Brevet FR2554295A1 — publié le 19850503

Système de communications industrielles. L'invention concerne des systèmes de communications par signaux et plus particulièrement, des systèmes de commu- nications par signaux numériques en série. Les systèmes de communications par signaux numéri- ques en série sont bien connus. Ces systèmes varient par leur architecture, leur protocole, leur vitesse en bauds etc., selon l'application et le type d'information à échan- ger. Toutefois, tous les systèmes en série ont pour point commun leur sensibilité au bruit induit qui peut affecter l'exactitude de transmission des signaux. Dans les systèmes de communications de commande du type dans lequel une com- mande centrale règle le fonctionnement d'un ou plusieurs di:s- posititfs commandés à distance, les considérations de bruit induit ont une importance primordiale. Il est vrai que la protection classique contre le bruit, par exemple le blinda- ge des lignes de transmission du système, assure un haut de- gré d'immunité au bruit, mais elle est coûteuse. En outre, lorsque le système de communications en série doit être ins- tallé dans des structures existantes, il se peut que l'uti- lisation de lignes de transmission blindées soit impratica- ble. Lorsqu'on assure des communications en série entre un poste central de commande et un ou plusieurs postes éloi- gnés, il faut que le processeur central de signaux de comman7 de exécute un certain nombre d'opérations de supervision pour régler l'écoulement des données et contrôler l'intégri- té des données. Dans un environnement industriel (par exem- ple un environnement à grand bruit), la distorsion du signal transmis par le bruit ambiant peut être le facteur le plus important étant donné que le bruit induit risque de créer des données erronées et par suite, des ordres de commande incorrects. Par conséquent, la nécessité d'un contrôle cons- tant des erreurs pour assurer l'intégrité des données peut entraîner de plus grandes dépenses de système de commande en nécessitant un processeur de signaux plus grand que ce- lui qui est nécessaire au protocole de système de commande. Autrement dit, le processeur de signaux de commande doit ê- tre plus grand, simplement pour répondre aux besoins du ré- seau de communications lui-même, à part la fonction effecti- ve de commande. Un but de l'invention est de fournir un système de communications de données en série pour réduire la dépense d'entrée/sortie (E/S) entre un processeur de signaux de pos- te central et des signaux E/S éloignés du poste central. Un autre but de l'invention est de fournir un système de commu- nications ayant une grande immunité au bruit pour assurer des communications de données en série de grande intégrité dans les applications industrielles. Selon l'invention, un système de communications de signaux en série comprend une unité de poste central reliée par un bus de communication de signaux à impédance équili- brée à une ou plusieurs unités de poste éloigné, l'unité de poste central présentant des ports de signaux E/S répondant à chaque unité de poste éloigné et répondant au processeur de signaux d'un système de commande d'usager, chaque unité de poste éloigné présentant de façon similaire des ports de signaux E/S répondant à l'unité de poste central et à un O dispositif associé, commandé à distance, du système de com- mande d'usager. Toujours selon l'invention, le bus de commu- nication comprend une ligne de transmission de signaux de données reliée par chaque extrémité à-des réseaux de termi- naison à filtre passe-bas et reliée sur sa longueur aux ports de signaux E/S des unités de postes central et éloi- gnés, les réseaux de terminaison à filtre passe-bas assu- rant une adaptation d'impédance équilibrée de la ligne de transmission aux ports E/S des unités de postes central et éloignés à la fréquence choisie de transmission de signaux et assurant un rejet à mode commun de fréquences de signau'x supérieures à la vitesse choisie de transmission de signaux. Toujours selon l'invention, la ligne de transmission de don- nées comprend une paire tordue et non blindée de lignes de signaux reliée par chaque extrémité à une entrée d'un filtre passe-bas de réseau de terminaison associé, l'autre côté de chaque filtre étant relié à une prise centrale de masse de signaux et les lignes étant reliées sur leur longueur à un port différentiel de signaux E/S prévu sur l'unité de poste central et sur chaque unité éloignée, de sorte qu'une information de signaux de ligne de transmission est transmise et reçue différentiellement aux ports de signaux E/S des uni- tés de postes central et éloignés. Toujours selon l'invention, le bus de communication comprend en outre des lignes de dis- tribution d'énergie électrique comprenant des lignes à haut potentiel et à bas potentiel branchée entre les sorties à haut potentiel et à bas potentiel d'une source d'énergie as- sociée et les entrées d'énergie électrique correspondantes des unités de postes central et éloignés, la ligne à bas po- tentiel étant reliée à la prise centrale de masse de signaux des réseaux de terminaison de ligne de transmission. Toujours selon l'invention, l'unité de poste central assure la commu- nication bidirectionnelle synchrone avec chaque unité de pos- te éloigné en un format de signaux à trois états. Toujours selon l'invention, les postes central et éloignés comprennent chacun une unité de commande industriel- le identique (UCI), I'UCI étant capable de fonctionner al- ternativement dans un mode maître pour l'usage du poste cen- tral et dans un mode asservi pour l'usage des postes éloi- gnés, chaque UCI assurant l'interface de port de signaux différentiels E/S avec- le bus de communications de signaux et assurant l'interface de signaux E/S avec le processeur de signaux de système d'usager correspondant ou le disposi- tif commandé à distance correspondant. Le présent système de communications est caractéri- sé par une transmission de signaux à grande immunité au bruit, malgré l'utilisation de lignes de transmission non blindées. Cela est dû à l'architecture du système qui com- prend une ligne de transmission équilibrée terminée à cha- que extrémité par des réseaux à filtre passe-bande à bande étroite qui assure une adaptation d'impédance à basse fré- quence de signaux et un rejet à mode commun des hautes fré- quences de signaux. L'information de signaux passant par la ligne de transmission est émise et reçue différentielle- ment à toutes les UCI de poste pour accroitre encore le re- jet du bruit. En outre, l'absence de blindage de la ligne de transmission permet la souplesse d'installation du sys- tème dans des structures existantes et un moindre prix de revient du système par nature. Ces buts, caractéristiques et avantages de la pré- sente invention, ainsi que d'autres, apparaitront mieux dans la description détaillée ci-après d'un mode d'execu- tion préférentiel illustré en regard des dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est un schéma architectural par blocs du système de communications industrielles de l'invention; - la figure 2 est un schéma par blocs d'un mode d'exécution préférentiel du système de communications de la îO figure 1; - la figure 3 représente une série de formes d'onde utilisées dans la description du mode d'exécution de la fi- gure 2 et - la figure 4 est un schéma d'un module d'UCI utili- sé dans le mode d'exécution de la figure 2. La figure 1 est un schéma architectural par blocs du système de communications 10 de l'invention qui assure des communications de signaux entre une commande centrale de système d'usager 12 et un ou plusieurs dispositifs com- mandés à distance 14, 16. La commande centrale de système d'usager et les dispositifs commandés à distance sont indi- qués en trait mixte.. Le système de communications comprend un poste cen- tral (maître) de communications 18 avec lignes d'entrée/ sortie (E/S), 20, menant à la commande centrale et lignes E/S 22 menant au bus de communications de signaux 24. Le bus a une double fonction. Comme décrit ci-après à propos de la figure 2, le bus comprend un bus de transmission de donnees muni de réseaux de terminaison équilibrés 26, 28 pour assu- rer la communication multiplexée de signaux avec partage de temps entre le poste central et un ou plusieurs postes (asservis) 30, 32 et il comprend en outre un bus d'énergie pour fournir de l'énergie de courant continu à tous les pos- tes. L'énergie de courant continu est fournie au bus par la source d'énergie 36 sur les lignes 34. Les postes éloignés , 32 sont reliés par des lignes 38, 40 à leurs dispositifs éloignés associés 14, 16 et par des lignes 42, 44, au bus. La figure 2 est un schéma du système de communica- tions 10. Comme indiqué, le bus 24 comprend des paires de 2554295; fils 46, 48. Les deux paires de fils sont non blindées pour faciliter l'installation dans l'environnement structural du système d'usager et pour réduire le coût. La paire 46, com- portant les lignes 46A, 46B, est le bus de transmission de données et c'est de préférence une paire de fils tordue. La paire 48 est le bus d'énergie, les lignes 48A, 48B étant re- liées aux sorties à potentiel bas et élevé de la source d'é- nergie 36. Elle fournit de l'énergie de courant continu aux postes central et éloignés et à leurs dispositifs éloignés associés. La paire 48 peut aussi être une paire tordue, mais ne l'est pas nécessairement. Etant donné que chaque paire de fils est non blin- dée et soumise à des niveaux de bruit ambiant aussi bien à haute qu'à basse fréquence, la paire de lignes de transmis- sion de données 46 est reliée par chaque extrémité à des réseaux de terminaison d'impédance 26, 28. Chaque réseau comprend des filtres passebas 50, 52 pour le réseau 26 et 54, 56 pour le réseau 28. Les filtres sont reliés, par un côté de signal haut de chacun, à des extrémités respectives de chacun des fils 46A, 46B de la ligne de transmission et par un côté de signal bas, à la prise centrale du réseau. Le fil de ligne de distribution d'énergie 48B, relié à la sortie à bas potentiel de la source 34, est aussi relié à la prise centrale 57, 58 de chaque réseau de terminaison..La ligne 48B est reliée à la masse par la prise centrale, c'est- à-dire le côté bas de chacun des filtres de réseau, pour fournir le parcours de signal de retour de courant pour les courants d'excitation de ligne venant des divers postes, sur la ligne de transmission de données. Comme décrit ci-après, les filtres assurent une a- daptation d'impédance à basse fréquence et un rejet maximal des hautes fréquences avec mode commun, dans le cadre des vitesses choisies de transmission de données. La mise à la masse des côtés bas des filtres (c'est-à-dire de la prise centrale de réseau) fournit le plus court parcours de re- tour du bruit; les plus hauts niveaux de bruit d'amplitude se trouvant au point central de la ligne de transmission. Par suite, on choisit les filtres de manière à donner une petite largeur de bande de ligne de transmission et un grand 2554295' rejet avec mode commun des états transitoires de tension à haute fréquence causés par des sources de bruit étrangères, par exemple des bobines de relais et des moteurs à induc- tion. Les postes central et éloignés comprennent des mo- dules identiques d'unité de communications industrielles (UCI), reliés chacun de la même manière aux lignes de trans- mission de bus de communication et de distribution d'éner- gie. Les modules UCI sont susceptibles d'être programmés soit dans un mode maitre soit dans un mode asservi, selon l'application du module UCI au poste central ou en un poste éloigné. Le module UCI maître 60 du poste central reçoit les quatre entrées de bus de fil par les lignes 22 et assu- re l'interface E/S avec le processeur central de signaux de commande par les lignes 62 à 65 (inclues dans les lignes 20, figure 1). De façon similaire, les modules UCI asservis 68, des postes éloignés reçoivent les quatre entrées de bus de fil par les lignes 42, 44 et sont en interface avec leurs dispositifs éloignés associés, par les lignes 72 à 74 et 76 à 78 (incluses dans les lignes 48, 40 de la figure 1). Pour assurer l'immunité maximale au bruit, les li- gnes de transmission non blindées 46A,:46B sont de préféren- ce des paires tordues de fils de 0,20 à 0,86 mm2 de section ayant une impédance caractéristique d'environ 100 ohms et une capacité approximative de 60 pF/m. Les lignes de dis- tribution d'énergie 48A, 48B ont une grosseur minimale de fils de 20 unités du type AWG, la grosseur dépendant de la longueur de la ligne de distribution d'énergie, la grosseur minimale de fil étant associée à la longueur maximale de li- gne de 305 m. La ligne de distribution d'énergie sert à fournir du courant seulement à des charges à courant conti- nu non inductives en des postes et le courant de charge est limité à une chute maximale de tension de 2,0 V, courant continu, sur le retour de la ligne d'énergie. Quand des charges inductives, de grandes charges à courant continu ou des charges à courant alternatif sont commandées par les postes éloignés, elles sont alimentées par des sources d'é- nergie séparées (locales) et sont isolées électriquement du poste éloigné UCI. Le protocole du système de communications est syn- chrone, semi-duplex, du format de ligne en série par lequel l'UCI maitresse du poste central communique bidirectionnel- lement avec des unités de poste éloigné à UCI asservie, en nombre atteignant 60. Le protocole de ligne en série est illustré par (a) à (c) sur la figure 3. Le module UCI mai- tre transmet des données à chacune des UCI asservies éloi- gnées et en reçoit des données, en des cycles successifs d'émissionréception 80 (illustration (a)). Chaque cycle comprend un cadre de synchronisation 82 suivi de 128 cadres d'information divisés également entre un intervalle d'émis- sion 84 (1'UCI maitresse transmet aux UCI asservies) et un intervalle de réception 86 (I'UCI maitresse reçoit des UCI asservies). Chaque cadre d'information est marqué par une impulsion d'horloge ligne transmise à la fréquence d'horlo- ge du système. Le cadre de synchronisation 82 assure la syn- chronisation entre UCI maitresse et asservies, une fois par cycle. Il comprend deux intervalles d'horloge de ligne qui, lorsqu'on les ajoute aux 128 impulsions d'horloge de cadre d'information, nécessitent 130 intervalles d'horloge de li- gne également espacés pour chaque cycle d'émission-réception. Pour assurer le rejet maximal du bruit, la fréquence et la vitesse en bauds du système sont choisies à la plus basse fréquence nécessaire pour satisfaire l'application par- ticulière de commande, la largeur de bande étant limitée pour compenser la ligne de transmission non blindée. Dans l'exemple d'exécution du présent système de communication tel qu'il est utilisé dans un système de commande d'ascen- seur, comme décrit dans la demande de brevet du même au- teur intitulé "Système de Commande d'élévateur" déposée par Mendelson et al. le temps de cycle d'émission-réception est de 104 ms pour donner une fréquence approximative d'é- mission-réception (c'est-à-dire une fréquence de temps d'é- chantillonnage) d'environ 9,6 Hz. Pour le total de 130 im- pulsions d'horloge et un temps de cycle choisi de 104 ms, la fréquence d'horloge de la ligne est de 1250 Hz (période d'horloge 800 ps). L'illustration (b) montre les 130 impul- sions d'horloge comme comprenant deux impulsions d'horlogede cadre de nabrsaticn, 1,S 2 et 128-hrlogesde cadre d'information, divisés également entre le cadre d'émission 84 (impulsions d'horloge 1 à 64) et le cadre de réception (impulsions d' horloge 65 à 128). Les impulsions d'horloge de cadre de syn- chronisation sont en fait absentes. Le cadre de synchroni- sation luimême est défini comme l'intervalle de "temps mort" (qui comprend les impulsions d'horloge absentes S1, S2) entre la 128ème impulsion d'horloge d'un cycle précé- dent et la lère impulsion d'horloge d'un cycle présent.Pour le temps de cycle de 104 ms, le temps mort est de 2300 pis. Les 64 cadres d'information des intervalles d'émis- sion et de réception desservent jusqu'à 60 UCI asservies au maximum. Le premier groupe de quatre cadres d'information de chaque intervalle 88, 90 (impulsions d'horloge 1 à 4 et 65 à 68) sont réservés pour une information spéciale de commande fournie à toutes les UCI de poste, telle que l'es- sai diagnostic/entretien ou la commande de toutes particu- larités facultatives qui peuvent être incorporées aux dis- positifs de commande éloignés; les soixante cadres d'infor- mation restants sont des cadres de données. L'UCI maîtresse transmet de l'information à chaque UCI asservie dans un ca- dre de données d'intervalle d'émission correspondant et re- çoit des données de chaque UCI asservie dans un cadre de données d'intervalle de réception correspondant. Toutes les UCI asservies de poste éloigné reçoivent et mémorisent les ordres des cadres 1 à 4 et 65 à 68 comme ordres internes liés à leur fonctionnement. Ces ordres peuvent comprendre la mise en action et hors d'action des UCI asservies (toutes ou un nombre choisi) ou peuvent ordonner aux UCI asservies d'envoyer des configurations spécifiques de données dans un mode diagnostique pour permettre le contrôle d'intégrité par la commande centrale. A chaque UCI asservie est assignée une adresse de compte d'horloge. Les impulsions d'horloge de ligne sont comptées et décodées par les UCI asservies à la suite de cha- que cadre de synchronisation pour déterminer la présence d'une adresse de compte assignée, moment o 1'UCI lit ou écrit un cadre de données sur la ligne de transmission. Le format des cadres d'information, aussi bien des cadres spé- ciaux de commande 88, 90 que des cadres de données, est identique comme l'indique le cadre d'information 92 dans l'illustration (c). L'intervalle de temps de cadre est di- visé en huit états de 100 ps. Le premier état (0 à 100 us) correspond à l'intervalle d'impulsion d'horloge 94 et doit avoir une largeur minimale de 50 us pour être valide. Le deuxième état 95 (100 à 200 lis) est un intervalle de "temps mort" qui tient compte de tolérances de temps de réponse et de retards de temps d'échantillonnage entre l'impulsion d'hor- loge de cadre et les bits de données. Les cinq états suivants, 96 à 100 (200 à 700 ps) sont cinq intervalles de temps de bit de signal; les quatre premiers de ceux-ci (96 à 99) corres- pondent aux quatre bits de données D1 à D4. Le temps de bit est égal au temps d'état, soit 100 ps pour le temps de cycle d'émission-réception choisi de 104 ms. Le cinquième bit est un bit de particularité spéciale qui peut être reçu et émis par chacune des UCI asservies. Ce cinquième bit est utilisé pour une information spéciale de particularités qui peut comprendre des routines d'essai, c'est-à-dire un essai de parité. Dans le meilleur mode d'exécution, on utilise le cinquième bit pour véhiculer l'information spéciale dans 36 des 64 cadres d'information disponibles dans chaque inter- valle d'émission et de réception; plus précisément dans les cadres d'information 5 à 40. Le dernier état 101 est aussi un intervalle de temps mort avant le commencement du cadre de données suivant. Comme indiqué sur la figure 3, le format de données de signal est à trois états, c'est-a-dire bipolaire. La ligne de transmission assure une transmission différentielle de signal à trois états dans laquelle le signal, tel qu'il est mesuré entre les fils 46A, 46B de la ligne de transmis- sion, est dans l'un des trois états. La ligne 46A est l'en- trée de ligne d'horloge des UCI, la ligne 46B étant l'en- trée de ligne de données. Les trois états différentiels sont mesurés en ce qui concerne la différence de potentiel entre les lignes 46A et 46B. Quand la grandeur du signal sur la ligne 46A est supérieure à la somme de la grandeur du signal sur la ligne 46B et d'une tension de seuil (Vth) 2554295- 104, l'état différentiel est alors égal à une impulsion d'horloge de ligne 94 (illustration (c)). Quand la gran- deur du signal sur la ligne 46B est plus grande que la som- me de la grandeur de la ligne 46A et de la tension de seuil choisie, l'entrée d'état différentiel est reconnue comme un "1" logique dans les temps de bit de signal 96 à 100. Si la grandeur différentielle de la ligne 46A-46B est infé- rieure à la valeur de seuil, l'état différentiel est reconnu comme un zero logique de bit de signal, 102. La vitesse approximative de données pour le temps. de cycle choisi de 104 ms est de 10 kbauds pour les quatre bits de données (D1 à D4) et le cinquième bit spécial (d'es- sai) de chaque cadre d'information. Toutefois, il est enten- du que le présent système n'est limité ni à la vitesse en bauds indiquee ni au nombre de bits. Dans le présent systè- me de communications, on peut faire un compromis entre de plus grandes vitesses de données et/ou un plus grand nombre de bits d'information, et la longueur maximale de ligne et les necessités de l'immunité au bruit. La figure 4 illustre schématiquement les modules UCI 60 (68, 70) dont chacun comprend une UCI 110 ainsi que des circuits périphériques décrits ci-après. Les lignes de transmission de donnees 46A, 46B sont présentees, à travers des filtres d'entrée 112, 114, aux entrées de donnees dif- férentielles (L2, L1) du module UCI. Les filtres sont typi- quement des réseaux RC de premier ordre ayant une constante de temps qui dépend de la vitesse du système. Avec le temps de cycle et les vitesses de données choisis pour un exemple d'exécution de système de commande d'ascenseur, chaque cons- tante de temps de filtre est de l'ordre de 2,5 ps (typique- ment 5 kohms et 500 pF), ce qui limite les états transitoi- res de tension à mode commun sans diminuer la vitesse de données du système. L'énergie entrant à 1'UCI est une ten- sion continue réglee (VDD) fournie par le régulateur de tension 115, depuis le bus d'énergie. Le régulateur est d'un type connu, de préférence un LM78L08 ou LM317L à trois bornes. Les données d'entrée d'UCI à L1, L2 sont reçues par des comparateurs différentiels 116, 118 qui constituent, en ll combinaison, un récepteur de ligne différentielle. Les don- nées et les tensions de seuil d'horloge de ligne Vth (104, figure 3, illustration (c)) que le récepteur utilise pour détecter une impulsion d'horloge en L2, relativement à l'en- trée de données L1, et pour détecter le fait que les bits de données en L1 relativement à L2 sont des tensions diffé- rentielles; la présence d'une tension continue à mode commun n'affectera pas le point de consigne du seuil. Typiquement, le seuil Vth est égal à la moitié de l'oscillation minimale de tension sur la ligne de transmission) ou du courant mini- mal de ligne) (Iomin) multipliée par l'impédance minimale de ligne (ZL), typiquement 0,5 à 0,6 V. Les sorties de signal de chaque comparateur sont des "0" logiques chaque fois que les entrées L1 et L2 sont inférieures à Vth. Les signaux de sortie venant de chaque comparateur sont présentés aux filtres numériques 120, 122. Pour les vitesses de données choisies du système, les filtres sont de * préférence des filtres numériques à quatre bits ayant une vi- tesse d'échantillonnage de 8,9 ps. Les filtres utilisent les trois meilleurs des quatre algorithmes de formation de moyen- ne d'échantillon, avant de permettre à la sortie des filtres de changer d'état. La sortie de signal venant du filtre 120 de l'horloge de ligne L2 est présentée simultanément au cir- cuit logique de sélection/reconnaissance d'adresse 124, à l'unité de commande 126 et, en passant par le tampon de sor- tie 128, à la sortie d'horloge de données en série (SHDS) de 1'UCI qui peut être utilisée pour un équipement périphé- rique. Les données de signal venant du filtre L1, 122, sont présentées sur la ligne 129 à une entrée de données en série du registre à décalage E/S, 130 qui est un registre à déca- lage multifonctionnel à cinq bits avec doubles modes série- parallèle. Les données en série reçues sur la ligne 129 sont mises en format parallèle par le registre et sont présentées au bus de données 132 de l'UCI qui relie le registre E/S 130 à: un registre d'ordres 134, un registre de sortie 136 et au circuit logique E/S de cinquième bit, 138. Le circuit lo- gique de cinquième bit est utilisé pour émettre et recevoir une information de cinquième bit aux dispositifs éloignés as- sociés, si nécessaire. Le registre à décalage E/S 130 est relié au circuit logique E/S de cinquième bit par des li- gnes de commande 139, 140 et reçoit une information d'ordre de l'unité de commande 126 sur les lignes 142. L'unité de commande fournit aussi de l'information d'ordres: au cir- cuit émetteur de données UCI 143 (qui comprend la porte ET 144 et l'excitateur de ligne 146), au circuit logique E/S de cinquième bit 138, au circuit logique UCI maitre/asservi 148 et au registre de sortie d'UCI 136. Dans le mode d'exécution préférentiel, l'unité de commande est séquentielle et fournit une série d'ordres chronologiques ordonnés dans le cadre de chaque cadre d'in- formation. Les ordres d'algorithme de commande sont marqués par une horloge d'unité de commande ayant une fréquence plus élevée que l'horloge de fréquence de ligne. La fréquence exacte d'unité de commande peut être choisie, selon le nom- bre d'étapes de séquence dont il s'agit. Typiquement, l'uni- té de commande fournit une séquence de 17 instructions d'or- dre et les impulsions d'horloge de commande sont fournies par circuit oscillateur et diviseur d'horloge 152 sur les lignes 154 à une fréquence de l'ordre de 20 kHz pour le temps de cycle choisi de 104 ms. Dans le fonctionnement de l'UCI, les impulsions d'hor- loge de ligne reçues, passant par la ligne 121, sont comp- tées par le circuit d'adresse 124 et comparées à l'adresse assignée à 1'UCI, de façon programmée par l'entrée de cir- cuit d'adresse à multiples bits J1 à JQ. L'entrée d'adresse est ou bienfixe (pour une UCI asservie), ou bien dynamique (pour 1 'UCI maîtresse). L'état maître/asservi est fixé par le circuit logique 148; pour une UCI maîtresse du poste central (18, figure 1), l'entrée asservie 150 est mise à "0" logique et pour une UCI asservie, l'entrée asservie est un "1" logique. Pour 1'UCI maîtresse du poste central, les en- trées J1 à JQ sont reliées, par des lignes d'adresse 156, au processeur de signaux de la commande centrale (12, figure 1) pour permettre à la commande centrale de changer l'adresse de 1'UCI maitresse afin de lui permettre d'accéder à des ca- dres spécifiques d'information (données) pendant le trans- fert E/S. Dans une UCI asservie, les entrées d'adresse peu- vent être codées de façon fixe par liaison d'entrées indi- viduelles à la masse de signaux ou à VDD pour fournir l'a- dresse binaire choisie. En gardant trace du compte d'adresse d'entrée, la logique de reconnaissance d'adresse d'UCI 124 fait la dif- férence entre les cycles de lecture et d'écriture de 1'UCI; ces deux cycles sont inversés dans les UCI maîtresse et as- servies, relativement au compte d'horloge de ligne. Les UCI asservies lisent de l'information d'ordres de 1'UCI mai- tresse dans les quatre premiers cadres d'information de l'in- tervalle d'émission d'unité maîtresse (84, figure 3), après le cadre de synchronisation (82, figure 3). Un cinquième bit de données (100, figure 3(c)) est transmis de 1'UCI maîtresse aux UCI asservies pendant chaque cadre d'informa- tion de l'intervalle d'émission d'unité maîtresse (84, figu- re 3). Les UCI asservies peuvent multiplier le cinquième bit de données des cadres d'information 4 à 40 à la sortie du circuit logique E/S de bits 138 (TT, figure 4), sous comman- de. Toutes les UCI asservies lisent les données maîtresses dans les cadres d'information 5 à 64 de l'intervalle d'émis- sion d'unité maîtresse. L'unité maîtresse lit chacune des sorties de données des UCI asservies dans-l'intervalle de réception d'unité maîtresse (86, figure 3) sur les horloges de ligne 68 à 128; aucune donnée n'est écrite par les uni- tés asservies aux adresses 65 à 68 qui sont les cadres de lecture d'UCI maîtresse pour les adresses 1 à 4. Dans le cas o le circuit de reconnaissance d'adresse détecte une erreur d'adressage, par exemple plus de 128 impulsions d'horloge de ligne, l'émetteur 143 de 1'UCI est mis hors d'action et une "perte de synchronisation" est signalée sur la sortie 158 (LSYNC) de 1'UCI. Cela se produit aussi bien dans les UCI maîtresse qu'asservies et l'état de perte de signal de synchronisation persiste jusqu'à ce qu'un nouveau cadre de synchronisation soit détecté. Les données d'ordres des quatre premiers cadres d'in- formation sont lues, par le registre d'ordres de 1'UCI, sur le bus de données d'UCI 132. Une UCI asservie reçoit les données d'ordres de la ligne de transmission 46, en passant par l'entrée en série du registre 130; 1'UCI maîtresse re- çoit les données d'ordres à des entrées parallèles I1 à I P du registre 130, des lignes 162 et de la commande cen- trale du système d'usager. La fonction de chacun des bits d'ordre, des quatre bits de données et du cinquième bit spé- cial est établir sur la base des exigences du système d'u- sager. Toutefois, au moins un bit (le bit le plus signifi- catif) est utilisé pour des indications de parité. A part les entrées de cadre d'ordres, I'UCI détecte son adresse assignée d'après le compte d'horloge et verrouil- le le cadre de données venant de la ligne 129 sur le bus de données 132. Les données émises par les UCI asservies (in- tervalle de réception d'unité maîtresse 86, figure 3) sont les données reçues par l'UCI asservie aux entrées 160, ve- nant des dispositifs éloignés associés (14, 16, figure l)'sur les lignes 162. Les données sont verrouillées aux bits 1 à 4 du registre E/S 130 pendant l'intervalle d'émission d'uni- té maîtresse 84, figure 3. Le cinquième bit de données (s'il est présent) est introduit depuis le circuit logique E/S de cinquième bit 138. Lorsque les UCI asservies émettent le re- gistre dlétat d'adresse 130 décale en série le cadre d'in- formation à cinq bits, par la ligne 131; vers la porte ET 144 qui commande l'excitateur de ligne 146 de l'émetteur 143 de l'UCI. L'unité de commande 126 fournit un signal d'habi- litation de porte sur les lignes 142 de sorte qu'un "1" lo- gique de données met en action l'excitateur de ligne 146 et qu'un "0" logique le met hors d'action. Les données d'UCI sont transmises, par la sortie XMT 164 de l'UCI et la diode directrice 166, à la ligne de transmission 46B. La diode 166 permet au courant de 1'UCI à la "source" d'arriver à la li- gne de transmission pendant la transmission de bit "1" lo- gique mais empêche tout "abaissement" de courant quand la ligne de transmission est plus positive que la sortie XMT. Cela empêche le verrouillage de l'UCI. L'émission de données d'UCI est à une seule extré- mité relativement à la masse, par exemple à la ligne 46B. Donc, les réseaux de terminaison font partie intégrante de l'émetteur de 1'UCI, assurant un retour à la masse des cou- rants "1" logique venant de la source et passant par la li- gne. Le récepteur de ligne d'UCI (comparateurs 116, 118) est différentielle de sorte que les récepteurs assurent le rejet du bruit avec mode commun. Le verrouillage des données aux entrées 160, le dé- calage des données de la ligne de transmission, du filtre 122 au registre E/S 130 et le décalage des unes et des au- tres données du registre 130 au bus de données 132 sont as- surés par des instructions de séquence venant de l'unité de commande 126. De façon similaire, l'unité de commande permet au registre de sortie 136 d'utiliser le registre E/S 130 en un mode de sortie série/parallèle pour décaler les données de la ligne de transmission, de la ligne 129 au bus de don- nées d'UCI 132. Quatre bits de données sont introduits en parallèle, du bus dans le verrou de sortie du registre de sortie, en tant que sortie d'UCI 01 à Op (LSB à MSB). Le cin- quième bit de données est présenté, en passant par le cir- cuit logique E/S 138, à la sortie TT 167 de I'UCI maitresse, dans l'un quelconque des cadres d'information de l'interval- le de réception de l'unité maitresse et à la sortie TT des UCI asservies, sur commande, dans les cadres 4 à 40 de l'in- tervalle d'émission de l'unité maîtresse. Les bits de sortie d'UCI (01 à Op) sont présentés, en passant par les excita- teurs de ligne 168 à 170, aux lignes E/S 64 (73, 77)et à l'é- quipement associé du système d'usager (par exemple la comman- de centrale ou des dispositifs éloignés). Les éléments périphériques de I'UCI asservie com- prennent le cristal XTL, 172 branché entre l'entrée XTL 174 de l'oscillateur 152 de I'UCI et la ligne 176, à la tension réglée VDD. Le cristal fournit à l'oscillateur un signal typique de 3,58 MHz. L'entrée XTL 174 de I'UCI ma4tresse est reliée à la sortie d'excitateur d'horloge de ligne de l'interface E/S, avec le circuit de commande central. Les comparateurs 116, 118 du récepteur de ligne d'UCI sont polarisés négativement par un signal de tension continue à l'entrée VEE 178. La polarisation est assurée sur la ligne 180 par la pompe de charge VEE 182. La pompe de XTL charge, qui est aussi reliée à une fréquence de signal 2 venant de l'oscillateur 152 de I'UCI à la sortie de polari- sation 184, comprend le condensateur en série 186 relié, par l'intermédiaire d'une paire de diodes en parallèles 187, 188 de polarité opposée, à des côtés opposés d'un deuxième condensateur 189. La diode 188 et le condensateur 189 sont reliés à la masse de signaux. Les condensateurs, d'environ 0,01 pF chacun, en combinaison avec les diodes, inversent et redressent la sortie de polarisation de 1,78 MHz pour produire une tension continue d'environ -6,0 V à 1,0 mA, à chaque comparateur. Cette polarisation négative augmente la gamme négative de mode commun du comparateur de manière à centrer nominalement les sorties du comparateur et à assurer une gamme optimale de mode commun aux signaux d'entrée dif- férentiels passant par les lignes de transmission 46A, 46B. Dans un système de communication de données en sé- rie du présent type, il y a trois principales sources de dé- gradation de signal à bruit (DSB). Elles comprennent: (I) l'atténuation du signal due à la longueur de la ligne de transmission (305 m au maximum), (II) les réflexions de si- gnal dues à des impédances mal adaptées (les deux impédances caractéristiques de ligne et l'impédance E/S de 1 'UCI) et (III) le bruit de mode commun dû à l'absence de blindage de la ligne de transmission. Dans le présent système, la ligne de transmission à paire tordue est de préférence câblée pour permettre la facilité d'installation et une moindre capacité parasite. Pour des grosseurs de fil de 0,20 à 0,86 mm2, l'impédance caractéristique varie de 26 à 34 ohms par 100 m. Avec des vitesses de données à 10 kbauds, l'at- ténuation du signal est de l'ordre de 0,72 dB/100 m, soit 7,2 dB pour une ligne de transmission de 1 000 m. Un signal "1" logique de 2,5 V, transmis d'une extrémité d'une ligne de 305 m, arrive à l'autre extrémité à 1,87 V, si l'on né- glige les réflexions de signaux. L'effet est négligeable et si l'on choisit convenablement les niveaux de seuil Vth, l'effet d'atténuation de ligne est invisible pour la trans- mission de donnnées. Des réflexions de signaux dues à une mauvaise adap- tation de charge entre des postes UCI éloignés (ou au fait que la ligne de poste éloigné fait une prise sur la ligne de transmission) sont amorties par les réseaux de terminai- son à chaque extrémité de la ligne de transmission. L'impé- dance du réseau de terminaison est rendue égale à l'impé- dance caractéristique Z0 de la ligne de transmission (déter- minée par la grosseur du fil). L'impédance de charge ZL de la ligne de transmission est la combinaison en parallèle de l'impédance du réseau de terminaison et des impédances E/S de toutes les UCI reliées à la ligne. Les UCI sont de préfé- rence des dispositifs CI à oxyde métallique et semiconduc- teur complémentaires (OMSC). L'impédance d'entrée de 1'UCI (réceteur de ligne de 1'UCI) est de l'ordre de 100 kohms et l'impédance de sortie de I'UCI (l'excitateur de ligne à trois états 146, figure 4) est de l'ordre de 5 Mohms. Pour un maximum de 60 postes éloignés, l'impédance E/S équiva- lente est d'environ 800 ohms. Cette valeur, en parallèle avec impédance du réseau de terminaison, égale à l'impédan- ce caractéristique Z0 de la ligne, par exemple environ 100 ohms, entraîne une impédance de charge d'environ 88,4 ohms. Le coefficient de réflexion de ligne est ZL - Z0' Pv = ZL,ZOZL étant l'impédance de charge v:L + Zo Z (88,4 ohms) et Z0 l'impédance caractéristique de la ligne (100 ohms), soit 0,062 v/v. Une impulsion de 2,5 V, amorcée à une extrémité de la ligne, entrainerait la réflexion de 0,16 V vers l'UCI de source et 2,34 V atteindraient la ter- minaison. Le coefficient de réflexion est négligeable et on peut aussi en tenir compte par le choix des tensions de seuil d'UCI (Vth). Les réflexions de signaux dues aux prises du poste éloigné sur la ligne de transmission sont négligeables aussi, étant donné que (I) l'impédance caractéristique de la prise de poste est la même que celle de la ligne de transmission, (II) le câble à paire tordue ne se détord pas sur des lon- gueurs de câble supérieures à 1/4 de longueur d'onde et (III) la longueur de prise est typiquement inférieure de trois ordres de grandeur à 1/4 de longueur d'onde. Des sources de tension de bruit à mode commun pour- raient être des signaux se propageant près de la ligne de transmission, par exemple la ligne de distribution d'éner- gie ou d'autres signaux de commande de tension associés au système d'usager. Elles peuvent aussi être lampes fluores- centes ou des moteurs électriques. Pour des sources de bruit de 60 Hz, les réseaux de terminaison de ligne de transmis- sion et des filtres d'entrée RC sur chaque récepteur de li- gne d'UCI limitent les tensions de mode commun à environ 1 mV. Pour des sources de bruit à fréquence plus élevée telles que des moteurs ou des relais qui engendrent un spec- tre de bruit à large bande atteignant 5 à 10 MHz, il appa- rait aux entrées d'UCI un niveau de bruit à mode commun no- tablement plus élevé. Par exemple, un bruit couplé capaciti- vement à 100 MHz, le signal de tension-à mode commun pour- rait atteindre 290 V pour une amplitude de bruit de 300 V si l'on néglige l'atténuation de ligne. En réalité, la gran- deur de ces signaux de mode commun à haute fréquence est considérablement inférieure par suite d'effets de deuxième ordre causés par des processus non linéaires dans la source elle-même. En outre, des atténuations de signal de ligne de transmission réduisent notablement les signaux à mode commun à haute fréquence de sorte que leur amplitude de mode commun est limitée à quelques volts au lieu de centaines de volts. Enfin, les comparateurs différentiels utilisés dans le récepteur de ligne d'UCI ont des rapports de rejet à mode commun (RRMC) de l'ordre de 60 dB de sorte que le si- gnal de mode commun perçu, venant des sources à haute fré- quence, serait réduit à l'ordre du millivolt. Comme indiqué plus haut, 1'UCI maitresse du poste central et les UCI asservies des postes éloignés font cha- cune une prise sur la ligne de transmission 46, par des connexions d'un quart de longueur d'onde ou moins, limitant ainsi les réflexions de signaux vers la ligne de transmis- sion. Dans le mode d'exécution prêférentiel, le poste cen- tral avec 1'UCI maitresse est relié à une extrémité de la ligne de transmission; les UCI de postes éloignés sont distribuées le long de la ligne de transmission entre l'UCI maitresse et le réseau de terminaison éloigné. Dans ce mode d'exécution, la proximité immédiate entre 1'UCI maitresse et un réseau de terminaison de ligne permet à 1l'UCI mai- tresse d'être reliée par une simple prise d'un quart d'onde. Il est entendu que l'UCI maitresse ne doit pas nécessaire- ment être reliée seulement à une extrémité de la ligne de transmission. Toutefois, si elle est reliée à autre chose qu'une extrémité de la ligne de transmission, l'UCI maitres- se elle-même nécessite un réseau de terminaison, outre ceux qui sont reliés à chaque extrémité de la ligne de transmis- sion. Bien que l'on ait représenté et décrit l'invention à propos d'un mode d'exécution préférentiel, il est entendu pour l'homme de l'art que l'on peut y apporter les changements ci-dessus et divers autres changements, omissions et addi- tions, portant sur la forme et le détail, sans s'écarter de l'esprit ni du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Système de communications de données en série servant à assurer la communication bidirectionnelle de don- nées en série entre un poste central (18) de commande et un ou plusieurs dispositifs de poste éloigné (30, 32) d'un sys- tème d'usager, caractérisé par le fait qu'il comprend: - une unité de poste central (18) présentant des ports de signaux entrée/sortie (E/S) pour recevoir de l'information de la commande centrale du système d'usager et transmettre de l'information à celle-ci, et un port de signaux de bus pour transmettre de l'information à chaque poste éloigné (30, 32) et en recevoir de l'information, - des unités de poste éloigné (30, 32) une pour chaque dis- positif commandé à distance, présentant chacune des ports de signaux E/S pour transmettre de l'information au disposi- tif commandé à distance associé et en recevoir de l'informa- tion, et présentant chacune un port de signaux de bus pour transmettre de l'information à l'unité de poste central (18) et en recevoir de l'information, - un bus de signaux (24) ayant une impédance caractéristique entre ses extrémités et relié entre ces extrémités aux ports de signaux de bus de l'unité de poste central (18) et de chacune des unités de poste éloigné (30, 32), de manière à établir entre elles un parcours de communication de signaux, et - des réseaux de terminaison de signal (26, 28), dont un est relié à chaque extrémité du bus de signaux (24) et qui ont chacun une valeur d'impédance de signal pratiquement égale à l'impédance caractéristique du bus de signaux. 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bus de signaux (24) comprend une ligne de transmission à deux conducteurs (46) , chaque conducteur (46A, 46B) ayant une impédance caractéristique de ligne et chacun étant relié, par chaque extrémité, à un réseau de terminaison associé (26, 28) et que les réseaux de terminai- son (26, 28) comprennent chacun des filtres doubles de fré- quence passe-bas (50, 52, 54, 56), chaque filtre ayant une valeur d'impédance de signal pratiquement égale à l'impédan- ce caractéristique du conducteur et chacun étant branché en- tre une extrémité d'un conducteur de ligne de transmission associé et une prise centrale (57, 58) de masse de signaux du réseau de terminaison. 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la ligne de transmission (46) comprend une paire de fils tordus non blindée. 4 - Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les conducteurs de ligne de transmission sont formés chacun de fils d'une grosseur de 0,20 à 0,86 mm2. - Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les conducteurs de ligne de transmission comprennent chacun des conducteurs en fil câblé. 6 - Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'unité de poste central (18) et les unités de poste éloigné (30, 32) comprennent chacune un port d'é- nergie d'entrée pour recevoir l'énergie électrique nécessai- re pour faire fonctionner l'unité et que le bus de signal (24) comprend en outre une ligne de distribution d'énergie électrique comportant des lignes à haut potentiel et à bas potentiel, conçues chacune pour recevoir de l'énergie élec- trique à haut potentiel et à bas potentiel d'une source ex- térieure (36) de signal de tension, et reliées chacune, en- tre ses extrémités, aux ports d'énergie électrique d'entrée des unités de postes central et éloignés pour leur fournir de l'énergie électrique. 7 - Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la ligne à bas potentiel de la ligne de dis- tribution d'énergie électrique est en outre reliée aux pri- ses centrales de masse (57, 58) de signaux de chacun des réseaux de terminaison (26, 28) pour fournir un parcours de retour de courant électrique de la ligne de transmission (46) à la source extérieure de signal de tension (36). 8 - Système selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'unité de poste central (18) et les uni- tés de poste éloigné (30, 32) comprennent chacune: - des filtres de fréquence de signal passe-bas (50, 52 54, 56), un pour chacun des conducteurs en double de la li- gne de transmission (46), chacun étant relié au port de si- gnaux de bus pour atténuer les signaux de tension de mode commun à haute fréquence apparaissant sur le conducteur de ligne de transmission associé, de manière à fournir des si- gnaux de sortie à fréquence filtrée, - des moyens de régulation de tension branchés de manière à répondre au port d'énergie électrique d'entrée en fournis- sant un signal de tension à amplitude réglée en réponse à l'énergie électrique qui leur est présentée, et - des moyens d'unité de communication répondant par une en- trée de données aux signaux de sortie filtrés et répondant par une autre entrée aux moyens de régulation de tension et comprenant les ports de signaux E/S, pour commander l'é- change d'information de signaux entre les ports de signaux E/S. 9 - Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'unité de communication comprennent en outre des filtres numériques (120, 122) de signaux, un pour chaque filtre de fréquence de signal passe-bas, pour assurer le. filtrage du bruit numérique de chacun des si- gnaux à fréquence filtrée-avant leur présentation au port de sortie de signaux E/S.