Brevet FR2666181A1 — publié le 19920228

La présente invention concerne un dispositif de repérage d'un point d'ouverture d'un circuit électrique. Une installation électrique industrielle comporte généralement un circuit principal ou circuit de puissance, qui alimente et protège des appareils électriques tels que par exemple des moteurs électriques, et un circuit auxiliaire ou circuit de commande qui déclenche la marche ou l'arrêt des appareils électriques en fonction généralement de rouverture ou de la fermeture de contacts. Le circuit de commande comporte généralement des bobines d'électro-aimants de contacteurs ou de relais auxiliaires. Chacune desdites bobines est reliée à un circuit électrique inclus dans le circuit de commande, comportant un certain nombre de contacts connectés en série et/ou en parallèle. Lorsque tous les contacts du circuit électrique du composant sont fermés, une tension électrique est présente aux bornes de la bobine. Lorsque certains au moins des contacts dudit circuit électriques sont ouverts, la tension électrique aux bornes de la bobine disparaît, ce qui déclenche une action pouvant être l'extinction ou l'allumage d'un voyant lumineux, une alarme sonore, rarrêt d'un appareil électrique du circuit de puissance, un message d'alarme affiché sur un système informatique de supervision, etc.... Dans Ie cas où l'ouverture du circuit signifie une panne nécessitant l'intervention d'un agent pour réparer la panne ou réarmer un relais de protection, il est nécessaire de localiser le ou les contacts ouvert(s). Si l'installation électrique est simple et peu étendue, la recherche des contacts ouverts peut être simple et rapide pour un homme de l'art. Mais pour une installation électrique complexe et relativement étendue, il est préférable de disposer d'un système central de supervision qui indique les contacts ouverts pour situer I'endroit où l'agent doit intervenir et lui permettre d'identifier la panne éventuelle. Ceci peut être réalisé en raccordant les bornes de chaque contact au système central de supervision, ce qui peut nécessiter un câblage important, donc coûteux, et complexe. Ou bien les bornes des contacts peuvent être raccordées à des systèmes de télétransmission eux-mêmes reliés au système central de supervision, ce qui est aussi une solution coûteuse. De plus, dans le cas d'une installation électrique existante que l'on désire modifier pour pouvoir détecter les contacts ouverts à raide d'un système central de supervision, ces solutions nécessitent de nombreux remaniements de l'installation existante, et sont complexes et coûteuses à mettre en oeuvre. La présente invention vise à éviter ces inconvénients. La présente invention a pour objet un dispositif de repérage d'un point d'ouverture sur un circuit électrique comportant au moins une bobine, caractérisé en ce qu'au moins un circuit électrique oscillateur est connecté en parallèle avec la bobine en collaborant avec ledit circuit électrique pour former un oscillateur dont un signal de sortie oscille avec une fréquence caractéristique de la position du point d'ouverture sur le circuit électrique. Ce dispositif peut être utilisé pour répérer la position de contacts ouverts constituant une ouverture du circuit électrique avantageusement, le dispositif comporte alors des moyens de détection de certaines fréquences d'oscillation dudit signal de sortie, lesdites fréquences caractérisant l'ouverture de certains contacts. Lesdits moyens de détection peuvent comprendre des filtres passe-bande recevant le signal de sortie de l'oscillateur, chaque filtre ayant une sortie connectée à un amplificateur opérationnel de gain réglable produisant un signal continu prenant une première valeur lorsque certains contacts sont ouverts, et prenant une deuxième valeur lorsque lesdits contacts sont fermés. Le dispositif peut comporter autant de circuits oscillateurs que de filtre passe-bande, lesdits circuits oscillateurs étant connectés en parallèle avec la bobine du circuit électrique. Avantageusement, lesdits moyens de détection sont connectés à un système central de supervision programmé pour afficher des messages indiquant au moins Ia localisation de contacts ouverts dans le circuit électrique lorsque lesdits moyens de détection détectent une fréquence d'oscillation caractérisant l'ouverture desdits contacts. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma du circuit électrique auquel sont connectées des cartes électroniques selon une forme de réalisation de rinvention; - la figure 2 est un schéma d'ensemble d'une forme de réalisation du dispositif de l'invention; - la figure 3 est un schéma d'une carte électronique de localisation de contact ouvert selon une forme de réalisation de rinvention; - la figure 4 est un schéma d'une carte électronique d'interface entre la carte de la figure 3 et un réseau local informatique, selon une forme de réalisation de l'invention;; - la figure 5 est un schéma d'une carte électronique d'interface entre le réseau local informatique et un système central de supervision, selon une forme de réalisation de l'invention; - la figure 6 est un schéma du circuit oscillateur connecté en parallèle avec la bobine du circuit électrique, selon une forme de réalisation de l'invention; et - la figure 7 est un schéma de la chaîne de traitement du signal en sortie du circuit oscillateur de la figure 6. Sur la figure 1 est représenté un circuit 1 inclus dans un circuit de commande d'une installation électrique. Le circuit 1 comporte une bobine 2 d'électro-aimant d'un contacteur ou d'un relais auxiliaire, reliée en série à des contacts C1, C2 ... Cp connectés en série, l'ensemble étant connecté entre deux bornes d'alimentation, respectivement positive et négative dans cet exemple particulier. Un contact C11est connecté en parallèle avec le contact C1. Plusieurs contacts pourraient être montés en parallèle sur C1, ou sur tout autre contact C2,... Cp. Le circuit 1 comporte en outre une source de tension électrique, de façon à ce que, lorsque certains au moins des contacts sont fermés en fermant le circuit, la bobine 2 soit parcourue par un courant électrique. La bobine 2 comporte deux bornes 3 et 4 qui la connectent au circuit 1. Lorsque certains contacts sont ouverts de façon à ouvrir le circuit 1, la tension entre les bornes 3 et 4 de la bobine disparaît, et la bobine n'est plus parcourue par un courant. Ceci déclenche soit l'ouverture soit la fermeture du relais ou du contacteur correspondant à la bobine, ce qui provoque une action tel que par exemple l'arrêt d'une installation électrique et/ou une alarme destinée à prévenir un utilisateur. Généralement, l'utilisateur doit alors localiser le ou les contacts ouverts, par exemple pour diagnostiquer et réparer une panne. Dans une forme particulière de réalisation, le dispositif comporte des cartes électroniques TPC de localisation de contact ouvert, chacune comportant deux bornes de connexion 5, 6 respectivement connectées aux bornes 3 et 4 d'une bobine 2, comme représenté sur la figure 1. Chaque carte TPC peut être connectée à une carte CPS d'interface avec un réseau local, ladite carte CPS étant elle-même connectée à un câble 7 par l'intermédiaire d'un connecteur DB9. Comme représenté sur la figure 2, plusieurs ensembles de deux cartes TPC1 CPS1, TPC2-CPS2, TPC3-CPS3, ..., TPCn-CPSn, correspondant chacun à une bobine 2 différente, peuvent être reliés à un système central de supervision par l'intermédiaire d'une carte d'interface 8. Le sytème central de supervision peut être un automate programmable ou un micro-ordinateur. Dans l'exemple présenté sur la figure 2, chaque carte CPS d'interface possède deux connecteurs sur lesquels peuvent s'embrocher respectivement deux connecteurs DB9 de câbles 7. On constitue ainsi une liaison en bus reliant la carte interface 8 du système de supervision à une première carte CPS 1 par un premier câble, puis la première carte CPS2 par un deuxième câble, jusqu'à la dernière carte CPSn comportant un premier connecteur sur lequel est branché un câble, et un deuxième connecteur recouvert d'un bouchon 9. La liaison en bus ainsi constituée peut être par exemple une liaison de type RS422, et la carte d'interface 8 du système de supervision peut par exemple convertir les signaux reçus de la liaison RS422 au format RS232, standard sur les automates programmables et microordinateurs.Chaque carte CPS possède une adresse codée, permettant d'identifier les signaux reçus de ladite carte ou de lui envoyer des signaux qui lui sont spécifiquement destinés. Comme représenté sur la figure 3, chaque carte électronique TPC de localisation de contact ouvert peut comporter une alimentation 10, et des détecteurs 1 1 reliés à un composant 12 de dialogue avec la carte CPS connectée à la carte TPC, pour envoyer par une liaison parallèle des informations vers la carte CPS. Dans cet exemple, les détecteurs peuvent être au maximum trente deux, répartis en quatre colonnes de 8, et la carte TPC comporte un bloc 14 de quatre commutateurs permettant d'indiquer quelles sont les colonnes équipées de détecteurs. La carte TPC comporte enfin une prise 13 et la carte CPS comporte une prise complémentaire 20 afin de connecter les deux cartes par une liaison parallèle. La carte CPS de la figure 4 comporte une alimentation 21, une mémoiretampon d'entrée 22 pour recevoir les informations transmises par la carte TPC, un processeur 23 séquencé par une horloge 24 pour traiter lesdites informations reçues par la mémoire-tampon 22, une mémoire-tampon de sortie 25 pour stocker les informations traitées par le processeur 23 et un générateur de signal de sortie 26 pour émettre un signal vers le réseau local par au moins une prise de sortie 27. La carte d'interface 8 avec un sytème central de supervision représentée à la figure 5, peut comporter une alimentation 30, une prise 31 pour recevoir des informations provenant des cartes CPS1, CPS2,..., CPSn, une première mémoiretampon d'entrée 32 pour recevoir lesdites informations octet par octet, une deuxième mémoire-tampon d'entrée 33 pour stocker lesdites informations avant traitement par un processeur 34 séquencé par une horloge 35, une première mémoire-tampon de sortie 36 pour stocker les informations traitées par le processeur 34, une deuxième mémoire-tampon de sortie 37 pour recevoir lesdites informations octet par octet après stockage dans la première mémoire-tampon de sortie 36, et un générateur de signaux de sortie 39 pour émettre un signal vers un système central de supervision par une prise 38. Chaque détecteur 1 1 d'une carte TPC comprend un circuit oscillateur 40 qui est doté de deux bornes de connexion d'entrée 5 et 6 et d'une sortie So. Les bornes 5 et 6 sont respectivement connectées aux bornes 3 et 4 de la bobine 2 inclue dans le circuit 1. Le circuit 40 comprend deux résistances R1 et R2 montées en série; la résistance R1 est connectée entre une borne positive de l'alimentation de la carte TPC et un point 41, et la résistance R2 est connectée à une borne négative d'alimentation et au point 41. Une inductance L1 est connectée entre le point 41 et une borne négative d'alimentation. Un transistor T, de type NPN, a sa base connectée au point 41, tandis que son collecteur est relié à la sortie So.Une résistance R3 est en outre connectée entre l'émetteur du transistor T et une borne positive d'alimentation. Une capacité CA2 est connectée en série avec une inductance L2 entre l'émetteur du transistor T et la borne 5, une capacité CA1 est connectée entre l'émetteur du transistor T et une borne d'alimentation négative en un point 42, une capacité CA3 en série avec une inductance L3 étant en outre connectée entre le point 42 et la borne 6. Le circuit I collabore avec le circuit 40 pour constituer un oscillateur de type Collpits dont la fréquence d'oscillation dépend notamment de la capacité du circuit 1, qui elle-meme dépend de la longueur de circuit 1 non coupée à partir de la bobine 1. Ainsi, si le circuit 1 est coupé en C1 et C'1, la fréquence d'oscillation ne sera pas la même que si le circuit 1 est coupé en C2. Si le circuit 1 est coupé à la fois en C1, C'î et C2, la fréquence d'oscillation sera la même que si le circuit n'avait pas été coupé en C2. La sortie So du circuit oscillateur 40 recueille donc un signal périodique de fréquence dépendant de la position de la coupure du circuit 1 la plus proche de la bobine 2. Comme représenté à la figure 3, ce signal est transmis à un filtre passebande 43 doté d'une sortie S1 qui recueille un signal de sortie atténué par rapport au signal recueilli en So si la fréquence dudit signal est située en dehors d'une bande passante du filtre 43. Si le signal a une fréquence comprise dans la bande passante du filtre 43, ledit signal n'est pas atténué en S 1. Chaque détecteur 1 1 de la carte TPC possède un filtre 43 ayant une bande passante différente, centrée sur une fréquence correspondant à une longueur non coupée de circuit 1 différente. Les différentes bandes passantes des filtres 43 correspondant aux différents détecteurs 11 ne se recouvrent pas, mais peuvent éventuellement être jointives. Lorsque le circuit 1 est coupé en un ou plusieurs points, la longueur du circuit 1 entre la bobine 2 et le point de coupure le plus proche de ladite bobine détermine une fréquence d'oscillation des différents circuits oscillateurs 40 des détecteurs 11. Un signal périodique de fréquence f est donc transmis aux filtres 43 respectifs des différents détecteurs 11. Le signal en sortie des filtres 43 est maximal pour le filtre dont la bande passante recouvre ou est la plus proche de la fréquence f. En sortie du filtre 43, le signal est transmis en S1 à un amplificateur opérationnel 44 de gain réglable, ayant une sortie S2, dont le gain est réglé lors de l'installation du dispositif de repérage de point de coupure pour que le signal en S2 prenne une valeur continue Vo lorsque le circuit 1 est coupé en un point tel que la fréquence d'oscillation f soit proche de ou incluse dans la bande passante dudit filtre. A partir de S2, le signal est transmis au composant 12 de dialogue avec la carte CPS, qui à son tour transmet l'information au système central de supervision par l'intermédiaire du réseau local.Le système central de supervision comprend généralement un moyen d'affichage permettant d'afficher un message désignant la localisation du ou des contacts ouverts correspondant au point de coupure du circuit 1. ll est possible que plusieurs contacts pouvant s'ouvrir pour couper le circuit 1 soient trop proches les uns des autres pour être discriminés par le système de repérage; dans ce cas, si un ou plusieurs de ces contacts s'ouvrent de manière à couper le circuit 1, le message affiché par le système de supervision indiquera la position de l'ensemble desdits contacts proches les uns des autres, et l'opérateur, en se rendant à cet endroit, pourra repérer facilement les contacts ouverts parmi cet ensemble. Dans le cas où le circuit I présente plusieurs points de coupure, le système de supervision indiquera dans un premier temps la position du point de coupure le plus proche de la bobine 2. Après annulation du défaut correspondant par l'opérateur, les contacts ayant causé cette coupure la plus proche de la bobine 2 sont à nouveau fermés. Le système de repérage repère alors un éventuel deuxième point de coupure du circuit 1, et ainsi de suite jusqu'à ce que tous les contacts soient à nouveau fermés et que le circuit 1 soit lui-même à nouveau fermé. Dans cet exemple, l'invention a été décrite avec un réseau local particulier reliant les cartes électroniques de localisation de contact ouvert à un système central de supervision; il est évident que cette liaison pourrait être réalisée par tout autre moyen connu dans l'état de l'art. Revendications 1.- Dispositif de repérage d'un point d'ouverture sur un circuit électrique (1) comportant au moins une bobine (2), caractérisé en ce qu'au moins un circuit électrique oscillateur (40) est connecté en parallèle avec la bobine (2) en collaborant avec ledit circuit électrique (1) pour former un oscillateur dont un signal de sortie oscille avec une fréquence caractéristique de la position du point d'ouverture sur le circuit électrique (1). 2.- Dispositif selon la revendication 1, pour repérer la position de contacts ouverts constituant une ouverture du circuit électrique (1), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de détection (43, 44) de certaines fréquences d'oscillation dudit signal de sortie, lesdites fréquences caractérisant l'ouverture de certains contacts. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comprennent des filtres passe-bande (43) recevant le signal de sortie de roscillateur, chaque filtre ayant une sortie connectée à un amplificateur opérationnel (44) de gain réglable produisant un signal continu prenant une première valeur lorsque certains contacts sont ouverts, et prenant une deuxième valeur lorsque lesdits contacts sont fermés. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte autant de circuits oscillateurs (40) que de filtres passe-bande (43), lesdits circuits oscillateurs étant connectés en parallèle avec la bobine (2) du circuit électrique (1). 5.- Dispositif selon une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (43, 44) sont connectés à un système central de supervision programmé pour afficher des messages indiquant au moins la localisation de contacts ouverts dans le circuit électrique (1) lorsque lesdits moyens de détection (43, 44) détectent une fréquence d'oscillation caractérisant l'ouverture desdits contacts.