Brevet FR2631138A1 — publié le 19891110

La présente invention concerne un dispositif de contrôle du démarrage d'une machine danqereuse et de protection au-voisinage d'une telle machine, ainsi qu'un procê- de de démarrage d'une telle machine. On connait å ce jour de tels dispositifs qui travaillent par surveillance d'un plancher sensible pourvu d'au moins un point sensible envoyant un signal d'information en fonction de la distance entre des parties fixe et mobile superposées du plancher sensible. chaque point sensible étant relié par un circuit de signalisation électrique ou pneumatique. à une logique recevant et traitant l'informa- tion pour exciter des organes d'exécution.Le plancher sen-sible d'une telle machine comporte des moyens de simulation affectant tous les poi-nts sensibles. en simulant leur écrasement. ce qui provoque l'envoi. vers la logique associée à chaque point sensible, d'une information de pénétration dans la zone protégée. ces moyens de simulation comprenant au moins un vérin alimenté par une conduite pourvue d une électrovanne ou un electroaimant. La machine protégée de cette façon est raccordée au réseau d'alimentation électrique à travers un interrupteur général. Les machines de ce type connues à ce jour présentent le très important inconvénient de nécessiter des vérifica- tions périodiques très fréquentes de l'ensemble des points sensibles pour s' assurer que ces points ne présentent pas des défections où des calages et que lorsqu'il est néces- saire de faire valoir la protection par le dispositif. celui-ci est bien efficace. Une simulation des défections est fréquemment nécéssaire à cette fin. Ces vérifications sont une opération absolument nécessaire,mais qui occupe la machine pendant un temps qui- peut être autrement affecté h la production. Par ailleurs,on n'est jamais sur que le personnel pratique effectivement cet essai de bon fonctionnement. Afin de pallier cet inronvénient.on propose par cette invention un dispositif caractérisé par le fait qu' il comporte un bouton-poussoir pourvu d'un premier contact de fermeture, normalement ouvert. qui, lorsqu'il est fermé. excite électriquement l'organe de commande des moyens de simulation à travers l'interrupteur général fermé, afin d'actionner ces moyens de simulation, le bouton-poussoir étant également pourvu d'un deuxième contact retardé è la réouverture et d'un troisième contact fermé au repos, à ouverture fugitive, les organes d'exécution commandés par les logiques individuelles sont. pour chaque point sensible. un relais de simulation comportant trois contacts à savoir un contact de simulation normalement fermé. tin premier contact de travail, normalement ouvert. et un second contact de travail. normalement ouvert. les enroulements des relais dc simulation (11) étant reliés au réseau électrique par 1'in- termédiaire des logiques qui leur sont respectivement associées, les contacts de simulation étant tous branchés en série entre eux, et avec un relais d'armement. tous les premiers contacts normalement ouverts etant branchés entre eux en série, entre le deuxième contact. retardé à la réou- verture, du bouton-poussoir et un relais d'autorisation de marche, tous les seconds contacts normalement ouverts étant également branchés en série avec le relais d'autorisation de marche, les relais d'armement et d'autorisation de mise en marche comportant des contacts de travail respectifs branchés en série dans le circuit d'alimentation électrique de la machine.. On comprend de la sorte que le bouton-pousoir ne provoque pas d'emblée. lorsqu'il est actionné, le démarrage de la mschine,mais il commence en premier lieu par faire démerrer le test d'efficacité du dispositif. Le procédé de fonctionnement de ce dispositif faisent également partie de cette invention est caractérisé en ce qu' on donne l'autorisation de mise en marche de la ma- chine dangereuse protégée, seulement après avoir effectué automatiquement. avec succès, une simulation du bon fonctionment du dispositif par un test automatique préalable et indispensable au démarrage Ceci étant. il n'est plus necessaire de tester 1 'ef- ficacité du dispositif de protection pnr une opération spécialement pratiquée et qu'on peut oublier de faire ou qu'on ne fait pas pour des raisons quelconques. Suivnnt l'invention chaque fois qu'on fait démarrer la machine, un test d'efficacité de la protection de la machine est automatiquement exécuté,avant que la machine ne puisse démarrer. Si ce test est négatif. pour quelque motif que ce soit. la machine ne démarre pas. Il est absolument nécessaire d'éli- miner la cause de la défaillance pour pouvoir faire démarrer ensuite la machine ainsi protéqée, nn décrira ci-après.à titre d'exemple non limitatif. une forme d'exécution de la présente invention.en référence au dessin annexé qui est un schéma synoptique du dispositif de l'invention à l'état de repos. Comme on peut le voir sur le dessin, le dispositif de démarrage d'une machine dangereuse et de protection au voisinage d'une telle machine est associé à un plancher sensible 1 capable de détecter 11 entrée de personnel dans une zone dangereuse à proximité de cette -machine. Ce plnncher sensible 1 est pourvu d'un certain nombre de points sensibles 2, donnant une information en fonction de la distance entre des parties fixe et mobile superposées du plancher 1, cette distance étant variable selon le présence ou l'absence d'une charge s'exerçant sur le plancher.Ces points sensibles 2 sont reliés chacun individuellement 9 une logique 10 qui envoi t ou reçoit en retour un signal (du type variable, tout ou rien etc...) pour commander des organes d'exécution selon un programme préalablement établi. La liaison 9 entre chaque point sensible 2 et' sa logique nssociée 10 est réalisée par des moyens connus notamment du type électrique, pneumatique. etc. Les circuits électriques peuvent utiliser, comme moyen d'information. toute carnct0- ristique du courant électrique ou du circuit qui le transmet. tel que résistance. capacité; inductance. haute fréquence. optique, jauge de contrainte etc. Afin de réaliser un essai de l'efficacité de l'en- semble des points sensibles du dispositif,des moyens de simulation 3 de la pénétration dans la zone danqereuse sont prévus. Ces moyens de simulation 3 affectent tous les points sensibles 2. en simulant leur écrasement. ce qui provoque l'envoi. vers la logique 10 associée è chaque point sensible 2, d'une information qui est traitée comme si unepénétre- tion réelle avait eu lieu. Ces moyens de simulation 3 peuvent être avantageusement de nature pneumatique et ils comprennent alors, pour chaque plancher sensible J, un vérin alimenté à partir d'un réseau communié travers -une conduite 4, pourvue d'une électrovanne 5.Les moyens 3 peuvent être aussi du type. électrique et ils peuvent comprendre alors un électroaimant è noyeu plongeur. fln observera que les moyens de simulation 3 ne peuvent pes fonctionner efficacement de manière instantanée. lors de la simulation de l'actionnement des points sensibles 2. surtout dans le cas de l'utilisation de moyens pneumatiques . Le fonctionnement de l'électrovanne 5 (ou de l'électroaimant) doit avoir lieu pendant un certain temps pendant lequel son organe de commande (bobine) 6 doit être alimenté,durée que le dispositif de démarrage et de protection doit prendre b son compte par un organe de retar- dement comme il sera précisé plus loin. La -machine dangereuse qui est démarrée et protégée par le dispositif de commande décrit, est raccordée au réseau d'alimentation électrique normal entre une phase Ph et le neutre N, ainsi que montré sur le dessin. Le circuit de raccordement au réseau 7 comporte. de manière usuelle, un interrupteur général 8. branché en série entre la borne de phase Ph et celle de la machine. Chacun des points sensibles 2 est. ainsi qu'il R été précisé, raccordé. par un circuit de signalisation 9 individuel. à une logique individuelle de contrôle commandant un relais de simulation 11 également individuel pour chaque point sensible 2. Chaque relais 11 comporte trois contacts. è savoir un contact de simulation de repos normalement fermé, 12, un premier contact de travail normalement ouvert 13 et un second contact de travail. normalement ouvert, 14. Les enroulements des relais de simulation 11 sont branchés en parallèle sur le réseau d'alimentation en étant connectes respectivement entre les sorties des logiques 10 qui les commandent et le neutre N. Par contre tous les contacts de simulation de repos 12 sont branchés entre eux en série tous les premiers contacts de travail 13 sont brnnchés entre eux en série et tous les seconds contacts de travail 14 sont également branchés entre eux en série. Le dispositif de démarrage et de protection selon l'invention comprend ensuite un relais d'armement 15. pourvu d'un contact d'armement de travail 16. temporisé a 1 'ouver- ture, et d'un contact de travail d'auto-alimentation 17. un relais 18 d'autorisation de mise en marche de la machine protégée lequel est pourvu d'un contact de travail 19 temporisé à l'ouvérture, et d'un second contact de travail d'auto-alimentation 20, et un bouton-poussoir. actionnant directement ou indirectement un contact è ouverture fugitive 22 et de deux contacts de travail 23,24 dont un, à savoir le contact 23. est à réouverture retardée.Le dispositif pet comporter un bouton-poussoir 21 agissant directement sur le contact 22.23.24, comme il est indiqué en trait mixte, ou bien encore, suivant une variante illustrée en trait plein, un bouton-poussoir 121 agissant indirectement par l'intermédiaire d'un relais 131. Le contact d'armement 16 du relais d'armement 15 et le contact d'autorisation de mise en marche 19 du relais d'autorisation de mise en marche 18 sont reliés entre eux en série et également en série entre l'interrupteur général 8 et la borne de phase de la machine protégée. dans le circuit de raccordement 7. L'enroulement du relais d'armement 15 est relié d'une part au neutre N du réseau d'alimentation en courant électrique et d'autre part. par une connexion 26, en série avec tous les contacts de simulation 12 branchés entre eux en série et' reliés, par une connexion 37, au circuit de raccordement' 7, entre l'interrupteur général 8 et le contact 16. Cet enroulement est également branché, è travers son propre contact d'auto-alimentation 17. à une connexion 28. en série avec le contact 22 à ouverture fugitive. ce contact étant d'autre part branché. par la connexion 37. nu circuit de raccordement 7 entre l'interrupteur général S et le contact d'armement 16. L'enroulement du relais d'autorisation de marche 18 est relié d'une part au neutre N du réseau et d'autre part. par une connexion 30, avec tous les premiers contacts 13 normalement ouverts en série, eux-mêmes reliés. par une connexion 28a. au contact à réouverture retardée 23 lui-même connecté au circuit de raccordement 7 entre le contact d'armement 16 et le contact d'autorisation de mise en marche 19. L'enroulement du relais d'autorisation de mise en marche 18 est également branché, en série avec son propre contact d'auto-alimentation 20, par une connexion 33 en série avec tous les seconds contacts normalement ouverts 14 en série, au circuit de raccordement 7 entre l'interrupteur général 8 et le contact d'armement 16 du relais d'armement 15. Le procédé d'autorisation de démarrage de la marche de le machine dangereuse et de protection à son voisinage par utilisation du dispositif décrit est le suivant. Chaque fois qu'on veut faire démarrer cette machine on commence par fermer l'interrupteur général 8, mais selon cette invention. cette opération ne fait que mettre le dispositif sous tension et entre autres mettre en service les logiques individuelles ln et les points sensibles 2 ainsi que les rela-is 11, sans cependant que la machine puisse démarrer. ,car les contacts d'armement 16 et de mise en marche 19 restent ouverts. On presse ensuite le bouton-poussoir 21 ce qui a pour effet de provoquer l'excitation de l'organe de commande 6 de la vanne 5 qui est branché en série avec le contact de travail 24 du bouton-poussoir 21, entre le neutre N et la ligne de phase Ph du circuit de raccordement 7, entre l'interrupteur général 8 fermé et le contact d'armement 16 (ouvert). Le dispositif de simulation 3 à vérin pneumatique se met en marche et lorsque cette opération est finie. c'est-8-dire lorsque le plancher sensible 1 est totalement enfoncé. les points sensibles 2 annulent l'information vers les logiques 10 respectives. qui désexcitent à leur tour les relais de simulation 11 qui ferment alors leurs contacts de simulation respectifs 12 en série. Le relais d'armement 15 est alors excité à travers les contacts de simulation 12 en série ainsi fermés. Le contact d'auto-alimentation 17 du relais d'armement 15 se ferme alors et ce relais se maintient excité par son contact d'auto-alimentation 17. la connexion 28 et le contact à ouverture fugitive 22 déjà refermé à cet instant. On observera. à ce stade des opérAtions, que le relais d1 armement 15 ne peut être excité que si tous les contacts d'armement 12 en sér.ie sont fermés, donc si -tous les points sensibles 2 ont annulé leurs informations. en provoquant le désexcitation de tous les relais de simulation 11. Il suffit qu'un seul des points sensibles soit ddfail lant. c'est-à-dire ne joue pas son rôle d'interrupteur, pour que le relais d'armement 15 ne soit plus excité et le dispositif s'arrête alors à ce stade des opérations. De ce fait la machine n'est pas encore alimentée en courant électrique. du fait que le contact d'armement 16 du relais d'armement 15 n'est pas fermé. On a réalisé de la sorte une simulation simultanée de la défaillance du planchersensible 1, pour tous ses points sensibles 2. Dans la situation dans laquelle une défection est ainsi signalée, après la suppression de la cause de la défaillance. l'interrupteur général 8 étant toujours fermé. on recommence toutes les opérations.On observera de la sorte que le dispositif de cette invention n'autorise le démarrage de la machine dangereuse protégée que seulement après avoir effectué automstiquement, par ce dispositif lui-même. une simulation des défaillances qui peuvent se présenter et constaté avec succès qu'aucune de ces défaillances n'existe. et celà par un test préalable et indispensable, ssns lequel la machine ne peut démarrer. On supposera maintenant que tout est trouvé être en ordre. et qu'on se trouve de nouveau à ce meme stade des opérations. le bouton-poussoir 21 étant toujours en pression. Le relais d'armement 15 se trouve être excité. donc son contact d'armement 16 est fermé et il se maintient excité à travers son contact d'euto-alimentations 17 alors fermé, la connexion 28 et le contact 22. Les points sensibles ayant déjà effectué une simulation, les relais de simulation 11 sont au repos. avec les premiers et seconds contacts 13,14 alors ouverts, Le bouton-poussoir 21 est alors relié ché. son contact 24 s'ouvre mais son contact à ouverture retardée 23 reste fermé pendant une courte période de temps. L'alimentation électrique de la bobine 6 de l'électrovanne 5 est alors coupée immédiatement du fait de l'ouverture du contact 24, si bien que l'électrovanne 5 se ferme et que le vérin 3 n'est plus alimenté. L'élément mobile du plancher sensible 1 est alors libéré et les points sensibles 2 cet tent leurs informations vers leurs loqiques respectives ln. les relais de simulation 11 se trouvent être excités, leurs contacts 12 s'ouvrent tandis que les contacts 13 et 14 s ferment. De ce fait le relais d'autorisation de mise en marche 18 est excité d'abord à travers les premiers contacts 13 fermés en série, la connexion 28a et le contact 23 qui est resté encore fermé à cet instant. Ce relais 18 ferme donc son contact d'auto-alimentation 20 et il continue de se maintenir excité. après l'ouverture du contact 23. par son propre contact 20, la connexion 33 et les seconds contacts fermés 14, en série, des relais de simulation 11. Le contact d'autorisation de mise en marche 19 se ferme alors et il reste ainsi mais sous le contrôle des contacts fermés 14 en série des relais 11 associés aux points sensibles 2. La machine peut être alors mise en marche par suite de la fermeture du contact 19. La machine protégée peut continuer à être alimentée électriquement par le circuit de raccordement 7, à travers les contacts 16.19 fermés et elle fonctionne en marche normale avec les relais d'armement 15 etd' autorisation de mise en marche 18 maintenus excités à travers leurs contacts d'auto-alimentation 17 et 20 fermés. I1 est clair que si un seul des points sensibles 2 est actionné, il envoie son information à sa logique respective 10, qui provoque la désexcitation du relais de simulation 11 afférent et qui. de ce fait. fait retomber son second contact normalement ouvert 14. en coupant ainsi la voie d'slimentation du relais d'autorisation de mise en marche 18. La machine protégée, dont l'alimentation est coupée par l'ouverture du contact d'autorisation de mise en marche 19, s'arrête alors. Si le dispositif a été déclenché, par exemple par l'ouverture de l'un des seconds contacts normalement ouverts 14. le relais armement 15 reste excité à travers son propre contact 17. Lors -d'une nouvelle mise en marche de la machine on presse de nouveau le bouton-poussoir 21 et alors le contact à ouverture fugitive 22 s'ouvre pendant un bref moment pour couper l'auto-excitation du relais d'armement 15. La nouvelle mise en marche de la machine dAngereuse protégée passe de nouveau, comme à chaque fois qui'on ddmarre la machine, d'abord obligatoirement par une simulation des points sensibles 2. Cénéralement. les points sensibles 2 qui donnent une information de présence déclenchant le dispositif décrit. provoquent. par la diminution de la distance entre des parties fixe et mobile superposées du plancher sensible 1. l'évolution ou le changement d'état vers la logique 10 asso ciée. Pour permettre un contrôle automatique périodique indépendant du cycle de la machine le bouton-poussoir 21 est remplacé par un relais 131 commandant les contacts 22.23.24 comme il a été décrit précédemment. La bobine du relais 131 est connectée entre le neutre N et le conducteur de phase Ph du circuit du raccordement 7, à travers un contact d'une pendule 141 fermée périodiquement. et ce entre les deux contacts 16 et 19. La bobine du relais 131 est également reliée à un contact normalement ouvert d'un bouton-poussoir 121 lui-même relié au circuit de raccordement 7. entre ]'interrupteur général 8 et le contact 16. Le bouton-poussoir 121 permet L'armement manuel initial lorsque le plancher sensible 1 a été sollicité. L'enfoncement du bouton-poussoir 121 provoque par conséquent l'excitation du relais 131. pour provoquer l'armement initial, et cette excitation a lieu ensuite périodiquement. pendant une période de temps prède- terminée, lors de chaque fermeture du contact de la pendule 141. Par ailleure les contacts 16 et 19 sont retards h l'ouverture pour permettre au système de simulation de commander à nouveau leur fermeture. avant même qu'ils n'aient eu le temps de s'ouvrir, ceci afin ne pas perturber- le cycle programmé de la machine. La durée du retard à l'ouverture du contact 16 doit être supérieure ou égale à la durée totale du temps d'ouverture de l'électrovanne 5 du temps de rem- plisage de la tuyauterie, du temps de poussée du vérin 3 et du temps de retombée des relais 11.La durée du retard à l'ouverture du contact 19 doit, elle, être supé riaure ou égale au temps nécessaire entre la désexcitation et la ré- excitation des logiques 10 et des relais 11. Ce temps peut être très court et il peut être donné par un contact temporisé de la pendule 141. Il est égal à l'intervalle de temps entre le début de 1R décompression dans le vérin 3. lors de la fermeture de ltelectrovanne 5, et l'excitation des relais 11 et il est dans ce dernier cas de l'ordre de quelques millisecondes. Seul le retard à l1ouverture du contact 19 est à prendre en considération dans le cas où la coupure a pour cause une présence réelle sur le plancher sensible 1. Chaque point sensible 2 est agencé de manière à constater, en dessus ou en dessous d'un seuil prédéterminé. un seul changement d'état du siqnal et ce seuil est réglable dans la course disponible des points sensibles, par des moyens appartenant eu point sensible 2 ou des moyens appartena-nt aux logiques individuelles 10, ce réglage réalisant un plan immatériel qui tient compte des défauts de planeité du sol et du plancher sensible.Les différents points constituant ce plan immatériel peuvent être visualisés en sortie des logiques 10. par exemple au moyen de lampes- témoins branchées à ces logiques 10. REVENDIcATTnNS l.-Dispositif de contrôle du démarrage d'une machine dangereuse et de protection au voisinage d'une tel le machine par surveillance d'un plancher sensible (1) pourvu d'au moins un point sensible envoyant un signal d'inform- tion d'alarme en fonction de la distance entre des parties fixe et mobile superposées du plancher sensible (1), chaque point sensible (2) étant relié individuellement, par un circuit de signalisation électrique ou pneumatique (9), à une logique (10) recevant et traitant l'information pour commander des organes d'execution (11). le plancher sensible comportant des moyens de simulation (3) affectant tous les points sensibles (2), simulent leur écrasement, ce qui provoque l'envoi, vers la logique associée à chaque point sensible (2), d'une information de pénétration dans la zone protégée, ces moyens de simulation comprenant au moins un vérin (3) alimenté par une conduite (4) pourvue d'une électrovanne (5) ou un électroaimant. la machine protéqée étant raccordée au- réseau d'alimentation électrique à travers un interrupteur général (8), caractérisé en ce qu'il comporte un bouton poussoir (21) pourvu d'un premier contact de fermeture (24) normalement ouvert, qui. lorsqu'il est fermé. excite électriquement l'organe de commande (6) des moyens de simulation (3-5) à travers l'interrupteur général (8) fermé. afin d'actionner les moyens de simulation (3-5), le boutonpoussoir étant également pourvu d'un deuxième contact.( 23) retardé à la réouverture et d'un troisième contact (22) fermé au repos, à ouverture fugitive, les organes d'exécution commandés par les logiques individuelles (10) sont, pour chaque point sensible (2). un relais de simulation (11) comportant trois contacts à savoir un contact de simulation (12) normalement fermé, un premier contact de travail, normalement ouvert. (13) et un second contact de travail, normalement ouvert, (14). les enroulements des relais de simulation (11) étant reliés au réseau électrique par l'intermb- diaire des logiques (lo) qui leur sont respectivement Associées. les contacts de simulation (12) étant tous branchés en série entre eux, et avec un relais d'armement (15). tous les premiers contacts normalement ouverts (13) étant branchés entre eux en série, entre le deuxième contact (23). retardé à la réouverture, du bouton-poussoir (21) et un relais d'autorisation de marche (18), tous les seconds contacts normalement ouverts (14) étant éqnlemcnt branchés en série avec le relais (18) d'autorisation de marche, les relais d'armement (15) et d'autorisation de mise en marche (18) comportant des contacts de travail respectifs (16,19) branchés en série dans le circuit (7) d'alimentation électrique de la machine. 2.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le relais d'armement (15) est pourvu d'un contact de travail d'auto-alimentation (17), relié au troisième contact (22), à ouverture fugitive, du bouton-poussoir (21), et le relais (18) d'autorisation de marche de la machine protégée est pourvu d'un contact d'auto-alimentation (2n) en série avec les seconds contacts (14). 3.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les trois contacts (24,23,22) de bouton-poussoir sont actionnés par un relais (131) relié au contact d'une pendule (141). fermé périodiquement. pour commander un contrôle automatique périodique indépendant du cycle de la machine. 4.- Dispositif suivant la revendication 3 cnrnctdri- sé en ce que les contacts de travail (16.19) des relais respectifs d'armement et, d'autorisation de mise en marche (15,18) sont du type retardé à l'ouverture. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque point- sensible (2) est agencé de manière à constater. en dessus ou en dessous d'un seuil prédéterminé, un seul chnngement d'etnt du signnl et ce seuil est réglable dans la course disponible des points sensibles, par des moyens appartennnX au point sensible (2) ou des moyens apprrtenant aux loqiques individuelles (in). ce réglage réalise un plan immatériel qui tient compte des défauts de plnneité du sol et du plancher sensible. 6.- Procédé de démarrage d'une machine dangereuse et de protection au voisinage d'une telle machine au moyen d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précé dents. dans lequel on ferme un interrupteur général pour mettre le dispositif en marche et mettre en service les logiques individuelles et les points sensibles, caractérisé en ce qu'on donnne l'autorisation de mise en marche de la machine dangereuse protégée seulement après avoir effectué automatiquement. avec succès. une simulation des défections du dispositif par un test automatique préalable et indispensable au démarrage