Brevet FR2570847A1 — publié le 19860328

La présente invention porte sur un système de commande et de régulation à unité directrice centrale comportant une série d'unités de régulation périphériques reliées à cette unité directrice par une boucle et agissant sur un organe de réglage pneumatique. Un système de commande et de régulation de ce type est connu d'après le DE-3 234 150. Dans ce système, toutes les unités de régulation périphériques sont reliées à l'unité directrice centrale par une boucle, l'adressage des unités de régulation périphériques se faisant au moyen d'un signal numérique et la transmission de la valeur prescrite de l'unité directrice centrale aux unités de régulation périphériques se faisant par un signal analogique par une ligne séparée. Un système de commande et de régulation de ce type a l'in- convénient de ne pas pouvoir titre utilisé lorsqu'une unité directrice centrale existante doit commander des organes de réglage particuliers non conformes au système. Cela s'applique en particulier lorsqu'on doit utiliser des organes de réglage antidéflagrants spéciaux, par exemple des vannes de réglage, dans le domaine de l'industrie chimique. L'invention a pour but de fournir un système de commande et/ou de régulation à unité directrice centrale qui permette l'utilisation d'organes de réglage pneumatique antidéflagrants spéciaux avec des unités directrices quelconques. L'invention atteint ce but au moyen d'un coupleur de-bus placé entre le bus de donnés de l'unité directrice centrale et la boucle, formée par un bus de terrain, transcodant les données de commande de l'unité directrice, et comprenant un découplage galvanique en sortie, les unités de régulation comprenant un convertisseur série-parallèle et un convertisseur numérique-analogique. Dans une forme de réalisation préférée, le coupleur de bus comprend un circuit d'adaptation, une unité de traitement, une mémoire de programme, une mémoire de données, un convertisseur parallèle-série et une commande montée entre le découplage galvanique et le bus de terrain. I1 peut en outre être prévu que les unités de régulation comprennent un circuit de commande d'émission et de réception, un convertisseur parallèle-série, une unité de traitement, un comparateur avec adressage, une mémoire de programme, un convertisseur numérique-analogique et un convertisseur tension-courant agissant sur l'organe de réglage. I1 peut au surplus être prévu que les unités de régulation présentent un convertisseur analogique-numérique. Un exemple de réalisation préféré se distingue par le fait que les unités de régulation comprennent en outre un convertisseur analogique-numérique pour l'introduction de la grandeur réglée dans l'unité de traitement. Avec l'agencement-d'un système de commande et de régulation selon l'invention, donc, un signal série temporel, codé de manière quelconque, est converti de façon telle qu'une série d'organes de réglage pneumatiques,- répondant au courant soient réglés par lui. De cette manière, on peut raccorder à un processeur existant des organes de réglage pneumatiques antidéflagrants éprouvés, le photocoupleur assurant un découplage galvanique. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du systeme de l'invention, -faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la fig. 1 est une représentation schématique du système de commande et de régulation, la fig. 2 est un schéma fonctionnel du coupleur de bus du système de la figure 1, et la fig. 3 est un schéma fonctionnel d'une des unités de régulation du système de la figure 1. La fig. 1 montre une unité directrice 12, représentée par un processeur, pourvu d'un bus de données 10 auquel sont connectés des coupleurs de bus 14. Ces coupleurs de bus 14 sont pourvus en sortied'un découplage galvanique 16, ici à photocoupleur, auquel se raccorde un bus 18 dit bus de terrain connecté à des unités de régulation 24.Comme représenté à la partie supérieure de la fig. 1, on peut prévoir, avant chaque unité derégulatîon 24 un boîtier de distribution 20, ou bien, comme représenté à la partie inférieure de la fig. 1, à un groupe de plusieurs unités de régulation 24 peut être adjoint un coupleur de terrain 28, une série de tels boîtiers de distribution 20 ou de coupleurs de terrain 28 pouvant être reliée au coupleur de bus par le bus de terrain8. Chacun des coupleurs de bus 14 commande ainsi une série d'unités de régulation 24. La fig. 2 est un schéma fonctionnel du coupleur de bus. Celui-ci comprend un circuit d'adaptation 30 relié directement au bus de données 10, et qui communique avec l'uni- té de traitement 32. L'unité de traitement 32 a accès à une mémoire de données 36 et à une mémoire de programme 34. Les données de sortie de l'unité de traitement 32 sont appliquées à un convertisseur parallèle-série 38 qui convertit en données série les données parallèle venant de l'unité de traitement 32. Les données série sont appliquées au photocoupleur 40 et transmises au bus de terrain 18 par un circuit de commande 42. Le schéma fonctionnel des unités de régulation 24 est représenté sur la fig. 3. Les données acheminées par le bus de terrain 18 sont transmises à un circuit de commande 44 et, après conversion dans un convertisseur série-parallèle 46, sont appliquées sous forme de données parallèle à une unité de traitement 48. Une unité de contrôle 50 agit sur le circuit de commande 44 et, par l'intermédiaire d'une unité de remise à zéro 43 sur l'unité de traitement 48. Les données parallèle du convertisseur 46 sont en outre appliquées à un comparateur 51 qui vérifie la concordance du signal avec un adressage 52 et, en cas d'adressage correct, provoque une interruption pour la mise en communication de l'unité de traitement avec le bus. L'unité de traitement 48 agit sur un convertisseur numérique-analogique 54 dont la tension de sortie est convertie dans un convertisseur tension-courant 56. Le signal de courant, enfin, agit sur un organe de regulation 58 qui peut être par exemple une vanne de réglage. La grandeur réglante est déterminee, et appliquée par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique 60 à l'unité de traitement 48. Cette indication de réglage en retour peut titre transmise de l'unité de traitement 48 au bus de terrain 18 par le convertisseur 46 et le circuit de commande 44, une mémoire de programme 62 fournissant le programme à l'unité de traitement 48. Bien qu'un seul bus de terrain soit représenté sur le dessin, il va de soi que les données mesurées peuvent aussi être acheminées par un bus de terrain séparé. Sur le dessin n'est pas non plus représentée une variante dans laquelle, par l'intermédiaire d'un capteur, la grandeur réglée est appliquée par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique à l'unité de traitement 48. Avec un tel agencement, l'unité de régulation 24 agit comme régulateur principal indépendamment des données de commande de l'unité directrice, ce qui peut ctre important en particulier en cas de panne de celle-ci. Le système de commande et de régulation de l'invention permet, avec une unité directrice donnée d'utiliser des organes de réglage pneumatiques antidéflagrants, le coupleur de bus réalisant l'adaptation des unités de régulation 24 à l'unité directrice 12 et le photocoupleur 40 assurant une séparation galvanique du bus de terrain 18 du bus de données 10. L'agencement du système de commande et de régulation selon l'invention permet, en cas d'exis- tence d'une unité directrice centrale, d'utiliser des organes de réglage pneumatiques antidéflagrants éprouvés, le coupleur de bus assurant l'adaptation des systèmes. Revendications 1. Système de commande et de régulation à unité directrice centrale (12) comportant une série d'unités de régulation (24) périphériques reliées à cette unité directrice (12) par une boucle (18) et agissant sur un organe de réglage pneumatique (22), caractérisé par le fait qu'il comprend un coupleur de bus (14) placé entre le bus de données (10) de l'unité directrice centrale (12) et-la boucle, formée par un bus de terrain (18), transcodant les données de commande de l'unité directrice (12), et comprenant un découplage galvanique (16) en sortie, les unités de régulation (24) comprenant un convertisseur série-parallèle (46) et un convertisseur numérique-analogique (54). 2. Système de commande et de régulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le coupleur de bus (14) comprend un circuit d'adaptation (30), une unité de traitement (32), une mémoire de programme (34), une mémoire de données (36), un convertisseur parallèle-série (38) et une commande (42) montée entre le découplage galvanique (40) et le bus de terrain (18). 3. Système de commande et de régulation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que chacune des unités de régulation comprend un circuit de commande d'émission et de réception (44), un convertisseur parallèlesérie (46), une unité de traitement (48), un comparateur (51) avec adressage (52), une mémoire de programme (62), un convertisseur numérique-analogique (54) et un convertisseur tension-courant (56) agissant sur l'organe de réglage. 4. Système de commande et de régulation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les unités de régulation comprennent en outre un convertisseur analogique-numérique (60) pour l'indication, en retour, de la grandeur réglante à l'unité de traitement (48). 5. Système de commande et de régulation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les unités de régulation comprennent en outre un convertisseur analogiquenumérique pour l'introduction de la grandeur réglée dans l'unité de traitement (48) et pour l'indication, en retour, à l'unité directrice centrale (12). 6. Système de commande et de régulation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le découplage galvanique (16) est réalisé par un photocoupleur (40).