Brevet FR2570832A1 — publié le 19860328

Appareil pour localiser l'origine d'une panne dans une installation électrique. r La présente invention a.pour objet un appareil pour localiser ltorigine d'une panne dans une installation électrique ou électronique complexe, comportant une pluralité de composants tels que des relais, des contacts, des électro-aimants, des portes logiques, des appareillages etc.... Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des appareils électriques. Le développement des automatismes ou des semi-automatismes entraîne la présence d'installations électriques ou électroniques, de plus en plus complexes, comportant de nombreux composants tels que des relais électro-magnétiques ou statiques, des contacts de relais, d'interrupteurs, de boutons-poussoirs ou de capteurs divers, des portes logiques, des fusibles, des appareillages électriques ou électroniques etc..., qui sont montés en série, en parallèle ou en série-parallèle. Tous ces composants comportent deux bornes entre lesquelles une différence de potentiel apparaît brusquement s'il s'agit par exemple de contacts normalement fermés qui s ouvrent en cas de panne, ou disparaît brusquement s'il s'agit, par exemple, de contacts normalement ouverts, qui se ferment en cas de panne ou de relais qui sont normalement sous tension et qui sont désexcités en cas de panne. Dans la grande majorité des cas, si une panne électrique se produit, plusieurs contacts basculent successivement et plusieurs relais se trouvent excités ou désexcités par suite des interactions entre les divers composants de l'installation. La tâche du dépanneur chargé de localiser la cause d'une panne électrique est difficile car il faut qu'il arrive à déterminer lequel des composants est à l'origine de la panne. La difficulté de cette localisation croît avec la complexité des installations. Un objectif de la présente invention est de procurer des appareils portatifs permettant d'aider un dépanneur à localiser rapidement l'origine d'une panne systématique ou aléatoire, survenant dans une installation électrique complexe, sans avoir à interrompre le fonctionnement de l'installation. Un autre objectif de la présente invention est de procurer des appareils portatifs ou fixes qui peuvent être branchés sur une installation pour surveiller le fonctionnement decelle-ci pendant une certaine période et qui renseignent sur l'origine des pannes survenues pendant cette période. Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un appareil qui comporte plusieurs voies indépendantes et chaque voie comporte deux entrées permettant de la connecter aux bornes de l'un desdits composants ou d'un groupe desdits composants et elle comporte des moyens pour détecter et mémoriser l'apparition d'un front de tension à l'entrée de ladite voie et des moyens pour signaler cette apparition et l'ensemble des voies comporte des moyens pour mémoriser et pour signaler la voie dans laquelle est apparu le premier front de tension au cours d'une opération de localisation. d'une panne. Selon un mode de réalisation préférentiel, chaque voie comporte deux mémoires montées en série, une première mémoire qui enregistre l'apparition d'un front de tension à l'entrée de ladite voie et une seconde mémoire dont l'entrée d'armement est connectée à la sortie de la premiere mémoire et dont une sortie est connectée en parallèle avec la même sortie des autres deuxiemesmémoires sur les, entrées d'inhibition de toutes les deuxiemesmémoires, de sorte que celles-ci sont inhibées des que l'une des. deuxiemesmémoires a enregistré le premier front de tension. Avantageusement, dans chaque voie, une sortie de la premiere mémoire et la sortie de polarité opposée de la deuxième mémoire sont connectées sur les entrées d'une porte ET qui commande l'éclairage en feu fixe d'une lampe de signalisation d'un défaut De plus, dans chaque voie, une sortie de la deuxieme mémoire et un oscillateur sont connectés sur les deux entrées d'une porte ET dont la sortie commande l'éclairage en feu clignotant d'une lampe de signalisation d'un premier défaut. L'invention a pour résultat de nouveaux appareils qui peuvent être portatifs et qui permettent de déceler l'origine d'une panne survenant dans une installation électrique complexe, comportant de nombreux composants tels que des relais, des fusibles, des contacts de relais, d'interrupteurs, de boutons-poussoirs, de capteurs, des bobines- de self,. des appareillages etc.... qui interagissent les uns sur les autres, de sorte qu'en cas de panne, plusieurs de ces composants changent d'état et qu'il est tres difficile pour un dépanneur de déterminer où est apparu le premier défaut qui est à l'origine de la panne. Un appareil multivoies selon l'invention peut être branché sur une installation électrique sans interrompre le fonctionnement de celle-ci et, au moment où une panne se produit, différentes voies peuvent enregistrer l'apparition d'un défaut et l'appareil indique quel est celui des défauts qui a précédé et entraîné les autres. L'appareil selon l'invention permet de commencer à tester des groupes de composants pour détecter dans quel groupe le premier défaut est apparu, puis de tester individuellement les composants de ce groupe pour identifier celui des composants qui est à l'oigine de la panne. Les différentes voies d'un appareil selon l'invention compor- tent, chacune, deux entrées, de sorte quelles sont independantes électriquement. De plus, chaque voie comporte, à ltentree, un adaptateur d'im pédance et un redresseur double alternance, de sorte que chaque voie peut être connectée sur un composant alimenté par n'importe quelle tension, continue ou alternative, comprise dans la plage des tensions utilisées habituellement dans les armoires et tableaux de relayage, c'est-à-dire entre 12 V et 400 V. Dans le cas où la tension à contrôler est une tension continue, le sens de branchement des douilles d'entrée de chaque voie est indifférent du fait de la présence d'un redresseur double alternance dans l'adaptateur d'entrée Un circuit de prépositionnement des signaux à l'entrée des mémoires permet, grâce à un commutateur, d'envoyeur sur celles-ci des fronts de tension ayant toujours le même sens, quel que soit le sens montant ou descendant du front de tension à l'entrée d'une voie. La détection du premier défaut est réalisée par l'inhibition de toutes les deuxièmes mémoires des que l'une d'elle a enregistré un premier défaut. Cette inhibition a lieu en un temps trias bref, de l'ordre de la nanoseconde, de sorte qu'un appareil selon l'invention est capable de discriminer deux défauts très proches. Un appareil selon l'invention peut être utilisé pour détecter immédiatement l'origine d'une panne unique grâce à la lampe clignotante ou bien il peut être connecté en surveillance sur une installation qui est réarmée automatiquement ou manuellement après chaque panne et, dans ce cas, grâce aux compteurs qui lgequipent, il informe ltoperateur sur le nombre de pannes intérvenues pendant la période de surveillance et sur la ou les voies sur lesquelles les premiers défauts responsables des pannes ont eu lieu. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un appareil selon l'invention. La figure I est une vue de dessus du couvercle de l'appa- reil. La figure 2 est un bloc diagramme fonctionnel des circuits et composants essentiels d'un appareil selon l'invention. La figure 3 est un schéma électrique d'un mode de réalisation préférentiel d'un appareil selon l'invention. La figure 1 représente un appareil portatif composé d'un boîtier en matiere plastique 1, qui contient une source de courant continu constituée par une batterie 12V, de sorte que l'appareil-est autonome et facile a déplacer, le poids total étant de l'ordre de 2 Kgs. il est précisé que le mode de réalisation sous forme d'un appareil autonome portatif est un mode de réalisation préférentiel mais non limitatif. Un appareil selon l'invention peut également être incorporé à demeure dans une armoire ou sur un tableau électrique pour effectuer une surveillance permanente des composants électriques qui composent ce tableau ou cette armoire. Un appareil selon l'invention est un appareil multivoies, par exemple un appareil à cinq voies identiques dans le cas des figures. Les différentes voies sont indépendantes,de sorte que certaines voies peuvent être utilisées pour tester des composants aux bornes desquels apparaissent des fronts de tension- en 220V alternatif, tandis que d'autres voies sont utilisées simultanément pour tester des composants alimentés en 12V continu, par exemple. Le couvercle de l'appareil porte cinq paires de douilles 2a, 2b. Chaque paire de douilles constitue les deux bornes d'entrée d'une voie. Chaque paire de douilles peut recevoir une paire de fiches qui sont connectées chacune à l'extrémité d'un conducteur 3a, 3b dont l'extré- mité libre est équipée d'une pince 4a, 4b ou de tout autre moyen de connexion équivalent. Les pinces 3a, 3b correspondant à chaque voie sont connectées, sans arrêter l'installation électrique, aux bornes de l'un des composants à tester, c'est-à-dire par exemple aux bornes d'un contact ou d'une bobine ou d'une porte logique ou aux bornes d'entrée ou de sortie de n'importe quel composant logique ou aux bornes d'un fusible. Chaque voie a pour fonction de détecter et de signaler l'apparition d'un front de tension dû à une panne, ce front de tension pouvant être soit un front montant par exemple dans le cas où les deux pinces 4a, 4b sont connectées aux bornes d'un contact normalement fermé, soit un front descendant par exemple dans le cas où les deux pinces 4a, 4b sont connectées aux bornes d'un contact normalement ouvert ou aux bornes d'une bobine normalement excitée. En variante, dans le cas où il faut localiser l'origine d'une panne dans une installation électrique très complexe, on peut diviser l'installation en plusieurs groupes, par exemple des groupes de contacts normalement fermés montés en série ou des groupes de contacts normalement ouverts montés en parallèle et connecter les pinces 4a, 4b aux bornes de ces groupes de composants pour détecter, dans une première retape, le groupe dans lequel se situe l'origine de la panne. Dans une deuxième étape, on connecte individuellement chaque composant du groupe reconnu comme étant à l'origine de la panne aux diverses voies de l'appareil pour localiser le composant responsable de la panne. La figure 2 montre que chaque voie comporte un adpatateur d'entrée 5 ayant deux bornes d'entrée qui sont connectées respectivement aux douilles 2a et 2b. Les diverses voies sont indépendantes et chaque adaptateur d'entrée peut recevoir une tension continue ou alternative qui peut varier selon les applications entre 12V et 400V. Dans le cas d'une tension continue, les polarités positive et négative peuvent être connectées indifféremment sur l'une ou l'autre des douilles 2a et 2b. Les adaptateurs d' entrée ont pour fonction de convertir la tension d'entrée en une tension de sortie continue compatible avec les composants électroniques de l'appareil par exemple un une tension de l'ordre de 8 à 12V dans le cas de composants en technique C-MOS. La figure 3 représente un mode de réalisation préférentiel d'un appareil selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, chaque adaptateur d'entrée comporte un commutateur 6 à deux voies de sortie qui est manoeuvré par un levier 6a placé sur le dessus de l'appareil et représenté sur la figure 1. Le commutateur 6 permet de placer en série dans le circuit l'une ou l'autre de deux résistances R1 ou R2, selon que la tension aux bornes du composant à contrôler se situe dans une première plage comprise entre 12V et 110Vou dans une deuxième plage comprise entre 110V et 400V. Les résistances Ri et R2 sont suffisamment élevées pour que l'appareil ait une impédance d'entrée telle qu'il puisse être connecté sur une installation sans perturber le fonctionnement de celle-ci. Bien entendu, un appareil selon l'invention pourrait comporter un nombre de résistances d'entrée supérieur à deux. Chaque adaptateur d'entrée comporte, en outre, un redresseur double alternance 7 constitué par un pontde diodes, une diode Zener 8, un condensateur de filtrage 9, une résistance 10 et un coupleur optoélectronique 11 qui est composé d'une diode électroluminescente lia et d'un transistor 11b. Le coupleur 11 assure l'isolement galvanique entre le circuit testé et les circuits électroniques de l'appareil. Le coupleur électronique 11 est constitué avantageusement par un circuit intégré. Revenant à la figure 2, on voit sur celle-ci que la sortie de chaque adaptateur d'entrée 5 est connectée sur un circuit 12 qui a pour fonction d'inverser les fronts de tension montants afin d'envoyer dans tous les cas, un front de tension descendant sur les circuits qui suivent. Chaque circuit 12 comporte un commutateur 13 à deux entrées qui est positionné au moyen d'un levier 13a qui est placé sur le dessus de l'appareil et qui est représenté sur la figure 1. Dans le mode de réalisation selon la figure 3, on voit que la sortie de chaque coup leur opto-électronique est connectée en parallèle sur les deux bornes d'entrée B1 et B2 du commutateur 13. Elle est connectée directement sur l'une des bornes d'entrée B1, sur laquelle le commutateur est placé lorsque le front de tension qui apparaît en cas de panne est un front montant. Par contre, elle est connectée à travers un inverseur 14 sur la deuxième borne d'entrée B2 sur laquelle le commutateur est placé lorsque le front de tension qui apparaît en cas de panne est un front descendant. En variante, la sortie du coupleur opto-électronique 11 peut être connectée sur la borne B1 à travers deux inverseurs montés en série afin de protéger les memoires contre des signaux parasites. Le circuit 12 est désigné ci-après comme le circuit de positionnement des signaux à l'entrée des mémoires. Revenant à la figure 2, on voit que chaque voie comporte deux mémoires 15 et 16 montées en série. L'entrée d'armement de la première mémoire 15 est connectée à la sortie du circuit de prépositionnement des signaux- 12. Lorsqu'un front de tension descendant apparaît à la sortie du circuit 12 d'une voie, la mémoire 15 de cette voie enregistre un défaut. La sortie normale de la première mémoire 15 est connectée sur l'entrée d'armement de la deuxième mémoire 16, de sorte que lorsque la première mémoire 15 d'une voie enregistre un défaut, la deuxième mémoire 16 de la même voie l'enregistre également à moins qu'elle ne soit inhibée. Les sorties de même polarité de toutes les deuxièmes mémoires 16 sont connectées à travers une porte OU 17 sur les entrées d'inhibition de toutes les deuxièmes mémoires, de sorte que dès que l'une des deuxiemesmémoiresa enregistré le défaut qui apparaît le premier, toutes les deuxièmesmémoires sont inhibées en un temps très bref, de l'ordre de quelques nanosecondes et les défauts qui apparaissent sur d'autres voies consécutivement au premier défaut qui est a l'origine d'une panne, sont enregistrés par la première mémoire de chaque voie, mais ne sont- pas enregistrés par la deuxième mémoire. La figure 3 représente un mode de réalisation dans lequel les mémoires 15 et 16 sont des bascules en circuits intégrés dites de type J K, qui comportent une entrée d'inhibition D et une entrée de remise à zéro CD une entrée d'armement CP et deux sorties Q et Q de polarité opposée. La sortie Q de chaque mémoire 15 est connectée sur l'entrée d'armement CP de la deuxième mémoire 16 de la même voie. Les sorties Q de toutes les deuxième memoires 16 sont connectées sur une porte OU 17 composée de diodes 18 montées en parallèle et la sortie de la porte OU 17 est connectée en parallèle sur les bornes D d'inhibition de toutes les deuxieme mémoires 16. Les bornes CD- de toutes les mémoires 15 et 16 sont connectées en parallèle sur la sortie d'un bouton poussoir 17 qui est placé sur le dessus de l'appareil et qui permet d'envoyer une tension de + 12V sur toutes les bornes CD pour remettre à zéro toutes les mémoires avant chaque nouvelle opération de recherche de l'origine d'une panne. Les bornes du contact du bouton-poussoir 17 sont connectées respectivement sur deux douilles 18a et 18b situées sur le dessus de l'appareil. Ces douilles peuvent être connectées par deux conducteurs 19 à un deuxième contact 20, externe à l'appareil, qui peut être actionné par exemple par le contacteur de réarmement manuel de l'installation ou par un relais de réarmement automatique ou par une minuterie, ce qui permet d'installer un appareil selon l'invention en surveillance prolongée sur une installation afin d'enregistrer tous les premiers défauts qui sont à l'origine de plusieurs pannes successives de cette installation, lesquelles pannes interviennent après des réarmements manuels ou automatiques de l'installation surveillée. Revenant à la figure 2, on voit que chaque voie comporte une porte ET 21 ayant deux entrées qui sont connectées respectivement sur une sortie de la mémoire 15 et sur la sortie de polarité opposée de la mémoire 16. La sortie de la porte ET 21 est connectée à travers une porte OU 22 sur une signalisation 23 qui est par exemple une diode électroluminescente placée sur le dessus de l'appareil et représentée sur la figure 1. Le fonctionnement est le suivant. Si la mémoire 15 d'une voie enregistre un défaut et que ce défaut n'est pas le premier, la mémoire 16 est inhibée. Dans ce cas, la sortie de la porte ET 21 passe au niveau 1 et la diode 23 s'illumine en feu fixe indiquant ainsi qu'un défaut est apparu sur la voie considérée, mais qu'il ne s'agissait pas d'un premier défaut. La figure 3 représente un mode de réalisation dans lequel la fonction de la porte 21 est réalisée par une porte NON OU 21a, dont les deux entrées sont connectées respectivement sur la sortie Q de la mémoire 15 et sur la sortie Q de la mémoire 16. Revenant à la figure 2, on voit que l'une des sorties de chaque deuxième mémoire 16 est connectée en parallèle sur un compteur d'impulsions 24 et sur une entrée d'une porte ET 25 et qu'un oscillateur ou une horloge 26 est connectée en parallèle sur toutes les deuxièmesentrées des portes ET 25 et la sortie de chaque porte ET 25 est connectée à travers la porte OU 22 sur la diode électroluminescente 23. Au cours de chaque opération de localisation d'une panne, seul le défaut qui apparaît le premier sur l'une des voies est enregistré par la deuxième mémoire 16 de cette voie et le signal qui apparaît à la sortie de cette mémoire est transformé en impulsion qui est enregistrée dans le compteur 24. Ainsi, si l'appareil est laissé en place pour surveiller en permanence une installation, l'opérateur qui vient après un temps de surveillance prolongé lit sur les afficheurs 24a des compteurs situés sur le dessus de l'appareil le nombre de premiers défauts qui ont été enregistrés dans chaque voie. Si l'origine de la panne est toujours la même, seule une voie enregistre des premiers défauts et l'opérateur peut donc localiser l'origine de la panne. Chaque fois qu'un premier défaut apparaît, la porte ET 25 s'ouvre et reste ouverte jusqu'à la remise à zéro de l'appareil. Etant ouverte, la porte ET 25 laisse passer les impulsions venant de l'oscillateur 26 et celles-ci éclairent la lampe 23 de façon clignotante, ce qui indique à l'opérateur quelle est la voie sur laquelle le premier défaut est apparu. La figure 3 représente un mode de réalisation dans lequel l'oscillateur 26 est un circuit intégré et la fonction ET de la porte 25 est réalisée par un inverseur 25a qui est connecté sur la sortie Q de la mémoire 16 et par une porte NON OU 25b. Dans ce mode de réalisation, le compteur d'impulsions 24 est monté en série avec un circuit différentiateur composé d'un condensateur 27 et de deux résistances 28 et 29. On voit sur la figure 3 que le contact 20 du relais de réarmement est associé à un circuit temporisateur de type RC composé d'un condensateur 30 et d'une résistance 31. En effet, en cas de réarmement la remise à zéro des mémoires par le contact 20 est quasi instantanée et les mémoires sont prêtes à enregistrer un défaut dès que le contact 20 est relâché. Par contre, l'ouverture et la fermeture de tous les contacts des relais électromagnétiques demande du temps et on risquerait donc d'enregistrer des défauts fictifs dus au délai nécessaire pour que tous les contacts et appareillages recommencent à fonctionner normalement. On évite ce risque d'erreur en temporisant la remise à zéro grâce au condensateur 30 qui se charge instantanément et qui se décharge en un temps de l'ordre de quelques secondes dans la résistance 31 en maintenant ainsi l'ordre de remise à zéro des mémoires pendant une durée supérieure au temps de démarrage de l'installation. REVENDICATIONS 1. Appareil pour localiser l'origine d'une panne dans une installation électrique ou électronique comportant une pluralité de composants, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs voies indépendantes et chaque voie comporte deux entrées (2a, 2b) permettant de la connecter aux bornes de l'un desdits composants ou d'un groupe desdits composants et elle comporte des moyens (12, 15) pour détecter et mémoriser l'apparition d'un front de tension à l'entrée de ladite voie et des moyens (21, 23) pour signaler cette apparition et l'ensemble des voies comporte des moyens pour mémoriser (16, 17) et pour signaler (25, 26, 23) la voie dans laquelle est apparu le premier front de tension au cours d'une opération de localisation d'une panne. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque voie comporte deux mémoires montées en série, une première mémoire (15) qui enregistre l'apparition d'un front de tension à l'entrée de ladite voie et une seconde mémoire (16) dont l'entrée d'armement est connectée à la sortie de la première mémoire et dont une sortie est connectée en parallèle avec la même sortie des autres deuxièmes mémoires sur les entrées d'inhibition de toutes les deuxièmesmémoires, de sorte que celles-ci sont inhibées dès que l'une des deuxièmesmémoires a enre gistré le premier front de tension. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans chaque voie, une sortie de la première mémoire (15) et la sortie de polarité opposée de la deuxième mémoire (16) sont connectées sur les entrées d'une porte ET (21) qui commande l'éclairage en feu fixe d'une lampe (23) de signalisation d'un défaut. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans chaque voie, une sortie de la deuxième mémoire (16) et un oscillateur (26) sont connectés sur les deux entrées d'une porte ET (25) dont la sortie commande l'éclairage en feu clignotant d'une lampe (23) de signalisation d'un premier défaut. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les bornes de remise à zéro de toutes les mémoires (15, 16) sont connectées sur un circuit de remise à zéro comportant un bouton-poussoir local (17) et un contact (20) d'un contacteur de réarmement manuel ou automatique montés en parallèle et dans chaque voie, une sortie de la deuxième mémoire (16) est connectée sur un compteur d'impulsions (24) qui comptabilise le nombre de premiers fronts de tension enregistrés dans ladite voie au cours de plusieurs cycles successifs. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit de remise à zéro des mémoires comporte, en outre, un dispositif de temporisation composé d'un condensateur (30) monté en parallèle avec une résistance de décharge (31) qui maintient l'ordre de remise à zéro pendant quelques secondes. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que chaque voie comporte un adaptateur d'entrée (5) qui comporte des moyens pour adapter l'impédance d'entrée du circuit et un redresseur de courant double alternance, de sorte que chaque voie peut être connectée sur des composants alimentes en n'importe quelle tension continue ou alternative comprise dans la plage des tensions courantes. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque adaptateur d' entrée comporte, en outre, un coupleur optoélectronique (11) qui le relie aux circuits électroniques en assurant un isolement galvanique entre l'entrée de chaque voie et les composants électroniques. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que chaque voie comporte, à la sortie dudit adaptateur d'entrée (5), un circuit (12) de prépositionnement des signaux à l'entrée des mémoires, qui comporte un commutateur (13) à deux entrées, qui sont connectées à la sortie dudit adaptateur (5), l'une directement et l'autre à travers un inverseur (14).