Brevet FR2622028A1 — publié le 19890421

La présente invention a trait à un système de comman- de d'alimentation en énergie d'équipements mécaniques ins- tallés dans des bâtiments et analogues et dans des instal- lations associées. On réalise un tableau d'alimentation en logeant dans un coffret diverses sortes d'éléments, entre autres une série de disjoncteurs, de contacteurs électromagnétiques, de relais à maxima et analogues qui constituent des cir- cuits électriques pour la mise en marche et la mise à l'ar- rét de diverses sortes d'équipements mécaniques tels que pompe élévatoire, ventilateur d'aérage, dispositif de chauf- fage, échangeur de chaleur et analogues. Les rôles princi- paux du tableau d'alimentation sont la commande MARCHE- ARRET de sources d'alimentation desservant une série d'équi- pements automatiques, la protection de ces équipements et des fils, etc. qui leur sont reliés, ainsi que la transmis- sion et la réception de signaux entre des détecteurs, ta- bleaux de commande et circuits de commande pour la comman- de des équipements mécaniques. Traditionnellement, on assemblait le tableau d'alimen- tation en un ou deux coffrets, c'est-à-dire un ou deux pan- neaux qu'on installait à un certain endroit pour desservir une série d'équipements tels que pompes, ventilateurs et aérateurs posés dans une salle d'aérage, ou dans une salle des machines pour d'autres installations. Comme décrit ci-dessus, on réalisait conjointement une série de disjoncteurs, de contacteurs électromagnétiques et de relais à maxima, correspondant chacun à la charge- limite de l'un de plusieurs équipements mécaniques, dans le tableau d'alimentation d'un panneau. Par conséquent, on ne pouvait aborder non seulement la fabrication, mais même la conception du tableau d'alimentation avant d'avoir choi- si chacune des charges-limites et des modes de commande de diverses sortes d'équipements mécaniques reliés au tableau d'alimentation. Outre des disjoncteurs, des contacteurs électromagné- tiques et des relais à maxima,!correspondant chacun à l'un des divers équipements mécaniques, de nombreux relais et minuteries, etc. constituant des circuits de commande pour la commande desdits équipements sont incorporés au tableau d'alimentation. En plus d'une série d'agencements de dis- joncteurs et analogues, les cablages reliant entre eux di- vers éléments de commande tels que relais sont compliqués, exigeant un nombre accru de fils et beaucoup de place pour ceux-ci. En conséquence, on donnait au tableau d'alimenta- tion de grandes dimensions. En particulier, dans le cas o l'on modifie le genre et/ou les spécifications des équipements mécaniques après avoir achevé la conception du tableau d'alimentation, il est parfois nécessaire de reconcevoir entièrement ce ta- bleau. Un but de la présente invention est de réaliser un système de commande d'alimentation de nature à supprimer l'inconvénient résidant dans l'impossibilité de commencer à concevoir et à fabriquer un tableau de commande d'alimen- tation avant d'avoir choisi les spécifications et les modes de commande des équipements mécaniques à relier au tableau de commande d'alimentation et, simultanément, de permettre de miniaturiser le tableau de commande d'alimentation en réduisant le nombre et l'encombrement des cablages, ainsi que de prendre de manière simple et rapide des mesures pour répondre à une modification des spécifications. En vue d'atteindre le but sus-indiqué, un système de commande d'alimentation suivant la présente invention com- prend des tableaux de commande d'alimentation disposés cha- cun indépendamment près de chaque équipement mécanique, chacun des tableaux de commande d'alimentation étant réali- sé en combinant d'un seul tenant soit un commutateur qui comporte un disjoncteur, un contacteur électromagnétique et un relais à maxima correspondant à chaque équipement mécani- que et façonné sous forme de corps unique, soit une unité de commutation à fonctions équivalant à celles du corps uni- que, avec une unité de commande gouvernée par un logiciel à programme pour commander les équipements mécaniques et com- portant une mémoire incorporée. De plus, on peut réaliser chacun des tableaux de commande d'alimentation en intégrant l'unité de commutation et l'unité de commande. Le système de commande d'alimentation constitué comme décrit ci-dessus n'exige pas de câblages ni de place pour ceux-ci et peut être miniaturisé, grâce à l'utilisation d'un commutateur dans lequel le disjoncteur, le contacteur électromagnétique et le relais à maxima sont réalisés sous forme de corps unique. Le système miniaturisé est aussi avantageux du point de vue de la place nécessaire à son installation. En outre, attendu qu'on utilise pour commander les équipements mécaniques une unité de commande comportant une mémoire incorporée, et que celle-ci peut s'adapter à divers modes de commande et à diverses spécifications de commande si l'on modifie le contenu inscrit dans la mémoire, ce système de commande d'alimentation n'exige pas de change- ment de câblages, ni de travaux de câblage et de place pour changements de câblages, ce qui permet de modifier aisément les spécifications. De plus, attendu que le commutateur et l'unité de com- mande sont intégrés l'un à l'autre ou réunis en un seul ensemble pour constituer le tableau de commande d'alimenta- tion, et que ce tableau est disposé près de chacun des équipements mécaniques, on peut achever et poser les ta- bleaux de commande d'alimentation pour les équipements mécaniques dont on a fixé la charge-limite et les spécifi- cations, sans avoir à attendre d'avoir fixé les charges- limites et spécifications de commande de tous les équipe- ments mécaniques. Cette possibilité, jointe au fait que des câblages ne sont pas nécessaires dans chaque unité, permet d'améliorer sensiblement le rendement du travail. On peut réaliser le système de manière simple en adop- tant une unité de commande standardisée que l'on fabrique sans tenir compte des spécifications du commutateur. Le système de commande d'alimentation selon l'inven- tion est applicable à de nombreux domaines, à savoir dans le bâtiment, en construction navale, dans les usines, con- ditionneur d'air pour emballage, etc. et son champ d'utili- sation est très large. On va maintenant décrire une réalisation préférée de la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma représentant sous forme sim- plifiée l'ensemble d'un système de commande d'alimentation suivant la présente invention; et la figure 2 est un schéma fonctionnel indiquant la re- lation entre un tableau de commande d'alimentation et un équipement mécanique. Sur la figure 1 des dessins, on voit, près de chaque équipement mécanique tel que pompe d'alimentation en air 1, pompe élévatoire 2 ou pompe de purge 3, un tableau de com- mande d'alimentation 4 affecté en propre à l'équipement respectif. Le tableau de commande d'alimentation 4 est réa- lisé exclusivement pour le matériel mécanique respectif afin de correspondre à la charge-limite de celui-ci et est électriquement relié à l'équipement mécanique respectif. D'autre part, un tableau de télécommande 5 est dispo- sé dans une salle de commande centralisée prévue dans un batiment etc. pour transmettre des signaux de commande à, et recevoir des signaux de commande de, chacun des tableaux de commande d'alimentation. Par exemple, si l'on considère le tableau de commande d'alimentation 4 de la pompe élévatoire 2 en se référant à la figure 2, un commutateur 9 contenant un disjoncteur à bottier moulé 6, un contacteur électromagnétique 7 et un relais à maxima 8, solidarisés les uns des autres en un mo- dule, et une unité de commande 10 sont incorporés au ta- bleau de commande d'alimentation 4. Le commutateur 9 est réalisé sous forme d'unité de commutation unifiée assumant toutes les fonctions respecti- ves du disjoncteur 6, du contacteur électromagnétique 7, du relais à maxima 8 et analogues. D'autre part, l'unité de commande 10 est propre à com- mander le commutateur 9 (unité de commutation) pour le mettre à l'état passant ou bloquant. L'unité de commande 10 comporte, dans la présente réalisation, un microprocesseur à une microplaquette comportant une mémoire telle qu'EPROM (mémoire morte programmable effaçable) dans laquelle sont écrits des programmes de commande, et est commandée par un logiciel à programme. De plus, bien que cette mesure ne soit pas illustrée, le commutateur 9 et l'unité de comman- de 10 sont réalisés chacun sous une forme en L renversé et on les couple ensemble en les emboîtant l'un dans l'autre. Ainsi, leur intégration est encore renforcée lors de la fa- brication. Un exemple type à structure à emboîtement peut être telle que des bornes en harmonica sont façonnées dans le commutateur 9 et dans l'unité de commande 10 respective- ment et que les bornes de l'un sont insérées dans celles de l'autre pour connexion en service. On réalise le tableau de commande d'alimentation 4 à l'aide du commutateur 9 (unité de commutation), dans lequel les fonctions du disjoncteur à bottier moulé 6, du contac- teur électromagnétique 7, du relais à maxima 8 et analogues sont incorporées à un module, et de l'unité de commande 10. En tant que commutateur modulaire 9, il existe par exemple un Contactor Breaker 1-32 fabriqué en France par la Société La Télémécanique. Cet élément n'exige pas de cablage entre le disjoncteur 6, le contacteur électromagnétique 7 et le relais à maxima 8 et assume une fonction obtenue par inté- gration des composants ci-dessus. Un câble d'arrivée d'éner- gie électrique 12 et un cable de sortie d'énergie électri- que 14 peuvent être respectivement reliés à une borne d'en- trée du commutateur 9 et à une borne d'entrée de la pompe élévatoire 2. Suivant la présente invention, le commutateur 9 est combiné à l'unité de commande 10 avec les avantages indi- qués ci-dessous et la combinaison est placée près de chacun des équipements mécaniques 1 à 3. Le cablage peut être supprimé dans toute la mesure du possible dans l'unité de commande 10 qui commande chacun des équipements mécaniques 1 à 3 et, de plus, cette unité 10 peut être facilement adaptée aux chargeslimites et aux spécifications des matériels mécaniques 1 à 3. Attendu qu' on peut ré-écrire le contenu de la mémoire de l'unité de commande 10 en fonction du mode de commande nécessaire pour les équipements mécaniques 1 à 3 et qu'on peut ajouter ou modifier des effets de commande par modification de pro- gramme, on peut fabriquer d'avance le tableau de commande d'alimentation 4. Autrement dit, le contenu écrit dans une mémoire interne de circuit arithmétique à semi-conducteurs dans lequel sont incorporées des mémoires à semi-conduc- teurs peut être modifié dans la mesure exigée par une mo- dification des spécifications. L'unité de commande 10 reçoit des signaux de commande du tableau de télécommande 5 et un signal de détection pro- venant d'un détecteur de niveau d'eau 18, affecté à un ré- servoir d'eau 16 afin de mettre en marche ou d'arrêter la pompe élévatoire 2 conformément à ces signaux. Dans cette réalisation, l'unité de commande 10 est intégrée en une seule unité avec le commutateur 9, ce qui permet de supprimer des cablages et de réaliser un tableau de commande d'alimentation 4 simple. Toutefois, éventuelle- ment, le commutateur 9 et l'unité de commande 10 peuvent être reliés et combinés par des cablages. Dans ce cas, 1' unité de commande 10 peut être aisément remplacée par une unité différente conformément à la puissance nominale du commutateur 9 correspondant à la charge-limite de chacun des équipements mécaniques 1 à 3. L'unité de commande 10 est reliée à un détecteur de niveau d'eau 18 dans le cas o l'équipement mécanique est une pompe élévatoire 2 comme décrit ci-dessus, et à un dé- tecteur de température (non représenté) dans le cas o il s'agit d'un ventilateur d'amenée d'air 1 ou analogue.L'uni- té de commande 10 est ensuite convenablement préréglée. Entre temps, on choisit pour le commutateur 9 une puissance nominale adaptée à la charge-limite de chacun des équipe- ments mécaniques 1 à 3 et l'on couple le commutateur avec l'unité de commande 10 pour constituer le tableau de com- mande d'alimentation 4. Le tableau de commande d'alimenta- tion peut être disposé indépendamment près de chacun des équipements mécaniques 1 à 3. REVENDICATIONS 1. Système de commande d'alimentation caractérisé en ce qu'il comprend des tableaux de commande (4) réalisés en combinant d'un seul tenant soit un commutateur (9) qui comporte un disjoncteur (6), un contacteur électromagnéti- que (7) et un relais à maxima (8) correspondant à chacun des équipements mécaniques et façonné sous forme de corps unique, soit une unité de commutation à fonctions équiva- lant à celles du corps unique, avec une unité de commande (10) gouvernée par un logiciel à programme pour commander les équipements mécaniques (1,2,3) et comportant une mémoi- re incorporée, lesdits tableaux de commande d'alimentation (4) étant disposés indépendamment près des équipements mé- caniques (1,2,3) respectifs. 2. Système de commande d'alimentation selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que chaque susdit tableau de commande d'alimentation (4) est réalisé par intégration de ladite unité de commutation (9) et de ladite unité de com- mande (10).