Brevet FR2670053A1 — publié le 19920605

SYSTEME DE CONNEXION POUR DES CABLES DE CHASSIS D'INSTRUMENTATION INDUSTRIELLE A SECURITE INTRINSEQUE La présente invention concerne un système de connexion pour des câbles de châssis d'instrumentation industrielle à sécurité intrinsèque. Il est connu que dans les installations industrielles la technique des systèmes de sécurité est de la plus haute importance. Dans ce domaine la sécurité joue un rôle dominant car des réglementations très strictes doivent être respectées, alors qu'en zême temps la partie protection ne doit pas être onéreuse, considérée du point de vue de l'installation technique, du prix de revient et de la réalisation des circuits, par rapport aux autres "circuits" conçus pour l'exécution du processus particulier. Plus particulièrement, il est précisé que, dans le cas o des châssis électriques sont câblés dans des installations industrielles, un second châssis sur lequel sont montés tous les modules de circuits qui concernent les capteurs de commandes de processus doit être connecté à chacun des châssis électriques, divers câbles provenant des capteurs étant dirigés vers le second châssis. On a donc besoin d'un assemblage particulièrement simple et fiable susceptible d'empêcher la création d'un enchevêtrement de câbles qui permettrait difficilement de repérer l'origine et la fonction particulière des câbles eux-mêmes au bon moment. Bien que divers types de codages par couleur ou par des systèmes alphanumériques aient été étudiés dans ce but, il est actuellement encore très onéreux de pouvoir câbler tous les ensembles de circuits liés à des modules de circuits à sécurité intrinsèque directement dans une seule et même armoire dans laquelle la distribution et le châssis de commande générale d'une installation industrielle ont été préparés. Ces modules concernent des capteurs de proximité, des capteurs de température et autres types de capteurs et par conséquent ils exécutent et assurent des fonctions importantes sur le châssis général de commandes de l'installation industrielle. Actuellement, lorsqu'un châssis général de commandes est préparé, il est monté dans une armoire de dimensions importantes ou moyennes et il est donc nécessaire de préparer une autre armoire, souvent sensiblement de mêmes dimensions, dans laquelle tous les circuits à sécurité intrinsèque sont logés et vers laquelle tous les câbles venant des capteurs répartis dans l'installation du processus doivent être dirigés. Puisque les capteurs doivent être répartis en ensembles ayant des fonctions homogènes, cet assemblage pose des problèmes par le fait qu'il faut orienter tous les câbles de multi-conducteurs des capteurs de même type vers le même bloc de bornes afin qu'ils puissent ensuite être reliés non seulement aux divers modules à sécurité intrinsèque dont chacun exécute une fonction particulière, mais aussi et principalement à une unité centrale de traitement de la commande de processus. Puisque les nombreux capteurs, et par conséquent les câbles multiconducteurs correspondants, peuvent atteindre un grand nombre, il est évident que des tentatives sont faites pour rassembler tous les conducteurs provenant du même type de capteurs sur le même bloc de bornes également du point de vue de la visibilité. Toutefois les divers types de conducteurs provenant de capteurs exécutant la même fonction ne peuvent pas toujours être dirigés de manière homogène vers le bloc des bornes d'accès de ce châssis, du fait de l'enchevêtrement important-des câbles. En résumé, dans l'état actuel de la technique, le type d'assemblage exécuté pour simplifier le type de connexion se rapportant à des fonctions homogènes exécutées par des capteurs de même type apparaît plutôt difficile et par conséquent la possibilité d'un accès rapide et en sécurité au(x) conducteur(s) et au(x) capteur(s) ou au(x) série(s) de capteurs exécutant la même fonction parait très difficile non seulement pendant l'installation mais aussi pendant le dépannage, au cours des modifications ou des réparations éventuelles. En outre il est presque toujours nécessaire de construire une seconde armoire conçue pour recevoir tous les blocs de bornes, les connexions et les modules à sécurité intrinsèque. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes ci-dessus en proposant un système de connexion pour des câbles des châssis d'instrumentation industrielle à sécurité intrinsèque qui permettent un assemblage simple et fiable de câbles multi-conducteurs tout en permettant aux câbles provenant de capteurs exécutant la même fonction d'être rassemblés afin de pouvoir déterminer facilement le conducteur ou le type de capteurs sur lesquels il est nécessaire d'intervenir soit en cours d'installation soit en cas de dépannage soit au cours d'un type quelconque d'opérations. Les objets précédents ainsi que d'autres objets qui apparaîtront mieux au cours de la description suivante sont atteints selon la présente invention au moyen d'un système de connexion des câbles des châssis d'instrumentation industrielle à sécurité intrinsèque caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de modules de connexions du type à connexions croisées, déjà connus en eux-mêmes, directement soudés sur une carte de circuits sur laquelle divers modules de circuits à sécurité intrinsèque sont aussi assemblés, chacun d'eux étant affecté à une protection particulière, de même qu'un bloc de bornes d'entrée de bord de carte afin que tous les 1 O conducteurs de connexions provenant de capteurs différents répartis dans l'installation et servant à la commande du processus industriel puissent être assemblés sur ledit bloc d'entrée du bord de la carte, pour être ensuite relié aux modules de sécurité, et de là par l'intermédiaire d'un bloc de bornes de sortie, relié au système central de traitement au moyen d'une connexion utilisant lesdits modules de connexion croisée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris d'après la description détaillée d'une forme de réalisation préférée d'un système de connexion de câbles de châssis d'instrumentation industrielle à sécurité intrinsèque donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant au dessin annexé qui comporte une seule figure pour représenter schématiquement lesdits modules de connexions montés sur une carte d'un chassis d'instrumentation à sécurité intrinsèque selon l'invention. En faisant référence au dessin, le repère 1 désigne un support de chassis électrique sur lequel est montée une carte de circuit 2 Un bloc de bornes d'entrée 3 du bord de la carte permettant l'accès des conducteurs extérieurs est monté sur ladite carte de circuit 2, et les entrées des modules de circuits à sécurité intrinsèque 4 associés chacun à un type particulier de capteurs auxquels il est relié sont connectées audit bloc de bornes 3 par des pistes prévues sur la carte 2 Les sorties desdits modules 4 sont connectées, par des pistes de la carte 2, à un certain nombre de modules de connexions 5 du type à connexion croisée, lesquels permettent au conducteur relié aux modules 4 d'être câblés en connexion à une unité centrale de traitement par l'intermédiaire d'un bloc de bornes de sortie 6 Ce dernier peut être constitué d'un connecteur enfichable. Lesdits modules de connexion 5 du type à connexion croisée sont structurés sur la carte 2 en deux réseaux alignés de manière à permettre de relier en ordre une séquence homogène de fonctions de circuit à la sortie. Lesdits modules sont des systèmes de connexion réalisant une connexion vers la carte au moyen de broches garantissant la continuité du circuit avec les diverses pistes de la carte comme n'importe quel composant intégré à connecter avec une carte quelconque La véritable connexion est assurée par lesdits modules à connexion croisée au moyen de lames de contact présentes dans les modules et coupant le conducteur se trouvant dans chaque câble après avoir perforé la gaine isolante du conducteur. Plus précisément lorsqu'un conducteur est placé dans le creux prévu sur la partie supérieure desdits modules, au moyen d'un outil approprié, certaines lames prévues dans ledit module coupent la gaine isolante du conducteur jusqu'à atteindre la lame du conducteur. Lesdites lames à leur tour assurent une continuité du circuit avec les broches se trouvant sous le module. Puisque les modules ci-dessus comportent divers logements, il peuvent constituer des modules multipôles. Il est donc évident que la pluralité des modules 5 soudés sur la carte 2 permet de réaliser une séquence ordonnée de circuits de signaux et de fonctions concernées sur le bloc de bornes 6 en partant d'une séquence non homogène de signaux présents du côté sortie des modules 4, en agençant convenablement, pour chaque module 4, la conversion optimale de ces connexions de sortie. En conséquence, en décrivant le fonctionnement de l'invention considérée il apparaîtra mieux, qu'une fois les conducteurs provenant des différents capteurs répartis dans l'installation industrielle connectés au bloc de bornes 3 de manière non homogène, les modules connecteurs en réalisant les modifications de connexion nécessaires 1 O à la sortie, peuvent agencer une séquence de signaux et de fonctions pour un processeur central en respectant les exigences de l'entrée du processeur central. En résumé, on admettra que, bien que les conducteurs soient assemblés sur le bloc des bornes d'entrée 3 d'une manière qui n'est pas complètement homogène, grâce aux modules 5 lesdits connecteurs peuvent ensuite être agencés selon une topologie homogène des signaux ou des fonctions afin de permettre ensuite l'orientation des signaux vers le processeur central par l'intermédiaire du bloc de bornes 6 Ceci est possible du fait que la connexion est très simple et très rapide. Il suffit de savoir que ces types de modules à connexion croisée ont été précédemment très employés dans les connexions et les installations de télécommunications. Ensuite, lorsqu'une pluralité de conducteurs, reliés à des capteurs de température ou de pression et analogues par exemple, proviennent du bloc de bornes 3, lesdits conducteurs sont agencés de manière ordonnée grâce aux modules de connexion 5 et arrivent ensuite aux blocs de bornes de sortie 6 de manière homogène, comme l'exige l'entrée du processeur central. L'ensemble du support 1 et des composants associés est ensuite logé soit dans une armoire qui peut également contenir divers modules différents soit directement dans la même armoire du châssis général de commandes de l'installation pour être soumis & une certaine protection ou bien dans une armoire adjacente lorsqu'il n'est pas matériellement possible de faire autrement. La liaison par connexion croisée peut également être effectuée entre des modules 5 montés sur différents supports 1. L'invention réalise les objectifs visés. En fait, en employant les modules 1 décrits qui comportent les modules de connexion 5 il est possible de simplifier les modalités de connexion des systèmes à sécurité intrinsèque existant dans des installations industrielles et de rendre les connexions beaucoup plus rapides, beaucoup plus fiables et beaucoup plus avantageuses du point de vue économique, lesdites connexions étant actuellement plutôt onéreuses. En plus, lesdits modules 5 peuvent être construits à volonté en fonction des exigences particulières de chaque installation et par conséquent du nombre des capteurs et des conducteurs correspondants qui doivent être connectés dans chaque installation. Des modifications des circuits et des paramètres sont évidemment possibles dans le cadre du principe de l'invention. REVENDICATIONS 1 Système de connexion pour des câbles de châssis d'instrumentation industrielle à sécurité intrinsèque caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de modules de connexion du type à connexion croisée, déjà connus en eux- mêmes, directement soudés sur une carte de circuits portant aussi divers modules à sécurité intrinsèque, dont chacun est affecté à une protection particulière, ainsi qu'un bloc de bornes d'entrée afin que tous les conducteurs de connexion provenant des différents capteurs répartis dans l'installation pour la commande du processus industriel puissent être rassemblés sur ledit bloc de bornes d'entrée du bord de la carte, pour être ensuite connectés aux modules de sécurité et après, par l'intermédiaire d'un bloc de sortie, connectés à un système central de traitement au moyen d'une connexion en employant lesdits modules à connexion croisée. 2 Système de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits modules de connexion du type à connexion croisée sont montés sur la carte selon un agencement linéraire afin de pouvoir être installés en nombre suffisant selon les fonctions de l'installation dans laquelle ils sont connectés. 3 Système de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits modules de connexion du type à connexion croisée sont connectés à la carte de circuit également par rivetage ou par soudage par ultrasons. 4 Système de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits modules de connexion peuvent avoir chacun au moins une connexion pour un conducteur.