Brevet FR2560403A1 — publié le 19850830

La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour un asservissement a commande binaire d'organes mobiles suivant un axe. Les commandes a calcul binaire sont de plus en plus fréquemment utilisées dans l'industrie pour la commande d'automatisme. En effet, de telles commandes se prêtent particulièrement bien au traitement logique par ordinateur. Parmi les commandes à calcul binaire, les moteurs pas a pas constituent unexemple qui est con- cerné par la présente invention. De tels moteurs pas a pas sont utilisés en tant que relais pour la commande d'organes asservis, et une application particulièrement intéressante de ces moteurs concerne la commande d'un distributeur hydraulique ou pneumatique. Il devient alors possible de commander des vérins à la fois en vitesse et en position. Conformément à l'invention, le dispositif pour i'asservissement d'un organe mobile suivant un axe par une commande binaire comprend une machine de traitement de l'information dont l'entrée est reliée, d'une part, à un élément périphérique permettant d'afficher les ordres à donner à un organe pris indifféremment parmi une série d'organes différents ayant des caractEristi- ques propres et pouvant être asservi par un élément à commande binaire, et, d'autre part, à une mémoire programmable d'emmagasinage des conditions limites de fonc- tionnement de chaque organe différent, cette mémoire étant elle-même associée à un moyen formant logiciel pour le calcul d'informations logiques correspondant aux ordres fournis par l'élément périphérique et leur comparaison avec les valeurs limites emmagasinées dans la mé- moire, la sortie de la machine de traitement de l'information étant reliée à l'organe à asservir par l'intermédiaire de l'élément à commande binaire. L'élément périphérique d'affichage peut com- prendre un clavier sur lequel on frappe en langage conversationnel les ordres à donner à l'organe à asservir, ou bien un calculateur dans lequel les ordres à donner sont- traités en langage machine. L'élément à commande binaire qui est en général un moteur pas à pas peut être relié à la machine de traitement de l'information par l'intermédiaire d'une commande de puissance. Un détecteur de position peut être supplémen- tairement prévu entre 1' organe à asservir et la machine de traitement de l'information. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé pour l'asservissement d'un organe par un élément à commande binaire comprend les opérations consistant à : déterminer les conditions limites de fonctionnement d'organes différents d'une série d'organes pouvant être asservis par un élément à commande binaire; recevoir des ordres de fonctionnement correspondant à un organe déterminé à asservir; comparer les ordres de fonctionnement avec les indications limites de fonctionnement de l'organe à asservir et, en cas de compatibilité, transmettre les ordres de fonctionnement à l'élé- ment de commande binaire; puis éventuellement détecter la position prise par l'organe à asservir et la corriger en fonction des ordres de fonctionnement. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est un schéma partiellement synoptique du dispositif conforme à l'invention. La fig. 2 est un diagramme explicatif de la mise en oeuvre du procédé de l'invention. A la fig. 1, on a représenté un moteur pas à pas 1 pour l'entraînement d'un organe à asservir cons titué par un vérin 2a alimenté par un distributeur de commande 2. Le distributeur de commande 2 est relié au moteur pas à pas 1 par l'intermédiaire d1un mécanis- me incorporant un système a vis et écrou 3. Le moteur pas à pas peut tourner dans les deux sens et il entraîne ainsi le distributeur 2 à gauche ou à droite selon son sens de rotation. En outre, selon le nombre de pas du moteur, le distributeur se déplace sur une plus ou moins longue distance à une vitesse fonction de la cadence des pas. Une commande appropriée du moteur pas à pas 1 peut donc asservir le déplacement du vérin 2a associé au distributeur 2, et cela tant en position qu'en vitesse. Conformément à l'invention, une machine de traitement de l'information, telle qu'un processeur 4, permet de contrôleur le moteur pas a pas 1 par l'intermédiaire d'une commande de puissance 5 de type approprie et permet de fournir au moteur des impulsions dont le nombre et la vitesse-sont égaux à celles sortant du processeur 4 et dont la puissance est adaptée au moteur pas à pas i. Le processeur 4 est relié à un élément peri- sphérique tel qu'un clavier 6 etXou un calculateur 7 per- mettant a un opérateur d'afficher en vitesse et en position les ordres a donner à l'organe coeandé par le moteur pas à pas 1. Dans le cas du clavier 6, les ordres sont donnés en langage dit conversationnel, c'est-à-dire qu'un commutateur est prévu pour amener une remise à znro, un commutateur est prévu pour provoquer une avance lente, un autre une avance rapide, etc. Si on désire, par exemple, que le vérin associé au moteur pas à pas 1 se déplace de 25,6 cm en 3 sec. et vers la droite, on affiche successivement sur le clavier les valeurs 25,6; 3; D. Dans le cas de î'ordina- teur 7, les ordres correspondants sont donnés en langage machine. I1 est cependant nécessaire d'être assuré que les ordres donnés à l'organe commandé par le moteur pas à pas 1 soient compatibles avec les caractéristiques de fonctionnement de cet organe. A cet effet, le processeur 4 est relié à une mémoire 8 dans laquelle sont emma gasinées les limites possibles pour N organes de type donné, par exemple N vérins hydrauliques devant être commandés par l'intermédiaire du moteur pas à pas 1. A la fig. 2, on a représenté schématiquement, pour un des N dispositifs ci-dessus en I les valeurs limites de fonctionnement en montée de vitesse ou accélération, en Il les valeurs limites de fonctionnement en palier et en III les valeurs limites de fonctionnement en décélération jusqu'à l'arrêt de l'organe à sa course la plus longue. La courbe I - il - III définit ainsi une enveloppe à l'interieur de laquelle l'organe en question peut fonctionner et la mémoire 8 présente N emplacements de mémoire ou cases oû sont rangées les données correspondant à N enveloppes correspondant aux N dispositifs. Un circuit 9 formant logiciel est relié au processeur 4. Le circuit 9 incorpore un programme permettant, en liaison avec la mémoire 8, au processeur 4 de déterminer s'il existe une comptabilité entre les ordres que 1' opérateur a donnés par 1' intermédiaire de l'élément périphérique (clavier 6 et/ou calculateur 7). A cet effet, le circuit 9 permet de déterminer si la courbe du fonctionnement désiré par l'opérateur, ctest-à- dire la courbe IA - IIA - IXIA (fig. 2) correspondant aux ordres donnés à l'organe à asservir, se trouve à l'intérieur de l'enveloppe I - ii - 'il. des valeurs limites. A l'aide du circuit 9 formant logiciel, le processeur 4 compare ainsi les ordres donnés par l'opérateur avec les donnes de la case de la mémoire 8 correspond dant à l'organe choisi à asservir. En cas de compati- bilité, le processeur 4 transmet au moteur pas à pas 1 des impulsions logiques correspondant aux ordres donnés, ce qui entraîne l'organe asservi par le moteur pas à pas 1. il peut, en outre, s'avérer nécessaire d'être assuré que l'organe commandé par le moteur pas à pas 1 a bien effectué la course correspondant aux ordres donnés à partir du clavier 6 ou du calculateur 7. Dans le cas du vérin 2a de la fig. 1, un palpeur 10 suit les mouvements d'une vis 11 solidaire du piston du vérin et permet donc d'obtenir des unforma- tions qui sont une Lmage de la course réelle du vérin obtenue selon les ordres donnés. Les informations provenant du palpeur 9 sont envoyées au processeur 4 par une liaison non represen- te afin de comparer ces informations aux ordres donnés et rectifier éventuellement le déplacement du vérin selon le résultat de cette comparaison. On obtient ainsi un assnrvissement très sûr et précis du vérin aux ordres qui lui ont été donnés a partir du clavier 6 ou du calculateur 7 Comme cela apparaît clairement de ce qui pré- cède, 1 ensemble formé par le processeur 4 la mémoire 8, le circuit 9 formant logiciel, les éléments péri- phériques 6 et 7 et éventuellement la commande de puissance 5 constitue une unité qui est inchangée pour une série d'organes différents ayant des caractéristiques propres. L'invention n'est pas limitée au mode de réa- lisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour un assenzissement à com- mande binaire d'un organe mobile suivant un axe, caractérisé en ce qu'il comprend une machine de traitement de l'information (43 dont l'entrée est reliée, d'une part, à un élément périphérique (6, 7j permettant dlaf- ficher des ordres à donner à un organe (2, 3) pris indifféremment parmi une serie d 'organes différents ayant des caractéristiques propres et pouvant être asservi par un élément a commande binaire (1) et, d'autre part, à une mémoire programmable (8) d'emmagasinage des conditions limites de fonctionnement de chaque organe dif errent, la mémoire (8) étant elle-même associée à un moyen formant logiciel (9) pour le calcul d'informations logiques correspondant aux ordres fournis par l'élément périphérique (6, 7) et leur comparaison avec les valeurs limites emmagasinées dans la mémoire (8), la sortie de la machine de traitement de l'information étant reliée a l'organe a asservir t2, 3) par l'intermédiaire de l'élément à commande binaire (1). 2 - Dispositif selon la revendicaton 1, caractérisé en ce que l'élément périphérique d'affichage comprend un claver (6j sur lequel on frappe en langage conversationnel les ordres à donner à l'organe (2, 3) à asservir. 3 - Dispositif selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que l'élément périphérique d'affichage comprend un calculateur (7) dans lequel les ordres à- donner sont traités en langage machine. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à3, caractérisé en ce que l'élément commande binaire (1) est relié a la machine de traitement de l'information (4) par l'intermédiaire d'une commande de puissance. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que l'élément à commande binaire est un moteur pas à pas ( 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un détecteur de position de l'organe a asservir est monté entre cet organe et le processeur. 7 - Procédé pour l'asservissement d'un organe par un élément à commande binaire, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant a : déterminer les conditions limites de fonctionnement d'organes dif férents d'une série d'organes pouvant être asservis par un élément à commande binaire; recevoir des ordres de fonctionnement correspondant à un organe déterminé a asservir; comparer les ordres de fonctionnement avec les indications limites de fonctionnement de l'organe à asservir et, en cas de compatibilité1 transmettre les ordres de fonctionnement a l'élément a commande binaire. 8 - Procédé selon la revendication 7 , carac- térisé en ce que, supplémentairement, on détecte la position prise par l'organe à asservir et on la corrige en fonction des ordres de fonctionnement.