Brevet FR2836565A1 — publié le 20030829

DESCRIPTION La présente invention concerne un système de contrôle et de commande d'armoire de connexions pour les fonctions relatives en soi à cette armoire de connexions, comportant une unité de commande centrale et des éléments fonctionnels connectés à cette dernière via un système de transmission de données, auxquels sont ou peuvent être connectés respectivement plusieurs capteurs et/ou actionneurs. Un tel système de contrôle et de commande d'armoire de connexions est indiqué dans le document DE 196 09 689 Al. Dans ce système connu, il est prévu un système de commande central auquel sont connectés les différents éléments fonctionnels dans la forme d'interfaces correspondantes auxquels sont connectés des capteurs et/ou des actionneurs, au moyen desquels des valeurs de mesure relatives à cette armoire de connexions, telles des mesures de température, d'humidité, de fumée, d'ouverture de la porte de l'armoire et autres mesures similaires peuvent être enregistrées et au moyen desquels, par ailleurs, des actionneurs, tels des composants de climatisation, des relais et autres composants similaires peuvent être commandés, afin de répondre aux signaux détectés par les capteurs. Ainsi, la climatisation de l'armoire de connexions peut, par exemple, être gérée par une commande ou une régulation appropriée de manière à adapter l'armoire aux différentes conditions opérationnelles sans nécessiter des mesures coûteuses de transformation, par exemple une exploitation dans des conditions d'atmosphère humide ou exposée à des gradients thermiques. Une connexion en réseau requiert une unité d'interconnexion de réseau. Une telle unité de contrôle et de commande d'une armoire de connexions est logée dans un boîtier qui est luimême intégré dans l'armoire de connexions, par exemple, comme tiroir d'une hauteur correspondant à celle de l'unité et qui comporte une panoplie de connecteurs Dans une installation de contrôle d'une armoire de connexions indiquée dans le document DE 197 10 016 CI, au moins un système de traitement situé dans une armoire de connexions est relié à un ordinateur pilote à travers un réseau en amont, auquel sont également connectés des serveurs se trouvant dans l'armoire de connexions. De plus, une liaison bus relie le système de commande à l'ordinateur pilote de manière à assurer une liaison entre l'ordinateur pilote et le système de commande même en cas de défaillance du réseau et à permettre la délivrance d'un signal approprié par l'ordinateur pilote au système de traitement, par exemple, pour transmettre, par l'intermédiaire du système de traitement, une commande de restauration du serveur ou une commande d'arrêt et de redémarrage. Outre les tâches de contrôle et de commande des fonctions propres au fonctionnement en soi de l'armoire de connexions, le système de traitement prend également en charge une fonction de contrôle et de commande des serveurs séparés, moyennant quoi tant le système de traitement que les serveurs sont reliés au réseau. Le document DE 199 Il 824 Al indique une autre installation de contrôle d'une armoire de connexions dans laquelle un système de contrôle primaire est connecté à travers une interface qui lui est asservie à un réseau de données, d'une part, et à travers un bus de terrain à d'autres systèmes de contrôle, d'autre part, qui eux-mêmes ne comportent pas d'interfaces de réseau. Tant le système de contrôle primaire que les autres systèmes de contrôle comportent respectivement plusieurs connexions de capteurs et au moins une connexion d'activation pour communiquer avec les actionneurs. Le système de contrôle primaire et les autres systèmes de contrôle sont asservis à des armoires de connexions respectives afin de contrôler, commander et/ou réguler les fonctions d'armoire de connexions. Afin de connecter les capteurs et/ou les actionneurs aux systèmes de contrôle respectifs, les systèmes de contrôle respectifs doivent là encore être équipés d'une panoplie correspondante de connexions et d'éléments d'affichage qui est habituellement prévue au niveau du boîtier du système de contrôle. La présente invention a pour objet de fournir un système de contrôle et de commande d'armoire de connexions du type décrit dans le préambule, qui simplifie l'architecture avec la mise à disposition de plusieurs possibilités de connexions Cet objet est résolu par un système de contrôle et de commande d'armoire de connexions pour les fonctions relatives en soi à cette armoire de connexions, comportant une unité de commande centrale et des éléments fonctionnels connectés à cette dernière via un système de transmission de données, auxquels sont ou peuvent être connectés respectivement plusieurs capteurs et/ou actionneurs, caractérisé en ce que l'unité de commande centrale est intégrée dans le boîtier même d'un serveur se trouvant dans l'armoire de connexions et dédié à plusieurs fonctions en soi indépendantes de l'armoire de connexions, et en ce qu'elle est reliée via une unité d'interconnexion de réseau du serveur à un réseau de données, d'une part, et via un propre adaptateur de bus à un bus de terrain interne de l'armoire de connexions, d'autre part, et en ce que les unités fonctionnelles comportent également des adaptateurs de bus au moyen desquels elles sont reliées au bus de terrain. Conformément à l'objet de l'invention, il est prévu que l'unité de commande centrale soit intégrée dans le boîtier même d'un serveur se trouvant dans l'armoire de connexions et dédié à des fonctions propres au serveur indépendamment de l'armoire de connexions, qu'elle soit reliée à un réseau de données par l'intermédiaire d'une unité d'interconnexion de réseau du serveur, d'une part, et à un bus de terrain interne de l'armoire de connexions par l'intermédiaire d'un propre adaptateur de bus, d'autre part, et il est prévu que les éléments fonctionnels comportent également des adaptateurs de bus à travers lesquels ils sont connectés au bus de terrain. Grâce à cette configuration, on économise à la fois un boîtier dédié au logement de l'unité de commande centrale et une interface relativement coûteuse pour communiquer avec le réseau de données, moyennant quoi d'autres unités mécaniques et électriques du serveur peuvent, par ailleurs, être exploitées avantageusement, comme, par exemple, des contacts de la carte de l'unité de commande centrale, l'alimentation en courant continu ou même les éléments de refroidissement. En outre, le coût de la connectique se trouve réduit et l'installation physique simplifiée grâce à l'arrangement décentralisé des éléments fonctionnels à travers le bus et le raccordement groupé des capteurs et/ou des actionneurs aux éléments fonctionnels. La sécurité du fonctionnement des fonctions de contrôle et de commande est également améliorée du fait que les éléments fonctionnels sont réalisés différemment pour différentes fonctions et sont respectivement dotés d'unités de traitement qui sont adaptées aux différentes fonctions et réalisées pour sécuriser leur fonctionnement en cas de défaillance du serveur. Les éléments fonctionnels peuvent ainsi assurer de façon autonome une sorte de fonctionnement de secours. On trouve ainsi une réalisation avantageuse pour garantir un fonctionnement sûr et une architecture simple en ce que les unités de traitement sont réalisées pour reconnaître respectivement les capteurs et/ou les actionneurs qui leur sont connectés et pour associer un caractère d'identification correspondant à ceux-ci dans les données qu'elles transmettent au bus de terrain ainsi que pour reconnaître les données qu'elles reçoivent de ce dernier. Cette configuration est de plus avantageuse en ce qui concerne la sécurité de fonctionnement et la simplicité de l'architecture dans la mesure où les éléments fonctionnels sont raccordés à une alimentation en courant continu collective alors que l'unité de commande centrale est raccordée à l'alimentation en courant continu du serveur. Le système, conforme à l'invention, est par ailleurs caractérisé en ce que l'unité de commande de centrale utilise une unité de traitement centrale du serveur pour exploiter et traiter des données de contrôle et de commande, et qu'elle peut être configurée au moyen d'un pupitre système du serveur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture du mode de réalisation décrit ci-après, faite en référence au dessin annexé. Cette figure représente un schéma fonctionnel des principaux composants d'un système de contrôle et de commande d'armoire de connexions 1 avec des lignes de connexion et un serveur 10 utilisé pour l'intégration. Le serveur 10, généralement un ordinateur personnel (PC), est logé dans un boîtier modulaire 10.1 intégré dans l'armoire de connexion et il est connecté du fait de l'utilisation de l'unité d'interconnexion de réseau 11 à un réseau en amont, par exemple, Ethemet ou à un autre réseau local (LAN) 20 via une liaison 21. Le serveur comporte comme il est habituel en soi, une unité centrale de traitement (CPU) et un pupitre système dédié, relié à travers le réseau local 20 dans l'armoire de connexions ou externe, au moyen duquel le serveur peut être configuré et peut communiquer en entrée et en sortie. Le système de contrôle et de commande de l'armoire de connexions 1 sert à enregistrer des conditions régnant dans l'armoire, par exemple, des conditions de température, d'humidité, de fumée, de porte ouverte ou d'autorisation d'accès d'un utilisateur et à envoyer des commandes à des actionneurs, tels des ventilateurs, des verrous ou des moyens de notification d'alerte, il sert aussi à exploiter et à traiter les données de contrôle et de commande corollaires afin de délivrer des messages d'alarme et d'exécuter des tâches de commande et/ou de régulation pour assurer le maintien des conditions souhaitées dans l'armoire. Afin d'adapter de façon flexible l'armoire aux différentes conditions opérationnelles, des données prédéterminées destinées aux tâches de contrôle, de commande voire de régulation peuvent être configurées dans une unité de commande centrale 13 du système de contrôle et de commande d'armoire de connexions 1 et peuvent être programmées à l'aide d'un logiciel. L'unité de commande centrale 13 est intégrée dans le serveur 10 et logée dans le boîtier 10.1. L'unité centrale de commande 13 du système de contrôle et de commande d'armoire de connexions 1 est reliée au réseau 20 en utilisant l'unité d'interconnexion de réseau 11 du serveur 10 et comporte, en outre, un adaptateur de bus 12 qui lui est dédié à travers lequel elle est reliée à un bus de terrain 30 (bus système, par exemple, Ethernet, r2c, CAN) réalisé dans l'armoire de connexions. La liaison avec le bus de terrain 30 est établie à travers une carte d'ordinateur personnel (PC) montée dans le boîtier du serveur 10.1 et via une liaison de bus 31. Pour exploiter et traiter les données de contrôle et de commande, une unité de traitement de l'unité de commande 13 est réalisée de préférence sur l'unité de traitement centrale du serveur 10, grâce auquel la conversion des données en vue de leur délivrance et de leur réception via l'unité d'interconnexion de réseau 11 peut être exécutée avec des moyens relativement simples. La configuration du système de contrôle et de commande d'armoire de connexions 1 se fait ainsi de façon aussi simple via le pupitre système du serveur 10. Pour relier les capteurs et les actionneurs, des éléments fonctionnels 40, par rapport à l'unité de commande, sont connectés, de manière décentralisée, notamment en tant qu'unités d'extension de l'unité de commande 13 au bus de terrain 30 via les connexions de bus respectives 32, 33,34 et par l'intermédiaire des adaptateurs de bus respectifs 41.2, 43. 2,47. 2. Les éléments fonctionnels 40 possèdent des connecteurs enfichables pour les différents capteurs 42,44, 46 ainsi que pour les actionneurs 42.1, 45, qui sont réunis dans des groupes appropriés par l'intermédiaire des éléments fonctionnels 40. De cette manière, les éléments fonctionnels 40 ainsi que les capteurs 42,44, 46 et les actionneurs 42. 1 45 qui leur sont dédiés, peuvent être disposés de façon avantageuse, dans des emplacements appropriés de l'armoire de connexions, ce qui permet un très grand nombre de possibilités de connexions pour un coût de connectique raisonnable et ce qui permet aussi à l'utilisateur, par l'intermédiaire du bus de terrain 30, en fonction du type d'utilisation, d'ajouter ou de modifier des branchements sans difficulté. L'unité de commande centrale 13 est en l'occurrence conçue de façon extrêmement simple et offre, de son côté, de nombreuses possibilités d'utilisation. Les réalisations des éléments fonctionnels 40 sont, par exemple, celles d'unité de contrôle et de commande de la température 41, de commande d'entrée et de sortie 43 et/ou de lecteur de carte 47, ils sont pourvus, en ce qui concerne les capteurs, de capteurs de température 42 et d'actionneurs 42.1 asservis à la régulation ou la commande de la température, d'au moins un capteur de porte 44 et d'au moins un organe de verrouillage de porte 45, ainsi que d'un capteur de fumée 46 voire d'une unité de lecture de carte 47.1. Il est prévu, dans chaque élément fonctionnel 40, respectivement des unités de traitement 41. 1,43. 1,47. 1 qui sont dotées en particulier de microcontrôleurs au moyen desquels les données sont déjà prétraitées et converties en vue de leur transmission via les adaptateurs de bus respectifs 41.2, 43.2, 47.2, et de l'activation des actionneurs 42.1, 45 et qui permettent en outre d'effectuer un contrôle voire une commande ou une régulation autonomes par une liaison avec les capteurs voire les actionneurs qui leur sont respectivement associés, en cas de défaillance de l'unité de commande centrale 13 voire du serveur 10. Les éléments fonctionnels 40 sont raccordés à une alimentation en courant continu 50 qui leur est dédiée collectivement alors que l'unité de commande centrale 13 est alimentée via l'alimentation en courant continu du serveur. REVENDICATIONS 1. Système de contrôle et de commande d'armoire de connexions pour les fonctions relatives en soi à cette armoire de connexions, comportant une unité de commande centrale (13) et des éléments fonctionnels (40) connectés à cette dernière via un système de transmission de données (30,31, 32), auxquels sont ou peuvent être connectés respectivement plusieurs capteurs (42,44, 46) et/ou actionneurs (42), caractérisé en ce que l'unité de commande centrale (13) est intégrée dans le boîtier même d'un serveur (10) se trouvant dans l'armoire de connexions et dédié à plusieurs fonctions en soi indépendantes de l'armoire de connexions, et en ce qu'elle est reliée via une unité d'interconnexion de réseau (11) du serveur (10) à un réseau de données (20), d'une part, et via un propre adaptateur de bus (12) à un bus de terrain (30) interne de l'armoire de connexions, d'autre part, et en ce que les unités fonctionnelles (40) comportent également des adaptateurs de bus (12) au moyen desquels elles sont reliées au bus de terrain (30). 2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments fonctionnels (40) sont réalisés différemment pour différentes fonctions et sont respectivement dotés d'unités de traitement (41.1, 43.1) qui sont adaptées aux différentes fonctions et sont réalisées pour sécuriser leur fonctionnement en cas de défaillance du serveur (10). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les unités de traitement (41.1, 43.1) sont réalisées de manière à reconnaître respectivement les capteurs et/ou les actionneurs qui leur sont connectés et pour associer un caractère d'identification correspondant à ceux-ci dans les données qu'elles transmettent au bus de terrain (30) et pour reconnaître les données qu'elles reçoivent de ce dernier. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments fonctionnels (40) sont raccordés à une alimentation en courant continu collective (50) alors que l'unité de commande centrale (13) est raccordée à l'alimentation en courant continu du serveur (10). 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de commande centrale (13) utilise une unité de traitement centrale du serveur (10) pour exploiter et traiter des données de contrôle et de commande, et en ce que l'unité de commande centrale (13) peut être configurée au moyen d'un pupitre système du serveur (10).