Brevet FR2541007A1 — publié le 19840817

? i Système pour contrôler le fonctionnement de circuits d'entrée à une unité centrale -de commande et de contrôle pour des machines et/ou des dispositifs utilisables dans des lignes de production et/ou des lignes d'emballage de produits. La présente invention concerne un système pour contrôler le fonctionnement de circuits d'entrée à une unité centrale de commande et de contrôle pour des machines et/ou des disposi- tifs utilisables dans des lignes de production et/ou des lignes d'emballage de produits, par exemple des lignes de production pour fabriquer des cigarettes et/ou pour emballer des paquets de cigarettes Ces lignes peuvent, par exemple, comporter des machines de fabrication de cigarettes,des machines de montage de filtres, des machines d'emballage, des machines de mise sous cellophane, des machines de mise en cartouches ou des machines d'empaquetage. Comme on le sait, ces machines individuelles ou ces lignes de production sont commandées par une unité centrale de com- mande et de contrôle qui, en fonction de signaux déterminés, émis par des transducteurs d'entrée, détermine les moments de fonctionnement appropriés des divers transducteurs de sortie, qui peuvent également appartenir à différentes machi- nes dans la même ligne Cette unité centrale de commande et, de contr 8 le'reçoit donc des signaux d'entrée de ces trans- ducteursd'entrée au moyen de circuits d'entrée respectifs. 254100 ? Ces transducteurs d'entrée peuvent comporter des dispositifs de commutation (par exemple des micro-interrupteurs ou des détecteurs de proximité), des dispositifs produisant des signaux à fréquence relativement élevée, de l'ordre de plusieurs dizaines de k Hz (par exemple des signaux provenant de systè- mes de synchronisation),et des dispositifs qui produisent des signaux de tension alternative ayant une fréquence de l'ordre de plusieurs dizaines de Hz (par exemple des signaux provenant de transformateurs). En outre, ces unités centrales de commande et de contrôle dé- tectent également l'action de la commande aux transducteurs de sortie, au moyen de circuits de contrôle associés qui sont couplés à-l'unité centrale par des circuits d'entrée respectifs. Le but de la présente invention est de procurer un système pour contrôler le fonctionnement de tous les divers circuits d'entrée à cette unité centrale de commande et de contrôle pour des machines et/ou des dispositifs du type considéré ci- dessus, qui présente divers avantages d'économie de fabrica- tion et de fiabilité en service Selon l-a présente invention, il est procuré un système pour contrôler le fonctionnement de circuits d'entrée à une unité centrale de commande et de contrôle pour des machines et/ou des dispositifs utilisables dans des lignes de production et/ou des lignes d'emballage de produits, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter des incidents éventuels dans le fonctionnement de ces circuits d'entrée, ces moyens comportant des moyens de commande et de détection associés dans l'unité centrale raccordés aux circuits d'entrée, ces circuits d'entrée étant formés avec une configuration de circuit obtenue à partir d'une configuration de base unique et variant en fonction du type de circuit raccordé au moyen du éircuit d'entrée à l'unité centrale. L'invention sera mieux comprise à la lecture de' la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemplesseulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel la figure 1 est un schéma-bloc du système de contrôle du fonctionnement des circuits d'entrée à une unité centrale de, commande et de contrôle, selon la présente invention; la figure 2 est un schéma-bloc-de composants individuels du schéma de la figure 1; la figure 3 est un schéma électrique d'une configuration de circuit de base selon'la présente invention; la figure 4 est un schéma-bloc électrique de plusieurs com- posants du système de contrôle de fonctionnement de la figure 1; les figures 5, 6 et 7 son des schémas électriques illustrant des variantes de diverses parties du schéma de la figure 4;et -les figures 8 et 9 sont des schémas électriques illustrant des variantes d'une autre partie du schéma de circuit de base de la figure 3. En se reportant à la figure 1,le repère 1 indique de façon générale une unité centrale de commande et de contrôle pour des iimachines et/ou des dispositifs utilisables dans des lignes de production et/ou des lignes d'emballage de produits, en particulier des lignes pour la production et l'emballage de paquets de cigarettes Comme il a déjà été indiqué ci- dessus, dans une configuration connue, ces lignes comportent une multiplicité de transducteurs d'entrée 2, qui sont cou- plés par des raccordements respectifs 3 à des circuits d'en- trée respectifs 4, qui sont raccordés par des raccordements respectifs 5 à l'unité centrale 1. Cette unité centrale 1 est à son tour raccordée par des raccordements respectifs 6 à des circuits de sortie respectifs 7, qui sont raccordés par des raccordements respectifs 8 à des transducteurs de sortie respectifs 9 Les circuits de sortie 7 sont ensuite respectivement raccordés aux moyens de raccordement ou de couplage 11 à des circuits de contrôle respectifs 12, qui sont raccordés par des raccordements res- pectifs 13 à des circuits d'entrée respectifs 14 raccordés par des raccordements respectifs 15 à l'unité centrale 1 Un tableau de visualisation d'incidents 17 et un bloc 18 pour commander l'arrêt de la machine ou de la ligne sontiensuite raccordés à cette unité centrale 1. Selon la présente invention, les circuits d'entrée 4 et les circuits d'ehtrée 14 sont raccordés à l'unité centrale par des raccordements respectifs 20 et 21 pour contrôler le fonc- tionnement de ces circuits d'entrée 4 et 14 d'une manière qui va être décrite. Ces circuits(:d'entrée 4 et 14 se présentent sous la forme de circuits intégrés et sont groupés sur dds plaquettes qui com- portent chacune par exemple vingt-deux d'entre eux Comme on peut le voir sur la figure 2, chaque transducteur d'entrée 2 est raccordé par un raccordement 3 à un circuit d'entrée res- pectif 4, qui est raccordé par un raccordement 5 à l'unité 1. Ainsi, le nombre de circuits d'entrée 4 est le même que celui des transducteurs d'entrée 2, et il y a le même nombre de raccordements 20 entre l'unité 1 et les circuits d'entrée'4. Le nombre de circuits de sortie 7 est égal à celui des transducteurs de sortie 9 Il y a le même nombre de circuits de contrôle 12 et de circuits d'entrée 14 que de transduc- teurs, et chaque circuit 14 est raccordé à l'unité 1 par un raccordement 15 et un raccordement 21 Comme on peut le voir sur la figure 3, selon la présente invention, une con- figuration de circuit de base 22 est prévue pour les circuits 254100 d'entrée 4 et 14, laquelle configuration peut être légèrement modifiée pour l'adapter aux différents types de transduc- teurs d'entrée 2 et de circuits decontrôle 12 qui leur sont raccordés. En se reportant à la figure 3, cette configuration de base 22 est subdivisée en deux parties 23 et 24 La première par- tie 23 comporte cinq diodes 25, 26, 27, 28 et 29, tandis que la deuxième partie comporte un composant final 30 comportant des moyens de couplage photo-électriques. En particulier, le composant final est constitué par une photodiode 31 et un photo-amplificateur de seuil 32 à hysté- résis, de type connu, comportant par exemple un trigger de Schmitt Les anodes des diodes 26 et 27 sont libres pour un raccordement extérieur, tandis que leurs cathodes sont raccor- dées en commun à une extrémité d'une paire montée en parallè- le d'une résistance 34 et d'une capacité 35, l'autre extrémité de la paire étant raccordée à une première extrémité 37 d'une résistance 36 dont l'autre extrémité est raccordée à l'anode de la photddiode 31 L'extrémité 37 est également raccordée à la cathode d'une diode 39 en parallèle à laquelle est montée une capacité 40 L'anode de la diode 39 est raccordée à la cathode de la photodiode 31 et est raccordée aux anodes des diodes 28 et 29 dont les cathodes sont libres pour un raccor- dement extérieur L'anode de la photodiode 31 est en outre raccordée à l'anode de la diode 25 dont la cathode est libre pour un raccordement extérieur Le photo-amplificateur 32 est monté entre une borne positive de tension et la terre et a une sortie libre pour un raccordement extérieur. La figure 4 montre une première configuration de circuit de tels circuits d'entrée 4 et 14 en supposant que le transduc- teur d'entrée 2 et le circuit de contrôle 12 fonctionnent comme des dispositifs de commutation du type normalement ouvert avec un raccordement à la terre; Dans ce cas, la partie 23 de la configuration de circuit de base 22 comporte seulement les diodes 26, 28 et 29, et la partie 24 aura seulement les résistances 34 et 36 et la capacité 40. De cette manière, la disposition de la résistance 34 et de la capacité 40 sous forme d'un circuit intégrateurest capable d'éliminer des signaux qui perturberaient la photodiode 31. du fait, par exemple, de rebondissements des contacts lors de l'ouverture ou de la fermeture de l'interrupteur La diode 39 peut, de façon appropriée, être montée en parallèle avec la capacité 40 Le raccordement 3 provenant du transducteur 2 est ainsi raccordé à la cathode de la diode 29, tandis que l'anode de la diode 26 est raccordée à une borne positive d'une source de tension. Les raccordements du circuit d'entrée 14 sont réalisés d'une manière similaire. Le raccordement de sortie 5 du circuit d'entrée 4 est ensuite raccordé à un-bloc de traitement central 50 à l'intérieur de l'unité 1 Ce bloc 50 fonctionne pour envoyer, au moyen d'un raccordement respectif 6, un signal à un circuit de sortie 7 pour actionner un transducteur 9 lorsque c'est approprié Le raccordement de sortie 15 du circuit d'entrée 14 est, d'autre part, raccordé à une deuxième partie 51 d'un bloc de traite- ment 50 fonctionnant pour vérifier le fonctionnement correct du circuit de sortie 7 La fonction de la partie 51 du bloc est en fait de comparer un signal de commande envoyé par lui,au moyen du raccordement 6, à un transducteur de sortie 9, a signal reçu du raccordement 15 Si un incident de fonc- tionnement est détecté, la partie 51 envoie un signal au tableau de visualisation d'incidents 17 et à l'unité d'arrêt 18. Selon la présente invention, le bloc central 50 de l'unité 1 comporte un bloc 55 pour contrôler le fonctionnement des cir- cuits d'entrée 4 et 14 Tous ces circuits d'entrée, y compris les circuits 4 et 14 de la figure 4, sont raccordés par des raccordements respectifs 5 ou 15 au bloc 55 Le raccordement 7 2541001 électrique des circuits d'entrée au bloc 55 s'effectue sélectivement sous la commande d'un signal 56 émis par le bloc 55 lui-même Le même signal 56 commande également sélec- tivement le raccordement des diodes 28 desdivers circuits d'entrée à un bloc 57 De façon plus précise, la fonction du bloc 57 est de déterminer sélectivement, sous la commande du signal 56, le raccordement à la terre des cathodes des diodes 28. Le fonctionnement du système de contrôle des circuits d'entrée selon la présente invention est le suivant. En considérant que le contrôle est effectué par l'unitécen- trale de commande et de contrôle 1 à intervalles prédéterminés, ou même au début d'un cycle de fonctionnement, on suppose tout d'abord que le contrôle du fonctionnement du circuit 4 de la figure 4 est à effectuer. Dans ce but, le bloc 55 envoie un signal 56, qui a pour effet de raccorder la cathode de la diode 28 à la terre par l'inter- médiaire du bloc 5 7, et la sortie du photo-amplificateur 32 à l'entrée du bloc 55 lui-même Dans le cas d'un fonctionne- ment correct du circuit 4 -, la mise à la terre de la cathode de la diode 28 fait passer le courant à travers la photodiode 31 et, en conséquence, celle-ci passe de la condition éteinte à la condition a J Rumee Ensuite, le signal présent sur le raccordement 5 est soumis à un changement de niveau logique, à partir duquel le bloc 55, qui est capable de distinguer des signaux d'essai de courte durée de signaux de plus grande durée provenant d'un actionnement effectif du transducteur 2, détecte la condition de fonctionnement correct du circuit d'entrée 4 D'autre part, s'il y a un incident dans le cir- cuit d'entrée 4, le signal 56 envoyé du bloc 55 ne provoque plus l'émission d'un signal de sortie du photo-amplificateur 32, ni de ce fait un changement de niveau logique sur le raccordement 5 Dans ces conditions, le bloc 55 émet lui- même un signal pour le tableau indicateur d'incidents 17 et pour le bloc 18 servant à arrêter la machine. Après contrôle du circuit 4, le bloc 55 peut ensuite effectuer le contrôle du fonctionnement d'un autre circuit d'entrée Si le nouveau circuit d'entrée à contrôler est par exemple le circuit 14 représenté dans la partie inférieure de la figure 4, la mise à la terre de la cathode de la diode 28 est com- mandée par le bloc 57 au moyen du signal 56, et la sortie du photoamplificateur 32 du circuit 14 est raccordée à l'entrée du bloc 55 Si le signal en -provenance du raccorde- ment 15 est reçu, celui-ci vérifie le fonctionnement correct du circuit d'entrée 14. D'autre part, s'il y a un:;incident dans le circuit d'entrée 14, le signal de sortie du photo-amplificateur 32 ne sera pas présent et un signal sera émis par le bloc 55 pour le tableau indicateur d'incidents et pour le bloc 18 servant à arrêter la machine. Comme on peut le voir sur la figure 5, si le transducteur d'entrée 2 et le circuit de contrôle 12 fonctionnent de l'autre manière, c'est-à-dire comme dispositif de commutation du type normalement fermé, la diode 28 sera supprimée dans la partie 23 et la diode 25 mise en service, la- cathode de cette diode 25 étant raccordée par un raccordement 20 à l'entrée sélective du bloc 57 précédemment représenté Dans ce cas, lors du fonctionnement du bloc d'essai 55, la cathode de la diode 25 est raccordée à la terre et, du fait que la résistance interne de la diode 25 est inférieure à la résistance interne de la photodiode 31, cette photidiode 31 qui est allumée s'éteint Dans le cas du fonctionnement correct du circuit d'entrée 4, ce changement de niveau'logique du signal de raccordement 5 èst détecté par le bloc d'es- sai 55 comme il a déjà été décrit. La figure 6 montre une variante du transducteur d'entrée 2, qui est prévu avec une configuration analogue à un interrup- 9 2541007 teur normalement fermé, raccordé toutefois à une borne d'ali- mentation positive plutôt qu'à la terre. Dans ce cas, le raccordement 3 est raccordé à l'anode de la diode 26 et la diode 29 est également supprimée, tandis que la cathode de la photodiode 31 est directement raccordée à la terre D'autre part, la cathode de la diode 25 est tou- jours raccordée sélectivement au bloc 57 Egalement dans ce cas,lorsqu'on vérifie le fonctionnement du circuit 4, la photodiode 41 passe de l'état allumé à un état éteint - Comme on le voit sur la figure 7, d'autre part, dans un cas dans lequel le transducteur d'entrée 2 correspond au disposi- tif de commutation du type normalement ouvert, raccordé à une borne positive de tension d'alimentation, le raccordement 3 est raccordé à l'anode de la diode 26, la cathode de la pho- todiode 31 est raccordée directement à la terre, et l'anode de la diode 26 est raccordée par un raccordement sélectif commandé par le signal 56 à un bloc 60 (indiqué en tirets sur la figure 4) plutôt qu'au bloc 57; de ce fait, au lieu de déterminer un raccordement à la terre, le raccordement se fait à une borne positive de tension Dans ce cas, le bloc d'essai 55 provoque-l'allumage de la photodiode 31 et le signal correspondant en provenance du photo-amplificateur 32 est détecté par le bloc d'essai 55. D'autre part, dans le cas o le transducteur d'entrée 2 émet un signal de fréquence relativement élevé,par exemple compris entre 5 et 30 k Hz, la configuration de circuit de base 22 de la figure 3, pour autant que la partie 24 est concernée, est modifiée en éliminant la capacité 40, et la diode 39 (figure 8) peut,de façon appropriée, être conservée. De cette manière, les résistances 34 et 36 et la capacité 35 forment un filtre qui ne permet le passage qu'aux signaux de haute fréquence, améliorant ainsi la réponse de la photodiode 31. 1 O Enfin, dans un cas o le transducteur d'entrée 2 produit un signal à une fréquence de quelques dizaines de-Hertz, par exemple 50 Hz, comme on peut le voir sur la figure 9, la capacité 35 est supprimée de la partie 24 par rapport à la configuration de base de la figure 3, de sorte qu'il est cons- titué un circuit redresseur pour la tension d'entrée alterna- tive de façon à appliquer une tension pratiquement continue à la photodiode 31. Lorsque les circuits des figures 8 ou 9 sont utilisés, la partie 23 du circuit 22 peut également être modifiée en fonc- tion des configurations représentées sur les figures 4, 5, 6 et 7 en fonction du type de raccordement du transducteur raccordé au circuit d'entrée associé 4. Le système de contrôle de fonctionnement décrit selon la présente invention présente donc divers avantages Tout d'abord, on obtient uneéconomie relative de fabrication en ce que, notamment dans la production de plaquettes avec une multipli- cité de circuits intégrés,-on peut prévoir la même configuration de circuit de base pour tous les divers types de circuits d'entrée,-comme on le voit par exemple sur la figure 3. Cette configuration, telle qu'elle a été décrite, peut être légèrement modifiée en fonction du type de transducteur à l'entrée 2 et du type de circuit de contrôle 12, raccordés au moyen du raccordement unique comportant les diverses dio- des 25, 26, 27, 28 et 29 De cette manière, le fonctionnement correct (ou non) du circuit d'entrée peut être déterminé sans modifier le fonctionnement du circuit lui-même pour des si- gnaux normaux qui proviennent des transducteurs d'entrée associés 2 ou du circuit de contrôle 12 En outre, ces cir- cuits d'entrée peuvent être aisément modifiés par rapport à la configuration de base, comme on le voit sur les figures 4, 8 et 9, pour les adapter aux types des transducteurs d'entrée qui leur sont raccordés. Il est enfin évident que la réalisation décrite du système de la présente invention peut être modifiée sans s'écarter de la portée de l'invention elle-même Ehtre autres choses, l'unité centrale 1 peut être réalisée de façon différente, en comportant par exemple un microprocesseur, avec une adap- tation fonctionnelle résultante des blocs internes décrits. Revendications. 1 Système pour contrôler le fonctionnement de circuits d'entrée ( 4, 14) à une unité centrale ( 1) pour la commande et le contrôle de machines et/ou de dispositifs utilisables dans des lignes de fabrication et/ou d'emballage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter d'éventuels incidents de fonctionnement de ces circuits d'entrée, ces moyens comportant des moyens associés de commande et de détection ( 55) dans l'unité centrale raccordée aux circuits d'entrée, ces circuits d'entrée étant formés avec une confi- guration de circuit obtenue à partir d'une seule configura- tion de base ( 22), celle-ci étant modifiée en fonction du type de circuit ( 2, 12) 'raccordé au moyen de ces circuits d'entrée ( 4, 14) à l'unité centrale ( 1). 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu lune première série ( 2) de ces circuits raccordée au moyen d'un circuit d'entrée associé ( 4) à l'unité centrale ( 1) comporteun transducteur d'entrée respectif fonctionnant pour émettre un signal d'entrée pour cette unité centrale ( 1). 3 Système selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'une deuxième série ( 12) de ces circuits raccordée au moyen des circuits d'entrée respectifs ( 14) à l'unité centrale ( 1) comporte un circuit de contrôle res- pectif pour les transducteurs de sortie respectifs ( 9) commandés par l'unité centrale ( 1). 4 Système selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le transducteur d'entrée ( 2) et/ou le circuit de contrôle ( 12) comporte un dispositif de commuta- tion, le circuit d'entrée comportant des moyens d'intégra- tion ( 34,40) fonctionnant pour éliminer les signaux pertur- bateurs du signal de sortie à cette unité centrale ( 1). Système selon la revendication 2 ou l'une des revendica- tions 3 ou 4, caractérisé en ce que le transducteur d'entrée comporte un dispositif fonctionnant pour envoyer un signal électrique en courant alternatif au circuit d'entrée. 6 Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que ce signal électrique en courant alternatif a une fréquence de l'ordre de plusieurs dizaines de k Hz, le circuit d'entrée comportant des moyens fonctionnant pourconstituer un circuit de filtre ( 34, 35, 36) pour permettre le passage de signaux de fréquence relativement élevée. 7 Système selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ce signal électrique en courant alternatif a une fréquence de l'ordre de plusieurs dizaines de Hz, le circuit d'entrée comportant des moyens ( 34, 36, 40) fonctionnant pour constituerun circuit redresseur. 8 Système selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que ce circuit d'entrée ( 4, 14) est raccordé à l'unité centrale ( 1) par des moyens de couplage photo- électrique ( 30). 9 Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ces moyens de couplage photo-électrique comportent une photo- diode ( 31) et un photo-amplificateur ( 32) avec un seuil et une hystérésis. Système selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les moyens de détection d'inci- dents et de commande disposés dans l'unité centrale comportent des moyens ( 55) pour envoyer des signaux de vérification à ces circuits d'entrée, ces signaux de vérification servant à déter- miner un changement de niveau logique dans le signal envoyé par le circuit d'entrée à l'unité centrale, et qu'ils compor- tent des moyens ( 55) pour détecter ce changement de niveau logique et pour distinguer si oui ou non'ce changement est une conséquence de l'envoi du signal de vérification. 11 Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que ces circuits d'entrée sont raccordés à ces moyens de circuits pour commander et détecter les incidents au moyen de diodes ( 25, 26, 27, 28, 29). 12 Système selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de détection d'incidents et de commande sont activés par l'unité centrale à des instants prédéterminés. 13 Système selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la configuration de circuit de base des circuits d'entrée comporte une première et une deuxième borne de raccordement à un circuit extérieur respec- tif pour se raccorder à l'unité centrale ( 1), l'anode d'une première diode ( 26) et la cathode d'une deuxième diode ( 29) étant respectivement raccordées à cette première et à cette deuxième borne, en ce qu'une anode d'une troisième diode ( 25) est raccordée à une entrée de signaux d'un composant final ( 30) de ce circuit-d'entrée, la cathode de cette troi- sième diode pouvant être raccordée aux moyens de détection d'incidents et de commande ( 55),et en ce que la cathode et l'anode d'une quatrième ( 27) et d'une cinquième ( 28) diode respectives sont raccordées à la cathode et à l'anode de la première et de la deuxième diode, les autres bornes de la quatrième et de la cinquième diode pouvant être raccordées aux moyens ( 55) de détection d'incidents et de commande. 14 Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que la cathode de la première diode ( 26) est raccordée à une extrémité d'une unité parallèle comportant une résistance ( 34) et une capacité ( 35), dont les autres extrémités sont raccordées à l'anode de la deuxième diode ( 29) par l'inter- médiaire d'une résistance ( 36) montée en série avec le composant final ( 30) de ce circuit d'entrée et par une capa- cité ( 40) disposée en parallèle avec ce montage série, la cathode d'une sixième diode ( 39) étant en outre raccordée à cette autre extrémité et son anode étant raccordée à l'anode de la deuxième diode ( 29),. Système selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que ces circuits d'entrée ( 4, 14) sont formés par des circuits intégrés, une multiplicité de ces circuits intégrés étant montée sur une plaquette. 16 Système selon l'une quelconque des revendications précé- dentes,caractérisé en ce que ces machines et/ou ces disbosi- tifs sont utilisables dans des lignes de fabrication de ciga- rettes et/ou dans des machines à emballer les paquets de cigarettes.