Brevet FR2472222A1 — publié le 19810626

Système et ensemble de commande centralisée de plusieurs appareils La présente invention a pour objet un système et un ensemble de commande centralisée de plusieurs appareils reliés à un réseau d'alimentation électrique commun. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans les systèmes de conditionnement d'air. Dans de tels systèmes, on doit émettre des signaux de commande séparés vers des appareils ou groupes d'appa- reils individuels et on doit collecter des signaux indiquant les valeurs mesurées en des emplacements de mesure individuels. Ces signaux de mesure doivent ensuite être comparés aux valeurs souhaitées à tout moment, de façon à adapter en conséquence les signaux de commande. De plus, on doit pouvoir programmer les valeurs souhaitées dans le système, avantageusement en fonction du temps. On a déjà proposé de remplir ces fonctions dans des systèmes de conditionnement d'air en rassemblant plusieurs régulateurs séparés dans une unité de commande centrale. Des conducteurs pour les signaux de mesure et les signaux de commande sont tirés à partir de chaque régulateur. Cette solution a des inconvénients : la coordination de la commande est médiocre, le prix est élevé et l'installation est coûteuse, par suite. de l'importance des câblages requis. On connaît également des systèmes de conditionnement d'air à régulation centralisée des valeurs désirées pour les divers régulateurs locaux, par exemple en fonction du temps et/ou de la température extérieure. Cela est obtenu partiellement en'superposant des signaux à haute fréquence à la tension de ligne et partiellement en coupant la tension de ligne pendant un intervalle bref. Mais de tels systèmes sont basés sur des circuits logiques relativement coûteux destinés à extraire les signaux et à les transformer en ordres de mise en action. On ne connaît pas de système utilisant les conducteurs d'alimentation électrique pour collecter les signaux de mesure. La présente invention vise notamment à permettre une commande centrale complète au moyen de composants dont le coût est suffisamment faible pour que l'investissement correspondant soit économi-quement justifié, même dans un appartement ou pavillon occupé par une seule famille, en d'autres termes sans exiger l'installation coûteuse nécessaire lorsqu'il faut tirer des fils spéciaux de mesure et de commande. L'invention propose dans ce but un système dans lequel les signaux sont transmis sur les lignes d'alimentation électrique de l'immeuble en superposant, à la tension d'alimentation, des fréquences plus élevées qui sont produites et enregistrées par des circuits oscillants simples. L'unité de commande émet une fréquence spécifique pour chaque appareil (ou groupe d'appareils) au moyen d'un circuit oscillant séparé (émetteur de fréquence) pour chaque fréquence. Chaque appareil a alors un récepteur muni d'un filtre passe-bande tel qué l'appareil ne réagit qu'aux signaux dans une plage de fréquence spécifique . De même, chaque émetteur de signal de mesure peut posséder un filtre passe-bande.Lorsque l'unité de commande émet un signal de départ à la fréquence de l'émetteur de signal de mesure, ce dernier- est activé et -envoie un signal de mesure sur une fréquence porteuse séparée, qui peut être la même pour tous les émetteurs de signaux de mesure du système. Un tel système de commande associe un prix faible, notamment lorsqu'il est utilisé en association avec une commande de sortie proportionnelle au temps, à une régulation qui est efficace et d'un prix raisonnable. Pour éviter que des signaux ne soient transmis entre systèmes différents, un filtre est installé, avantageusement au niveau des fusibles d'entrée de l'installation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un système qui en constitue un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 montre un ensemble de commande central destiné au système: - les figures 2 et 3 sont des schémas montrant respectivement un récepteur de signal de commande et un émetteur de signal de mesure destinés au système. Le mode de fonctionnement du système montré en figure 1, qui comporte un ensemble de commande centrale ayant une unité de commande, un récepteur de signal de mesure et un émetteur de signal de commande, est le suivant. Une source de tension d'alimentation 1 fournit un courant à l'émetteur de signal de commande 4. L'unité de commande peut être programmée, par exemple à partir d'un clavier qui lui est relié, et permet ensuite de réguler le système. Une séquence représentative de fonctionnement peut être la suivante : l'unité de commande, par l'intermédiaire de son sélecteur de canal 3, excite l'un des organes 5 commandant le passage du courant, qui seront par la suite appelés "vannes de courant". Un signal est en conséquence envoyé à la fréquence porteuse choisie, par 1 'intermé- diaire d'un transformateur. Les condensateurs placés côté réseau bloquent la fréquence de réseau, tandis que la fréquence porteuse, qui est plus élevée, sort sur le réseau. En conséquence, un signal de mesure sur une fréquence porteuse distincte arrive au récepteur 6, où la fréquence est vérifiée. Si elle est correcte, le signal atteint, par l'intermédiaire d'une liaison optoélectronique 7a, 7b, l'unité de commande 2.Le signal y est analysé par comparaison aux valeurs programmées, et un programme de commande pour les appareils dans la zone appropriée est déterminé. En conformité avec ce programme, l'unité de commande 2 envoie alors un signal de commande aux appareils dans la zone en cause, et excite, par l'intermédiaire du sélecteur de canal 3, l'une des vannes de courant 5. L'unité de commande 2 neut simultanément demander un signal de mesure de la zone suivante, et ainsi de suite. La figure 2 montre un récepteur de signal de commande dans lequel les signaux arrivent par une porte à haute impédance 9 et atteignent un filtre passe-bande 6 qui n'autorise que le passage des signaux dans la plage de fréquences de l'appareil. Ces signaux parviennent à l'amplificateur 10 qui redresse le signal et l'amplifie suffisamment pour qu'il puisse être utilisé en tant que signal de commande pour la vanne de courant 8, qui peut notamment être un relais ou un élément à état solide, tel qu'un "TRIAC". La vanne de courant 8 sera excitée aussi longtemps qu'elle reçoit un signal de commande à la fréquence correcte par les lignes de réseau. La ligure 3 montre un émetteur de signal de mesure dont les composants sont pour la plupart les mêmes que ceux de l'unité centrale. Le filtre passe-bande 6 permet aux signaux transmis sur une fréquence porteuse particulière de passer et-de fermer la vanne de courant 5. Le générateur de fréquence porteuse 4 entre alors en fonctionnement et un signal de mesure déterminé par un générateur de signal de mesure 13 est envoyé sur le réseau. Le signal de mesure dépend de la résistance d'un capteur qui est par exemple une résistance sensible à la température : dans le mode de réalisation illustré, la constante de temps de charge d'un condensateur 14 varie avec la résistance du capteur. Le générateur de fréquence porteuse continue à émettre la fréquence porteuse aussi longtemps que le condensateur se charge, mais cesse d'émettre lorsque la tension du condensateur atteint une valeur telle que le transistor unijonction 15 s'ouvre. La fréquence porteuse n'est alors plus transmise jusqu'à ce que le conden- sateur se soit suffisamment déchargé pour que le transistor 15 passe de nouveau à l'état bloqué. Le signal à la fréquence porteuse est transmis, comme on l'a indiqué plus haut, à l'unité centrale-où l'unité de commande le traduit sous forme d'un niveau. Une fois le signal reçu, l'unité centrale arrête le signal qui excitait l'émetteur de signal de mesure. L'unité de commande comporte avantageusement une horloge électronique, de sorte que les divers paramètres peuvent être modifiés en fonction du temps. Dans une version simplifiée de l'unité centrale, on peut utiliser un programmateur temporel pour plusieurs zones. L'émetteur et le récepteur pour les signaux de mesure peuvent alors être omis et l'unité peut réguler des réchauffeurs de moteurs, un éclairage extérieur, des éléments de chauffage, des éléments d'abaissement de température de régulateurs, etc. Ce résultat peut être atteint de façon beaucoup plus souple qu'avec les solutions antérieures, à un prix beaucoup plus acceptable e et sans exiger l'installation d'un câblage supplémentaire. Ce dernier facteur a une importance particulière dans les bâtiments anciens, auxquels l'invention offre les mêmes possibilites d'économie associées au système qu'aux bâtiments neufs. L'invention ne se limite évidemment pas au mode particulier de réalisation qui a été représenté et décrit à titre d'exemple et s'étend à toutes variantes. En parti- culier, le système peut aisément être modifié pour s'adapter à une installation triphasée. Revendications 1. Système et ensemble de commande centralisée de plusieurs appareils reliés à un réseau d'alimentation électrique, comprenant une unité centrale, des récepteurs de signal de commande et éventuellement des émetteurs de signaux de mesure, caractérisé en ce eue 1'unité centrale comprend plusieurs générateurs de fréquence (4) qui, en réponse à un signal provenant d'un microprocesseur ou d'un programmateur temporel, peuvent transmettre un signal par l'intermédiaire du réseau sur une fréquence porteuse distincte qui est sensiblement supérieure à la fréquence du réseau, en ce que les récepteurs de signaux de commande et les émetteurs éventuels de signal de mesure ont des filtres passe-bande (6) qui ne permettent que le passage des signaux ayant la fréquence porteuse sélectionnée pdur l'unité, et en ce que les émetteurs éventuels de signal de mesure ont un générateur de fréquence [4) dont la fréquence est adaptée au filtre passe-bande (6) dans le récepteur de signal de mesure de l'unité centrale, de telle façon que l'unité centrale-puisse communiquer avec les autres unités par l'intermédiaire du réseau d'alimentation électrique. 2. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de signal de mesure (13) dans un émetteur de signal de mesure comprend un transistor unijonction (15), un capteur tel qu'une résistan-ce sensible à la température, et un condensateur [143 qui est relié de telle façon que le condensateur (14) se charge par l'intermédiaire du capteur et se décharge par l'intermédiaire du-transistor unijonction [15Z, de sorte qu'un transistor de génération de la fréquence porteuse passe à l'état bloqué et arrête le signal à la fréquence porteuse à intervalles déterminés par la résistance du coapteur.