Brevet FR2689258A1 — publié le 19931001

Module d'entrée d'information par contact électrique, pour installation de contrôle/commande L'invention se rapporte à un module d'entrée d'information par contact électrique, pour installation de contrôle/commande, comprenant une première et une seconde entrées pour recevoir une alimentation en tension électrique, au moins un contact ayant une première borne connectée à ladite première entrée par l'intermédiaire d'une première résistance et une deuxième borne connectée à ladite10 seconde entrée qui ouvre ou ferme un trajet de courant électrique entre lesdites entrées, et un organe de détection associé audit contact qui détecte le courant électrique quand le contact ferme ledit trajet de courant électrique et que lesdites entrées sont soumises à une différence de15 potentiel électrique pour produire un signal d'entrée d'information. Elle s'applique en particulier aux installations industrielles faisant appel à de tels modules d'entrée d'information par contact électrique pour être contrôlées20 et/ou commandées par un opérateur qui agit sur le ou les contacts électriques Le contact peut être commandé par bouton poussoir et l'organe de détection peut être un optocoupleur. On souhaite aujourd'hui standardiser la réalisation de ce type de module d'entrée d'information pour diminuer leur coût sachant qu'un module doit pouvoir comporter plusieurs contacts et plusieurs organes de détection, chacun associé à un contact et mis en place sur un support tel qu'une carte de circuit imprimé Toutefois, la différence de potentiel30 électrique aux entrées d'alimentation d'un tel module peut varier dans une large mesure, par exemple entre 48 et 127 volts, selon l'installation qui le reçoit De ce fait, actuellement, il est nécessaire d'adapter au cas par cas, en fonction de la différence de potentiel d'alimentation du35 module, les caractéristiques de l'organe de détection qu'il comporte ainsi que le nombre des contacts pouvant être mis en oeuvre en raison des problèmes dus aux effets de la dissipation de chaleur de composants sur le support. Actuellement, lorsque la différence de potentiel à laquelle sont soumises les entrées d'alimentation d'un module est de 5 48 volts, 16 contacts peuvent être mis en oeuvre Lorsque la différence de potentiel est de 127 volts, seulement 8 contacts peuvent être mis en oeuvre pour maintenir la puissance dissipée en dessous d'un certain niveau. Pour pallier cet inconvénient, on pourrait prévoir d'utiliser un régulateur de tension, par exemple à découpage, ayant une sortie reliée à la première borne du contact au travers de l'organe de détection, cette sortie délivrant une tension plus basse que la tension, éventuellement variable, appliquée à la première entrée du module. Toutefois, on souhaite pouvoir utiliser un tel module avec un ou plusieurs contacts qui peuvent réclamer pour un fonctionnement sûr, une différence de potentiel minimale définie à leurs bornes, cette différence de potentiel étant20 celle aux entrées du module Cette différence de potentiel minimale est telle qu'elle assure, que lors de la fermeture du contact, une étincelle d'auto-nettoyage se produise entre les bornes de celui-ci Dans le cas contraire, les bornes du contact s'oxydent dans le temps et celui-ci devient isolant25 même lorsqu'il est actionné. Le but de l'invention est de proposer un module d'entrée d'information tel que décrit précédemment dans lequel: les entrées d'alimentation peuvent être soumises à une différence de potentiel variable allant par exemple de 48 à 127 volts, les organes de détection restent soumis à une faible différence de potentiel, par exemple de 24 volts ou moins, pour limiter les effets de dissipation de chaleur, les contacts restent soumis à la différence de potentiel d'alimentation du module pour assurer le nettoyage du contact au moment de la fermeture, le courant est constant (l Om A) dans le cas o le contact est fermé afin d'éviter les phénomènes d'oxydation, les éléments du module sont testés avec un circuit de contrôle basse-tension garantissant une électronique simple, fiable, et des temps de test constants. A cet effet, l'invention a pour objet un module d'entrée d'information par contact électrique, pour installation de contrôle/commande, comprenant une première et une seconde entrées pour recevoir une alimentation en tension électrique, au moins un contact ayant une première borne connectée à ladite première entrée par l'intermédiaire15 d'une première résistance et une deuxième borne connectée à ladite seconde entrée qui ouvre ou ferme un trajet de courant électrique entre lesdites entrées, et un organe de détection associé audit contact qui détecte le courant électrique quand le contact ferme ledit trajet de courant électrique et que lesdites entrées sont soumises à une différence de potentiel électrique pour produire un signal d'entrée d'information, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un régulateur de tension relié aux deux entrées d'alimentation et ayant une sortie qui fournit une tension25 électrique régulée, cette sortie étant reliée à ladite première borne du contact au travers de l'organe de détection. Selon cette construction, le contact reste soumis à la différence de potentiel d'alimentation du module laquelle peut varier L'organe de détection reçoit quant-à lui une tension qui peut être plus faible que la tension de la première entrée ce qui permet d'utiliser le même organe de détection pour des modules alimentés par des tensions variables Il en résulte aussi que la consommation du module35 est diminuée ce qui limite les effets de dissipation de chaleur et permet d'augmenter le nombre d'organe de détection pouvant être mis en oeuvre sur un même support. Avantageusement: Ladite première borne du contact est reliée à l'organe de détection au travers d'un organe de découplage tel qu'une diode et d'une seconde résistance, la première résistance ayant une valeur très supérieure à celle de la seconde résistance En choisissant convenablement la première et la seconde résistance, on peut régler10 l'intensité du courant que l'organe de détection doit détecter de manière que celle-ci soit suffisante mais pas trop élevée La diode de découplage, correctement mise en place, ne laisse passer un courant électrique que de l'organe de détection vers la première borne du contact, que15 le contact soit ouvert ou fermé. En variante, le module comprend en outre au moins un premier élément de test de fonctionnement de l'organe de détection interposé entre la sortie du régulateur de tension et l'organe de détection et un second élément de test de20 fonctionnement de l'organe de détection interposé entre l'organe de détection et la seconde entrée d'alimentation. Ces éléments de test de fonctionnement de l'organe de détection peuvent être des éléments à semiconducteur. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit en détail ci-dessous en référence aux dessins. La figure 1 représente schématiquement un module d'entrée d'informations logiques selon l'invention incluant d'éléments de test de fonctionnement des organes de détection.30 La figure 2 représente schématiquement le module d'entrée d'informations logiques de la figure 1 selon un premier mode de commande des éléments de test. La figure 3 représente schématiquement le module d'entrée d'informations logiques de la figure 1 selon un second mode de commande des éléments de test. Sur la figure 1, le module 20 d'entrée d'informations par contacts électriques comprend deux entrées d'alimentation en tension 1, 2, l'une 1 recevant une tension +VP, l'autre 2 recevant une tension OVP La différence de potentiel +VP-OVP peut avoir une valeur quelconque entre 48 volts et 127 volts Un régulateur de tension à découpage 10, classique en soi, est relié aux deux entrées 1,2 pour produire sur une sortie il une tension régulée VR qui est inférieure à la tension +VP et égale par exemple à 24 volts.10 Le module 20 comporte aussi plusieurs contacts électriques 3 dont trois sont représentés Chaque contact 3 comporte deux bornes 4,5 et un organe de contact 6 qui lorsqu'il est actionné établit un contact électrique entre les bornes 4,5 Sur la figure, les contacts sont montrés au15 repos A l'état de repos, les bornes 4,5 ne sont pas reliées électriquement l'une à l'autre par l'organe de contact Le module 20 comporte encore plusieurs organes de détection 7 associés chacun à un contact 3 Chaque organe de détection, qui peut être un optocoupleur classique en soi, est sensible20 au passage d'un courant électrique qui a lieu lorsque le contact qui lui est associé est actionné et fournit un signal d'entrée d'information logique SD qui le représente à une installation de contrôle/commande 30. La sortie il du régulateur de tension à découpage est reliée par la ligne 12 à la borne 4 de chacun des contacts 3 au travers de l'organe de détection 7 qui lui est associé. Chaque organe de détection reçoit donc la tension régulée VR par la ligne 12. L'entrée 1 est par ailleurs reliée à la borne 4 de chaque contact 3 par une ligne 17 et au travers d'une première résistance 14 et l'entrée 2 est reliée à chaque borne 5 d'un contact par une ligne il' Chaque borne 4 d'un contact 3 est reliée à l'organe de détection 7 au travers d'une diode de découplage 13 et d'une seconde résistance 15.35 Les bornes 4,5 de chaque contact 3 sont donc soumises à la totalité de la différence de potentiel +VP-OVP Chaque diode 13 protège l'organe de détection 7 auquel elle est reliée en laissant passer un courant électrique seulement de l'organe de détection vers la borne 4 du contact qui lui est associé. Les résistances 15 ont des valeurs telles que le courant 5 détecté par un organe de détection 7 lorsque le contact qui lui est associé est actionné soit suffisant sans être trop important Pour obtenir un courant d'environ l Om A, chaque résistance 15 à une valeur de 24 K Ohms Les résistances 14 ont une résistivité élevée, par exemple 120 K Ohms, ce qui10 limite l'intensité du courant circulant entre les bornes de chaque contact lorsqu'il est actionné Cette disposition permet de limiter considérablement la puissance dissipée par le module. Le module 20 comporte aussi des éléments de test de fonctionnement des organes de détection permettant la simulation de l'actionnement ou non des contacts Un premier élément de test 8 est interposé entre la sortie il du régulateur de tension à découpage et chaque organe de détection 7 Cet élément de test 8 qui peut être un élément20 à semiconducteur tel qu'un transistor est commandé par un signal SCO engendré par l'installation de contrôle/commande En réponse à ce signal SCO, l'élément de test 8 ouvre la ligne 12. Par ailleurs, l'entrée 2 est reliée à chaque résistance 15 par une ligne 12 ' au travers de diodes de découplage 16 et d'un second élément de test 9 similaire à l'élément 8 La ligne 12 ' est normalement ouverte L'élément de test 9 est commandé par un signal S Ci engendré par l'installation de contrôle/commande 30 En réponse à ce30 signal S Ci, l'élément de test 9 ferme la ligne 12 '. Lorsque l'installation de contrôle commande engendre le signal SCO, l'élément de test 8 ouvre la ligne 12 comme visible sur la figure 2 Les organes de détection 7 ne sont plus alimentés en tension bien que certains contacts 335 puissent être actionnés L'installation de contrôle/commande peut alors vérifier qu'aucun organe de détection fournit un signal de détection SD Ce mode de test simule le fonctionnement des organes de détection lorsque les contacts sont à l'état de repos. Lorsque l'installation de contrôle/Commande engendre le signal SC 1, l'élément de test 9 ferme la ligne 12 ' comme visible sur la figure 3 Les organes de détection 7 sont alimentés en tension et doivent détecter un courant bien que certains contacts soient à l'état de repos L'installation de contrôle/commande peur alors vérifier que tous les10 organes de détection fournissent un signal SD Ce mode de test simule le fonctionnement des organes de détection lorsque les contacts sont actionnés. Du fait que les éléments de test 8,9 sont alimentés par la tension régulée VR, le temps mis par chaque élément de test pour couper ou fermer la ligne à laquelle il est relié est indépendant des variations de la différence de potentiel d'alimentation du module Ceci est avantageux dans le cas o les instants de test du fonctionnement des organes de détection doivent être datés très précisément et20 uniformément quelles que soient ces variations. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.) Un module d'entrée d'information par contact électrique, pour installation de contrôle/commande, comprenant une première ( 1) et une seconde ( 2) entrées pour recevoir une alimentation en tension électrique, au moins un contact ( 3) ayant une première borne ( 4) connectée à ladite première entrée par l'intermédiaire d'une première résistance ( 14) et une deuxième borne ( 5) connectée à ladite10 seconde entrée ( 2) qui ouvre ou ferme un trajet de courant électrique entre lesdites entrées, et un organe de détection ( 7) associé audit contact qui détecte le courant électrique quand le contact ferme ledit trajet de courant électrique et que lesdites entrées sont soumises à une différence de15 potentiel électrique pour produire un signal d'entrée d'information, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un régulateur de tension ( 10) relié aux deux entrées d'alimentation ( 1,2) et ayant une sortie qui fournit une tension électrique régulée, cette sortie étant reliée à20 ladite première borne ( 4) du contact au travers de l'organe de détection. 2.) Le module selon la revendication 1, dans lequel ladite première borne ( 4) du contact est reliée à l'organe de détection ( 7) au travers d'un organe de découplage ( 13) tel qu'une diode et d'une seconde résistance ( 15), la première résistance ( 14) ayant une valeur très supérieure à celle de la seconde résistance ( 15). 3) Le module selon la revendication 2, comprenant en outre au moins un premier élément de test ( 8) de fonctionnement de l'organe de détection interposé entre la sortie ( 11) du régulateur de tension et l'organe de détection ( 7) et un second élément de test ( 9) de35 fonctionnement de l'organe de détection interposé l'organe de détection ( 7) et la seconde entrée d'alimentation ( 2). 4.) Le module selon la revendication 3, dans lequel les éléments de test de fonctionnement de l'organe de détection sont des éléments à semiconducteur. 5 5.) Le module selon la revendication 4, comportant une pluralité de contacts et une pluralité d'organes de détection et dans lequel: la première borne ( 4) de chaque contact est reliée à la première entrée ( 1) au travers d'une première résistance ( 14), chaque organe de détection ( 7) est relié à la sortie ( 11) du régulateur de tension au travers du premier élément de test ( 8), chaque organe de détection ( 7) est relié à la seconde entrée ( 2) au travers du second élément de test ( 9), chaque organe de détection ( 7) est relié au second élément de test ( 9) au travers d'une seconde résistance ( 15) et d'une seconde diode de découplage ( 16), et chaque organe de détection ( 7) est relié à la première borne ( 4) du contact auquel il est associé au travers d'une seconde résistance ( 15) et d'une première diode de découplage ( 13). 6) Le module selon la revendication 5, dans lequel la différence de potentiel aux bornes des contacts varie entre 48 et 127 volts et la tension régulée est de 24 volts.