Le dispositif interface selon la présente invention est caractérisé- en ce que ledit capteur comporte deux diodes, l'une de passage des alternances positives et l'autre des alternances négatives de ladite tension alternative, sélectivement mise en circuit par l'une- ou l'autre des positions du capteur pour appliquer respeetivement à ladite ligne un signal de tension positive ou un signal de tension négative, l'ensemble étant agencé pour faire apparitee un signal de tension nulle en cas de défaut de la ligne ou du capteur. Le capteur, avantageusement un contact inverseur inséré dans la ligne d'alimentation, connecte en série dans la ligne sélectitrement l'une ou l'autre des diodes pour redresser le courant et faire apparaetre un signal à alternances positives ou négatives, lissées par un filtre passe-bas. Le signal de tension positive, qui traduit la position active de l'inverseur, alimente la logique à pannes orientées. Pour l'autre position, de veille, de l'inverseur, correspondant à une tension négative, la logique à pannes orientées ntest plus alimentée, mais l'information est transmise au système d'acquisition par l'intermédiaire d'un modulateur-démodulateur synchrone assurant une isolation gilvani- que. Le système peut occuper trois états, en li occurrence, de tension d'acquisition positive, de tension négative et de tension nulle, ce dernier état correspondant à un défaut du système, notamment une coupure ou un court-circuit de la ligne ou un défaut du capteur. La logique à pannes orientées n'est alimentée que dans le premier état et le dispositif interface selon l'invent-ion est à sécurité positive intrinsèque. Cet interface est particulièrement approprié à l'association à une logique à pannes orientées, mais il est applicable à tout circuit de commande logique à centrale permanent de la ligne qui relie le capteur au dispositif de traitement et d'exploitation de l'information. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est le schéma synoptique d'un interface selon l'invention, -- la figure 2 montre schématiquement les signaux de tension pour différents états de l'interface selon la figure 1. Sur la figure 1, un capteur 10, formé par un contact inverseur 12 et deux diodes 14, 16, est relié par une ligne 18 à une centrale d'exploitation désignée par le repère général 20. La ligne 18 comporte deux conducteurs 22, 24, dont l'un 22 est connecté au contact mobile de l'inverseur 12 et dont l'autre 24 est connecté respectivement à l'anode et à la cathode des diodes 14, 16, montées tête bichez Les diodes 14, 16 sont d'autre part connectées chacune à un contact fixe de l'inverseur 12 de façon que dans la position basse A de l'inverseur 12, la diode 14 soit insérée dans le circuit formé par les conducteurs 22, 24 et que dans la position haute A, la diode 16 de polarité opposée soit mise en service. Un transformateur 26, qui appartient de préférence à la centrale 20, alimente la ligne 18.en tension alternative Va, son enroulement secondaire 28 étant inséré dans le conducteur 22 et son enroulement primaire étant relié à une source de courant approprié. I1 est facile de voir que dans la position basse W Ce l'inverseur 12, il apparatt un signal Ve de tension négative, constitué par les alternances négatives du courant, sur les conducteurs 22, 24, le signal étant positif dans la position haute A de l'inverseur 12.Ce signal Ve est filtré par un filtre passe-bas 30, à résistance 32 en série et à capacité 34 en parallèle, et le signal Vs de sortie du filtre 30 de tension quasi-eontinuexest appliqué, d'une part à l'entrée d'une logique 36 à pannes orientées et d'autre part, à l'entrée d'un système d'acquisition 38, par l'intermédiaire d'un dispositif d'isolation galvanique constitué par un modulateur 40 couplé par un transformateur 44, à un démodulateur synchrone 42.Le modulateur 40 rend commutant la tension Vs avec une phase, qui dépend du signe de Vs et cette tension modulée est transmise par le transformateur 44 au démodulateur synchrone 42, qui reconstitue la tension Vs en amplitude et en et ,nef; - signe remet un signal Vts correspondant, transmis au système d'acquisition-38. Le signal Vs est appliqué à la logique 36 à pannes orientées par l'intermédiaire d'une diode 46 passante pour les tensions positives. Le système d'acquisition 38 signale les trois états du dispositif,en l'occurrence la présence d'une tension Vs positive, négative et nulle. Le dispositif selon ltinvention fonctionne de la manière -suivante En fonctionnement normal, le transformáteur 26 alimente la ligne 18 sous une tension alternative Va (voir figure 2). Dans la position haute A de l'inverseur 12, représentée sur la figure 1, cette tension est redressée par la diode 16 en alternances positives Ve , qui par lissage par le filtre 30 constituent un signal positif Vs, qui alimente la logique 36 à pannes orientées et le système d'acquisition 38, signalant la présence d'une tension positive Vs. Dans la position basse A de l'inverseur 12, qui correspond à l'état de veille, la diode 14 est mise en circuit et la polarité des tensions Ve et Vs est inversée. La logique 36 à pannes orientées n'est plus alimentée et le système d'acquisition 38 signale la présence de la tension négative, attestant le bon état de fonctionnement du dispositif. Pour vérifier la sécurité positive du dispositif, il suffit d'étudier son comportement pour les différentes défaillances possibles. a) Défaut-de la ligne 18. L'interruption ou la coupure de l'un ou des deux conducteurs 22, 24 de la ligne 18, fait apparattre des tensions Ve et Vs nulles. La logique 56 à pannes orientées n'est pas alimentée et cette défaillance ne provoque pas une action dangereuse. Le système d'acquisition 38 signale la tension nulle, qui correspond à l'état défaut et la nécessité d'une intervention de dépannage. Un court-circuit entre les conducteurs 22, 24 de la ligne 18 se traduit par une tension alternative Ve à'entrée du filtre 30. Ce dernier ne transmet que la valeur moyenne du signal d'entrée et le signal de sortie Vs est quasiment nul. Le signal appliqué à la logique 36 à pannes orientées et au système d'acquisition 38 est donc le m8me que celui correspondant à l'interruption de la ligne 18 et ce défaut est signalé de la manière décrite ci-dessus par le système d'acquisition 38 sans risque d'alimentation de la ligne 36 à pannes orientées. Un court-circuit entre deux lignes adjacentes indépendantes est sans effet sur le dispositif, car les lignes sont isolées galvaniquement. b) Défaut du capteur 10. Une coupure de la diode mise en service, par exemple la diode16, se traduit, comme une coupure de la ligne 18, par l'émission d'une tension Vs nulle, caractéristique de l'état défaut. Un courtcircuit de la diode 16 en service se traduit, comme un court-circuit de la ligne, par une tension Vs nulle et un état défaut. Un défaut de la diode 14 non mise en service, par exemple une coupure ou un court-circuit, n'affecte pas le fonctionnement et n'entraîne aucune action dangereuse. Toutefois, cette défaillance n'est vue par le système d'acquisition 38 qu'à la mise en service de la diode 14 par changement de position de l'inverseur 12. Une défaillance de l'inverseur 12, notamment le maintien du contact mobile en une position intermédiaire, correspond à une interruption de aligne 18 et ce défaut est signalé par le système d'acquisition 38. c) Défaut du filtre 30. La coupure de la résistance 32 équivaut à une coupure de la ligne 18 et le défaut est détecté par le système-d'acquisition 38. Un court-circuit de la capacité 34 engendre une tension Vs nulle représentative d'un défaut. La coupure du circuit de la capacité 34 se traduit par une tension Vs non filtrée et une alimentation irrégulière de la logique 36 à pannes orientées en position travail" du capteur mais n'entratne pas d'action dangereuse. Le système d'acquisition 38 signale cette alimentation irrégulière. d) Défaut du modulateur 40 - démodulateur 42 synchrone. Ces défauts n'affectent pas la logique 36 à pannes orientées et se traduisent généralement par une tension V's nulle. Aucun défaut n'a d'action dangereuse sur les- circuits de sécurité à pannes orientées et tout défaut se produisant sur le circuit de détection de la position de l'inverseur 12 est détecté par le système d'acquisition 38 qui assure une surveillance permanente de l'état de la ligne 18 et du capteur 10. L'invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Dispositif interface d'acquisition à sécurité positive intrinsèque d'une information tout ou rien fournie par un capteur, comprenant une ligne d'alimentation en tension alternative à deux conducteurs reliant le capteur à un système d'acquisition et à un système logique d'exploitation, caractérisé en ce que ledit capteur comporte deux diodes, l'une de passage des alternances positives et l'autre des alternances négatives de ladite tension alternative, sélectivement mise en circuit par l'une ou l'autre des positions du capteur pour appliquer respectivement à ladite ligne un signal de tension positive ou un signal de tension négative , l'ensemble étant agencé pour faire apparaetre un signal de tension nulle en cas de défaut de la ligne ou du capteur. 2. Dispositif interface selon la revendication 1, caractérisé par un filtre passe-bas inséré dans ladite ligne pour lisser ledit signal de tension. 3. Dispositif interface selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit capteur est agencé en contact inverseur connectant en l'une des positions,l'une des diodes dans ladite ligne et dans l'autre position, l'autre des diodes montée en tête boche. 4. Dispositif interface selon la revendication~l, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite ligne est reliée à une logique à pannes orientées fonctionnant avec un signal de tension positive. 5. Dispositif interface selon la revendication 1, 2, 3, ou 4, caractérisé en ce que ledit système d'acquisition est relié à ladite ligne par l'intermédiaire d'un dispositif modulateur, dëmodulateur synchrone assurant une isolation galvanique du système d'acquisition. 6. Dispositif interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un transformateur d'alimentation en tension alternative de ladite ligne, deux diodes montées en toute bêche et connectées sélectivement dans ladite ligne selon la position dudit capteur pour redresser ladite tension en un signal de tension positive ou négative, et un système d'acquisition agencé pour signaler un état défaut se traduisant par un signal de tension nulle.