Brevet FR2587812A1 — publié le 19870327

La présente invention concerne un coffret électronique autonome de commande d'Automatismes,de Robots ou de Machines-Outils à partir d'un MicroOrdinateur Les interfaces en coffret autonome avec alimentations isolées pour détecteurs et actionneurs,et un coupleur multibus vers le micrordinateur n'existaient sur le marché . Les Interfaces que l'on trouvait sur le marché sont constitués par une série de cartes avec des alimentations extérieures pour capteurs et actionneurs . L'ensemble une fois cablé est sensible aux parasites électriques,d'où la nécessité de nombreux filtres couteux. Ces interfaces étaient des périphériques pour des ordinateurs déterminés Le coffret interface selon l'invention permet de rémédier à ces inconvénients Il a une structure multibus vis à vis de l'ordinateur.Il permet un câblage des détecteurs et des actionneurs,radiant à partir du coffret. Selon le premier mode de fonctionnement le couplage se fait en utilisant le bus de l'ordinateur. L'interface possède un comparateur logique pour les poids forts de l'adresse ou l'interface doit etre adressé par 1 'ordinateur Dans une forme de réalisation préférentielle , ce comparateur ainsi que le dispositif de sélection d'adresse en fonction de l'ordinateur utilisé se trouve dans un boitier faisant partie du cordon de raccordement entre l'ordinateur et l'interface.Le changement d'ordinateur conduit à refaire le cordon entre l'ordinateur et l'interface ,on profitera de l'opération pour afficher la nouvelle adresse de l'interface pour le nouveau ordinateur. Le fait de regrouper les interrupteurs de simulation et de commande manuelle, les voyants indiquant 1 'état des entrées et des sorties sur le coffret d'une part et le fait d'avoir des alimentations électriques séparées et incorporées pour les détecteurs et pour les actionneurs de l'autre permet un cablage extérieur en étoile à partir du coffret . Cette invention permet d'éviter les boucles de câblage provoquant des parasites pouvant perturber le fonctionnement de l'ordinateur ,puisque dans ce mode de fonctionnement le bus de 1 'ordinateur est branché directement à l'interface. Le coffret d'interface possède un module de conversion série-parallèle et parallèle-série comprenant un micro-processeur,un PIA,un ACIA et une mémoire morte programmable ,définissant le protocole et la transmission des informations. Ce module permet un deuxième mode de commande par l'ordinateur par l'intermédiaire de la liaison série RS232C que possèdent la plupart des micro-ordinateurs professionnels.Le bus du micro-processeur interne remplace le bus de commande de 1 'ordinateur.0n enlèvera dans ce cas le cordon bus. Dans un troisième mode de fonctionnement on utilise la sortie CENTRONICS que possèdent la plupart des micro-ordinateurs ,pour réaliser des sorties rapides Dans une réalisation les échanges se font de la facon suivante.Chaque octet qui sort du bus Centronics contient à la fois l'adresse d'un port de 1 'interface et les données de ce port.De cette façon 1 'interface objet de la présente invention permet à l'ordinateur de commander un organe d'automatisme dans le minimum de temps.Une autre caractéristique intéressante de cette technique vient du fait qu'avec un seul mot de 8 bits l'ordinateur l'ordinateur peut commander jusqu'à 64 actions différentes(16 ports de 4bits) Dans une réalisation préférentielle , pour obtenir une réaction rapide les bascules des ports de sortie de l'interface activés par 1 'ordinateur activent à leur tour des bascules qui commandes les organes d'automatisme. Le but est de supprimer immédiatement l'action commandée par l'ordinateur quand le signal d'acquitement arrive Cette réalisation permet une réaction rapide de l'interface , meme avec un ordinateur relativement lent Cette rapidité permet le positionnement des moteurs pas à pas et des moteurs à courant continu par l'interface Selon une forme de réalisation préférentielle , l'interface comporte un coffret avec une face supérieure plus ou moins inclinée et comportant des interrupteurs pour simulation d'entrées.L'action de ces interrupteurs peut etre inhibée par un interrupteur général ayant une entrée vers l'ordinateur permettant à ce dernier de savoir si l'interface est en mode simulation ou en mode réel. Selon une variante le coffret a la forme d'un tiroir Rack avec des voyants constitués par des diodes électroluminescentes sur la face avant L'interface possède également des interrupteurs permettant de commander directement des actionneurs .L'action de ces interrupteurs peut être inhibée par un interrupteur général ayant une entrée vers l'ordinateur permettant à ce dernier de savoir si l'interface est en mode MANUEL ou en mode AUTO. Selon une forme de réalisation l'interface est isolée galvaniquement d'une part des entrées et d'autre part des sorties.Les entrées et les sorties sont également galvaniquement isolées et le caAble bus pour le couplage direct sur le bus micro processeur de 1 'ordinateur se trouve sur la face avant du coffret interface. Selon une forme de réalisation , la sortie de l'ordinateur vers l'interface se fait par le bus Centronics qui'a l'avantage d'etre très rapide et l'entrée vers l'ordinateur à partir de l'interface se fait par opto-coupleurs sur le clavier en parallèle avec 16 touches de ce dernier. Selon toutes les formes de réalisations précitéas,à la mise sous tension un dispositif électrique permet de neutraliser le fonctionnement de l'interface pour éviter des incidents tant que l'ordinateur n'a pas pris le controle de l'interface. Selon toutes les formes de réalisations précibées les capteurs et actionneurs sont galvaniquement isolés par rapport -à l'électronique de l'interface et de l'ordinateur. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté à la commande de machines spéciales ou de robots à la place des automates programmables. La possibilité pour l'ordinateur d'utiliser des langages évolués fait de ce dispositif un instrument puissant . Sa structure multibus lui permet de s'adapter pratiquement à tous les micro-ordinateurs . Ce dispositif est aussi bien adapté à l'instrumentation dans les laboratoires. REVENDICATIONS 1)Dispositif Interface pour micro-ordinateur pour commande d'automatismes ou de robots caractérisé en ce qu'il comporte un coffret avec alimentations incorporées pour détecteurs et actionneurs,et possédant une structure à bus multiple par rapport à l'ordinateur. 2)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des interrupteurs de test d'entrées escamotables par un contact général. 3)Dispositif selon la revendication 1 ou les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il possède des inverseurs permettant la commande des organes d'automatisme en manuel si un contact général l'autorise. 4)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé qu'il possède une alimentation isolée galvaniquement avec l'électronique de l'interface et qui sert à alimenter les actionneurs. 5)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il possède une alimentation galvaniquement isolée avec 1 'électronique de 1 'interface et qui sert à alimenter les détecteurs. 6)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un module électronique gérant le protocole de communication et la transmission des informations pour l'Interface vis à vis de 1 'ordinateur 7)Dispositif selon les revendications 1 et 6 caractérisé en ce qu'il comporte un microprocesseur et une mémoire morte contenant les programmes gérant le protocole et la transmission. 8)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'en mode de fonctionnement avec couplage direct de l'interface sur le Bus de l'ordinateur la sélection des poidsOfortss(8 à 12 bits) des adresses des ports de l'interface se fait grace a des contacts électriques actionnables par l'utilisateur. 9)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le coffret a la forme d'un pupitre avec la face supérieure plus ou moins inclinée et portant des interrupteurs de test et de voyants d'état logique des entrées et des sorties. 10)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le coffret a la forme d'un tiroir Rack avec des voyants d'état logique des entrées et des sorties sur la face avant. 11)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des bascules de commande de sortie vers des organes d'automatisme.Ces bascules peuvent être remis à 1 'état inactif par le signal d'acquitement correspondant à l'organe commandé. 12)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il possède un mode de transmission série bidirectionnelle dont le protocole et la transmission sont déterminés par une mémoire morte programmable. 13)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il possède un mode de fonctionnement mixte avec utilisation du bus Centronics et une sortie série RS232C ou niveau 5V. 14)Dispositif selon les revendications 1 et 13 caractérisé en ce que l'octet qui sort du bus centronics de l'ordinateur contient à la fois-l'adresse et les données pour un port de l'interface. 15)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le module assurant le couplage direct sur le bus micro-processeur de l'ordinateur et le module assurant la liaison série se trouvent sur des cartes électroniques séparées.Chaque carte peut fonctionner sans l'autre. 16)Dispositif selon la revendicationlcaractérisé en ce que dans le cas d'un couplage direct sur le bus de l'ordinateur le connecteur de liaison entre l'ordinateur et l'interface trouve sur la face avant du coffret Interface. 17)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que à la mise sous tension du coffret ,un mécanisme électrique permet de mettre l'interface en mode manuel ou en un mode inactif par rapport à la machine à commander 18)Dispositif selon les revendications 1 et 17 caractérisé en ce que les voyants d'état sont des diodes électroluminescentes. 19)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que dans le cas de l'utilisation du bus Centronics du micro-ordinateur pour commander l'interface ce dernier peut commandeur jusqu'à 16 ports de 4 bits ou 16 moteurs pas à pas différents.Ce résultat est obtenu en partageant le mot de 8 bits du port Centronics en 2 mots de 4 bits.Le premier sélectionne le port ou le moteur pas à pas et le deuxième les 4 phases de commutation du moteur. 20)Dispositif selon la revendication 1 et 19 caractérisé en ce que l'entrée vers l'ordinateur se fait par des opto-coupleurs directement au niveau du clavier ,en parallèle avec les touches. 21)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les entrées et les sorties de l'interface en contact avec les organes d'automatisme sont isolées galvaniquement avec l'interface et avec le micro-ordinateur.