FR3012708A1

FR3012708A1 - FIBER OPTIC REMOTE CONTROL DEVICE

Info

Publication number: FR3012708A1
Application number: FR1360700A
Authority: FR
Inventors: Julien Hugny
Original assignee: Hydrostadium SA
Current assignee: Hydrostadium SA
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-01
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: FR3012708B1

Abstract

Le dispositif selon l'invention transmet des signaux de commande (4) sous forme de rayonnement lumineux à travers au moins une fibre optique (3), depuis un émetteur (1) de signaux lumineux jusqu'à un récepteur distant (2) de signaux lumineux. Les signaux lumineux de commande (4) sont sous forme binaire, avec un état de marche et un état d'arrêt. L'émetteur (1) est apte à émettre les signaux lumineux de commande (4) sous forme binaire, et le récepteur distant (2) est apte à recevoir lesdits signaux lumineux de commande (4) sous forme binaire et à les transformer en signaux électriques de commande binaires de marche ou d'arrêt. Le dispositif peut ainsi être dépourvu de couches logicielles, présente une fiabilité satisfaisante pour la commande distante d'organes de sécurité, et la transmission est insensible aux perturbations électromagnétiques environnantes.The device according to the invention transmits control signals (4) in the form of light radiation through at least one optical fiber (3), from a transmitter (1) of light signals to a remote receiver (2) of signals luminous. The control light signals (4) are in binary form, with a state of on and a stop state. The transmitter (1) is able to transmit the control light signals (4) in binary form, and the remote receiver (2) is able to receive said control light signals (4) in binary form and transform them into signals binary control electric on or off. The device can thus be devoid of software layers, has a satisfactory reliability for the remote control of safety devices, and the transmission is insensitive to surrounding electromagnetic disturbances.

Description

36FDEP.docx 1 La présente invention concerne les dispositifs de commande à distance par liaison filaire, généralement utilisés pour transmettre des données et ordres de commande permettant de piloter à distance des organes actifs. L'invention vise notamment l'application de tels dispositifs de commande à distance pour piloter à distance les vannes de tête d'un aménagement hydroélectrique, lesdites vannes de tête étant positionnées en amont pour commander le débit d'eau dans des conduites forcées conduisant l'eau jusqu'en aval où se trouve l'usine de production d'électricité et les moyens de commande de vannes.The present invention relates to wired remote control devices, generally used to transmit data and control commands for remote control of active organs. The invention aims in particular at the application of such remote control devices for remotely controlling the head valves of a hydroelectric installation, said head valves being positioned upstream to control the flow of water in forced conduits leading to water downstream where is the power plant and the valve control means.

Les moyens de commande de vannes pilotent à distance les vannes de tête notamment en cas de détection de défauts importants. Ces défauts peuvent être une survitesse de turbine dans l'usine de production d'électricité, une baisse de pression dans les conduites forcées, un ordre d'arrêt prolongé de la turbine, un ordre d'arrêt d'urgence de l'usine, une inondation de l'usine.The valve control means remotely control the head valves in particular in case of detection of major defects. These faults can be a turbine overspeed in the power plant, a pressure drop in the penstock, an extended shutdown order from the turbine, an emergency shutdown order from the plant, a flood of the plant.

II est indispensable de faire en sorte que les vannes de tête reçoivent en toutes circonstances la commande de fermeture si les moyens de commande de vannes donnent l'ordre de fermer les vannes. Les vannes de tête se trouvant généralement à une distance de plusieurs kilomètres à l'écart de l'usine, cela nécessite une liaison particulièrement fiable.It is essential to ensure that the head valves receive in all circumstances the closing command if the valve control means give the order to close the valves. Since head valves are usually several kilometers away from the plant, this requires a particularly reliable connection.

Jusqu'à présent, pour assurer cette fiabilité, la transmission des signaux de commande a été assurée par des câbles en cuivre. Une telle liaison présente toutefois certains inconvénients, tels que le vieillissement progressif de l'équipement, la sensibilité aux perturbations électromagnétiques environnantes pouvant se produire lors des orages.Until now, to ensure this reliability, the transmission of control signals has been provided by copper cables. However, such a connection has certain disadvantages, such as the progressive aging of the equipment, the sensitivity to surrounding electromagnetic disturbances that may occur during thunderstorms.

Il y a donc un besoin de concevoir des moyens de transmission qui présentent à la fois une fiabilité de fonctionnement aussi élevée que celle des liaisons filaires en cuivre, et une bonne insensibilité aux perturbations électromagnétiques environnantes. On a déjà envisagé de transférer les informations de commande à distance par le canal des systèmes de transfert d'informations par fibres optiques. Ces systèmes de transfert d'informations sont adaptés pour le transfert simultané de plusieurs protocoles de communication sur une même liaison, grâce à des couches logicielles permettant de numériser les signaux à transmettre, et grâce à des couches logicielles permettant de juxtaposer les signaux numériques pour une transmission simultanée d'un grand nombre de signaux. Toutefois, la multiplication des circuits électroniques permettant de numériser et de juxtaposer les signaux conduit à dégrader la fiabilité de ces 36FDEP.docx 2 systèmes, de sorte que cette solution ne peut pas être retenue pour la transmission de signaux de commande à distance dans les cas où une grande fiabilité de transmission est requise. Tel est le cas notamment pour la commande à distance de vannes de tête dans les aménagements hydroélectriques. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un nouveau dispositif de commande à distance qui présente une fiabilité de fonctionnement au moins égale à celle des dispositifs de transmission à liaison filaire en cuivre, et qui présente une bonne insensibilité aux perturbations électromagnétiques environnantes. Pour atteindre ces buts ainsi que d'autres, l'invention propose un dispositif de commande à distance, dans lequel les signaux de commande sont transmis sous forme de rayonnement lumineux, à travers au moins une fibre optique, depuis un émetteur de signaux lumineux jusqu'à un récepteur distant de signaux lumineux ; selon l'invention : - les signaux lumineux de commande sont sous forme binaire, avec un état de marche et un état d'arrêt, - l'émetteur est apte à émettre lesdits signaux lumineux de commande sous forme binaire, - le récepteur est apte à recevoir lesdits signaux lumineux de commande sous forme binaire et à les transformer en signaux électriques de commande binaires de marche ou d'arrêt. L'utilisation de signaux transmis sous forme de rayonnement lumineux à travers une fibre optique permet de s'affranchir de tout risque de disfonctionnement résultant des perturbations électromagnétiques environnantes. Simultanément, l'utilisation de signaux de commande sous forme binaire permet d'optimiser la capacité de reconnaissance de l'état des signaux par le récepteur distant, indépendamment de la baisse d'efficacité de la transmission, pouvant résulter de certaines dégradations limitées des connecteurs de raccordement de la fibre optique ou de la fibre optique elle-même. De préférence, on prévoit que : - dans son état de marche, un signal lumineux de commande est continu et d'amplitude significative et constante, - dans son état d'arrêt, un signal lumineux de commande est d'amplitude insignifiante. 36FDEP.do cx 3 Ainsi, on améliore encore les capacités de reconnaissance de l'état des signaux de commande par le récepteur distant, grâce à une grande amplitude de variation du signal entre son état de marche et son état d'arrêt. En pratique, on peut avantageusement prévoir que l'émetteur est un circuit optoélectronique ayant : - un générateur de signal électrique bistable, produisant sur sa sortie électrique des signaux électriques de sortie sous forme binaire, avec un état de marche à un premier potentiel continu, et avec un état d'arrêt à un second potentiel continu, - un générateur de lumière, ayant une sortie optique connectée fonctionnellement à ladite fibre optique, et apte à produire sur sa sortie optique lesdits signaux lumineux de commande en fonction des signaux électriques présents sur son entrée électrique connectée à la sortie électrique du générateur de signal électrique, - le signal lumineux de commande étant dans son état de marche lorsque le signal électrique de sortie est dans son état de marche, le signal lumineux de commande étant dans son état d'arrêt lorsque le signal électrique de sortie est dans son état d'arrêt. De même, on peut avantageusement prévoir que le récepteur comprend : - un circuit optoélectronique de réception, recevant sur son entrée optique les signaux lumineux de commande provenant de la fibre optique, et générant sur sa sortie électrique des signaux électriques de commande binaires fonction des signaux lumineux de commande, et étant dans un état de marche lorsque le signal lumineux de commande est dans son état de marche, et étant dans un état d'arrêt lorsque le signal lumineux de commande est dans son état d'arrêt, - un circuit électrique de mise en forme bistable, recevant sur son entrée les signaux électriques de commande binaires, et apte à produire sur sa sortie des signaux électriques de sortie image des signaux électriques de commande binaires.There is therefore a need to design transmission means which have both a reliability of operation as high as copper wire links, and good insensitivity to surrounding electromagnetic disturbances. It has already been envisaged to transfer the remote control information through the channel of the optical fiber information transfer systems. These information transfer systems are suitable for the simultaneous transfer of several communication protocols on the same link, thanks to software layers making it possible to digitize the signals to be transmitted, and thanks to software layers making it possible to juxtapose the digital signals for a single connection. simultaneous transmission of a large number of signals. However, the multiplication of electronic circuits making it possible to digitize and juxtapose the signals leads to degrade the reliability of these systems, so that this solution can not be adopted for the transmission of remote control signals in the cases where high transmission reliability is required. This is particularly the case for the remote control of head valves in hydroelectric developments. The problem proposed by the present invention is to design a new remote control device which has an operating reliability at least equal to that of copper wire bond transmission devices, and which has good insensitivity to surrounding electromagnetic disturbances. To achieve these and other aims, the invention proposes a remote control device, in which the control signals are transmitted in the form of light radiation, through at least one optical fiber, from a light signal transmitter to a light source. to a remote receiver of light signals; according to the invention: - the control light signals are in binary form, with a running state and a stop state, - the transmitter is able to transmit said control light signals in binary form, - the receiver is able to receiving said control light signals in binary form and transforming them into binary control electric on or off signals. The use of signals transmitted in the form of light radiation through an optical fiber makes it possible to overcome any risk of malfunctioning resulting from the surrounding electromagnetic disturbances. Simultaneously, the use of control signals in binary form makes it possible to optimize the recognition capacity of the signal state by the remote receiver, independently of the drop in transmission efficiency, which may result from certain limited degradation of the connectors. connecting the optical fiber or the optical fiber itself. Preferably, it is expected that: - in its operating state, a control light signal is continuous and of significant and constant amplitude, - in its off state, a control light signal is of insignificant amplitude. Thus, the recognition of the status of the control signals by the remote receiver is further improved by virtue of a large amplitude of variation of the signal between its on state and its off state. In practice, it is advantageous to provide that the transmitter is an optoelectronic circuit having: a bistable electrical signal generator, producing on its electrical output electrical output signals in binary form, with a state of operation at a first continuous potential, and with a stopping state at a second DC potential, - a light generator, having an optical output operatively connected to said optical fiber, and able to produce on its optical output said control light signals as a function of the electrical signals present on its electrical input connected to the electrical output of the electrical signal generator, - the control signal being in its operating state when the electrical output signal is in its operating state, the control signal being in its operating state. stop when the electrical output signal is in its off state. Similarly, the receiver may advantageously comprise: an optoelectronic reception circuit, receiving on its optical input the control light signals coming from the optical fiber, and generating on its electrical output binary control electrical signals depending on the signals luminous control, and being in a state of operation when the control signal is in its operating state, and being in a stopped state when the control signal is in its off state, - an electrical circuit bistable shaping, receiving on its input the binary electrical control signals, and able to produce at its output electrical image output signals of the binary electrical control signals.

Pour les applications de commande à des distances supérieures à 1 km, on pourra avantageusement utiliser au moins une fibre optique monomode, c'est-à-dire présentant un diamètre de coeur de 10 à 125 pm environ. Le coeur est alors si fin que le chemin de propagation des rayons lumineux est pratiquement direct, d'où l'appellation monomode. Les pertes de transmission sont alors minimes, avec moins de réflexions sur l'interface coeur - gaine de la fibre. Une telle fibre monomode présente une atténuation relativement faible de la puissance lumineuse transmise dans le cas d'une 36FDEP.docx 4 transmission de signaux lumineux à fréquence dans l'infrarouge. On pourra donc trouver avantage à combiner cette fibre optique monomode avec un émetteur et un récepteur travaillant dans l'infrarouge, c'est-à-dire des longueurs d'ondes de lumière comprises entre 1 100 et 1 560 nm. De la sorte, les signaux lumineux de commande sont sous forme de rayonnement lumineux infrarouge. L'invention propose également d'appliquer un tel dispositif à la commande de sécurité à distance des vannes de tête d'un aménagement hydroélectrique. On peut alors utiliser, comme support de transmission, une ou plusieurs des fibres optiques monomodes du faisceau de fibres optiques habituellement utilisé pour la transmission de données numériques entre l'usine de production d'électricité et les différents capteurs et autres dispositifs de surveillance placés le long des conduites forcées et au niveau des systèmes amont de captage d'eau. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est un schéma de principe illustrant le dispositif de commande à distance selon la présente invention ; - la figure 2 illustre la forme du signal de commande à transmettre par le dispositif selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma électrique illustrant un mode de réalisation avantageux du récepteur de signaux de commande du dispositif selon l'invention ; - la figure 4 illustre schématiquement les organes essentiels d'un aménagement hydroélectrique ; et - la figure 5 illustre schématiquement l'application du dispositif de commande selon l'invention à la commande des vannes de tête d'un aménagement hydroélectrique. Comme illustré schématiquement sur la figure 1, un dispositif de commande à distance à fibre optique selon l'invention comprend un émetteur 1, un récepteur 2, et au moins une fibre optique 3 connectée à l'émetteur 1 et au récepteur 2. L'émetteur 1 est apte à émettre des signaux lumineux de commande 4 sous forme binaire, c'est-à-dire ayant deux états distincts, à savoir un état de marche 4a (figure 2) et un état d'arrêt 4b, sous forme de rayonnement lumineux. Le récepteur 2 est apte à recevoir lesdits signaux lumineux de 35 commande 4 sous forme binaire, et à les transformer en signaux de commande de sortie binaires dé marche ou d'arrêt sur une sortie 2a. 36FDEP.docx Comme illustré sur la figure 2, dans son état de marche 4a, le signal lumineux de commande 4 est continu et d'amplitude significative et constante. Dans son état d'arrêt 4b, le signal lumineux de commande 4 est d'amplitude insignifiante. 5 Le basculement de l'état de marche 4a vers l'état d'arrêt 4b est commandé par la commutation d'un générateur de signal électrique bistable la, par exemple un commutateur d'entrée de l'émetteur 1. Par exemple, le commutateur d'entrée provoque la mise sous tension d'un générateur de lumière tel qu'une diode laser 1 b raccordée à l'entrée de la fibre optique 3. L'alimentation de la diode laser lb provoque l'émission d'un rayonnement lumineux, avantageusement un rayonnement lumineux infrarouge, parcourant la fibre optique 3, et constituant un signal lumineux de commande 4 à l'état de marche 4a. L'interruption de l'alimentation de la diode laser 1 b provoque l'interruption de l'émission de rayonnement lumineux par la diode laser lb, et ainsi le basculement du signal lumineux de commande 4 vers son état d'arrêt 4b. Ainsi, l'émetteur 1 est un circuit optoélectronique ayant un générateur de signal électrique bistable la produisant sur sa sortie électrique un signal électrique sous forme binaire, avantageusement tout ou rien, avec un état de marche à un premier potentiel continu, par exemple au potentiel de la borne positive de l'alimentation lc, et avec un état d'arrêt à un second potentiel continu, par exemple au potentiel nul ou potentiel de la borne négative de l'alimentation lc. L'émetteur 1 comprend en outre un générateur de lumière 1 b tel que la diode laser, apte à produire sur sa sortie optique, connectée fonctionnellement à la fibre optique 3, des signaux lumineux de commande 4 fonction des signaux électriques présents sur son entrée électrique ld connectée à la sortie électrique du générateur de signal électrique la. Ainsi, le signal lumineux de commande 4 est dans son état de marche 4a lorsque le signal électrique de sortie envoyé par le générateur de signal électrique bistable la à l'entrée électrique ld du générateur de lumière lb est lui aussi dans son état de marche, le signal lumineux de commande 4 étant dans son état d'arrêt 4b lorsque ledit signal électrique de sortie envoyé sur l'entrée électrique ld du générateur de lumière lb est lui-même dans son état d'arrêt. Le récepteur 2 comprend, de façon générale, un circuit optoélectronique de réception 2b, recevant sur son entrée optique 2c des signaux lumineux de commande 4 provenant de la fibre optique 3, et générant sur sa sortie électrique des signaux électriques de commande binaires fonction des 36FDEP.docx 6 signaux lumineux de commande 4 et étant dans un état de marche lorsque le signal lumineux de commande 4 est dans son état de marche 4a et étant dans un état d'arrêt lorsque le signal lumineux de commande 4 est dans son état d'arrêt 4b.For control applications at distances greater than 1 km, one can advantageously use at least one monomode optical fiber, that is to say having a core diameter of 10 to about 125 pm. The heart is so thin that the propagation path of the light rays is almost direct, hence the monomode name. The transmission losses are then minimal, with less reflections on the core-sheath interface of the fiber. Such a single-mode fiber has a relatively low attenuation of the light power transmitted in the case of a transmission of infrared frequency light signals. It will therefore be advantageous to combine this monomode optical fiber with a transmitter and a receiver working in the infrared, that is to say wavelengths of light of between 1100 and 1560 nm. In this way, the control light signals are in the form of infrared light radiation. The invention also proposes to apply such a device to the remote safety control of the head valves of a hydroelectric installation. One or more of the monomode optical fibers of the optical fiber bundle usually used for the transmission of digital data between the power plant and the various sensors and other monitoring devices placed on along the penstocks and at the level of upstream water catchment systems. Other objects, features and advantages of the present invention will emerge from the following description of particular embodiments, with reference to the appended figures, in which: FIG. 1 is a block diagram illustrating the remote control device according to the present invention; FIG. 2 illustrates the form of the control signal to be transmitted by the device according to the invention; FIG. 3 is an electrical diagram illustrating an advantageous embodiment of the control signal receiver of the device according to the invention; - Figure 4 schematically illustrates the essential organs of a hydroelectric facility; and FIG. 5 schematically illustrates the application of the control device according to the invention to the control of the head valves of a hydroelectric installation. As illustrated schematically in FIG. 1, an optical fiber remote control device according to the invention comprises a transmitter 1, a receiver 2, and at least one optical fiber 3 connected to the transmitter 1 and to the receiver 2. transmitter 1 is able to emit control light signals 4 in binary form, that is to say having two distinct states, namely a running state 4a (FIG. 2) and a stop state 4b, in the form of FIG. light radiation. The receiver 2 is adapted to receive said control light signals 4 in binary form, and to transform them into binary output control signals on or off on an output 2a. 36FDEP.docx As illustrated in FIG. 2, in its operating state 4a, the control light signal 4 is continuous and of significant and constant amplitude. In its off state 4b, the control light signal 4 is of insignificant amplitude. The switching from the operating state 4a to the off state 4b is controlled by the switching of a bistable electric signal generator 1a, for example an input switch of the transmitter 1. input switch causes powering of a light generator such as a laser diode 1b connected to the input of the optical fiber 3. The power supply of the laser diode 1b causes the emission of radiation bright, advantageously infrared light radiation, traversing the optical fiber 3, and constituting a control light signal 4 in the operating state 4a. The interruption of the supply of the laser diode 1b causes the interruption of the emission of light radiation by the laser diode lb, and thus the switching of the control light signal 4 to its off state 4b. Thus, the transmitter 1 is an optoelectronic circuit having a bistable electrical signal generator producing on its electrical output an electrical signal in binary form, advantageously all or nothing, with a state of operation at a first continuous potential, for example at the potential. the positive terminal of the power supply lc, and with a stop state at a second DC potential, for example at the potential zero or potential of the negative terminal of the power supply lc. The transmitter 1 further comprises a light generator 1b such that the laser diode, capable of producing at its optical output, functionally connected to the optical fiber 3, control light signals 4 depending on the electrical signals present on its electrical input. ld connected to the electrical output of the electrical signal generator la. Thus, the control light signal 4 is in its operating state 4a when the electrical output signal sent by the bistable electric signal generator 1a to the electrical input 1d of the light generator 1b is also in its operating state, the control light signal 4 being in its off state 4b when said electrical output signal sent to the electrical input 1d of the light generator 1b is itself in its off state. The receiver 2 generally comprises a reception optoelectronic circuit 2b, receiving on its optical input 2c control light signals 4 coming from the optical fiber 3, and generating on its electrical output binary control electrical signals which function according to the 36FDEP .docx 6 control light signals 4 and being in a state of operation when the control signal light 4 is in its operating state 4a and is in a stopped state when the control light signal 4 is in its operating state. stop 4b.

Comme on le voit mieux sur la figure 3, le circuit optoélectronique de réception 2b peut avantageusement comprendre une photodiode placée directement en sortie de la fibre optique 3, et polarisée en inverse pour générer un courant électrique fonction des signaux lumineux de commande 4 et constituant les signaux électriques de commande binaires.As can be seen better in FIG. 3, the optoelectronic reception circuit 2b can advantageously comprise a photodiode placed directly at the output of the optical fiber 3, and reverse biased to generate an electric current which is a function of the control light signals 4 and constituting the binary electrical control signals.

Le récepteur 2 comprend en outre un circuit électrique de mise en forme 2d bistable, recevant sur son entrée les signaux électriques de commande binaires et apte à produire sur sa sortie 2a des signaux électriques de sortie image des signaux électriques de commande binaires. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le circuit électronique de mise en forme 2d comprend un amplificateur opérationnel 5 monté en convertisseur courant / tension : son entrée inverseuse est connectée à la cathode de la photodiode 2b, son entrée non inverseuse est connectée à la borne négative de la source d'alimentation 6, et une résistance RI est connectée entre sa sortie et son entrée inverseuse. De la sorte, la tension à la sortie de l'amplificateur opérationnel 5 est proportionnelle au courant électrique traversant la photodiode du circuit optoélectronique de réception 2b, lequel courant est lui-même proportionnel à l'intensité du signal lumineux de commande 4 reçu de la fibre optique 3. La sortie de l'amplificateur opérationnel 5 est connectée à la borne négative de la source d'alimentation 6 par un pont diviseur formé des résistances R2 et R3 dont le point milieu est connecté à la base d'un transistor 7 dont l'émetteur est connecté à la borne négative de la source d'alimentation 6 et dont le collecteur est connecté à la borne positive de la source d'alimentation 6 par l'intermédiaire de la bobine 8a d'un relais 8 dont les contacts forment la sortie 2a du récepteur 2. Une diode 9 est connectée en dérivation de la bobine 8a du relais 8, sa cathode étant connectée à la borne positive de la source d'alimentation 6, pour protéger le transistor 7 contre les surtensions lors du passage de signal lumineux de commande 4 vers son état d'arrêt 4b. Le relais 8 est de type monostable, formant sur sa sortie 2a un contact fermé tant que le signal lumineux de commande 4 est dans son état de marche 4a, et formant sur sa sortie 2a un contact ouvert lorsque le signal lumineux de commande 4 est dans son état d'arrêt 4b. 36FDEP.docx 7 Les valeurs des résistances R2 et R3 sont choisies de façon que le transistor 7 soit à l'état saturé lorsque le signal lumineux de commande 4 est dans son état de marche 4a, et de façon que le transistor 7 soit dans son état bloqué lorsque le signal lumineux de commande 4 est dans son état d'arrêt 4b.The receiver 2 further comprises a bistable 2d shaping electrical circuit, receiving at its input the binary electrical control signals and able to produce at its output 2a electrical image output signals of the binary electrical control signals. In the embodiment illustrated in FIG. 3, the electronic shaping circuit 2d comprises an operational amplifier 5 mounted in a current / voltage converter: its inverting input is connected to the cathode of the photodiode 2b, its non-inverting input is connected. to the negative terminal of the power source 6, and a resistor RI is connected between its output and its inverting input. In this way, the voltage at the output of the operational amplifier 5 is proportional to the electric current flowing through the photodiode of the optoelectronic reception circuit 2b, which current is itself proportional to the intensity of the control light signal 4 received from the optical fiber 3. The output of the operational amplifier 5 is connected to the negative terminal of the power source 6 by a divider bridge formed of resistors R2 and R3 whose midpoint is connected to the base of a transistor 7 whose the transmitter is connected to the negative terminal of the power source 6 and whose collector is connected to the positive terminal of the power source 6 via the coil 8a of a relay 8 whose contacts form the output 2a of the receiver 2. A diode 9 is connected in shunt of the coil 8a of the relay 8, its cathode being connected to the positive terminal of the power source 6, to protect the transistor 7c overvoltages when switching from control light signal 4 to its off state 4b. Relay 8 is of the monostable type, forming on its output 2a a closed contact as long as the control light signal 4 is in its operating state 4a, and forming on its output 2a an open contact when the control light signal 4 is in its shutdown state 4b. The values of the resistors R2 and R3 are chosen so that the transistor 7 is in the saturated state when the control light signal 4 is in its operating state 4a, and so that the transistor 7 is in its state. blocked state when the control light signal 4 is in its off state 4b.

La figure 4 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un aménagement hydroélectrique destiné à être piloté par le dispositif de commande selon l'invention, par exemple le dispositif de commande tel que décrit précédemment en relation avec les figures 1 à 3. L'aménagement hydroélectrique est destiné à utiliser, dans une usine de production d'électricité 10 située en aval, l'énergie potentielle de l'eau contenue dans une retenue amont 11. Pour cela, l'eau contenue dans la retenue amont 11 est amenée, par une galerie d'amenée 12 à cheminée d'équilibre 13, puis par une conduite forcée 14 descendante, jusqu'à l'usine 10 dans laquelle se trouvent une ou plusieurs turbines 15 entraînant mécaniquement un ou plusieurs alternateurs fournissant l'énergie électrique. L'eau est ensuite évacuée vers une retenue aval 16. Une vanne de tête 17 est prévue à l'entrée amont de la conduite forcée 14, pour interrompre si nécessaire le passage d'eau en cas de détection d'un défaut tel qu'une baisse de pression dans la conduite forcée 14, une inondation de l'usine 10, un besoin d'interrompre la rotation des turbines 15 et/ou des alternateurs. Dans cet exemple, une ligne de communication 18, à faisceau de fibres optiques et système de numérisation des signaux, est établie entre l'usine 10 et les organes distants tels que la vanne de tête 17 se situant en amont de la conduite forcée 14. La longueur de la ligne de communication 18 peut être de plusieurs kilomètres, par exemple une dizaine de kilomètres. En se référant à la figure 5, on distingue la constitution de la ligne de communication 18. La communication s'effectue dans les deux sens de propagation, c'est-à-dire depuis l'usine 10 vers la vanne de tête et les systèmes associés 17, ou depuis la vanne de tête et les systèmes associés 17 vers l'usine 10. Cette ligne de communication 18 permet de faire transiter plusieurs protocoles de communication par un faisceau de fibres optiques 18k dont les extrémités sont munies d'émetteurs - récepteurs, à savoir l'émetteur - récepteur amont 18a et l'émetteur - récepteur aval 18b.FIG. 4 schematically illustrates an embodiment of a hydroelectric installation intended to be controlled by the control device according to the invention, for example the control device as described previously with reference to FIGS. 1 to 3. The hydroelectric plant is intended to use, in a downstream power plant 10, the potential energy of the water contained in an upstream reservoir 11. For this purpose, the water contained in the upstream reservoir 11 is supplied by a feed tunnel 12 equilibrium chimney 13, then by a forced pipe 14 down to the factory 10 in which there are one or more turbines 15 mechanically driving one or more alternators providing electrical energy. The water is then discharged to a downstream reservoir 16. A head valve 17 is provided at the upstream inlet of the forced pipe 14, to interrupt the passage of water if necessary in case of detection of a defect such as a pressure drop in the penstock 14, a flood of the plant 10, a need to interrupt the rotation of the turbines 15 and / or alternators. In this example, a communication line 18, with an optical fiber bundle and a system for digitizing the signals, is established between the factory 10 and the remote members such as the head valve 17 situated upstream of the penstock 14. The length of the communication line 18 may be several kilometers, for example ten kilometers. With reference to FIG. 5, the constitution of the communication line 18 is distinguished. The communication is carried out in both directions of propagation, that is to say from the plant 10 to the head valve and the associated systems 17, or from the head valve and the associated systems 17 to the factory 10. This communication line 18 makes it possible to transit several communication protocols by a bundle of optical fibers 18k whose ends are provided with transmitters - receivers, namely the upstream transceiver 18a and the downstream transceiver 18b.

L'émetteur - récepteur amont 18a comprend un automate 18c ayant un circuit électronique de commande 18d, un logiciel enregistré 18e, un circuit de mise en forme de signal 18f. La sortie de l'automate 18c est raccordée à un 36FDEP.docx 8 commutateur optique 18g ayant lui-même un circuit d'entrée électrique 18h, un logiciel de commutation 18i, et un générateur de lumière 18j lui-même connecté aux fibres optiques 18k. En aval, les fibres optiques 18k sont connectées à l'émetteur - récepteur aval 18b qui présente une structure similaire à celle de l'émetteur - récepteur amont 18a, avec un automate 18m et un commutateur optique 18n. Ainsi, la ligne de communication 18 comprend un grand nombre de couches logicielles et de circuits permettant de transmettre un grand nombre 10 d'informations simultanées entre l'amont et l'aval de l'aménagement hydroélectrique. Dans l'application de la présente invention à la commande de la vanne de tête 17 de cet aménagement hydroélectrique, on utilise l'une au moins des fibres optiques du faisceau de fibres optiques 18k, que l'on isole en entrée et en 15 sortie pour former la fibre optique 3 dédiée, que l'on connecte à l'émetteur 1 situé dans l'usine 10 en aval, et que l'on connecte au récepteur 2 situé à proximité de la vanne de tête 17. De la sorte, la fibre optique 3 dédiée fonctionne indépendamment des émetteurs - récepteurs 18a et 18b de la ligne de communication 18. La commande de la vanne de tête 17 est ainsi fiabilisée, car 20 rendue indépendante des couches logicielles et des protocoles de communication de la ligne de communication 18. Elle est en outre rendue indépendante des perturbations électromagnétiques éventuelles pouvant se produire dans l'environnement de l'aménagement hydroélectrique. En alternative, l'invention peut aussi être utilisée avec une ou des 25 fibres optiques dédiées 3 reliant l'émetteur 1 et le récepteur 2, en l'absence d'une ligne de communication 18. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.The upstream transceiver 18a includes a controller 18c having an electronic control circuit 18d, a registered software 18e, a signal shaping circuit 18f. The output of the controller 18c is connected to a 36FDEP.docx 8 optical switch 18g having itself an 18h electrical input circuit, a switching software 18i, and a light generator 18j itself connected to the optical fibers 18k . Downstream, the optical fibers 18k are connected to the downstream transceiver 18b which has a structure similar to that of the upstream transceiver 18a, with a controller 18m and an optical switch 18n. Thus, the communication line 18 comprises a large number of software layers and circuits for transmitting a large number of simultaneous information between the upstream and downstream of the hydroelectric facility. In the application of the present invention to the control of the head valve 17 of this hydroelectric installation, at least one of the optical fibers of the optical fiber bundle 18k, which is isolated at the input and at the output, is used. to form the dedicated optical fiber 3, which is connected to the transmitter 1 located in the factory 10 downstream, and that is connected to the receiver 2 located near the head valve 17. In this way, the dedicated optical fiber 3 operates independently of the transceivers 18a and 18b of the communication line 18. The control of the head valve 17 is thus made reliable, since it is rendered independent of the software layers and communication protocols of the communication line. 18. It is also made independent of any electromagnetic disturbances that may occur in the environment of the hydroelectric facility. Alternatively, the invention may also be used with one or more dedicated optical fibers 3 connecting the transmitter 1 and the receiver 2, in the absence of a communication line 18. The present invention is not limited to embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof within the scope of the claims below.

Claims

CLAIMS1 - Remote control device, in which the control signals (4) are transmitted in the form of light radiation, through at least one optical fiber (3), from a transmitter (1) of light signals to a receiver (2) of light signals, characterized in that: - the control light signals (4) are in binary form, with a state of operation (4a) and a stop state (4b), - the transmitter (1 ) is capable of transmitting said control light signals (4) in binary form, - the receiver (2) is able to receive said control light signals (4) in binary form and to transform them into electrical binary control signals. or stop.

2 - Remote control device according to claim 1, characterized in that: - in its operating state (4a), a control light signal (4) is continuous and of significant and constant amplitude, - in its state d stopping (4b), a control light signal (4) is of insignificant amplitude.

3 - remote control device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the transmitter (1) is an optoelectronic circuit having: - a bistable electric signal generator (la), producing on its electrical output of electrical output signals in binary form, with a state of operation at a first DC potential, and with a stopping state at a second DC potential; - a light generator (1 b), having an optical output operatively connected to said optical fiber (3), and capable of producing on its optical output said control light signals (4) as a function of the electrical signals present on its electrical input (1d) connected to the electrical output of the electric signal generator (1a) the control light signal (4) being in its operating state (4a) when the electrical output signal is in its operating state, the control light signal (4) being in its off state (4b) when the output electrical signal is in its off state. 35

4 - Remote control device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the receiver (2) comprises: 36FDEP.docx 10 - an optoelectronic reception circuit (2b), receiving on its optical input (2c ) the control light signals (4) coming from the optical fiber (3), and generating on its electrical output binary electrical control signals which are a function of the control light signals (4), and being in a state of operation when the signal control light (4) is in its operating state (4a), and being in a shutdown state when the control light signal (4) is in its off state (4b), - an electric setting circuit in the form (2d) bistable, receiving on its input the binary electrical control signals, and able to produce at its output (2a) 10 electrical image output signals of the electrical control signals binary.

5 - remote control device according to claim 4, characterized in that the optoelectronic reception circuit (2b) comprises a photodiode placed directly at the output of the optical fiber (3), reverse biased to generate an electric current function of control light signals (4), and associated with an electronic shaping circuit (5, R1) transforming said electric current into a control voltage.

6 - remote control device according to claim 3, characterized in that the transmitter (1) is a laser diode (2b) connected to the input 20 of the optical fiber (3).

7 - remote control device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said at least one optical fiber (3) is a monomode optical fiber, and in that the control light signals (4) are in the form of infrared light radiation. 25

8 -Application of a remote control device according to any one of claims 1 to 7 to the control of head valves (17) of a hydroelectric facility.

The application according to claim 8, wherein said at least one optical fiber (3) of the remote control device is one of the optical fibers of an optical fiber bundle (18k) of a communication line ( 18), said optical fiber (3) being connected to the emitter (1) and the receiver (2) of the remote control device independently of the other members (18a, 18b) of the communication line (18).