Brevet FR2932917A1 — publié le 20091225

INSTALLATION DE SECURITE A AUTO-DIAGNOSTIC PERFECTIONNE. L'invention concerne, de façon générale, les techniques 5 liées à la sécurité. Plus précisément, l'invention concerne une installation de sécurité comprenant une ligne dotée d'un premier et d'un deuxième conducteurs, une centrale d'alarme reliée à 10 une première extrémité de la ligne, une pluralité de périphériques polarisés montés en parallèle entre les conducteurs de la ligne, et un module de fin de ligne relié à une deuxième extrémité de la ligne, la centrale comprenant une unité de commande, des moyens 15 d'alimentation électrique, et des moyens de mesure, les moyens de mesure étant commandés par l'unité de commande pour détecter un éventuel défaut d'isolement de la ligne pendant une première phase de surveillance, et pour détecter un éventuel défaut de continuité de la ligne 20 pendant une deuxième phase de surveillance, les moyens d'alimentation étant commandés par l'unité de commande pour adopter sélectivement un état actif dans lequel la ligne est alimentée en énergie électrique avec une polarité directe activant les périphériques, et un état 25 de surveillance dans lequel la ligne est alimentée en énergie électrique avec une polarité inverse laissant les périphériques inactifs, ces moyens d'alimentation étant en outre commandés, dans l'état de surveillance, pour faire circuler sur la ligne un premier courant pendant la 30 première phase de surveillance, et un deuxième courant, supérieur au premier courant, pendant la deuxième phase de surveillance, et le module de fin de ligne comprenant une liaison électrique terminale des conducteurs de la ligne et un organe de commutation propre à placer la 35 liaison terminale dans un premier état d'impédance pendant la première phase de surveillance, et dans un deuxième état d'impédance, représenté par une impédance plus faible que dans le premier état d'impédance, pendant la deuxième phase de surveillance. Les périphériques peuvent notamment être constitués par des avertisseurs sonores ou lumineux conçus pour émettre des signaux d'alarme en réponse à la détection d'une condition anormale par la centrale. Une installation de ce type est notamment connue de l'homme du métier par la demande de brevet US 2007/0085694. La conception de telles installations est rendue difficile par la nécessité de prendre en considération tous les évènements susceptibles de les perturber pour en contourner les effets, la principale qualité requise pour ces installations résidant dans leur fiabilité en toute circonstance. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer une installation présentant une fiabilité supérieure à celle de l'installation connue du brevet précité. A cette fin, l'installation de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que le module de fin de ligne comprend en outre un détecteur et un circuit de temporisation, le détecteur étant conçu pour réagir à un signal de changement de phase, sélectivement émis sur la ligne par les moyens d'alimentation, en déclenchant le circuit de temporisation, et ce circuit de temporisation étant conçu pour placer, une fois déclenché, la liaison terminale dans le deuxième état d'impédance au moins pendant la deuxième phase de surveillance. Un tel agencement permet d'éliminer toute incertitude, au niveau de la centrale, sur l'état du module de fin de ligne et permet de poser, de façon très simple, un diagnostic très précis de l'état de la ligne. Il est par exemple possible de prévoir que la liaison terminale comprenne au moins deux branches parallèles dont chacune relie entre eux les conducteurs de la ligne, que le module de fin de ligne présente intrinsèquement une première impédance installée sur la première branche de la liaison terminale, que l'organe de commutation de ce module de fin de ligne soit monté en série avec une deuxième impédance sur la deuxième branche de la liaison terminale, que la deuxième impédance soit inférieure à la première, et que l'organe de commutation soit commandé par le circuit de temporisation pour être passant pendant la deuxième phase de surveillance. Les moyens d'alimentation peuvent notamment être conçus pour émettre, en tant que signal de changement de phase, une absence momentanée d'alimentation de la ligne en énergie électrique, auquel cas le module de fin de ligne comprend en outre une réserve d'énergie propre à alimenter au moins le circuit de temporisation. De préférence, les moyens d'alimentation comprennent des première et deuxième sources commutées de tensions de surveillance commandées pour être reliées au premier conducteur de la ligne respectivement pendant les première et deuxième phases de surveillance et dont la deuxième délivre une tension inférieure à la tension délivrée par la première source. 25 Les moyens d'alimentation peuvent alors aussi comprendre des première et deuxième impédances de tête montées en série respectivement avec les première et deuxième sources commutées de tensions de surveillance, la deuxième impédance de tête étant inférieure à la première. Les moyens d'alimentation comprennent avantageusement aussi des première et deuxième impédances de pied commandées pour être sélectivement reliées au deuxième conducteur de la ligne respectivement pendant les première et deuxième phases de surveillance, la deuxième impédance de pied étant inférieure à la première. Dans ce cas, les moyens de mesure peuvent être conçus pour comparer à des premier et deuxième couples de seuils des mesures du courant circulant sur le deuxième conducteur de la ligne respectivement pendant les première et deuxième phases de surveillance. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma général d'une installation de sécurité à laquelle l'invention est applicable; - la figure 2 est un schéma d'un module de fin de ligne 30 d'une installation conforme à l'invention; - la figure 3 représente trois chronogrammes illustrant le cadencement d'une installation de sécurité conforme à l'invention, le chronogramme du haut représentant, en 35 fonction du temps t, les valeurs des différentes tensions de surveillance appliquées à la ligne d'une telle installation, le chronogramme du milieu représentant, en fonction du temps t, les valeurs correspondantes des différentes impédances de pied qui sont reliées à cette ligne, et le chronogramme du bas représentant, toujours en fonction du temps t, les valeurs correspondantes des différentes impédances de rebouclage des conducteurs de la ligne dans le module de fin de ligne; et - les figures 4 à 6 sont des schémas illustrant une 10 installation de sécurité conforme à l'invention dans différentes phases de fonctionnement. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne une installation de sécurité comprenant essentiellement une 15 ligne bifilaire 1, une centrale d'alarme 2, une pluralité de périphériques polarisés 3 par exemple constitués par des avertisseurs, et un module de fin de ligne 4. La centrale et le module de fin de ligne coopèrent pour 20 permettre la détection d'un éventuel défaut d'isolement ou de continuité électrique de la ligne 1, y compris dans le cas où le défaut d'isolement n'est pas constitué par un court-circuit franc mais simplement par l'apparition d'une valeur anormale de la résistance parallèle Rp 25 (figure 1), et dans le cas où le défaut de continuité électrique n'est pas constitué par une rupture franche de cette ligne mais simplement par l'apparition d'une valeur anormale de la résistance série Rs (figure 1). 30 Si la valeur normale de la résistance série Rs est par exemple inférieure à 30 ohms, une valeur supérieure à cette limite pourra être considérée comme traduisant un défaut de continuité électrique. 35 De même, si la valeur normale de la résistance parallèle Rp est par exemple supérieure à 5 kOhms, une valeur inférieure à cette limite pourra être considérée comme traduisant un défaut d'isolation électrique. La centrale 2 est reliée à une première extrémité 101 de 5 la ligne 1, tandis que le module de fin de ligne 4 est relié à la deuxième extrémité 102 de cette ligne 1. Les périphériques 3, qui incluent par exemple des diodes de polarisation D (figure 4), sont montés en parallèle 10 entre les conducteurs 11 et 12 de la ligne 1. La centrale 2 comprend une unité de commande 21, des moyens d'alimentation électrique 22, et des moyens de mesure 23, l'unité de commande étant par exemple 15 constituée par un microcontrôleur pouvant intégrer les moyens de mesure 23. Les moyens d'alimentation 22, qui sont commandés par l'unité de commande 21, sont susceptibles, en fonction 20 des commandes qu'ils reçoivent, d'adopter un état actif ou un état de surveillance. Dans l'état actif des moyens d'alimentation 22, qui correspond à une situation d'alerte, la ligne 1 est 25 alimentée en énergie électrique avec une polarité directe qui permet d'activer les périphériques 3 et donc typiquement de faire fonctionner les avertisseurs sonores ou lumineux que constituent ces périphériques 3. 30 Dans l'état de surveillance des moyens d'alimentation 22, c'est-à-dire en dehors des situations d'alerte, la ligne 1 est alimentée en énergie électrique avec une polarité inverse, qui permet aux périphériques polarisés 3 de rester inactifs. 35 Les moyens de mesure 23, qui sont commandés par l'unité de commande 21, ont pour fonction de détecter un éventuel défaut d'isolement de la ligne 1 pendant une première phase de surveillance F1 (figure 3), puis de détecter un éventuel défaut de continuité de la ligne 1 pendant une deuxième phase de surveillance F2, à moins qu'un défaut d'isolement ait été mis en évidence pendant la première phase F1, auquel cas la recherche d'un éventuel défaut de continuité n'est pas effectuée. Pour ce faire, les moyens d'alimentation 22 sont commandés, dans l'état de surveillance, pour faire circuler sur la ligne 1 un courant Isi relativement faible pendant la première phase F1 de surveillance, puis, en l'absence de défaut d'isolement, un courant Ise, relativement fort et en tout cas supérieur au courant IS1r pendant la deuxième phase F2 de surveillance. Le module de fin de ligne 4 comprend un organe de commutation 41, par exemple constitué par un transistor, et une liaison électrique terminale des conducteurs 11 et 12 de la ligne 1. En l'occurrence, la liaison terminale est formée (figure 25 2) de deux branches parallèles B1 et B2 dont chacune relie entre eux les conducteurs 11 et 12 de la ligne 1. La branche B1, dessinée en pointillés, représente en fait la liaison que constitue lui-même le module de fin de 30 ligne 4, à l'exception de la branche B2. La première branche B1 présente donc une impédance ZF1 équivalente à l'impédance intrinsèque que présente le module de fin de ligne 4 à l'exception de la branche B2. 35 La deuxième branche B2 présente une impédance ZF2 inférieure à l'impédance ZF1. L'organe de commutation 41, qui est monté en série avec la deuxième impédance ZF2 sur la branche B2 de la liaison terminale, est commandé pour être passant pendant la deuxième phase F2 de surveillance. L'organe de commutation 41 peut ainsi placer la liaison terminale constituée par les branches B1 et B2 dans un premier état d'impédance pendant la phase F1 de surveillance, puis dans un deuxième état d'impédance pendant la phase F2 de surveillance, le deuxième état d'impédance étant caractérisé par une impédance sensiblement plus faible que le premier état d'impédance. Dans l'installation de l'invention, le module de fin de ligne 4 comprend notamment un détecteur 42 et un circuit de temporisation 43, par exemple constitué par une bascule monostable. Le détecteur 42 est conçu pour réagir à un signal de changement de phase Sx qui est périodiquement émis sur la ligne 1, dans l'état de surveillance, par les moyens d'alimentation 22. A réception de ce signal de changement de phase Sx, le détecteur 42 déclenche le circuit de temporisation 43, qui, à son tour, commande le transistor 41 à l'état passant pour placer la liaison terminale dans le deuxième état d'impédance pendant une durée T couvrant la deuxième phase F2 de surveillance (figure 3) et par exemple de l'ordre de 100 ms. L'impédance ZF1r par exemple égale à 47 kOhms, est avantageusement très supérieure à l'impédance ZF2r par exemple égale à 4.7 Ohms, de sorte que l'impédance caractérisant le deuxième état d'impédance peut en pratique être assimilée à l'impédance ZF2. Comme le montrent les figures 3 à 6, les moyens d'alimentation 22 comprennent par exemple deux sources commutées de tensions de surveillance, V1 et V2, commandées pour être reliées au premier conducteur 11 de la ligne 1 respectivement pendant la première phase de surveillance F1 et pendant la deuxième phase de surveillance F2. La deuxième tension de surveillance V2, par exemple égale à 5 Volts, est inférieure à la première tension de 15 surveillance V1, par exemple égale à 24 Volts. Comme le montrent par ailleurs les figures 3 et 6, le signal de changement de phase Sx peut être constitué par une absence momentanée d'alimentation de la ligne 1 en 20 énergie électrique. Si tel est le cas, le module de fin de ligne 4 doit être doté d'une réserve d'énergie 44 conçue pour alimenter les composants actifs du module de fin de ligne 4 et 25 notamment le circuit de temporisation 43. Le module de fin de ligne comprend également une ou plusieurs diodes de polarisation, telles que D1 et D2, ainsi qu'un régulateur de tension 45 monté entre la 30 réserve d'énergie 44 et le circuit de temporisation 43. Les moyens d'alimentation 22 de la centrale 2 comprennent également deux impédances de tête, ZT1 et ZT2, respectivement montées en série avec les sources 35 commutées de tensions de surveillance V1 et V2. La tension V1 est donc appliquée au conducteur 11 à travers l'impédance ZT1 pendant la première phase de surveillance F1, et la tension V2 est appliquée au conducteur 11 à travers l'impédance ZT2 pendant la deuxième phase de surveillance F2, cette deuxième impédance de tête ZT2 étant inférieure à la première impédance de tête ZT1. De même, les moyens d'alimentation 22 comprennent deux impédances de pied, ZP1 et ZP2r commandées pour être reliées au deuxième conducteur 12 de la ligne 1 respectivement pendant la première phase de surveillance F1 et pendant la deuxième phase de surveillance F2. La deuxième impédance de pied ZP2r par exemple égale à 33 Ohms, est sensiblement inférieure à la première impédance de pied ZP1r par exemple égale à 2260 Ohms. La commutation des sources de tension V1, V2, et des impédances ZF1, ZF2, ZT1, ZT2, ZP1, et ZP2 est assurée par l'unité de commande 21 qui délivre à cette fin des signaux de commande cadencés tels que K1, K2, K3 et K4. Les moyens de mesure 23, qui sont reliés à cette unité de commande 21 ou qui peuvent y être intégrés, surveillent le courant Isl qui circule sur le conducteur 12 de la ligne 1 pendant la première phase F1 de surveillance (figure 4) et comparent l'intensité de ce courant à un premier seuil bas L11, et à un premier seuil haut L12. Si le courant Isl a une intensité inférieure au seuil bas L11, ou supérieure au seuil haut L12, les moyens de mesure 23 produisent, directement ou par l'intermédiaire de l'unité de commande 21, un signal Scc indiquant l'existence d'un défaut d'isolement sur la ligne 1. La recherche d'un éventuel défaut de continuité est alors inhibée et les moyens d'alimentation 22 cessent d'alimenter la ligne 1 jusqu'à la prochaine séquence de recherche d'un éventuel défaut d'isolement. En revanche, si le courant Isi a une intensité comprise entre le seuil bas L11 et le seuil haut L12, les moyens de mesure 23 surveillent le courant IS2 qui circule sur le conducteur 12 de la ligne 1 pendant la deuxième phase F2 de surveillance (figure 5), et comparent l'intensité de ce courant à un deuxième seuil bas L21, et à un deuxième seuil haut L22. Si le courant IS2 a une intensité inférieure au seuil bas L21, ou supérieure au seuil haut L22, les moyens de mesure 23 produisent, directement ou par l'intermédiaire de l'unité de commande 21, un signal Sco indiquant l'existence d'un défaut de continuité de la ligne 1. Dans le cas contraire, aucun signal d'anomalie n'est produit. Après la phase F2, les moyens d'alimentation 22 coupent l'alimentation de la ligne 1 en énergie électrique jusqu'à la séquence de test suivante, afin de minimiser la consommation moyenne du système. Comme le comprendra aisément l'homme du métier à la lecture de ce qui précède, les impédances notées ZF1, ZF2, ZT1, ZT2, ZP1r et ZP2 peuvent être essentiellement ou exclusivement constituées par des résistances. En revanche, il est judicieux de faire en sorte que les composants utilisés pour constituer ces impédances présentent des impédances définies avec précision, par exemple au pourcent près, de manière à pouvoir tirer pleinement bénéfice du fonctionnement synchrone du système de surveillance de l'installation de l'invention, qui permet un excellent diagnostic de l'état de la ligne. Comme l'aura compris l'homme du métier à la lecture de ce qui précède, l'unité de commande 21, pour placer les moyens d'alimentation 22 dans leur état actif, produit un signal de commande K4 qui relie le conducteur 11 à la masse et le conducteur 12 à la source de tension Vact. Les différentes sources de tension sont typiquement obtenues à partir de la tension du réseau public de distribution d'électricité, encore appelé secteur. En cas de coupure du secteur, la centrale 2 doit être alimentée par une source de tension de secours généralement constituée par une batterie, de sorte que l'autonomie de l'installation est alors d'autant plus importante que l'énergie consommée sur la ligne est faible. Grâce à son mode de fonctionnement, l'installation de l'invention offre l'avantage d'une consommation très faible, et donc d'une autonomie très importante.25 REVENDICATIONS.1. Installation de sécurité comprenant une ligne (1) dotée d'un premier et d'un deuxième conducteurs (11, 12), une centrale d'alarme (2) reliée à une première extrémité (101) de la ligne (1), une pluralité de périphériques polarisés (3) montés en parallèle entre les conducteurs (11, 12) de la ligne (1), et un module de fin de ligne (4) relié à une deuxième extrémité (102) de la ligne (1), la centrale (2) comprenant une unité de commande (21), des moyens d'alimentation électrique (22), et des moyens de mesure (23), les moyens de mesure (23) étant commandés par l'unité de commande (21) pour détecter un éventuel défaut d'isolement de la ligne (1) pendant une première phase (F1) de surveillance, et pour détecter un éventuel défaut de continuité de la ligne (1) pendant une deuxième phase (F2) de surveillance, les moyens d'alimentation (22) étant commandés par l'unité de commande (21) pour adopter sélectivement un état actif dans lequel la ligne (1) est alimentée en énergie électrique avec une polarité directe activant les périphériques (3), et un état de surveillance dans lequel la ligne (1) est alimentée en énergie électrique avec une polarité inverse laissant les périphériques (3) inactifs, ces moyens d'alimentation (22) étant en outre commandés, dans l'état de surveillance, pour faire circuler sur la ligne (1) un premier courant (ISi) pendant la première phase (F1) de surveillance, et un deuxième courant (IS2), supérieur au premier courant (IS1), pendant la deuxième phase (F2) de surveillance, et le module de fin de ligne (4) comprenant une liaison électrique terminale (B1, B2) des conducteurs (11, 12) de la ligne (1) et un organe de commutation (41) propre à placer la liaison terminale (B1, B2) dans un premier état d'impédance pendant la première phase (F1) de surveillance, et dans un deuxième état d'impédance, représenté par une impédance plus faible que dans le premier état d'impédance, pendant la deuxième phase (F2) de surveillance, caractérisée en ce que le module de fin de ligne (4) comprend en outre un détecteur (42) et un circuit de temporisation (43), le détecteur (42) étant conçu pour réagir à un signal de changement de phase (Sx), sélectivement émis sur la ligne (1) par les moyens d'alimentation (22), en déclenchant le circuit de temporisation (43), et ce circuit de temporisation (43) étant conçu pour placer, une fois déclenché, la liaison terminale (B1, B2) dans le deuxième état d'impédance au moins pendant la deuxième phase (F2) de surveillance. 2. Installation de sécurité suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison terminale (B1, B2) comprend au moins deux branches parallèles (B1, B2) dont chacune relie entre eux les conducteurs (11, 12) de la ligne (1), en ce que le module de fin de ligne (4) présente intrinsèquement une première impédance (ZF1) installée sur la première branche (B1) de la liaison terminale (B1, B2), en ce que l'organe de commutation (41) de ce module de fin de ligne (4) est monté en série avec une deuxième impédance (ZF2) sur la deuxième branche (B2) de la liaison terminale (B1, B2), en ce que la deuxième impédance (ZF2) est inférieure à la première (ZF1), et en ce que l'organe de commutation (41) est commandé par le circuit de temporisation (43) pour être passant pendant la deuxième phase (F2) de surveillance. 3. Installation de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le module de fin de ligne (4) comprend en outre une réserve d'énergie (44) propre à alimenter au moins le circuit de temporisation (43). 4. Installation de sécurité suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation (22) sont conçus pour émettre, en tant que signal de changement de phase (Sx), une absence momentanée d'alimentation de la ligne (1) en énergie électrique. 5. Installation de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation (22) comprennent des première et deuxième sources commutées (V1, V2) de tensions de surveillance commandées pour être reliées au premier conducteur (11) de la ligne (1) respectivement pendant les première et deuxième phases (F1, F2) de surveillance et dont la deuxième (V2) délivre une tension inférieure à la tension délivrée par la première source (V1). 6. Installation de sécurité suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation (22) comprennent des première et deuxième impédances de tête (ZT1, ZT2) montées en série respectivement avec les première et deuxième sources commutées (V1, V2) de tensions de surveillance, la deuxième impédance de tête (ZT2) étant inférieure à la première (ZT1). 7. Installation de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation (22) comprennent des première et deuxième impédances de pied (ZP1r Zp2) commandées pour être sélectivement reliées au deuxième conducteur (12) de la ligne (1) respectivement pendant les première et deuxième phases (F1, F2) de surveillance, la deuxième impédance de pied (ZP2) étant inférieure à la première (ZP1) 8. Installation de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de mesure (23) sont conçus pour comparer à des premier et deuxième couples de seuils (L11, L12; L21, L22) des mesures du courant (Isl, IS2) circulant sur le deuxième conducteur (12) de la ligne (1) respectivement pendant les première et deuxième phases (F1, F2) de surveillance.