Brevet FR2695524A1 — publié le 19940311

DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DE LA CONTINUITé D'UN RESEAU BIFILAIRE DE TRANSMISSION L'invention concerne un dispositif de surveillance de la continuité d'un réseau bifilaire de transmission, ledit réseau étant connecté à une pluralité de modules émetteurs et /ou récepteurs et à un dispositif d'alimentation appliquant sur la ligne une tension de polarisation prédéterminée, des données étant transmises par modulation de la tension de la polarisation. Les procédés et dispositifs de surveillance connus utilisent des signaux de test spécifiques, envoyés sur la ligne de transmission par une unité centrale pendant une procédure de détection de coupure de la ligne. Un tel procédé est notamment décrit dans le brevet US 5.089.974 pour la détection de coupure d'une ligne de transmission bifilaire d'un automate de gestion technique de bâtiment, dans lequel la ligne transmet à différents modules aussi bien des données que l'énergie nécessaire à leur alimentation. L'invention a pour but un dispositif simple permettant une détection rapide d'une coupure d'un réseau bifilaire de transmission sans nécessiter de signaux ou de période de test spécifiques. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif de surveillance comporte au moins un dispositif détecteur à seuil temporisé connecté à une extrémité du réseau et comportant des moyens de comparaison, les moyens de comparaison comportant une première entrée, sur laquelle est appliquée une tension de référence prédéterminée, et une seconde entrée connectée, par l'intermédiaire de moyens de temporisation , à ladite extrémité du réseau, le dispositif détecteur produisant un signal de défaillance lorsque la tension de sortie des moyens de temporisation est inférieure à la tension de référence. Selon un développement de l'invention, le dispositif comporte des moyens interrupteurs, normalement ouverts, disposés entre ladite extrémité du réseau et une seconde extrémité du réseau et des moyens de commande des moyens interrupteurs connectés à la sortie du dispositif détecteur à seuil temporisé et contrôlant la fermeture des moyens interrupteurs lorsqu'un signal de défaillance est produit. I1 est ainsi possible d'assurer la continuité de service en cas de coupure. Le dispositif peut , de plus, comporter des moyens de localisation d'une coupure, connectés au réseau à proximité du dispositif d'alimentation et comportant une entrée reliée à la sortie du dispositif de détection, de manière à interroger successivement les modules connectés au réseau lorsque le dispositif de détection a détecté un défaut. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés sur lesquels. La figure 1 illustre un dispositif selon l'invention. Les figures 2 et 3 représentent deux variantes de signaux pouvant être transmis par des réseaux auxquels l'invention peut être appliquée. Les figures 4 et 5 représentent deux variantes de l'invention. Le réseau bifilaire de transmission représenté à la figure 1 est constitué de deux conducteurs 2 et 3, constituant un bus reliant entre eux différents modules 4. Ce réseau peut, par exemple, être utilisé pour la gestion technique d'un bâtiment, les modules 4, en nombre quelconque, étant répartis dans le bâtiment et associés à divers capteurs et / ou actionneurs. Le réseau permet la transmission de messages entre les modules, dont l'un peut être constitué par une unité centrale de commande. Un bloc d'alimentation 5, connecté aux conducteurs 2 et 3, alimente les modules 4. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le bloc d'alimentation 5 fournit une tension continue Vp prédéterminée (15V par exemple). Le brevet U.S 5.089.974 précité, auquel on se référera pour plus de détails, décrit un réseau de ce type dans lequel l'émission de messages par les modules reliés au réseau est obtenu par pincement de la ligne de manière à créer une modulation à deux niveaux de tension, comme représenté à la figure 2, entre les instants tl et t2, le niveau de tension élevé (Vp) permettant l'alimentation des modules par le réseau. L'invention s'applique également à tout type de réseau bifilaire connecté à un bloc d'alimentation lui appliquant une tension de polarisation Vp, continue ou alternative, et dans lequel la transmission de messages est réalisée par modulation de cette tension de polarisation. La figure 3 illustre un second type de modulation possible, dans lesquels une tension inférieure à Vp correspond à un bit 0, et une tension supérieure à Vp à un bit 1. Sur les figures 2 et 3, en l'absence de message sur le réseau, la tension de polarisation Vp est présente sur le réseau. Lorsqu'un message est transmis ( entre ti et t2 ), la tension entre les conducteurs 2 et 3 varie entre un niveau bas (bit O) et un niveau haut (bit 1). La modulation de la tension de polarisation est réalisée de telle manière que la tension ne soit pas remise à zéro pendant une durée supérieure à une période prédéterminée. A titre d'exemple, sur la figure 2, la tension n' est voisine de zéro que pendant une période tp nécessaire à la transmission d'un bit O. Le dispositif de surveillance de la continuité du réseau comporte un détecteur 6 à seuil temporisé. Le détecteur 6 est un détecteur de tension, connecté aux conducteurs 2 et 3. li compare la tension entre les conducteurs 2 et 3, après temporisation, à une tension de référence Vref prédéterminée. Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 1, la temporisation est réalisée au moyen d'un circuit de type RC, une résistance R1 étant connectée entre une première entrée du détecteur 6, connectée au conducteur 3, et une première entrée de comparaison d'un comparateur 7. Une seconde entrée du détecteur 6, connectée au conducteur 2, est reliée par un condensateur C, en parallèle sur une résistance R2, à la première entrée de comparaison du comparateur 7. La tension de référence Vref est appliquée sur une seconde entrée de comparaison du comparateur 7.Celui-ci fournit en sortie un signal de défaillance D, de niveau logique 1, lorsque la tension appliquée à sa première entrée de comparaison est inférieure à Vref. Le réseau étant intact, en l'absence de message sur le réseau de transmission, la tension de polarisation Vp est appliquée aux entrées du circuit de temporisation. Dans le cas d'une tension continue cette tension est appliquée, en sortie du circuit de temporisation, à la première entrée de comparaison du comparateur 7. Cette tension est supérieure à Vref et le signal D de sortie du comparateur est au niveau logique 0. Le circuit R1,R2,C est déterminé de telle sorte que la séquence de bits pinçant la ligne la plus longue ne provoque pas le passage à 1 du signal D et qu'une coupure de la ligne à l'entrée du circuit 6 soit détectée. L'amplitude de la tension de référence Vref est choisie de manière à ce que, quelque soit le type de modulation utilisée, elle soit inférieure à la tension minimale obtenue en sortie du circuit de temporisation lorsque le réseau est intact.A titre d'exemple non limitatif, si la modulation est du type représenté à la figure 2, la tension minimale obtenue en sortie du circuit de temporisation est voisine de Vp/ 2 si la constante de temporisation est supérieure ou égale à 10 tp et si tp = tr et R2 > > Rt. Si Vp = 15V, on choisit par exemple Vref = 6 V Si le réseau est coupé en un point quelconque compris entre le bloc d'alimentation 5 et le détecteur 6, aucune tension n'est appliquée à l'entrée du détecteur et la tension aux bornes de la première entrée de comparaison du comparateur 7 est nulle, donc inférieure à Vref, et le signal D passe au niveau logique 1. De même, si les conducteurs 2 et 3 sont court-circuités pendant une durée supérieure à la durée de la temporisation, ce défaut est détecté et le signal D passe au niveau logique 1. Pour assurer le fonctionnement du détecteur indépendamment du fonctionnement du réseau, une tension d'alimentation (+ V, - V, sur la figure) fournie par un circuit d'alimentation indépendant du bloc 5, est appliquée aux entrées d'alimentation du comparateur 7. La constante RC de temporisation et la tension de référence Vref sont déterminées en fonction de la valeur de la tension de polarisation Vp et du type de modulation utilisée de manière à ce que la tension appliquée à la première entrée de comparaison soit supérieure à la tension de référence en l'absence de défaillance du réseau, aussi bien lors de la transmission d'un message qu'en dehors de toute transmission, et inférieure à la tension de référence lorsque le réseau est coupé ou que ses conducteurs sont court-circuités. Dans le cas où la tension de polarisation est sinusoïdale, Vp est sa valeur crête après redressement et filtrage. Le signal de défaillance D est appliqué à tout dispositif de signalisation 8 approprié, local ou à distance. Sur la figure 1, le réseau de transmission est constitué par une boucle ouverte, à deux extrémités, dont l'une des extrémités est reliée au bloc d'alimentation 5 et dont l'autre extrémité est reliée au détecteur 6. Cette disposition ne permet pas d'assurer la continuité de service du réseau en cas de coupure de celui-ci, les modules 4 situés en aval de la coupure n'étant plus alimentés. Le mode de réalisation représenté à la figure 4 permet à la fois de détecter un courtcircuit ou une coupure du réseau et d'assurer la continuité du service en cas de coupure. I1 comporte deux interrupteurs, S1 et S2, normalement ouverts, connectés respectivement en série avec les conducteurs 2 et 3 du réseau entre les extrémités du réseau. Les interrupteurs S1 et S2 sont commandés par un circuit ce commande commun 9. Le signal de défaillance D est appliqué à l'entrée du circuit de commande 9 de manière à provoquer la fermeture des interrupteurs lorsqu'il est à l'état logique 1. Ainsi, lorsque le réseau est coupé entre le bloc d'alimentation 5 et le détecteur 6, par exemple en 10, cette coupure est détectée par le détecteur 6 qui produit un signal D. En l'absence de mesures particulières le module 4a, situé en aval de la coupure, ne serait plus alimenté. L'application du signal D au circuit de commande 9 provoque la fermeture des interrupteurs S1 et S2 et assure l'alimentation de tous les modules 4a situés en aval de la coupure. Le détecteur 6 étant alors directement connecté au bloc d'alimentation 5 par les interrupteurs S1 et S2, une seconde coupure du réseau ne sera pas détectée.La signalisation de la coupure par le circuit de signalisation 8 préviendra l'opérateur que la continuité du service n'est assurée qu'aussi longtemps qu'une seconde défaillance ne se produit pas et qu'il est indispensable de prendre rapidement les mesures nécessaires pour établir le bon fonctionnement du réseau. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, le bloc d'alimentation 5, le détecteur 6, le circuit de commande 9, les interrupteurs S1 et S2 et, éventuellement, le dispositif de signalisation 8 et un premier module 4, sont disposés dans une unité centrale 11. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le bloc d'alimentation 5 n'est pas connecté à une extrémité du réseau, mais à une partie intermédiaire de celui-ci. Deux détecteurs, 6a et 6b, sont alors connectés respectivement à chacune des extrémités du réseau. Le détecteur 6a est capable de détecter une coupure dans la partie du réseau qui le sépare du bloc 5, par exemple en 12, ainsi que dans la connexion du bloc d'alimentation 5 au réseau (en 14). Le détecteur 6b peut détecter une coupure dans la partie restante du réseau, par exemple en 13, ainsi que dans la connexion du bloc d'alimentation en réseau. Comme sur la figure 4, des interrupteurs S1 et S2 normalement ouverts et commandés par un circuit 9, connectent les extrémités du réseau.Les signaux Da et Db de défaillance produits respectivement par les détecteurs 6a et 6b sont appliqués à deux entrées d'un circuit OU 15 de manière à ce que la détection d'une défaillance du réseau par un seul des détecteurs suffise à fermer les interrupteurs S1 et S2 et à maintenir la continuité de service. Les signaux Da et Db sont tous deux appliqués au circuit de signalisation 8. Celui-ci signale la coupure de l'un des tronçons du réseau (en 12 ou 13) et la distingue d'une coupure (en 14) entre le bloc d'alimentation et le réseau ou d'un court-circuit. En effet, un court-circuit entre les conducteurs 2 et 3, comme une coupure en 14, est détectée simultanément par les deux détecteurs 6a et 6b. Le circuit de signalisation fournit alors un signal différent indiquant à l'opérateur que la continuité de service n'est plus assurée. Le dispositif de surveillance peut être complété par des moyens permettant de localiser une coupure du réseau. Pour cela le détecteur 6 est, de préférence, associé à un circuit de localisation 16, comportant une entrée connectée à la sortie du détecteur 6 (fig 1) . Le circuit 16 est un module de même type que les modules 4, et est connecté au réseau à proximité du bloc d'alimentation 5. Lorsqu'un signal de défaillance D est produit par le détecteur 6, le circuit 16 émet successivement des messages en direction de chacun des modules. Seuls les modules situés en amont de la coupure étant alimentés, les modules situés en aval de la coupure ne peuvent répondre. Le circuit 16 peut ainsi détecter avec précision l'emplacement de la coupure et fournir les indications correspondantes à un opérateur, soit localement soit à distance. Dans le cas d'un court-circuit aucun des modules ne répond et le circuit 16 peut ainsi différencier un court-circuit d'une coupure. Dans les modes de réalisation des figures 4 et 5, la détection de la localisation d'une coupure ne peut s'effectuer lorsque les interrupteurs S1 et S2 sont fermés. I1 est cependant possible de compléter le dispositif de surveillance par un circuit de localisation 16 du même type que précédemment , celui-ci commandant de plus l'ouverture des interrupteurs S1 et S2 pendant la procédure de localisation. Le comparateur et/ou le circuit de temporisation du détecteur 6 peuvent être constitués par des moyens numériques ou par un microprocesseur. REVENDICATIONS 1- Dispositif de surveillance de la continuité d'un réseau bifilaire (2,3) de transmission, ledit réseau étant connecté à une pluralité de modules (4) émetteurs et /ou récepteurs et à un dispositif d'alimentation (5) appliquant sur la ligne une tension de polarisation (Vp) prédéterminée, des données étant transmises par modulation de la tension de la polarisation, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif (6) détecteur à seuil temporisé connecté à une extrémité du réseau et comportant des moyens de comparaison (7), les moyens de comparaison (7) comportant une première entrée, sur laquelle est appliquée une tension de référence (Vréf) prédéterminée, et une seconde entrée connectée, par l'intermédiaire de moyens de temporisation (R1,R2,C), à ladite extrémité du réseau, le dispositif (6) détecteur produisant un signal de défaillance (D) lorsque la tension de sortie des moyens de temporisation est inférieure à la tension de référence (V réf). 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension de polarisation est continue. 3- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de temporisation sont constitués par un circuit RC. 4- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de comparaison et/ou de temporisation comportent un microprocesseur. 5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de signalisation (8) connectés à la sortie ([)) du dispositif (6) détecteur à seuil temporisé. 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens interrupteurs (S1, S2), normalement ouverts, disposés entre ladite extrémité du réseau et une seconde extrémité du réseau et des moyens (9) de commande des moyens interrupteurs connectés à la sortie (D) du dispositif (6) détecteur à seuil temporisé et contrôlant la fermeture des moyens interrupteurs lorsqu'un signal de défaillance est produit. 7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (5) est connecté à la seconde extrémité du réseau. 8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (6a, 6b) détecteur à seuil temporisé à chacune des extrémités du réseau, le dispositif d'alimentation (5), étant connecté au réseau dans une partie intermédiaire de celui-ci. 9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16) de localisation d'une coupure. 10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens (16) de localisation d'une coupure sont connectés au réseau à proximité du dispositif d'alimentation (5) et comportent une entrée reliée à la sortie du dispositif de détection (6), de manière à interroger successivement les modules (4) connectés au réseau lorsque le dispositif de détection (6) a détecté un défaut.