Brevet FR2835625A1 — publié le 20030808

Système de surveillance et de commande d'une armoire électrique La présente invention se rapporte à un système de surveillance et de commande d'une armoire électrique pour surveiller et/ou commander et/ou asservir des fonctions spécifiques à l'armoire électrique, avec un dispositif de base présentant une unité de raccordement au réseau et au moins une connexion satellite et au moins un dispositif satellite raccordé ou pouvant être raccordé à ladite connexion satellite, ainsi qu'au moins un capteur et/ou actionneur pouvant être raccordé ou raccordé audit dispositif satellite par l'intermédiaire d'au moins une unité d'accouplement prévue dessus. Un tel système de surveillance et de commande d'une armoire électrique est indiqué dans DE-A-199 11 824. Dans le cas de ce système de surveillance et de commande d'une armoire électrique connu, un dispositif de surveillance de base pour surveiller, commander et/ou asservir des fonctions de l'armoire électrique, d'une part peut être connecté, par une unité de raccordement au réseau, à un réseau privilégié, par exemple public, et d'autre part est relié ou peut être relié, par l'intermédiaire d'un bus de champ, à d'autres dispositifs de surveillance pour surveiller, commander et/ou asservir des fonctions de l'armoire électrique, les autres dispositifs de surveillance formant en quelque sorte des appareils satellites et pouvant être disposés par exemple dans des armoires électriques différentes de celle de l'unité de surveillance de base. Les dispositifs satellites peuvent de cette manière être raccordés au réseau privilégié par l'intermédiaire de l'unité de surveillance de base. Une interprétation et un traitement de données privilégiés, aux dispositifs satellites peuvent aussi être effectués dans le dispositif de surveillance de base de telle sorte que les dispositifs satellites peuvent être réalisés relativement simples. De la même manière que le dispositif de surveillance de base, les dispositifs satellites sont aussi munis de connexions pour des capteurs et/ou des actionneurs auxquels est raccordé le cas échéant un nombre relativement élevé de capteurs ou respectivement d'actionneurs pour pouvoir effectuer les opérations de surveillance et de commande souhaitées en dépendance de la situation d'utilisation d'une armoire électrique. Il est indiqué dans WO-97/34 345 quelles opérations de surveillance et de commande peuvent être mises à disposition avec un système de surveillance et de commande d'une armoire électrique de ce type pour permettre une mise en oeuvre flexible d'une armoire électrique. Avec les multiples possibilités de surveillance et de commande, est liée une dépense élevée en correspondance de l'ensemble pour capter les signaux des divers capteurs et effectuer la commande des différents composants insérés ou annexés de l'armoire électrique. Par exemple, des capteurs d'humidité, des capteurs de porte ou respectivement des capteurs d'accès, des sondes de température, des capteurs de vibrations, des capteurs de fumée, des transformateurs de mesure de courant, des transformateurs de mesure de tension et le cas échéant aussi des capteurs de température clients doivent être raccordés pour conduire divers composants de climatisation tels qu'échangeur de chaleur, ventilateur, réfrigérateur, chauffage et/ou ventilateur clients. Il peut en outre être exigé de surveiller une tension d'alimentation ou des valeurs de marche et éventuellement d'obtenir le maintien d'un régime de secours. De plus, les diverses informations doivent être représentées à un utilisateur et on doit aussi prévoir des possibilités d'entrée pour régler des valeurs allouées ou des allures de marche. Dans DE-A 199 11 318 est montré comment un dispositif de surveillance d'une armoire électrique avec au moins un dispositif de base peut être accouplé à un réseau et peut émettre et recevoir des informations par ce réseau, par exemple pour effectuer des configurations. Le dispositif de base est équipé de plusieurs emplacements d'enfichage de cartes fonctionnelles pour diverses cartes fonctionnelles et d'au moins un emplacement d'enfichage de cartes de réseau. Avec ces moyens sont données d'autres possibilités d'adaptation et une possibilité de service simplifié. DE-A-100 07 271 montre de la même manière une installation de surveillance et de commande d'une armoire électrique avec plusieurs dispositifs de surveillance et de commande d'une armoire électrique raccordés à un réseau, des moyens pour un service simple étant prévus. Le but à la base de l'invention est de proposer un système de surveillance et de commande d'une armoire électrique du type cité à l'introduction qui offre, avec la dépense la plus faible possible, de multiples possibilités d'utilisation simplifiée. Ce but est atteint grâce au fait qu'au moins une unité d'accouplement de capteurs avec plusieurs prises de courant de raccordement de capteurs est prévue pour raccorder plusieurs capteurs et/ou actionneurs identiques ou différents et que l'unité d'accouplement de capteurs est raccordée ou peut être raccordée au dispositif satellite par l'intermédiaire de l'unité d'accouplement. Cette construction du système de surveillance et de commande d'une armoire électrique permet de disposer non seulement des dispositifs satellites dans diverses armoires électriques mais aussi de disposer à une position souhaitée des unités satellites éloignées du dispositif satellite à l'armoire électrique en question ou par exemple aussi à une armoire électrique voisine et de leur raccorder des groupes de capteurs. De ce fait, un utilisateur peut se joindre lui-même, selon le besoin, à un système de surveillance, l'intégration dans l'armoire électrique étant simple et des travaux coûteux de pose de câbles étant supprimés. Une conformation flexible et une adaptabilité simple à diverses exigences sont favorisées par le fait que le dispositif satellite présente une unité d'accouplement au réseau pour le raccordement direct à un réseau ou à un bus. Dans ce cas, la construction est simplifiée par le fait que l'unité d'accouplement au réseau et la connexion satellite sont adaptées l'une à l'autre de telle manière que, par l'intermédiaire de l'unité d'accouplement au réseau, une connexion directe au réseau ou une connexion directe au dispositif de base puisse être établie au choix. Une conformation avantageuse pour le fonctionnement du système, qui est satisfaisante pour diverses exigences de conditions de transmission de données et de traitement de données des divers composants du système réside en ce que, pour relier plusieurs dispositifs satellites, est prévu un dispositif de transmission en mode de transfert asynchrone (ATM) et que l'unité d'accouplement au réseau est réalisée pour émettre et recevoir des flux de bits du processus de transmission en mode asynchrone. Une combinaison différente du système est encore favorisée par le fait que des dispositifs satellites de conformations différentes, qui présentent des unités d'accouplement au réseau de même construction, sont prévus pour différents groupes de fonctions de surveillance et/ou de commande ettou d'asservissement. Une conformation avantageuse réside dans ce cas dans le fait que les différents groupes de fonction comprennent au moins deux des groupes de fonctions. commande de porte, climatisation d'armoire électrique, installation de réfrigération de retour, compensation électronique, distribution d'énergie, surveillance générale et dispositif de surveillance des prises d'enfichage. La liaison des divers composants du système est en outre simplifiée par le fait que plusieurs appareils satellites sont connectés à un dispositif de base par l'intermédiaire d'un ou plusieurs couplages en étoile (HUB) L'équipement du système pour un utilisateur est en outre simplifié par le fait que les unités d'accouplement de capteurs présentent entre elles des prises de courant de capteurs identiques qui sont respectivement munies de dispositifs de reconnaissance pour différents capteurs et/ou actionneurs. Du fait que toutes les prises de courant de capteurs des unités d'accouplement de capteurs sont identiques, les capteurs et/ou les actionneurs peuvent être connectés de manière quelconque aux unités d'accouplement de capteurs. Une autre possibilité avantageuse d'adaptation à divers cas d'utilisation résulte du fait qu'au moins une unité d'accouplement de capteurs est munie d'entrées analogiques, au moins une unité d'accouplement de capteurs est munie d'entrées/sorties numériques, au moins une unité d'accouplement de capteurs est munie de connexions de contrôle d'accès, au moins une unité d'accouplement de capteurs est munie de connexions pour une mesure de tension et un asservissement de ventilateur et/ou au moins une unité d'accouplement de capteurs est munie de connexions pour des modules d'entrée/sortie. Un équipement simple du système par un utilisateur est en outre aidé grâce au fait que l'alimentation en énergie électrique des unités d'accouplement de capteurs est effectuée depuis le dispositif satellite. L'alimentation en énergie peut dans ce cas être réalisée dans le câble de transmission de données par des connexions correspondantes. Une autre configuration possible réside en ce que le dispositif de base présente également au moins une unité d'accouplement pour connecter au moins une unité d'accouplement de capteurs. L'invention serait expliquée ci-après plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation en référence au dessin annexé dans lequel : la figure 1 est une représentation schématique pour la connexion d'un système de surveillance et de commande d'une armoire électrique à un réseau existant, la figure 2 représente une possibilité de disposition du système de surveillance et de commande d'une armoire électrique représenté à la figure 1 en liaison avec une pluralité d'armoires électriques, la figure 3 représente une possibilité de liaison entre un dispositif de base du système de surveillance et de commande d'une armoire électrique et plusieurs dispositifs satellites, la figure 4 représente une réalisation du système de surveillance et de commande d'une armoire électrique avec un dispositif de base et différents dispositifs satellites et unités d'accouplement de capteurs raccordés à celui-ci et la figure 5 représente une liaison entre plusieurs dispositifs satellites et une transmission ATM. On a représenté à la figure 1 un système de surveillance et de commande d'une armoire électrique 1 avec un dispositif de base 2 connecté à un réseau privilégié 10 qui est par exemple un réseau local (LAN) ou un réseau public. Chaque dispositif de base 1 présente à cet effet une unité de raccordement de réseau 2 1 par laquelle des données aux formats correspondants peuvent être envoyées au réseau public et reçues par celui-ci. En outre, le dispositif de base 2 est équipé d'au moins une connexion satellite 2.2 pour le raccordement de dispositifs satellites 3. Par ailleurs, le dispositif de base 2 présente des unités de commutation électroniques pour le traitement et l'édition des données reçues et à transmettre. En particulier est prévue dans le dispositif de base une unité de traitement par laquelle les données reçues des dispositifs satellites 3 peuvent être interprétées à la manière d'une instance privilégiée (fonction maître) pour effectuer le cas échéant des actions de commande nécessaires, en dépendance de signaux de capteurs reçus, par l'intermédiaire des dispositifs satellites 3, par le dispositif satellite 3 en cause ou un autre ainsi que par des actionneurs 6 raccordés (voir figure 4) Le traitement des signaux des capteurs et la commande ou aussi l'asservissement ont lieu dans ce cas en outre en dépendance de valeurs allouées mémorisées dans le dispositif de base 2 et/ou reçues par l'intermédiaire du réseau 10 et de l'unité de raccordement au réseau 2.1 Des valeurs allouées mémorisées peuvent dans ce cas être modifiées depuis un poste de contrôle par l'intermédiaire du réseau 10 mais aussi directement au dispositif de base 2 ou à un ordinateur avec une unité de visualisation qui lui est raccordé. Des programmes et des modifications de programmes pour le traitement de données peuvent aussi être introduits de cette manière dans le dispositif de base 2, ce dispositif de base 2 étant à cet effet équipé d'un microcalculateur. Pour l'échange de données avec le dispositif de base 2, le dispositif satellite 3 dispose d'une unité d'accouplement au réseau 3.1 qui sert aussi simultanément d'interface pour un accès direct à un réseau, par exemple le réseau 10, lorsque le dispositif satellite 3 n'est pas connecté à un dispositif de base 2. Dans un système de surveillance et de commande d'une armoire électrique 1 moins coûteux, le dispositif satellite 3, qui présente également une unité de traitement avec microcalculateur, peut ainsi également assister de manière autonome des actions de surveillance et de commande ou respectivement des actions d'asservissement La possibilité est dans ce cas donnée de configurer le dispositif satellite 3 de manière appropriée et d'introduire des programmes ou d'effectuer des modifications de programme par l'intermédiaire de l'unité d'accouplement au réseau 3.1. L'électronique dans le dispositif satellite 3 est configurée à cet effet de telle manière que la liaison avec le dispositif de base 2 se déroule selon des protocoles correspondants comme lors du raccordement au réseau, des caractéristiques différentes étant simplement contenues dans les données de protocole Pour le raccordement de capteurs 5, entre autres des capteurs de porte 7 ou respectivement des capteurs d'accès, et/ou d'actionneurs 6, le dispositif satellite 3 ou respectivement 3a présente, comme visible aux figures 2 et 4, plusieurs connexions d'entrée 3.2 auxquelles peuvent être connectées des unités d'accouplement de capteurs 4. Les unités d'accouplement de capteurs 4 présentent pour leur part des prises de courant de capteurs 4 1 qui sont constituées identiques les unes aux autres de sorte qu'un utilisateur peut connecter à volonté à une unité d'accouplement de capteurs 4 respective un capteur 5 ou respectivement 7 ou un actionneur 6 sans qu'il se produise de défaut L'électronique de l'unité d'accouplement de capteurs 4 est réalisée de telle manière que des capteurs 5,7 ou des actionneurs 6 différents sont reconnus automatiquement et que l'interprétation est effectuée en dépendance du capteur 5 respectif. Avec un équipement du système de surveillance et de commande d'une armoire électrique 1 selon la figure 2, plusieurs dispositifs satellites 3 sont raccordés à un dispositif de base 2 et sont reliés, par des unités d'accouplement de capteurs 4 correspondantes, à des unités d'actionnement de portes d'armoires électriques 8 respectives présentant des capteurs de porte 7 ou respectivement des capteurs d'accès. Les unités d'accouplement de capteurs 4 ainsi conformées n'ont pas seulement l'avantage d'un raccordement sans confusion de capteurs 5, 7 ou respectivement d'actionneurs 6, mais aussi d'une liaison et d'une transmission de données de même nature entre les unités d'accouplement de capteurs 4 et le dispositif satellite 3 indépendamment des capteurs 5, 7 ou respectivement des actionneurs 6 raccordés, l'adaptation des données pour la transmission ayant lieu également dans l'électronique des unités d'accouplement de capteurs 4. Comme le montre la figure 4, des dispositifs satellites 3 de types différents selon des groupes fonctionnels différents peuvent être prévus, par exemple des dispositifs satellites 3c pour des appareils de conditionnement d'air existant dans l'armoire électrique, comme un ventilateur, un appareil de réfrigération ou un chauffage ou similaire, un dispositif satellite 3d pour la surveillance et la commande ou respectivement l'asservissement d'une installation de réfrigération de retour, un dispositif satellite 3e pour la surveillance d'unités électroniques montées dans l'armoire électrique 8 et/ou pour la surveillance de la tension et le cas échéant pour le maintien d'un régime de secours, un dispositif satellite 3f pour la distribution d'énergie, un dispositif satellite 3a à fonctionnement universel pour le raccordement de divers capteurs 5,7 et actionneurs 6 par l'intermédiaire d'unités de raccordement de capteurs 4 respectives, un dispositif satellite 3g auquel peuvent être raccordés directement des capteurs 5,7 et/ou des actionneurs 6 et qui possède aussi certaines fonctions d'affichage et d'entrée, ainsi qu'un dispositif satellite 3h qui présente une barrette de prises d'enfichage pouvant être reliée à un réseau privilégié avec dispositif de surveillance pour la distribution d'énergie. Un dispositif satellite 3b peut être relié, par l'intermédiaire de ses connexions d'entrée 3.2, à une pluralité de capteurs de porte 7 et/ou d'actionneurs 6 pour l'actionnement d'une porte, un contrôle d'accès correspondant pouvant aussi être prévu par l'intermédiaire d'unités de reconnaissance connues en soi (transpondeur, carte d'accréditation et similaire) La figure 3 montre un couplage entre un dispositif de base 2 et plusieurs dispositifs satellites 3 par ce qu'on appelle un HUB (couplage en étoile), grâce à quoi la liaison à l'intérieur d'une armoire électrique ou d'un ensemble d'armoires électriques peut être simplifiée du fait qu'une seule ligne de liaison depuis le hub 12 au dispositif de base 2 est nécessaire. Selon la figure 5, divers dispositifs satellites 3 peuvent être reliés les uns aux autres par une transmission en mode de transfert asynchrone (ATM) Le processus de transmission en mode asynchrone offre l'avantage, en liaison avec le système de surveillance et de commande d'une armoire électrique 1, en particulier entre les dispositifs satellites 3, qu'on peut ainsi régir de manière flexible à des fonctions et production de données différentes. Les dispositifs satellites 3 individuels peuvent, comme aussi le dispositif satellite universel 3a, 3b, le dispositif satellite 3g pour des fonctions de surveillance générale et le dispositif satellite 3h de la barrette de prises d'enfichage, être montés dans des boîtiers respectifs séparés ou bien être réalisés par exemple sous forme de cartes enfichables ou d'unités individuelles dans les composants respectifs à surveiller ou respectivement à commander ou bien à asservir à l'intérieur de la ou des armoires électriques 8. Le dispositif de base 2 peut aussi être réalisé de cette manière sous forme d'une unité pouvant être montée dans un boîtier particulier ou dans des composants de ce type. Les unités d'accouplement de capteurs 4 sont de même réalisés sous forme de modules autonomes à boîtiers individuels. On peut prévoir des unités d'accouplement de capteurs 4 individuelles pour différentes fonctions, à savoir une unité d'accouplement de capteurs avec des entrées analogiques, par exemple pour des capteurs de température, pour des capteurs avec une intensité entre 4 et 5 mA ou pour des capteurs de fréquence, les divers capteurs étant automatiquement reconnus comme décrit plus haut Une autre unité d'accouplement de capteurs 4 peut être conformée pour des entrées et sorties numériques Une autre unité d'accouplement de capteurs 4 peut être spécialement conformée pour la commande d'accès tandis qu'encore une autre unité d'accouplement de capteurs 4 peut être adaptée à une mesure de tension et à un asservissement de ventilateur. L'ensemble des unités d'accouplement de capteurs 4 est alimenté en tension par l'intermédiaire du dispositif satellite 3, par exemple au moyen d'une alimentation en tension intégrée dans le câble de données, de telle sorte que l'équipement du système de surveillance et de commande 1 est également possible facilement pour un utilisateur. REVENDICATIONS 1. Système de surveillance et de commande d'une armoire électrique pour surveiller et/ou commander et/ou asservir des fonctions spécifiques à l'armoire électrique, avec un dispositif de base (2) présentant une unité de raccordement au réseau (2.1) et au moins une connexion satellite (2.2) et au moins un dispositif satellite (3) raccordé ou pouvant être raccordé à ladite connexion satellite (2 2), ainsi qu'au moins un capteur (5) et/ou actionneur (7) pouvant être raccordé ou raccordé audit dispositif satellite (3) par l'intermédiaire d'au moins une unité d'accouplement (3.2) prévue dessus, caractérisé en ce qu'au moins une unité d'accouplement de capteurs (4) avec plusieurs prises de courant de raccordement de capteurs (4.1) est prévue pour raccorder plusieurs capteurs (5) et/ou actionneurs (7) identiques ou différents et que l'unité d'accouplement de capteurs (4) est raccordée ou peut être raccordée au dispositif satellite (3) par l'intermédiaire de l'unité d'accouplement (3.2). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif satellite (3) présente une unité d'accouplement au réseau (3 1) pour le raccordement direct à un réseau ou à un bus. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité d'accouplement au réseau (3.1) et la connexion satellite (2 2) sont adaptées l'une à l'autre de telle manière que, par l'intermédiaire de l'unité d'accouplement au réseau (3.1), une connexion directe au réseau ou une connexion directe au dispositif de base (2) puisse être établie au choix 4. Système selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, pour relier plusieurs dispositifs satellites (3), est prévu un dispositif de transmission (11) en mode de transfert asynchrone (ATM) et que l'unité d'accouplement au réseau (3.1) est réalisée pour émettre et recevoir des flux de bits du processus de transmission en mode asynchrone. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des dispositifs satellites (3a à 3h) de conformations différentes, qui présentent des unités d'accouplement au réseau (3.1) de même construction, sont prévus pour différents groupes de fonctions de surveillance et/ou de commande et/ou d'asservissement. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les différents groupes de fonction comprennent au moins deux des groupes de fonctions : commande de porte (3b), climatisation d'armoire électrique (3c), installation de réfrigération de retour (3d), compensation électronique (3e), distribution d'énergie (3f), surveillance générale (3g) et dispositif de surveillance des prises d'enfichage (3h). 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs appareils satellites (3) sont connectés à un dispositif de base (2) par l'intermédiaire d'un ou plusieurs couplages en étoile (12) (HUB). 8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les unités d'accouplement de capteurs (4) présentent entre elles des pnses de courant de capteurs (4.1) identiques qui sont respectivement munies de dispositifs de reconnaissance pour différents capteurs (5) et/ou actionneurs (6) 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une unité d'accouplement de capteurs (4) est munie d'une entrée analogique, au moins une unité d'accouplement de capteurs (4) est munie d'entrées/sorties numériques, au moins une unité d'accouplement de capteurs (4) est munie de connexions de contrôle d'accès, au moins une unité d'accouplement de capteurs (4) est munie de connexions pour une mesure de tension et un asservissement de ventilateur eVou au moins une unité d'accouplement de capteurs (4) est munie de connexions pour des modules d'entrée/sortie 10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation en énergie électrique des unités d'accouplement de capteurs (4) est effectuée depuis le dispositif satellite (3). 11. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de base (2) présente également au moins une unité d'accouplement pour connecter au moins une unité d'accouplement de capteurs (4)