Brevet FR2603112A1 — publié le 19880226

PROCEDE ET DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DE L'ALIMENTATION EN COURANT CONTINU DE CIRCUITS ELECTRIQUES ET/OU ELECTRONIQUES La présente invention a pour objet un procédé ainsi qu'un dispositif destinés à détecter des interférences entre des circuits électriques ou électroniques distincts alimentés en courant continu, c'est-à-dire à détecter des "mélanges" entre les alimentations en courant continu de ces différents circuits. Le principe de vérification actuellement utilisé consiste à couper l'alimentation de tous les circuits, puis à contrôler l'absence de courant dans chacun des circuits en fermant tour à tour l'alimentation de chacun des autres circuits. Le circuit que l'on considère étant ouvert, la détection d'un courant dans celui-ci, au moment de la fermeture d'un autre circuit, signifie que ce circuit est alimenté en partie par l'autre circuit et qu'il y a, par conséquent, "mélange" entre les alimentations en continu de ces circuits. Bien évidemment, un tel principe de détection ne peut être utilisé qu'en mettant les différents circuits tour à tour hors tension. Or, beaucoup de systèmes de production et installations sont équipés de systèmes d'alarme et de sauvegarde dits à "manque tension", c'est-à-dire qui se déclenchent lorsque l'absence de tension est détectée. De sorte que le principe de vérification décrit ci-avant ne peut être utilisé sans déclencher toutes les alarmes et qu'il n'est tout au plus utilisé qu'au moment de la mise en route de l'installation. Il n'existe donc actuellement aucun système permettant de contrôler en permanence, et après installation, I'indépendance entre des circuits alimentés en courant continu. Le but de la présente invention est donc de remédier à cet inconvénient et de fournir un procédé ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre permettant de surveiller jour et nuit et de détecter, même sous tension, des interférences entre des circuits électriques ou électroniques distincts alimentés en courant continu. Ce but est atteint à l'aide du procédé selon l'invention qui comprend les étapes consistant à : a) superposer à l'alimentation en courant continu d'un circuit un signal discontinu de faible amplitude b) vérifier la présence ou non de ce signal discontinu sur l'ali- mentation en courant continu de chacun des autres circuits, et à recommencer les étapes a) et b) pour chacun des circuits. En effet, la présence dans un circuit du signal discontinu injecté dans l'un des autres circuits signifiera qu'il y a "mélange" entre ces deux circuits. La répétition des étapes indiquées ci-avant pour chacun des circuits contrôlés permettra donc une surveillance de tous ces circuits lorsque ceux-ci sont sous tension. Bien entendu, la valeur de l'amplitude du signal discontinu injecté sera choisie de façon à ne pas perturber le fonctionnement des circuits dans lequel il est injecté tout en étant "détectable". Bien évidemment, le signal superposé à l'alimentation en courant continu peut être quelconque du moment qu'il est discontinu ; il peut notamment être sinusoïdal, à basse ou à haute fréquence, I'essentiel étant que son amplitude soit faible. Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif de surveillance pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend - un cycleur constitué d'un microprocesseur et de ses périphériques, et qui est apte à générer un signal discontinu et à l'envoyer à tour de rôle sur chacune des alimentations des différents circuits, ainsi qu'à détecter la présence de ce signal sur les alimentations des autres circuits. De toute façon, le procédé et le dispositif de surveillance selon l'invention seront bien compris et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schéma tique annexé illustrant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de ce dispositif de surveillance Figure I est un schéma synoptique d'une installation électrique équipée du dispositif de surveillance selon l'invention Figure 2 est un schéma de la carte de détection en mode statique ; Figure 3 est un schéma de la carte de détection en mode dynamique ; Figure 4 est un schéma de la carte de commutation entre les deux cartes de détection en modes statique et dynamique. La figure 1 montre un exemple d'installation électrique alimentée en courant continu par une ligne + I et une ligne - 2 et équipée du système de surveillance 10 selon l'invention. Cette installation est constituée d'un certain nombre de circuits électriques et/ou électroniques X, Y, Z, U... qui sont alimentés indépendamment les uns des autres en courant continu à partir des lignes 1,2 à l'aide de fils 3,4 raccordés respectivement à ces lignes 1,2. Des disjoncteurs 5 sont également montés, de façon connue, sur les fils 3,4 du circuit d'alimentation de chaque circuit X,Y,Z,U..., c'est-à-dire entre celui-ci et son alimentation principale 1,2. On concevra aisément que si le disjoncteur 3 d'un circuit X est ouvert, aucun courant ne doit circuler dans celui-ci, même si les disjoncteurs 5 de tous les autres circuits Y,Z,... sont fermés et que ceux-ci sont donc alimentés en courant continu puisque tous les circuits X,Y... sont, en principe, indépendants. Par contre, on détectera un "mélange" d'alimentation entre deux circuits par exemple X et Z, si lorsque tous les disjoncteurs 5,-sauf celui associé au circuit Z- , sont ouverts, on détecte le passage du courant dans le circuit X. Toutes les alimentations 3,4 des différents circuits X,Y,Z... sont regroupées dans une armoire de regroupement 6 et envoyées au dispositif de surveillance 10 proprement dit par l'intermédiaire d'une interface 7. Cette interface 7 sert de façon connue en soi à réaliser les protections du dispositif de surveillance 10 et à rendre compatibles les ordres logiques issus de celui-ci. Le dispositif de surveillance 10 est formé essentiellement de trois cartes 20,30,50 dont le rôle et le fonctionnement seront expliqués ci-après. La carte 20 a pour but de détecter les mélanges entre circuits X,Y,... en mode statique, c'est-à-dire en l'absence de tout courant (disjoncteurs ouverts) de la façon connue décrite précédemment. Cette carte sera également appelée par la suite carte "MPS" (mélange de polarités statique). Le rôle de la carte 30 est, au contraire, de détecter les mélanges entre circuits X,Y,Z... en mode statique dynamique, c'est-à-dire en présence de courant (disjoncteurs fermés) selon le procédé qui fait l'objet de la présente invention. Cette carte sera également appelée par la suite carte "MPDS" (mélange de polarités dynamique). Enfin, la carte 50 est un tiroir électronique de commutation ou "TEC" et a pour rôle essentiel de détecter si les disjoncteurs 5 sont ouverts ou fermés et de commuter le dispositif de surveillance sur la carte "MPS" 20 ou "MPDS" 30 en fonction de l'ouverture ou de la fermeture de ces disjoncteurs. Ces différentes cartes 20,30,50 sont reliées entre elles et à l'interface 7 de la façon suivante L'interface 7 est reliée aux cartes MPS 20 et MPDS 30 par un même bus de données 11 qui sert à rendre compatibles les ordres logiques de ces trois cartes ainsi que les niveaux de surveillance et de distributions. L'interface 7 est, en outre, reliée au TEC 50 par un bus 12 qui sert à informer ce dernier sur l'état et la configuration (ouvert/fermé) des protections (disjoncteurs 5) des lignes d'alimentation 3,4. Le bus 13 relie le TEC 50 au MPS 20 et au MPDS 30 et sert à collecter au niveau du TEC 50 les informations provenant de ces deux cartes 20,30. Enfin, le TEC 50 sélectionne, suivant le mode statique ou dynamique retenu, I'une des deux cartes 20 ou 30 à l'aide du bus 14. La figure 2 illustre le principe de fonctionnement de la carte MPS 20. Cette carte comprend - une mémoire vive (RAM) 21, - une mémoire morte (ROM) 22, - une unité centrale (UC) 23, - un décodeur d'adresses (DA) 24, - une interface parallèle programmable PIA 25. Ces différents éléments sont reliés par un bus de données interne 26, lui-même relié au bus 13, pour la transmission au TEC 50 des informations collectées. Ces deux mémoires 21,22, L'unité centrale 23 et le décodeur d'adresse 24 sont, en outre, reliés par un bus d'adresse interne 27 de cette carte 20. Enfin, le bus 28 relie l'interface 25 au décodeur 24 et sert de bus d'affectation de cette interface pour le fonctionnement. La carte MPDS 30 comprend (Cf. Figure 3): - une mémoire morte (ROM) 31, - une mémoire vive (RAM) 32, - une unité centrale (UC) 33, - un générateur d'interruption (GI) 34, - un détecteur de signal (DS) 35, - un injecteur de signal (IS) 36, - un décodeur d'adresse (DA) 37, - une interface parallèle programmable (PIA) 38. Tous ces éléments sont reliés entre eux par un bus de données interne 41. Les deux mémoires 31,32, L'unité centrale 33 et le décodeur d'adresse 37 sont, en outre, reliés ensemble par un bus d'adresse interne 42. De même que pour la carte MPS 20, un bus 43 qui relie le décodeur d'adresse 37 à l'interface 38 permet d'affecter l'interface disponible pour le fonctionnement. Enfin, un bus 44 relie le générateur d'interruption 34 à l'unité centrale 33. Le rôle de cette carte 30 est de détecter le mélange entre deux circuits X,Y... lorsque ceux-ci sont sous tension, cet état étant détecté par l'interface 7 et transmis comme indiqué précédemment au TEC 50 par le bus 12, ce qui permet au TEC de sélectionner la carte 30 à l'aide du bus 14. L'injecteur de signal 36 superpose tour à tour sur chaque ligne de distribution 3,4 un signal discontinu, basse ou haute fréquence, qui est adapté à la configuration (circuits X,Y...) et à l'application industrielle de l'installation électrique contrôlée. Ce signal peut être simplement formé par une série d'impulsions constituant un ou plusieurs mots ASCII. Le détecteur de signal 35 détecte la présence d'un signal de retour sur une autre alimentation et l'information qui est d'abord transmise à l'unité centrale 33 de la carte est ensuite envoyée à la carte TEC 50 qui la traitera de façon appropriée. Le TEC 50 est constitué d' - une unité d'affichage 51, - une unité de traitement et d'information (TI) 52, - une unité de gestion et dialogue (G+D) 53, - un tiroir électronique de commutation interne (TECI) 54, - une mémoire morte (ROM) 55, - une mémoire vive (RAM) 56, - une unité centrale (UC) 57, - une interface parallèle programmable (PIA) 58, - une horloge interne en temps réel (H1) 59. Ces différentes unités sont reliées par les différents bus suivants - le bus de données 61 qui relie l'interface 58 aux mémoires 55,56, à l'unité centrale 57 et à l'horloge 59 - le bus d'adresses 62 qui relie les mémoires 55,56 et l'unité centrale 57 - le bus 63 qui relie l'unité de gestion et dialogue 53 à la mémoire vive 56 et qui sert à commander et interrompre le TEC 50 ainsi qu'à stocker des événements (défauts détectés dans la mémoire vive 56) - le bus 64 qui relie l'unité 53 et le TECI 54 et sert à interrompre le fonctionnement de celui-ci - le bus 65 entre l'unité 52 et l'unité 53 qui est un bus de dialogue et de gestion - le bus 66 entre l'unité d'affichage 51 et l'unité de traitement et d'information 52 - le bus 67 qui sort du TECI 54 pour aller sur le bus 64, c'est-à-dire vers la carte MPS 20 ou MPDS 30 suivant le mode de fonctionnement sélectionné. La carte TEC 50 est chargée en priorité de savoir si les protections (disjoncteurs 5) des circuits d'alimentation sont enclenchées ou non. Si les circuits X,Y... sont hors tension, cette carte sélectionne la carte MPS 20. Si les circuits X,Y... sont sous tension, cette carte sélectionne la carte MPDS 30. Cette carte 50 remplit en outre les fonctions suivantes - stockage des événements (défauts détectés) dans la mémoire vive 56 - décodage des alimentations défectueuses et affichage sur l'unité d'affichage 51. Elle permet, en outre, grâce à son horloge en temps réel 59 de respecter l'ordre des événements dans le temps, de les classer et éventuellement de les transmettre à un périphérique de dialogue ou de transmission tel que imprimante, écran vidéo, journal de bord, etc... Le fonctionnement de ce dispositif de surveillance 10 conformément au procédé selon l'invention sera donc le suivant - si tous les disjoncteurs 5 sont ouverts, le TEC 50 provoque la commutation sur la carte MPS 20 qui est chargée de faire les contrôles classiques de mélange d'alimentation, en fermant à tour de rôle chacun des disjoncteurs 5 et en détectant la présence ou non de courant sur chacun des autres circuits - si tous les disjoncteurs 5 sont fermés, le TEC 50 provoque la commutation sur la carte MPDS 30 qui contrôle successivement chaque alimentation en envoyant sur celle-ci un signal discontinu et en vérifiant la présence ou non de ce signal sur les autres circuits. Bien évidemment, le système de surveillance pourrait ne comporter qu'une seule carte MPDS, afin d'effectuer uniquement la surveillance de l'installation en mode dynamique, c'est-à-dire sous tension. Dans ce cas, un tiroir de commutation électronique n'est évidemment pas nécessaire. On notera cependant que le dispositif décrit permet une surveillance dans les deux modes statique et dynamique et est donc particulièrement avantageux. On notera également que des filtres actifs 8 peuvent être prévus sur chacune des lignes d'alimentation 3,4 afin d'éviter qu'en mode dynamique le signal discontinu ne remonte vers la source de courant continu 1,2 et ne passe sur d'autres lignes 3,4, ce qui rendrait le système décrit inopérant. Ces filtres 8 seront conçus de façon à absorber une fréquence déterminée correspondant à celle du signal discontinu injecte. Bien entendu, la configuration des différentes cartes électroniques décrite ci-avant pourrait être modifiée en fonction notamment des composants et du langage utilisé sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. Enfin, le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être appliqués à la surveillance en continu de n'importe quelles installations électriques alimentées en courant continu, et dans toutes sortes d'indus tries - bateaux, - pétrochimie, - agro-alimentaire, - usines de production, etc... - REVENDICATIONS 1- Procédé de surveillance de l'alimentation en courant continu de circuits électriques et/ou électroniques (X,Y,Z,U...), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : a) superposer à l'alimentation (3,4) en courant continu d'un circuit (X,Y,Z,U...) un signal discontinu de faible amplitude b) vérifier la présence ou non de ce signal discontinu sur l'alimentation en courant continu de chacun des autres circuits respectivement (Y,Z,U..X), et à recommencer les étapes a) et b) pour chacun des circuits (X,Y,Z,U... > . 2- Procédé de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude du signal discontinu injecté est choisie de façon à ne pas perturber le fonctionnement des circuits (X,Y,Z,U...) dans lequel il est injecté. 3- Procédé de surveillance selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal discontinu est un signal sinusoldal. 4- Procédé de surveillance selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le signal est formé par une série de mots ASCII. S- Procédé de surveillance selon les revendications I à 4, caractérisé en ce que le signal est un signal basse fréquence. 6- Procédé de surveillance selon les revendications I à 4, caractérisé en ce que le signal est un signal haute fréquence. 7- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un cycleur (30) constitué d'un microprocesseur (33) et de ses périphériques, et qui est apte à générer un signal discontinu et à l'envoyer à tour de rôle sur chacune des alimentations des différents circuits, ainsi qu'à détecter la présence de ce signal sur les alimentations des autres circuits. 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une carte (10) de détection en mode statique, une carte (30) de détection en mode dynamique et une carte (50) de commutation apte à commuter le dispositif respectivement sur la carte (20) ou sur la carte (30) lorsque les protections (5) des alimentations (3,4) des circuits (X,Y,Z,U...) sont respectivement ouvertes ou enclenchées. 9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la carte (50) est apte à stocker les événements détectés, à les classer et à les transmettre à un périphérique de dialogue et/ou de transmission. 10- Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'un filtre actif (8) est prévu sur chaque ligne d'alimentation (3,4) afin d'absorber une fréquence déterminée correspondant à celle du signal dis continu injecte.