Brevet FR2552881A1 — publié le 19850405

SYSTEME DE CONTROLE DE SEQUENCE EXTENSIBLE La présente invention concerne un système de contrôle de séquence extensible et plus particulièrement un système de contrôle de séquence comprenant un contrôleur central et une pluralité de modules d'interface E/S distincts auxquels est connectée une pluralité de dispositifs E/S qui doivent être contrôlés séquentiellement par le contrôleur central et qui sont interconnectés au moyen de câbles souples. Des systèmes de contrôle de séquence sont récemment 10 devenus nécessaires pour contrôler un nombre croissant de dispositifs E/S comme par exemple des machines ou des capteurs, au moyen d'un seul contrôleur central de façon à pouvoir contrôler une combinaison évoluée de ces dispositifs sur une chaîne de montage moderne ou dans 15 d'autres opérations industrielles Dans ce but, il est courant d'ajouter au système une pluralité de modules d'interface E/S ayant des bornes qui permettent de les relier aux dispositifs E/S La figure 1 représente un exemple de système de l'art antérieur comprenant une 20 pluralité d'interfaces E/S, dans lequel un contrôleur central 1 et des modules d'interface E/S 2 sont places côte à côte sur une carte mère 3, des connecteurs latéraux 4 dépassant du bas de ces composants étant introduits dans des embases correspondantes 5 placées sur la carte mère 3 25 de façon que le contrôleur central 1 et les modules d'interface E/S soient interconnectés au moyen d'un bus incorporé à la carte mère Chacun des modules d'interface E/S 2 porte à sa partie supérieure un bloc de bornes 6 qui permet de connecter une pluralité de dispositifs E/S 30 à contrôler par le contrôleur central 1 La cmbinaison des connecteurs latéraux et des embases peut faciliter l'interconnexion des modules d'interface E/S dans le but d'étendre le système, mais, il en résulte une disposition fixe des modules d'interface E/S sur la carte mère, qui 35 ne permet aucune souplesse dans la disposition spatiale des modules d'interface E/S En fait, une telle souplesse peut être nécessaire et elle est tout à fait souhaitable pour faciliter des opérations correctes de cablage entre les modules d'interface E/S et les disposi5 tifs E/S correspondants qui sont situés en des sites différents ainsi que pour économiser du volume lorsqu'un grand nombre de dispositifs E/S doit être connecté au contrôleur central en utilisant un nombre correspondant de modules d'interface E/S. L'inconvénient ci-dessus a été éliminé dans un système de contrôle de fréquence extensible selon l'invention Le système comprend un contrôleur central et plusieurs modules d'interface E/S de construction unique qui sont couplés de façon amovible au contrôleur central et à chacun des autres modules au moyen de c Sbles souples Chacun des modules d'interface E/S est équipé de dispositifs à bornes assurant la connexion avec les dispositifs E/S qui doivent être séquentiellement contrôlés par le contrôleur central Aux extrémités opposées de chaque module d'interface E/S sont prévus des points de raccordement qui sont interconnectés électriquement par une ligne de liaison prévue dans le module d'interface E/S et qui peuvent être respectivement et électriquement connectés auxdits cables Grâce à ce montage, il est possible 25 d'interconnecter une pluralité de modules d'interface E/S ainsi construits en joignant les points de raccordement des modules adjacents par les c&bles de façon que les lignes individuelles de raccordement s'ajoutent pour former sensiblement un seul bus de liaison qui s'étend à partir 30 du contrôleur central, en permettant donc de connecter au contrôleur un grand nombre de dispositifs E/S par l'intermédiaire du bus de liaison étendu sans avoir à prévoir de points de raccordement supplémentaires du côté du contrôleur central Il est ainsi possible d'ajouter facilement au système un nombre désiré de modules d'interface E/S pour augmenter sa capacité et en même temps les modules peuvent être disposés en des positions assez libres, par exemple, ils peuvent être disposés en tandem ou parallèles entre eux Ceci donne de la souplesse à la disposition dans l'espace de la pluralité de modules d'interface E/S et facilite le cablage entre chacun des modules d'interface E/S et les dispositifs E/S correspondants installés sur des sites différents et réduit en même temps l'espace nécessaire à l'installation du système complet. En conséquence, un premier objet de la présente invention consiste à proposer un système de contrôle de séquence extensible qui permet une disposition relativement libre des modules d'interface E/S pour faciliter le -cblage avec les dispositifs E/S à contrôler par le contrôleur central et qui permet aussi l'installation d'une pluralité de modules d'interface E/S en économisant du volume. Dans un mode de réalisation préféré, les dispostifs à bornes sont constitués d'un bloc de bornes allongé qui 20 est décalé d'un côté du module d'interface E/S de façon à définir de l'autre côté du module un espace de cablage pour le branchement des dispositifs E/S, ce qui rend le module d'interface E/S latéralement monodirectionnel du fait qu'il prévoit un montage correct des fils d'utilisa25 tion raccordant les dispositifs E/S aux modules individuels d'interface E/S, ou qu'il empêche les fils reliés à un module d'interface E/S de s'emmêler avec ceux des modules adjacents Par conséquent, tous les modules d'interface E/S doivent être orientés dans la même direction latérale qu'ils 30 soient montés en tandem ou en parallèle Dans ce but, une pluralité de contacts formant un point de raccordement à une extrémité de chaque module d'interface E/S sont disposés symétriquement par rapport à ceux qui forment le point de raccordement à l'autre extrémité de ce module 35 d'interface, de façon que chacune des fiches installées aux deux extrémités du câble souple plat employé puisse être correctement introduite dans chacun des deux points de raccordement aux extrémités opposées du module d'interface E/S Ceci permet de disposer les modules d'interface E/S dans une orientation latéralement identique en employant des c&bles plats de type identique, que les modules soient disposés en tandem ou en parallèle simplement en inversant les points de raccordement aux extrémités opposées de l'un des modules d'interface sur deux entre 10 des montages en tandem et des montages en parallèle. Un autre objet de la présente invention consiste donc à proposer un système de contrôle de séquence extensible qui permet aux modules d'interface E/S multiples de prendre des orientations latéralement identiques pour obtenir un 15 cablage net, que ces modules soient montés en tandemn ou en parallèle, en n'exigeant cependant qu'un seul type de c&ble plat. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de la présente invention faite en regard des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un système de contrôle de séquence de l'art antérieur; la figure 2 est une vue en perspective d'un système 25 de contrôle de séquence extensible selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 3 est une vue schématique du cablage intérieur représenté de façon très simplifié d'un module d'interface E/S employé dans le système ci-dessus; la figure 4 est une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un câble plat employé dans le système ci-dessus; la figure 5 A est une vue en plan du système lorsque tous les modules d'interface E/S sont disposés parallèlement l'un à l'autre; la figure 5 B est une représentation schématique montrant une disposition du cablage de la figure 5 A; la figure 6 A est une vue en plan du système lorsque les modules d'interface E/S sont montés en tandem; la figure 6 B est une représentation schématique de la disposition du cablage de la figure 6 A; et la figure 7 est un schéma du module d'interface E/S ci-dessus. En se référant maintenant à la figure 2, on peut voir un système de contrôle de séquence extensible selon un mode de réalisation préféré de la présente invention Le système comprend un contrôleur central 10, une pluralité de modules d'interface E/S 20 et un nombre correspondant de cables plats 30 capables de coupler l'un des modules d'interface E/S 20 au contrôleur central 10 et de coupler 15 les modules d'interface 20 entre eux Ce contrôleur central 10 est constitué d'un bottier allongé 11 comprenant une unité centrale, une mémoire morte programmable et d'autres composants électriques nécessaires et il est muni de bornes d'entrée d'alimentation 12 et d'un point 20 de raccordement 13 pour la liaison avec l'un des modules d'interface d'entrée E/S 20 Un programmateur 15 avec clavier est installé de façon amovible sur le dessus du bottier 11 et coopère avec la mémoire morte programmable de façon à transformer le contrôleur central 10 en contrôleur programmable pour contrôler séquentiellement différents dispositifs E/S (non représentés), par exemple des machines et des capteurs connectés à ce contrôleur de façon programmée. Chacun des modules d'interface E/S 20 comprend un bottier allongé 21 de même longueur et de même profondeur que le contrôleur central 10 mais de largeur plus faible. Sur la face supérieure du bottier 21 est installé un bloc de bornes 22 composé d'un certain nombre de bornes 23 qui sont espacées dans la direction longitudinale le long du côté du bottier 21 et qui sont réparties en deux groupes de bornes séparés par une nervure 24, l'un étant réservé aux dispositifs d'entrée et l'autre aux dispositifs de sortie Ce bloc de bornes 22 est formé sur une plateforme surélevée 25 qui est décalée d'un côté du boîtier 5 21 en délimitant de l'autre côté une partie en retrait 26 La partie en retrait 26 sert d'espace de cablage pour le passage des fils d'utilisation 27 qui interconnectent des bornes individuelles 23 avec les dispositifs E/S correspondants, si bien qu'il est possible d'installer 10 un certain nombre de fils d'utilisation 27 qui peuvent sortir de cet espace sans être emmêlés A cet égard, tous les modules d'interface E/S, 20, employés sont de préférence disposés avec leur partie en retrait 26 orientée de façon identique pour éviter d'embrouiller les fils d'utilisation 27 de l'un des modules d'interface E/S 20 avec ceux du module adjacent, c'est-à-dire que les modules d'interface E/S, 20, ont une forme latéralement dissymétrique et il est souhaitable de les disposer avec une orientation latéralement identique par rapport aux autres 20 modules 20 Sur la face supérieure de cette plate-forme 25 est installée une pluralité de diodes électroluminescentes 28 qui signalent le fonctionnement des dispositifs E/S connectés à des bornes particulières 23. Aux deux extrémités longitudinales de chacun des 25 modules d'interface E/S, 20, sont prévus des points de raccordement respectifs 40 de construction identique qui servent à la connexion des cables plats 30 Un tel point de raccordement 40 a la forme d'une embase ouverte sur le dessus et comprenant un certain nombre de broches de contact 30 41 disposées en deux rangées et des nervures de guidage 42 qui dépassent vers l'intérieur à partir d'un rebord périphérique, comme mieux représenté sur la figure 3 Aux deux extrémités de chaque cable plat 30 sont prévues des fiches 31 de construction identique, chacune d'elles comprenant 35 un nombre identique de contacts femelles 32 également disposés en deux rangées pour recevoir les broches de contact 41 du point de raccordement 40 afin d'assurer la liaison électrique avec ceux-ci et qui comprend une paire de rainures 33 recevant respectivement les nervures de guidage 42 lorsque les fiches sont introduites dans le point de raccordement 40 afin d'obtenir des connexions correctement placées, l'une des fiches 31 de chaque câble plat ayant sa face de connexion opposée à celle de l'autre fiche 31 comme représenté sur la figure 4 Il faut noter 10 à ce moment que le point de raccordement 13 du contrôleur central 10 a une construction identique à celle des modules d'interface E/S 20 si bien qu'un seul type de câble plat 30 suffit dans le système considéré. Les broches de contact 41 des points de raccordement 15 40 prévus aux deux extrémités de chaque module d'interface E/S 20, sont interconnectées respectivement par un nombre correspondant de conducteurs 43 définissant une ligne de liaison qui traverse le module d'interface E/S 20, tandis que lesdites bornes 23 sont respectivement connectées aux 20 conducteurs 43 par l'intermédiaire de tampons convenables. Le schéma de cablage détaillé du module d'interface E/S 20, est présenté sur la figure 7, dans laquelle les repères et 46 désignent des décodeurs et les repères 47 et 48 désignent respectivement les groupes de bornes pour les 25 dispositifs d'entrée et pour les dispositifs de sortie. Ainsi, le raccordement de plusieurs modules d'interface E/S 20 au moyen des câbles plats 30 a pour effet d'allonger les lignes de liaison 43 qui forment un bus de liaison étendu à partir du contrôleur central 10 en permettant 30 d'ajouter le nombre désiré de modules d'interface E/S 20 au système en fonction du nombre de dispositifs E/S à contrôler, sans exiger l'installation de points de raccordement supplémentaires du côté du contrôleur central Comme représenté sur la figure 3, les broches de contact 41 des points de raccordement 40, aux deux extré- mités de chaque module d'interface E/S 20 sont disposées symétriquement les unes par rapport aux autres, par exemple, la broche de contact supérieure gauche 41 a du point de raccordement supérieur 40 est reliée par le conducteur 43 a à la broche de contact inférieure droite 41 a du point de raccordement inférieur 40, lorsque l'on regarde les dessins, de façon que la fiche 31 située à l'une ou l'autre extrémité du càble plat 30 soit adaptée pour être connectée correctement à l'un quelconque des 10 deux points de raccordement de chacun des modules d'interface E/S 20 Ceci permet de disposer la pluralité de modules d'interface E/S 20 avec une orientation latérale identique pour tous, uniquement en utilisant des cables plats 30 de même construction, qu'ils soient agencés en parallèle comme sur les figures 5 A et 5 B ou en tandem comme sur les figures 6 A et 6 B. Des explications plus détaillées de ce qui précède seront données ci-dessous Lorsque l'on branche les modules d'interface E/S, 20, en parallèle, la connexion 20 entre des'modules adjacents par le câble souple 30 est telle que, comme représenté sur les figures 5 A et 5 B, le point de raccordement 40 d'une extrémité désignée par X ou Y du module d'interface E/S 20 est couplé au point de raccordement 40 de la même extrémité X ou Y de l'autre 25 module 20 C'est-à-dire qu'avec ce montage parallèle, les modules d'interface E/S sont disposés soit avec un branchement X-X soit avec un branchement Y-Y Contrairement à ce qui précède, lorsque l'on branche les modules d'interface E/S 20 en tandem, les modules adjacents sont 30 connectés par des liaisons X-Y ou Y-X Autrement dit, le passage d'un montage parallèle à un montage en tandem et inversement avec alignement de l'orientation latérale des modules d'interface E/S 20 peut se faire simplement en inversant ou en tournant un module d'interface E/S 20 sur 35 deux, ce qui est rendu possible par le montage symétrique des broches de contact 41 entre les points de raccordement aux deux extrémités du module d'interface E/S 20 Par conséquent, les points de raccordement 40 ou les broches de contact 41 de ces points de raccordement peuvent être maintenus en connexion électrique correcte entre eux, que les modules d'interface E/S 20 soient montés en parallèle ou en tandem, ce qui évite les risques de connexion incorrecte tout en assurant une orientation latéralement identique des modules d'interface E/S. 10 REVENDICATIONS 1 Système de contrôle de séquence extensible comprenant un contrôleur central ( 10) destiné à contrôler séquentiellement une pluralité de dispositif E/S connectés à ce contrôleur central ( 10) par l'intermédiaire d'une pluralité de modules d'interface E/S ( 20) qui sont formés séparément du contrôleur central ( 10) et de chacun des autres modules, et qui peuvent être couplés de façon amovible à ces éléments au moyen de câbles souples ( 30), 10 chacun de ces modules d'interface E/S ( 20) étant équipé d'un dispositif à bornes ( 22) assurant la connexion avec lesdits dispositifs E/S et chacun desdits modules d'interface E/S ( 20) présentant à ses extrémité opposées des points de raccordement ( 40) respectifs qui sont électrique15 ment interconnectés intérieurement par une ligne de liaison ( 43) et qui sont prévus pour être extérieurement connectés respectivement auxdits cables souples. 2 Système de contrôle de séquence extensible selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cables souples sont des câbles plats ( 30) de construction identique ayant à leurs extrémités opposés des fiches ( 31) respectives qui peuvent être connectées auxdits points de raccordement ( 40) des modules d'interface E/S ( 20), et en ce que le point de raccordement ( 40) situé à une extrémité de chaque module d'interface E/S ( 30) comprend une pluralité de contacts ( 41) disposés symétriquement par rapport à ceux du point de raccordement ( 40) situé à l'extrémité opposée du module d'interface E/S ( 20), de façon que les fiches ( 31) de chaque cable plat ( 30) puissent 30 être correctement connectées à l'un quelconque des deux points de raccordement ( 40) aux extrémités opposées de chaque module d'interface E/S ( 20).