CH615544A5 - Installation for synchronous electrical communication between a central station and a plurality of distant stations over AC electrical energy transmission lines - Google Patents

Installation for synchronous electrical communication between a central station and a plurality of distant stations over AC electrical energy transmission lines Download PDF

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CH615544A5
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Neil Howard Jagoda
Klaus Kubierschky
Adrian George Roy Jr
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American Science & Eng Inc
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Description

L'invention vise à fournir une solution rationnelle à ce problème. L'installation selon l'invention fait l'objet de la revendication 1. Une telle installation permet notamment de couper à distance, pendant les heures de pointe, des charges non indispensables telles que celle représentée par un chauffe-eau. L'installation permet aussi de commander à distance l'enclenchement d'une capacité de compensation de déphasage.
La solution trouvée pour assurer la communication dans un sens peut être généralisée au cas de la communication à double sens. Une telle variante présente un grand intérêt pour la solution des problèmes suivants.
Les compteurs d'entreprises de service public sont, de manière typique, lus périodiquement par un lecteur de compteurs à l'endroit où se trouve chaque consommateur, lecteur qui enregistre manuellement chaque lecture de compteur et retourne l'information concernant la date, le lieu et la lecture à un bureau central. Au bureau central, un opérateur, avec une machine à écrire perforatrice ou d'une autre manière, convertit manuellement ces données en une forme utilisable pour le traitement automatique par des calculateurs de facturation.
Lorsque des compteurs se trouvent dans un bâtiment et que personne n'est présent pour faire entrer le lecteur de compteurs, celui-ci ne peut enregistrer la lecture pour chaque période. Il doit laisser une carte postale adressée à l'entreprise de service public, instruisant le consommateur d'avoir à lire le compteur lui-même, à écrire la lecture sur la carte postale et à envoyer celle-ci à l'entreprise. En variante, l'entreprise de service public peut estimer l'utilisation pendant cette période sur la base de l'histoire antérieure. Chacune de ces deux méthodes est sujette à des inexactitudes. De plus, même dans les installations où le compteur se trouve placé à l'extérieur et où le contrôleur lecteur de compteurs a toujours accès à celui-ci, l'obtention manuelle et la conversion de ces lectures pour le traitement automatique sont coûteuses, prennent du temps et sont sujettes à des erreurs à chaque étape entre la lecture par le lecteur de compteurs et le traitement automatique de données pour la facturation par le calculateur.
On a proposé un certain nombre d'installations de lecture automatique de compteurs. Une méthode comprend l'utilisation de lignes téléphoniques pour le transport des données. Une autre prévoit un émetteur-récepteur chez chaque consommateur et un avion volant au-dessus de la région pour interroger des répétiteurs d'impulsions placés chez chaque consommateur, par l'intermédiaire des émetteurs-récepteurs. Une autre méthode encore com-
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porte l'utilisation des lignes de transport d'énergie pour la communication des données, mais avec des éléments de transmission en dérivation à chaque transformateur de distribution. Un inconvénient commun à toutes ces méthodes est leur coût élevé.
Une forme de réalisation particulière de l'installation, pour la communication dans les deux sens, fait l'objet de la revendication 2.
De nombreuses autres particularités de l'invention et de ses variantes apparaîtront dans la description qui suit, quand on la lit en se référant au dessin annexé dans lequel:
la fig. 1 est un schéma-bloc illustrant l'agencement logique d'une forme de réalisation de l'installation selon l'invention;
la fig. 2 est un schéma-bloc illustrant l'agencement logique d'une forme de réalisation de l'installation selon l'invention ayant un certain nombre d'unités de commande centrales échelonnées le long d'un réseau de distribution d'énergie;
les fig. 3A-3G représentent, sous forme de graphiques, la composition de messages pour le transfert de données entre le calculateur d'acquisition de données et une unité de commande centrale et entre l'unité de commande centrale et les répétiteurs d'impulsions;
la fig. 4 est un schéma-bloc illustrant l'agencement logique d'une unité de commande centrale;
la fig. 5 est un schéma-bloc illustrant l'agencement logique d'un répétiteur d'impulsions;
la fig. 6 est un schéma-bloc illustrant l'agencement logique d'un codeur de mesure;
la fig. 7 est une représentation graphique de bruit spectral comme fonction de la fréquence rencontré de manière typique dans une ligne de 120 V ;
les fig. 8A et 8B sont des représentations graphiques de la transmission comme fonction de la fréquence dans une installation de l'invention réalisée en pratique;
les fig. 9A et 9B sont des schémas de circuit de capacités de correction de facteur de puissance avec respectivement des réseaux d'isolation en série et en parallèle;
la fig. 10 montre les interconnexions spécifiques dans les circuits intégrés formant le modulateur, le démodulateur et la commande de temps pour l'unité de commande centrale;
la fig. 11 est un diagramme de temps illustrant les signaux de temps typiques de modulateur et de démodulateur fournis par l'installation de la fig. 10B;
la fig. 12 est un diagramme de temps utile pour comprendre comment des informations transmises par le calculateur d'acquisition de données sont traitées par l'unité de commande centrale;
la fig. 13 est un diagramme de temps montrant des formes d'ondes du signal de temps de cycle de commandement de l'unité de commande centrale;
la fig. 14 est un diagramme de temps montrant des formes d'ondes de signal de temps de cycle d'interrogation de l'unité de commande centrale;
la fig. 15 est un diagramme de temps montrant les formes d'ondes des signaux de cycle d'interrogation en relation avec le transfert d'informations de l'unité centrale au calculateur d'acquisition d'informations;
la fig. 16 montre des formes d'ondes de signal de temps de démodulateur de balayage de phase;
la fig. 17 montre des connexions spécifiques de circuit dans les circuits intégrés formant le registre d'entrée et le registre de code de synchronisation;
la fig. 18 montre des interconnexions spécifiques dans des circuits intégrés formant le registre de commandement d'unité centrale de commande;
la fig. 19 montre les interconnexions spécifiques dans des éléments formant un registre d'état d'unité centrale de commande;
la fig. 20 montre les interconnexions spécifiques dans des circuits intégrés formant le registre de sortie de l'unité centrale de commande;
la fig. 21 montre des interconnexions spécifiques dans des éléments formant le démodulateur, le modulateur et la commande de temps pour le répétiteur d'impulsions;
la fig. 22 montre des formes d'ondes de signal de temps du répétiteur d'impulsions de la fig. 21, et la fig. 23 est un schéma de circuit d'un exemple de répétiteur d'impulsions.
En se référant au dessin et plus particulièrement à la fig. 1, on voit un schéma-bloc illustrant l'agencement logique d'une installation. Des éléments correspondants sont identifiés par le même symbole de référence dans tout le dessin, lorsque cela convient. Un calculateur de facturation 1, qui peut être un IBM 360/95, prépare un fichier de données contenant des informations se rapportant à chaque compteur qui doit être lu ou commandé, avec un classement de données triées en une hiérarchie selon l'acquisition de données et l'identification de la branche de commande, l'identification d'unité de commande centrale, l'identification du câble d'alimentation de distribution et de la phase, l'identification de la polarité d'horloge et l'identification du type de compteur. La liste de données est ensuite transmise par l'élément 18 de transmission de données à grande vitesse, qui peut être un câble d'interconnexion, à un calculateur de distribution de communications 2, qui peut être un Data General Nova 840. Le calculateur de distribution de communications 2 transmet les parties pertinentes du fichier de données à une multiplicité de branches d'acquisition de données et de commande, telles que 3A à 3T par l'intermédiaire de lignes à grande vitesse, 19A à 19T, respectivement, qui peuvent être des lignes de téléphone ou des éléments de connexion à microondes. Le fichier de données est chargé dans le calculateur d'acquisition de données commandant chacune des branches, tel que l'élément 4 de la branche 3A, qui peut être un Data General Nova 2/10.
Les branchements d'acquisition de données et de commande, tels que 3A, sont en interface avec une multiplicité d'installations de distribution d'énergie et de compteurs, tels que 6A à 6R, par l'intermédiaire d'une multiplicité d'unités centrales de commande, telles que 5A à 5R, qui reçoivent des données du calculateur 4 d'acquisition de données par l'intermédiaire des connexions de transmission de données 20A à 20R, respectivement. En se fondant sur la liste de données reçue du calculateur 2 de distribution de communications, le calculateur d'acquisition de données 4 envoie des données à une unité centrale de commande,
telle que 5A, par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 20A, qui peut être une ligne de téléphone, un élément à micro-ondes ou un câble de TV, identifiant l'alimentation de distribution et la phase 21A auxquelles l'unité centrale de commande 5A doit donner son signal de sortie. L'alimentation de distribution et la phase 21A font partie d'un réseau de distribution 7. L'unité centrale de commande 5A signale au calculateur 4 d'acquisition de données quand elle a terminé de passer son signal de sortie à l'alimentation de distribution d'énergie 21A indiqué. Le calculateur d'acquisition de données 4 envoie alors des données à l'unité centrale de commande 5A pour lui donner les instructions concernant le module de compteur, tel que IIA, et le type de compteur, comme 15, qui sont à interroger, la polarité d'horloge à utiliser pour l'interrogation, et à quel taux de données le module de compteur IIA doit répondre. L'unité de commande 5A envoie un signal d'audiofréquence modulé contenant l'adresse du module de compteur, le type de compteur et l'information du taux de données de réponse au dispositif d'alimentation 21A. Le signal circule dans le réseau de distribution d'énergie 7, qui comprend l'alimentation de distribution d'énergie 21A, qui peut être une alimentation triphasée de 12,4 kW, et une multiplicité de transformateurs de distribution 10A à 10M,
jusqu'à une multiplicité de groupes de compteurs 8A à 8M. La multiplicité de tous les modules de compteurs, tels que IIA à IIP, rattachés aux transformateurs de distribution secondaires
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de 240 à 120 V et 60 Hz est telle que la ligne 24 du transformateur de distribution 10A reçoit le signal de l'unité centrale de commande et que leurs répétiteurs d'impulsions, tels que 12, démodulent et décodent le signal. Le répétiteur d'impulsions 12 dont le signal d'identification codée emmagasinée localement correspond à celui du signal décodé obtient la lecture de mesure du compteur désigné, par exemple le compteur électrique 15, d'un codeur de compteur, par exemple 13, par l'intermédiaire de la ligne 26. Le répétiteur d'impulsions 12 envoie alors dans le réseau de distribution 7, par l'intermédiaire de la ligne 24 et le transformateur de distribution 10A, un signal d'audiofréquence modulé identifiant le module de compteur (IIA, par exemple) et le type de compteur (15, par exemple), spécifiant la vitesse de réponse de données, et donnant la lecture du compteur Le signal circule dans le réseau de distribution d'énergie 7 jusqu'à l'unité centrale de commande 5A qui démodule le signal et envoie la donnée au calculateur d'acquisition de données 4 par l'intermédiaire de l'élément 20A. Le calculateur d'acquisition de données 4 contrôle la donnée à cause des erreurs possibles et, si une erreur est trouvée, il répète le cycle d'interrogation à une vitesse de réponse plus basse en bauds. Si aucune erreur n'est découverte, le calculateur d'acquisition de données 4 enregistre la lecture de compteur dans le fichier de données. Après que tous les compteurs désignés ont été interrogés, il transmet les données de lecture de compteurs au calculateur central de facturation 1 par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 19, du calculateur de distribution de communications 2 et du câble 18. De manière analogue, l'installation peut aussi lire des compteurs de gaz, comme 16, et des compteurs d'eau, comme 17, en utilisant respectivement les codeurs de compteurs 13' et 13".
Un autre caractère de l'installation est sa capacité à commander l'établissement d'une certaine configuration du réseau de distribution 7 en connectant ou déconnectant des capacités de correction de facteur de puissance, telles que 23,
vers ou depuis des alimentations de distribution telles que 21A, et en connectant ou déconnectant des commutateurs d'alimentations de distribution tels qu'une partie de 9N. Le centre de fonctionnement 28 signale à la branche d'acquisition de données et de commande telle que 3A, par l'intermédiaire de l'élément de transmission de données 29, du calculateur d'expédition de communications 2 et de l'élément de transmission de données 19A, de connecter ou de déconnecter les capacités de correction de facteur de puissance tels que 23 et les alimentations de distribution 21A. Le calculateur d'acquisition de données 4 sélectionne l'unité centrale de commande convenable, par exemple 5A, et lui envoie alors la donnée identifiant l'alimentation et la phase de distribution, telles que 21A, auxquelles la commande centrale 5A doit envoyer son signal de sortie. Le calculateur d'acquisition de données 4 envoie alors à l'unité centrale de commande 5A les données d'instruction lui indiquant quel module de commande tel que 9A elle doit commander, la polarité d'horloge à utiliser pour l'interrogation et la vitesse en bauds à laquelle le module de commande 9A doit donner la réponse de l'état du commutateur. L'unité centrale de commande 5A envoie un signal d'audiofréquence modulée contenant l'adresse du module de commande, la commande de commutateur et l'information de vitesse de donnée de réponse à l'alimentation de distribution 21A. Le ' signal circule dans le réseau de distribution d'énergie 7, passant par une multiplicité de transformateurs de distribution tels que 10A à 10M, vers une multiplicité de modules de commande, 9A à 9N, qui reçoivent le signal d'unité centrale de commande. Leurs répétiteurs d'impulsions démodulent et décodent le signal et le répétiteur d'impulsions tel que 12' dont l'identification correspond à celle fournie par le signal décodé commande un commutateur 22, qui peut être du modèle du catalogue General Electric 178L793G51, pour le mettre dans l'état désiré connectant ou déconnectant pour cela la capacité 23 de correction du facteur de puissance et l'alimentation de distribution 21A. Le répétiteur d'impulsions 12' envoie alors un signal d'audiofréquence modulée contenant le code d'identification du module de commande 9A, la vitesse de données de réponse et l'état du commutateur au réseau de distribution d'énergie 7 par l'intermédiaire de la ligne 24 et du transformateur de distribution 10A. Le signal circule dans le réseau de distribution 7 jusqu'à l'unité centrale de commande 5A qui démodule le signal et envoie la donnée au calculateur d'acquisition de données 4 par l'intermédiaire de l'élément de transmission de données 20A. Le calculateur d'acquisition de données 4 contrôle la donnée en ce qui concerne les erreurs possibles et, s'il en trouve, répète le cycle de commande à une vitesse de réponse plus basse en bauds. Si aucune erreur n'est détectée, le calculateur d'acquisition de données 4 transmet l'état du commutateur de la capacité de correction de facteur de puissance au centre de fonctionnement 28 par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 19A, du calculateur de distribution de communications 2 et la connexion de transmission de données 29.
L'installation permet d'aplanir les pointes de charge en déconnectant des dispositifs à haute consommation d'énergie tels que des chaulfe-eau électriques. Le centre de fonctionnement 28 signale à une branche d'acquisition de données et de commande telle que 3A, par l'intermédiaire de l'élément de transmission de données 29, du calculateur 2 de distribution de communications et de la connexion de transmission de données 19A, de déconnecter des chauffe-eau. Le calculateur 4 d'acquisition de données envoie des données aux unités centrales de commande 5A à 5R pour les instruire d'avoir à interroger tous les modules de compteurs tels que 11A et 11B au moyen d'une polarité d'horloge donnée, d'identification codée de chauffe-eau et d'ordre codé. Les unités centrales de commande 5A à 5R envoient un signal d'audiofréquence modulée contenant l'identification codée de chauffe-eau et l'ordre codé dans les réseaux de distribution tels que 7. Le signal circule le long des alimentations de distribution d'énergie, tels que 21 A, à travers une multiplicité de transformateurs de distribution tels que 10A à 10M, jusqu'à une multiplicité de modules de compteurs tels que IIA à IIP. Tous les modules de compteurs reçoivent le signal de l'unité centrale de commande et les répétiteurs d'impulsions tels que 12, utilisant la même polarité d'horloge que le signal transmis, démodulent et décodent correctement le signal. Tous les répétiteurs d'impulsions contiennent l'identification codée de chauffe-eau et ordonnent à leurs chauffe-eau associés, tels que 14, d'être en l'état indiqué par l'ordre codé. Aucune réponse n'est envoyée à l'unité centrale de commande en réponse à ce message. De manière analogue, le calculateur 4 d'acquisition de données interroge alors les modules de compteurs utilisant la polarité d'horloge inverse.
Ainsi, la pointe de charge est réduite considérablement en une période de temps courte. Les dispositifs à haute consommation d'énergie tels que les chauffe-eau peuvent être reconnectés de la même manière. En variante, ces dispositifs peuvent être reconnectés après un intervalle de temps déterminé par l'utilisation de relais de retard ou de dispositifs similaires.
De manière semblable, l'installation peut être utilisée pour mesurer la consommation d'énergie pendant les heures de demande de pointe entre 16 et 20 h. Un second codeur de compteur ou un dispositif similaire est prévu à chaque emplacement de mesure. Au début de la période de demande de pointe, l'identification codée de chauffe-eau est transmise à tous les modules de compteurs avec un signal codé de fonctionnement indiquant la mise en route de la mesure de demande de pointe. Les répétiteurs d'impulsions tels que 12 reçoivent le signal et commandent au codeur de compteur de demande de pointe de repérer l'énergie consommée. A la fin de la période de demande de pointe, l'identification codée des chauffe-eau est transmise à tous les modules de compteurs avec un signal codé de fonctionnement indiquant la fin de la mesure de demande de pointe. Les répétiteurs
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d'impulsions tels que 12 reçoivent le signal et donnent aux codeurs de compteurs de demande de pointe l'ordre d'arrêter l'enregistrement de la consommation d'énergie. En variante, les codeurs de compteurs de demande de pointe peuvent recevoir l'ordre d'arrêter l'enregistrement de la consommation d'énergie par l'utilisation d'une minuterie, d'un relais de retard ou d'un dispositif similaire. Chaque codeur de compteur de demande de pointe peut alors être lu une fois ou deux fois par mois comme il a été décrit précédemment.
Un autre caractère de l'installation est la capacité de contrôler les paramètres de fonctionnement de l'installation de distribution d'énergie comme le débit de courant, l'amplitude de tension et l'état de commutation. Un transducteur, tel qu'un transducteur de courant 30, produit un signal numérique proportionnel au débit de courant dans l'alimentation de distribution 21A. Quand on désire une mesure du débit de courant dans l'alimentation de distribution 21A, le centre de fonctionnement 28 le signale au calculateur 4 d'acquisition de données par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 29, du calculateur de distribution de communication 2 et de la connexion de transmission de données 19A. Le calculateur 4 d'acquisition de données envoie alors des données à l'unité centrale de commande 5A pour l'instruire d'envoyer son signal de sortie à l'alimentation de distribution d'énergie 21A. Le calculateur 4 d'acquisition de données envoie alors des données à l'unité centrale de commande 5A pour l'instruire d'avoir à interroger le module d'état 31, la polarité d'horloge à utiliser pour l'interrogation et la vitesse, en bauds, à laquelle le module d'état 31 doit répondre. L'unité centrale de commande 5A envoie un signal d'audiofréquence modulée contenant l'adresse du module d'état et l'information concernant la vitesse de réponse dans le réseau 7, par une multiplicité de transformateurs de distribution tels que 10A à 10M, jusqu'au module d'état 31 où le répétiteur d'impulsions 12" démodule et décode le signal. Comme l'adresse du répétiteur d'impulsions 12" correspond au signal démodulé et décodé, celui-ci obtient le signal numérique représentant le débit de courant provenant du transducteur de courant 30. Le répétiteur d'impulsions 12"
envoie alors un signal d'audiofréquence modulée contenant l'identification codée du module d'état 31, la vitesse de réponse, en bauds, et l'information de débit de courant à l'alimentation de distribution d'énergie 21A par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 24' et du transformateur de distribution 10M. Le signal circule dans le réseau de distribution d'énergie 7 jusqu'à l'unité centrale de commande 5A qui démodule le signal et envoie la donnée au calculateur 4 d'acquisition de données par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 20A. Le calculateur d'acquisition de données 4 contrôle les données en ce qui concerne les erreurs et, s'il en détecte,
répète le cycle d'interrogation à une vitesse de réponse plus basse, en bauds. Si aucune erreur n'est détectée, le calculateur d'acquisition de données 4 transmet la donnée de débit de courant au centre d'opération 28 par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 19A, du calculateur d'expédition de communications 2 et de la connexion de transmission de données 29.
Les sous-stations de l'installation de distribution d'énergie sont des emplacements avantageux pour y placer les unités centrales de commande 5A à 5R. A ces emplacements, l'unité centrale de commande telle que 5A a un accès direct à toutes les alimentations et phases de distribution telles que 21A à 21R, émanant respectivement de transformateurs de transmission tels que 27A à 27R, ce qui permet à une seule unité centrale de commande telle que 5A de communiquer avec tous les modules de compteurs tels que 11A à 11P alimentés par la sous-station.
On voit, en se référant à la fig. 2, qu'on peut aussi placer plusieurs unités centrales de commande à des intervalles le long d'un réseau de distribution T. Dans cet agencement, un calculateur d'acquisition de données 4' communique avec toutes les unités centrales de commande telles que 5C à 5F, simultanément, sur une base de ligne à postes groupés par l'intermédiaire de la connexion de transmission de données 20C qui peut être une ligne de téléphone. Le message du calculateur d'acquisition de données contient une adresse codée d'unité centrale de commande et seule l'unité centrale de commande à laquelle il est adressé, comme 5C, répond au message. Chaque unité centrale de commande telle que 5C à 5F n'a à communiquer qu'avec un seul groupe de compteurs, tel que 8C à 8F respectivement, ce qui réduit les besoins en énergie du signal de sortie des unités centrales de commande. Les communications avec un module de commande tel que 9B sont assignées à une seule unité centrale de commande telle que 5D.
L'agencement physique de l'installation a été brièvement décrit, mais les techniques de son fonctionnement ne le seront pas. Les fig. 3A-3G montrent la composition des messages utilisés pour transférer des données entre un calculateur 4 d'acquisition de données et une commande centrale 5 et un répétiteur d'impulsions 12 de compteur. Les données sont transférées entre le calculateur d'acquisition de données 4 et la centrale de commande 5 à 285 bauds en utilisant le format de message en bytes de 11 bits de la fig. 3A. D'autres vitesses en bauds et d'autres formats de messages peuvent être utilisés sans qu'on s'écarte des principes de l'invention. Le signal est normalement à l'état d'arrêt (logique 1) et le début d'un byte est déterminé par un bit de commencement (logique 0). Huit bits de données sont alors transmis, et la fin d'un byte est notée par deux bits d'arrêt.
Le calculateur d'acquisition de données 4 envoie des messages d'ordres à l'unité centrale de commande 5 commandant sa configuration. Ces messages consistent en trois bytes représentés sur la fig. 3B. Le premier byte contient les bits d'adresse d'unité centrale de commande, A16 et An, le bit K indicateur du mode de message, le bit P permettant l'exécution de l'ordre, et quatre des bits de l'ordre, C0, Ci, C2 et c3. Les deux bytes suivants contiennent le reste des bits de l'ordre C4 à Ci 9. Les bits d'adresse de l'unité centrale de commande sont utilisés pour assurer que seule l'unité centrale de commande convenable répond au message d'ordre, en particulier quand on utilise l'agencement avec lignes à postes groupés de la fig. 2. Le bit K de mode de message est utilisé pour différencier messages d'ordre et messages d'interrogation provenant du calculateur d'acquisition de données 4. Quand le message provenant du calculateur d'acquisition de données 4 est un ordre, le bit P est interprété comme bit permettant l'exécution de l'ordre. Si le bit P est un 1 logique, le message d'ordre est exécuté alors que, si le bit P est un 0 logique, le message d'ordre n'est pas exécuté, permettant alors au calculateur d'acquisition de données 4 d'obtenir l'état de configuration de l'unité centrale de commande 5. La fig. 3B représente un message dans lequel le bit K est un 0 logique,
et le bit P un 1 logique; le message est donc un ordre à l'unité centrale de commande 5 et les bits d'ordre Co à Ci 9 commandent l'émetteur d'énergie de l'unité centrale de commande et les relais de sélection de l'alimentation de distribution selon le tableau I donné à titre d'exemple.
Tableau I en tête de la colonne suivante
Quand on utilise l'agencement avec lignes de postes groupés de la fig. 2, il est avantageux d'accroître le nombre de bits d'adresse d'unité centrale de commande pour permettre d'utiliser davantage d'unités centrales de commande. Le champ de bits d'ordre peut être diminué de manière correspondante, car l'unité centrale de commande n'aura qu'à commuter les trois phases d'une unique alimentation de distribution.
Après avoir accompli l'ordre désiré, l'unité centrale de commande 5 transmet son état au calculateur d'acquisition de données 4 en utilisant le message à 8 bytes représenté dans la fig. 3C. Le byte 1 contient les bits indicateurs d'état So à s7, le byte 2 contient les bits indicateurs d'état S8 à Su, les bits
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Tableau I
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Tableau II
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Ordre Action
Co Emission d'énergie enclenchée Ci Emission d'énergie déclenchée
C2
Alimentation
1
Phase
A
Relais de sélecteur fermé
c3
Alimentation
1
Phase
A
Relais de sélecteur ouvert c*
Alimentation
1
Phase
B
Relais de sélecteur fermé
c5
Alimentation
1
Phase
B
Relais de sélecteur ouvert c6
Alimentation
1
Phase
C
Relais de sélecteur fermé
c7
Alimentation
1
Phase
C
Relais de sélecteur ouvert c8
Alimentation
2
Phase
A
Relais de sélecteur fermé
c9
Alimentation
2
Phase
A
Relais de sélecteur ouvert
C10
Alimentation
2
Phase
B
Relais de sélecteur fermé
Cl,
Alimentation
2
Phase
B
Relais de sélecteur ouvert
C12
Alimentation
2
Phase
C
Relais de sélecteur fermé
C13
Alimentation
2
Phase
C
Relais de sélecteur ouvert
Cl4
Alimentation
3
Phase
A
Relais de sélecteur fermé
C15
Alimentation
3
Phase
A
Relais de sélecteur ouvert
C16
Alimentation
3
Phase
B
Relais de sélecteur fermé
Cl7
Alimentation
3
Phase
B
Relais de sélecteur ouvert
C18
Alimentation
3
Phase
C
Relais de sélecteur fermé
Cl9
Alimentation
3
Phase
C
Relais de sélecteur ouvert d'adresse d'unité centrale de commande Ai6 et An, le bit K indicateur de mode de message, qui est un 0 logique, et le bit P d'exécution d'ordre, et le byte 3 contient le reste des bits indicateurs d'état Si 2 à Si 9. Les bytes 4 et 7 répètent le byte 1. Les bytes 5 et 8 répètent le byte 2, et le byte 6 répète le byte 3. Ainsi, le message a une longueur de 8 bytes, avec les bits d'adresse de l'unité centrale de commande et les bits indicateurs de dose de message apparaissant à la fin du huitième byte. Cela rend le message de* réponse de l'unité centrale de commande 5 à l'ordre du calculateur d'acquisition de données 4 compatible, en compte de bytes, avec celui d'une réponse à une interrogation qui va maintenant être discuté brièvement.
Le calculateur d'acquisition de données 4 envoie le message à trois bytes représenté à la fig. 3D à l'unité centrale de commande 5 pour commencer un cycle d'interrogation. Le premier byte contient les bits Ai6 et A17 d'adresse d'unité centrale de commande, le bit K indicateur de mode de message, qui est un 1 logique signalant un message d'interrogation, le bit P qui commande la phase d'horloge de bit pendant un cycle d'interrogation, et les bits de fonctionnement codé de répétiteur d'impulsions F0 à F3. Les deux bytes suivants contiennent les bits du code d'identification du module de compteur, du module de commande ou du chauffe-eau, Ao à Au. Les bits de fonctionnement codé déterminent l'action de commande de la vitesse de réponse de données. Le tableau II donne un exemple de la signification de chaque bit.
Tableau II en tête de la colonne suivante
L'unité centrale de commande 5 envoie le message représenté dans la fig. 3E aux modules de compteurs IIA à IIP, ou aux modules de commande 9A à 9N, à 30 bauds. Les huit premiers bits sont un signal de synchronisation codée fixée que les répétiteurs d'impulsions tels que 12 détectent et utilisent pour synchroniser leur décodage de données. Les quatre bits suivants sont le signal de fonctionnement codé Fo à F3 et les seize derniers bits sont le signal d'identification codée du module de compteur Ao à Ai5. Le module de compteur ou de commande désigné répond à la vitesse indiquée par le bit de fonctionnement codé F0 avec le format de message de la fig. 3F. Les bits de synchronisation ne sont pas nécessaires car ce message commence immédiatement après l'achèvement du message de l'unité centrale de commande 5 représenté à la fig. 3E. Le message de réponse répète les quatre bits de fonctionnement codé Fo à F3 et les seize bits d'identification
Type
Bit
Etat
Action commandée d'interrogation de fonction
Compteur
F0
1
Réponse à 30 bauds
Compteur
Fo
0
Réponse à 15 bauds
Compteur
Fi
1
Lire le compteur électrique
Compteur f2
1
Lire le compteur à gaz
Compteur f3
1
Lire le compteur d'eau
Eau chaude
Fo
1
Réglage à 30 bauds
Eau chaude
Fo
0
Réglage à 15 bauds
Eau chaude
Fi
1
Chauffe-eau enclenché
Eau chaude
Fi
0
Chauffe-eau déclenché
Eau chaude f2
1
Mise en route du compteur
de demande de pointe
Eau chaude f2
0
Arrêt du compteur de
demande de pointe
Commande
Fo
1
Réponse à 30 bauds
Commande
Fo
0
Réponse à 15 bauds
Commande
Fi
1
Connecter la capacité
Commande fi
0
Déconnecter la capacité
codée du module, Ao à Ai 5, et comprend vingt bits d'état de données du compteur ou de commamte^Mojà Mi9, et vingt bits des compléments de ces données Mo à m19. D'autres codes de détection ou de correction d'erreurs peuvent être utilisés pour les champs de données MoàMi9etM0àMi9 sans qu'on s'écarte des principes de l'invention. Les bits de fonctionnement codé et d'identification codée de module sont répétés pour permettre de vérifier que le message d'unité centrale de commande de la fig. 3F a été correctement reçu par le module désiré alors que les données de comptage ou d'état sont répétés pour permettre la détection d'erreur de transmission parce que l'exactitude des données est de la plus grande importance.
L'unité centrale de commande 5 transmet alors la réponse du module au calculateur d'acquisition de données 4 par huit bytes de données avec les bits Ai6 et An d'adresse d'unité centrale de commande, le bit K indicateur de mode de message, qui est un 1 logique pour ce message et le bit P de phase d'horloge ajouté à la fin du message comme représenté à la fig. 3G. Quand on utilise l'agencement à lignes de postes groupés de la fig. 2, il est avantageux d'augmenter le nombre de bits d'adresse d'unité centrale de commande. Le nombre de bits d'identification codée de module peut être réduit de manière correspondante, car le nombre de modules de comptage ou de commande que chaque unité centrale de commande a à interroger sera réduit proportionnellement à la quantité d'unités centrales de commande utilisées.
En se référant à la fig. 4, on a un signal de base de mesure de temps de l'unité centrale de commande 5 qui est un signal de 120 V nominal, de fréquence de 60 Hz de la ligne électrique, obtenu de l'alimentation de distribution telle que l'alimentation triphasée 21, par l'intermédiaire du transformateur 34 et de la ligne 62 ou de contacts de relais 63, 63' ou 63" et de la ligne 61. Initialement, les contacts de relais 63, 63' et 63" sont ouverts et la commande de réglage 47 utilise la fréquence nominale de 60 Hz de la ligne électrique sur la ligne 62 pour dériver l'horloge à 285 bauds,
pour communiquer avec le calculateur d'acquisition de données 4 et d'autres signaux d'horloge et de réglage qui apparaîtront au cours de la description ultérieure de l'installation. L'unité centrale de commande est en interface avec le modulateur-démodulateur 33 qui peut être un ensemble de données Bell System 103A pour communiquer avec le calculateur d'acquisition de données 4 sur la ligne de transmission de données 20 à 285 bauds. Les données
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numériques reçues par le modulateur-démodulateur 35 du calculateur d'acquisition de données 4 sont envoyées au récepteur de données 36 qui peut faire partie d'un ensemble intermédiaire de données asynchrone TMS 6011 de Texas Instruments, qui dépouille les huit bits de données du byte à onze bits de la fig. 3A et signale à la commande de réglage 47, par l'intermédiaire de la ligne 66, qu'un byte a été reçu. La commande de réglage 47 envoie un signal par la ligne 70 qui charge les données provenant du récepteur de données 36 dans un registre d'entrée 37 et un signal de remise à zéro au récepteur de données 36 par une ligne 65. Après que la commande de réglage 47 a compté trois signaux de la ligne 66, il interroge les cinq premiers bits du registre d'entrée 37 par l'intermédiaire d'une ligne 69. Si les bits Ai6 et Ai 7 d'adresse d'unité centrale de commande sont corrects, si le bit K indicateur de mode de message indique que le contenu du registre d'entrée 37 est un ordre et si le bit P indique que cet ordre doit être exécuté, la commande de réglage 47 expédie un signal qui, par l'intermédiaire d'une ligne 78, charge les bits d'ordre Co à Ci 9 du registre d'entrée 37 dans un registre d'ordre 43 qui permet la mise en action de la commande du relais pour lequel est l'ordre, constituant une partie de 46 qui, à son tour, excite la bobine du relais recevant l'ordre, et un indicateur qui est une partie de 45, en fermant les contacts de relais 63, 63' ou 63", ce qui commute automatiquement la source de fréquence de 60 Hz de la ligne électrique utilisée pour la commande de réglage 47 de la ligne 62 à la ligne 61. Les indicateurs d'état faisant partie de 45 envoient un signal au registre d'état 44 par une ligne 82 indiquant quel relais est excité. Le bit P est aussi chargé dans le registre 44 par une ligne 68. La commande de réglage 47 attend pendant un intervalle de temps, déterminé à l'avance, après avoir transmis les données au registre d'ordre 43 pour permettre à la commutation des relais et à l'indication d'état de se produire et charge ensuite le contenu du registre d'état 44 dans un émetteur de données 55 par une ligne 83, utilisant des signaux de mode de déplacement, d'horloge de déplacement et de commande de données d'émission par des lignes 81,99 et 85 respectivement. L'émetteur de données 55, qui peut faire partie de l'interface asynchrone de données TMS 6011 de Texas Instruments, insère les bits de début et d'arrêt de manière à former le byte à onze bits montrés à la fig. 3A, qui est ensuite envoyé au calculateur d'acquisition de données par l'intermédiaire du modulateur-démodulateur 35 et l'élément de transmission de données 20. Si le bit P indique que l'exécution de l'ordre ne doit pas avoir lieu, les bits d'ordre Co à C19 du registre d'entrée 37 ne sont pas chargés dans le registre d'ordre 43 et le cycle d'ordre s'achève, comme précédemment expliqué, par la transmission de la configuration préexistante de l'unité centrale de commande 5 au calculateur d'acquisition de données 4.
Si le bit K indicateur de mode de message est un 1 logique indiquant que le contenu du registre d'entrée 37 est une donnée d'interrogation, la commande de réglage 47 charge le signal de synchronisation codée préétabli dans un registre de synchronisation codée 38 utilisant un signal de commande sur une ligne 72, sélectionne la phase d'horloge correcte en utilisant le bit P, et déplace ensuite le contenu du registre de synchronisation codée 38 et du registre d'entrée 37 dans un modulateur 39 en utilisant l'horloge de déplacement sur une ligne 70. Le signal d'entrée du modulateur 39 module une porteuse reçue de la commande de réglage par une ligne 73. Le signal de sortie du modulateur 39 est amplifié par un amplificateur de puissance 40 qui peut être un Bogen modèle NTB-250, et est expédié sur une ligne 61 à 120 V et 60 Hz par un réseau de couplage 41, formé de capacité et d'inducteur en série, accordés pour résonner avec l'impédance de la ligne 61 à la fréquence de la porteuse de communication. Le signal transmis passe ensuite par les contacts de relais 63, 63' ou 63" et le transformateur de distribution 34 jusqu'à l'alimentation de distribution 21, puis à tous les modules de comptage et de commande, 11 et 9 respectivement, rattachés à l'alimentation de distribution 21. Pendant cet intervalle de temps, le modulateur 39 est en état de travail et un commutateur de réception 51 est inhibé par le signal permettant la transmission provenant de la commande de réglage 47 sur une ligne 75.
Après l'achèvement de la période de transmission de l'unité centrale de commande 5, le modulateur 39 est inhibé et le commutateur de réception 51 est mis en état de travail par le signal permettant la transmission provenant de la commande de réglage 47 par la ligne 75. Le signal de réponse du module de comptage ou de commande sur l'alimentation de distribution 21 circule à travers le transformateur de distribution 34, les contacts de relais 63,63' ou 63", la ligne 62, un filtre passe-bande 50, qui peut avoir un Q de 20, le commutateur de réception 51 qui peut être un RCA CD4066A et un amplificateur vidéo 52 qui peut être un amplificateur opérationnel Fairchild semi-conductor 741, jusqu'à un démodulateur 53.
Le démodulateur 53 utilise une fréquence de référence et un bit F0 de fonctionnement codé reçus de la commande de réglage 47 sur des lignes 73 et 91 respectivement, pour obtenir les données contenues dans le signal reçu. La commande de réglage 47 utilise l'information de vitesse en bauds et de la réponse des modules de comptage ou de commande contenue dans le bit F0 de fonctionnement codé pour déterminer la vitesse en bauds à laquelle les données sont reçues par l'unité centrale de commande 5. A la fin de chaque intervalle de bauds, le signal de sortie du démodulateur 53 est déplacé dans un registre de sortie 54 par un signal d'horloge de décalage 89 engendré par la commande de réglage 47. Après réception complète du message de réponse, les huit premiers bits du registre de sortie 54 sont transférés à un émetteur de donnée 55 et les bits aj6 et aj7 de l'adresse d'unité centrale de commande, le bit K indicateur de mode de message et le bit P de phase d'horloge sont chargés dans le registre de sortie 54 par des signaux de commande provenant de la commande de réglage 47 par des lignes 85 et 95 respectivement. L'émetteur de données 55 insère les bits de début et d'arrêt pour former le byte à onze bits de la fig. 3A et transmet le byte au calculateur d'acquisition de données 4 à 285 bauds, par l'intermédiaire de l'élément 35 et de l'élément de transmission de données 20. La commande de réglage 47 continue à décaler les données dans le registre de sortie 54 et à transférer les données du registre de sortie 54 dans l'émetteur de données 55 jusqu'à ce que le message de réponse du module de comptage ou de commande contenu dans le registre de sortie-54 soit entièrement transmis au calculateur d'acquisition de données 4.
Les unités centrales de commande telles que 5 et les émetteurs répondeurs tels que 12 utilisent, les uns comme les autres, la fréquence de 60 Hz de distribution d'énergie pour l'horloge de leurs circuits de commande de réglage. Cependant, étant donné la mise en phase arbitraire quelconque des transformateurs de distribution tels que 10A à 10M, la polarité de 60 Hz à un répétiteur d'impulsions quelconque peut être inversée par rapport à la polarité de 60 Hz à l'unité centrale de commande 5. La phase du signal de 60 Hz dans chaque répétiteur d'impulsions peut être ajustée au moment de son installation, mais cette opération exige du temps et est, de ce fait, une méthode au coût prohibitif ne pouvant être effectuée pour chaque répétiteur d'impulsions. La méthode préférée consiste à installer chaque répétiteur d'impulsions sans ajustement et à utiliser ensuite les calculateurs d'acquisition de données tels que 4 pour interroger chaque répétiteur d'impulsions en ajustant la polarité de 60 Hz à l'unité centrale de commande 5. Quand la polarité de 60 Hz utilisée pour le réglage d'interrogation par l'unité centrale de commande 5 est identique à celle du répétiteur d'impulsions interrogé, celui-ci répondra correctement. De cette manière, la polarité de 60 Hz correcte à utiliser pour interroger chaque répétiteur d'impulsions peut être trouvée et emmagasinée dans des fichiers de données de référence au calculateur central de facturation 1. La polarité de 60 Hz correcte est ensuite transmise à chaque
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calculateur d'acquisition de données tel que 4, en tant que bit P lorsqu'un répétiteur d'impulsions tel que 12 doit être interrogé.
La fig. 5 montre un schéma-bloc illustrant l'agencement logique d'un répétiteur d'impulsions 12. Le signal de réglage de base du répétiteur d'impulsions est la fréquence de distribution d'énergie, nominale, de 120 V et 60 Hz obtenue de la ligne 24 d'un secondaire de transformateur de distribution. Une commande de réglage 110 utilise la fréquence nominale de distribution d'énergie de 60 Hz sur la ligne 24 pour dériver les signaux variés d'horloge et de commande nécessaires pour commander les données passant dans le répétiteur d'impulsions 12. Le signal provenant de l'unité centrale de commande 5 passe par un filtre passe-bande 101 qui a un Q d'environ 5, par un commutateur de réception 102, qui peut être un RCA CD4066A, un amplificateur vidéo 103 qui peut être un amplificateur opérationnel Fairchild semi-conductor 741, jusqu'à un démodulateur 104. Le démodulateur 104 utilise la fréquence de référence provenant de la commande de réglage 110, sur une ligne 119, pour obtenir les données contenues dans le signal reçu de l'unité centrale de commande 5. La sortie du démodulateur sur une ligne 135 est utilisée par la commande de réglage 110 pour commander la phase de la fréquence de référence sur la ligne 119.
A la fin de chaque intervalle de données, la commande de réglage 110 utilise l'horloge de décalage sur une ligne 118 pour déplacer le bit de données reçu du démodulateur 104 dans un registre de données 106 par l'intermédiaire d'une commande de données 105. Au commencement de chaque période de bits, les huit premiers bits du registre de données 106, portés par une partie d'une ligne 132, sont comparés au signal de synchronisation codée préétablie par un comparateur de signaux de synchronisation codée 111. Lorsque ceux-ci sont identiques, un signal est envoyé à la commande de réglage 110, par une ligne 121, mettant en route un compteur de bits. Après que vingt bits encore ont été reçus et décalés dans le registre de données 106, les seize premiers bits de registre de données, portés par une partie de la ligne 132, sont comparés à l'adresse de module de compteur préétablie et à l'adresse de commande d'eau chaude par des comparateurs 113 et 112 respectivement, et les quatre derniers bits du registre de données 106, portés par une partie de la ligne 132, sont transférés à un registre de fonctionnement codé 114, et le commutateur de réception 102 est inhibé. Le signal d'horloge de décalage sur la ligne 118 a la fréquence indiquée par le bit F0 de code de fonctionnement sur une ligne 124.
Si le comparateur 113 d'adresse de module de compteur détecte une coïncidence, un décodeur de fonctionnement 115, un modulateur 107 et l'entrée pour les données du compteur allant à une commande de données 105 sont toutes mises en état de travail par une ligne 126. Le contenu d'adresse de module de compteur et de signal de fonctionnement codé du registre de données 106 sont décalés jusqu'au secondaire du transformateur de distribution 24 par la ligne 128, le modulateur 107, un émetteur 108 et un réseau de couplage 109, tandis que le contenu du codeur de compteur qui est mis en état de travail par le décodeur de fonctionnement 115, tel que le codeur de compteur électrique, par la ligne 26, sont décalés dans le registre de données par une ligne 129 et la commande de données 105. Après que les vingt bits de données de compteur ont été décalés dans le registre de données 106, leur contenu est remis en circulation par une ligne 133 et la commande de données 105 qui inverse logiquement les données de compteur. La recirculation de données à travers la commande de données 105 est rendue possible par un signal de la commande de réglage 110 le permettant, sur une ligne 120. Après que le message de réponse de 60 bits a été transmis, le commutateur de réception 102 est mis en état de travail par l'intermédiaire d'une ligne 117, et les comparateurs de synchronisation codée et d'adresse de module de compteur, respectivement 111 et 113, sont remis à l'état de départ par l'intermédiaire d'une ligne 123, cela inhibant le modulateur 107, les entrées de données de compteur à la commande de données 105 et remettant à l'état de début le décodeur de fonctionnement 115. Le répétiteur d'impulsions 12 reprend la recherche de données reçues pour une coïncidence du signal de synchronisation codée.
Si le comparateur 112 d'adresse de commande d'eau chaude détecte une coïncidence après qu'une coïncidence de synchronisation codée a été détectée, les bits de fonctionnement codé transportés sur une ligne 127 sont introduits dans une commande d'eau chaude 116, cela enclenchant le chauffe-eau par l'intermédiaire d'une ligne 134 ou le déclenchant par l'intermédiaire d'une ligne 134', ou commandant le compteur de demande de pointe par l'intermédiaire de lignes 140 et 140'. Le modulateur 107 n'est pas mis en action, car aucun message de réponse ne doit être transmis. Après une période de temps égale à celle nécessitée par une réponse à la vitesse indiquée par le bit Fo de code de fonctionnement sur la ligne 124, le commutateur de réception 102 est mis en action par l'intermédiaire d'une ligne 117, et le comparateur de code de synchronisation 111 est remis à l'état initial par l'intermédiaire de la ligne 123. La commande 116 d'eau chaude n'est pas remise à l'état initial, ce qui permet à la fonction de commande d'être maintenue jusqu'à réception d'une autre instruction de commande d'eau chaude. Le répétiteur d'impulsions 12 reprend alors sa recherche de données reçues pour une coïncidence de signal de synchronisation codée.
Si ni une adresse de module de compteur ni une adresse de commande d'eau chaude ne sont détectées par les comparateurs 113 et 112 respectivement, après qu'une coïncidence de synchronisation codée a été détectée par le comparateur 111, aucune action de commande n'est commencée et aucune réponse n'est transmise. La commande de réglage 110 attend pendant une période de temps égale à celle nécessitée par une réponse à la vitesse indiquée par le bit Fo de fonctionnement sur la ligne 124, puis met en action le commutateur de réception 102 par l'intermédiaire d'une ligne 117, et remet à l'état initial le comparateur de signaux de synchronisation codée 111 par l'intermédiaire de la ligne 123.
Un exemple de compteur électrique 15 et de codeur 13 est représenté à la fig. 6. Le compteur électrique de watts-heures 15, tel qu'un General Electric Co., modèle N° R12/125, qui commande un relais 176, tel qu'un General Electric Co., Modèle 731X2G6, dont les contacts se ferment pour une courte période de temps après que chaque centaine de watts-heures consommée a été repérée par un compteur de watts-heures 175. La fermeture de contacts du relais augmente la valeur portée à un compteur 177, qui peut être de quatre étages décimaux codés en binaire, tel qu'un Hayden Switch, modèle 42410-10. Les sorties parallèles du compteur 177 sont connectées à des entrées parallèles d'un registre à décalage 178, qui peut consister en des étages de registre de décalage à entrée en parallèle et sorties en série tel qu'un RCA CD4034A. Tant qu'aucun répétiteur d'impulsions de compteur n'est interrogé, le signal de sélection de compteur, sur la ligne 26, inhibe le bus A et le fonctionnement en série du registre de décalage 178, tout en permettant aux sorties parallèles du compteur 177 de tenir à jour le contenu du registre de décalage 178. Pendant une interrogation de répétiteur d'impulsions de compteur, le signal de sélection de compteur, sur la ligne 26, met en action le bus A et le mode de fonctionnement en série, permettant au contenu du registre de décalage 178 d'être décalé dans le répétiteur d'impulsions 12, par l'intermédiaire d'une ligne 129, de manière sérielle en réponse aux transitions du signal d'horloge de décalage sur la ligne 118. De préférence, le codeur 13 comprend un élément de mémoire non volatile, tel qu'un Hayden Switch, modèle 42410-10, pour éviter la perte de données de compteur en cas de panne de courant. De plus, alors que le Hayden Switch, modèle 42410-10, a 4 étages à code binaire décimal, il est évident qu'on peut ajouter un cinquième étage; cela est préférable, car de nombreuses entreprises de services publiques s'équipent en compteurs à 5 chiffres.
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10
Lorsqu'on effectue une mesure de demande de pointe, un autre codeur de compteur tel que 13"' peut être connecté au même compteur avec le signal provenant du compteur de watts-heures 15 connecté au codeur de compteur 13'" par l'intermédiaire d'un relais 32 qui est commandé par le répétiteur d'impulsions 12. Quand on désire mesurer la consommation d'énergie sur le codeur de mesure de demande de pointe, les contacts du relais 32 sont mis en position fermée par l'intermédiaire d'une ligne 140 venant du répétiteur d'impulsions 12. Quand on veut arrêter la mesure de l'énergie consommée sur le compteur de demande de pointe, les contacts du relais 32 sont mis en position ouverte par l'intermédiaire d'une ligne 140' venant du répétiteur d'impulsions 12.
La fig. 7 montre le bruit typique qui existe dans une alimentation de distribution d'énergie telle que 21 de la fig. 1, et montre que l'enveloppe d'amplitude des harmoniques de fréquence de distribution d'énergie de 60 Hz est environ 1000 fois plus grande que le bruit de fond entre 1 et 10 kHz. Cela suggère de sélectionner une fréquence porteuse des communications dans la région à faible bruit au-dessus de 10 kHz.
Cependant, la plupart des alimentations de distribution ont des capacités de correction de facteur de puissance qui leur sont connectées pour permettre à l'entreprise de faire face à des contraintes économiques et de qualité de service. De plus, les alimentations de distribution ont des inductances en série et des capacitances de dispersion à la terre, dont les valeurs exactes dépendent de la construction de l'alimentation de distribution et de sa longueur. Pour ces raisons, les alimentations de distribution ont une caractéristique de transmission passe-bas qui résulte de ces éléments de réaction. Une analyse du réseau, confirmée par des mesures de transmission de signaux d'alimentation de distribution, montre que la fréquence de suppression à demi-puissance se trouve à environ 1 kHz quand des capacités de correction de facteur de puissance sont connectées à une alimentation de distribution typique; cela est représenté à la fig. 8A. Quand les capacités de correction de facteur de puissance sont déconnectées de l'alimentation de distribution, la fréquence d'interruption à demi-puissance est déterminée par l'inductance en série et par la capacitance de dispersion à la terre des alimentations de distribution et se trouve entre 10 et 20 kHz ainsi que le représente la fig. 8B. De plus, la lecture de compteurs placés à distance et l'installation de commande consistera en un grand nombre de lectures de modules de comptage et de commande placés dans toute la zone concédée à l'entreprise, et il est impératif que ces unités soient bon marché. Des facteurs économiques empêchent l'utilisation de transistors à puissance élevée et à haute fréquence ainsi que de filtres hautement sélectifs. Pour ces raisons, il est avantageux de sélectionner une fréquence porteuse de communications dans le domaine allant de 5 à 10 kHz de manière que l'installation fonctionne dans la région de bruit harmonique faible et de faible perte de transmission de signaux, et d'utiliser une technique de communication entre l'unité centrale de commande 5 et le module de compteur 11 ou le module de commande 9 qui établisse une distinction avec les harmoniques de la fréquence de distribution d'énergie de 60 Hz.
Pour pouvoir faire fonctionner l'installation dans le domaine entre 5 et 10 kHz, il est nécessaire de surmonter les effets nuisibles des capacités de correction de facteur de puissance. La méthode préférée consiste à insérer un réseau isolant la capacité en série avec chaque capacité de correction de facteur de puissance comme le représente la fig. 9 A, ou en parallèle avec chaque capacité de correction de facteur de puissance comme le représente la fig. 9B. Dans la fig. 9A, le réseau isolant la capacité, consistant en un inducteur 32 et une capacité 33, est inséré en série avec la capacité de correction de facteur de puissance 23'. L'inducteur 32 et la capacité 33 sont accordés en antirésonance avec la fréquence porteuse de communications. Une ligne 21A' est l'alimentation de distribution à haute tension, et une ligne 21 A" est le neutre de l'alimentation de distribution.
Dans la fig. 9B, le réseau isolant la capacité, consistant en un inducteur 32' et une capacité 33', est installé en parallèle avec la capacité de correction de facteur de puissance 23". L'inducteur 32' est accordé en antirésonance avec la combinaison en parallèle des capacités 33' et 23" par rapport à la fréquence porteuse de communications.
Une méthode alternative pour surmonter les effets des capacités de correction de facteur de puissance sur la transmission de signaux consiste à signaler aux modules de commande tels que 9A d'avoir à déconnecter la capacité.
Une technique de communication avantageuse consiste en calage de décalage de phase parce qu'un choix unique de paramètres permet, par cette méthode, d'agir comme un filtre hautement sélectif et d'établir une distinction avec les harmoniques de la fréquence de distribution de 60 Hz. Cette technique est utilisée dans la forme d'exécution préférée, dans laquelle un signal porteur de communication reçu est démodulé par un détecteur de phase dont le signal de sortie est intégré pour une période de temps T correspondant à 1 baud, puis est remis à zéro.
La sortie de l'intégrateur Eo à la fin de la période T d'intégration représente l'énergie reçue détectée par l'installation durant la période T et peut être décrite:
Eo = JoTein(t) • eref(t) • dt (1)
où le signal de référence du démodulateur peut être écrit:
eref(t) = Ar • sin cort
Le signal d'entrée du détecteur de phase ein(t) consiste en un signal porteur de communication ec(t), chaque harmonique ehp(t) de la fréquence de distribution et le bruit de fond en(t) de densité spectrale d'énergie uniforme N„/2 W/Hz, où chacun de ceux-ci peut être écrit:
ec(t) = Ac • sin (coct+0c) (2)
ehp(t) = Ahp sin (cohpt+0h) (3)
La fréquence de référence du démodulateur est identique à la fréquence porteuse de communication, de sorte que l'énergie détectée pour ce signal s'écrit:
E„c = —y— • cos 0c (4)
Par blocage de phase de la fréquence de référence par rapport au signal de communication reçu, la différence de phase entre les deux signaux % peut être rendue arbitrairement petite, et l'énergie détectée peut être rendue proche de la valeur maximale de ArAcT/2. L'énergie détectée en réponse à l'harmonique ehP(t) de fréquence de distribution peut s'écrire:
ArAhpT (sin[(cor - g>hP)T - 0hp] + sin 0hp °hp 2 \ (cor-û)hp)T
sin [(cor+a>hp)T+0hP] — sin 0hP\
(cor+û)hp)T )
où û)hp=27t (60P) et P est un entier définissant l'harmonique de la fréquence de distribution considérée. Dans la forme d'exécution préférée, la fréquence porteuse de communication est sélectionnée de manière à être un multiple impair de 30 Hz, qui est la moitié de la fréquence de distribution. La fréquence de référence du démodulateur peut alors s'écrire:
(or = 27i(2m+1) • 30 (6)
où m est un entier définissant un multiple impair de 30 Hz utilisé pour la communication de données. Il est également avantageux
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de sélectionner des vitesses en bauds qui sont des sous-multiples de la fréquence de distribution, telles que 30 ou 15 bauds, correspondant à des périodes T d'intégration de 1/30 ou 1/15 s, respectivement. Pour cette sélection unique de paramètres, l'énergie détectée Eohp est exactement égale à zéro pour toute valeur de P et de 0hç, ce qui permet d'établir une distinction avec les harmoniques de la fréquence de distribution de 60 Hz. Si on sélectionne une vitesse de 60 bauds, correspondant à une période T d'intégration de 1/60 s, l'énergie détectée E0hP peut s'écrire:
ArAhcT Eohc = = COS Phc
(13)
Eohp —
ArAhp sin Php 30jt(2m—1)
1-
2P
-1
2m+l;
(7)
Dans ce cas, le démodulateur détecteur de phase et intégrateur agit comme filtre passe-bande centré sur la fréquence porteuse de communication et établissant une distinction avec les harmoniques de 60 Hz dans la mesure où chaque harmonique est séparée du porteur de communication, c'est-à-dire que 2P est plus grand que 2 m +1, et peut établir totalement une différence avec une harmonique si 0hP est un multiple entier de n radians.
Par rapport au bruit de fond e„(t), l'intégrateur agit comme un filtre passe-bas et établit une différence avec les composantes du bruit de fond qui se trouvent en dehors de la largeur de bande du signal. Pour cette raison la puissance moyenne détectée due au bruit de fond peut s'écrire:
(8)
p _ Epn _ ArN0 on - t 2T
Le rapport du signal au bruit à la sortie de l'intégrateur pour des vitesses de données qui sont des sous-multiples de 60 bauds, tels que 30 ou 15 bauds, est obtenu par comparaison de la puissance du signal à la puissance du bruit et peut s'écrire:
SNR =
Ac T cos
N„
(9)
qui augmente quand la vitesse en bauds diminue, ce qui diminue la probabilité d'une erreur de bit. Pour une vitesse de données de 60 bauds, la puissance de bruit d'harmoniques de 60 Hz est beaucoup plus grande que la puissance du bruit de fond et le rapport du signal au bruit peut s'écrire:
, \ I (.0,
P = Pu 4Ahp sin Php j l^P=PL (2m+l)
où P„ et Pl sont définis par les fréquences de coupure supérieure et inférieure du filtre sélecteur de fréquence précédant le démodulateur.
Tant que l'expression 10 est plus petite que l'expression 9, il est avantageux d'utiliser une vitesse de données de 60 bauds dans les situations où on souhaite un passage de données à 60 bauds et où les probabilités d'erreur de bit sont acceptables.
Les harmoniques impaires de la fréquence de distribution ont été mesurées et trouvées 10 à 100 fois plus grandes en amplitudes que les harmoniques paires et, par conséquent, une autre sélection avantageuse de la fréquence porteuse de communication consiste à prendre une harmonique paire de la fréquence de distribution. Là fréquence de référence du démodulateur peut alors s'écrire:
cor = 2ji(2Q) • 60
(11)
où Q est un entier définissant un multiple pair de 60 Hz utilisé pour la communication de données. L'énergie détectée en réponse au porteur de communication est identique à l'expression 4. L'harmonique de la fréquence de distribution à la fréquence de la fréquence porteuse de communication peut s'écrire:
Ehc(t) = Ahc sin(û)rt+0hc) (12)
et l'énergie détectée en réponse à cette harmonique peut s'écrire:
L'énergie détectée correspondant à toute autre harmonique de la 5 fréquence de distribution est donnée par l'expression (6) et est exactement égale à zéro pour toute valeur de P et de 0hp, ce qui établit une différence par rapport à ces harmoniques. Comme la puissance de signal de l'harmonique de distribution à la fréquence porteuse de communication est beaucoup plus grande que la 10 puissance du bruit de fond, le rapport du signal au bruit peut s'écrire:
Ac COS 0e
SNR = — (14)
Ahe cos 0hc et est indépendant de la vitesse en bauds. L'expression 14 peut 15 être plus petite que l'expression 9, ce qui amène à une plus grande probabilité d'erreur de bit. Cependant, il est avantageux d'utiliser l'ensemble de paramètres définis par les expressions (11) à (14)
dans les situations où on souhaite une transmission de données à une vitesse de 60 bauds et où la probabilité d'erreur de bit qui en 20 résulte est acceptable.
D'autres techniques de communication telles que le blocage de décalage de fréquence ou la modulation d'amplitude peuvent également être utilisées.
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, une unité 25 centrale de commande 5 transmet des données à un module de mesure 11 et à un module de commande 9 à 30 bauds, et les modules répondent à 30 ou 15 bauds. Cependant, dans des situations où des probabilités d'erreur de bit plus élevées sont acceptables,
et où de plus grandes vitesses de passage de données sont sou-30 haitées, il est avantageux que l'unité centrale de commande 5 transmette les données au module de mesure 11 et au module de commande 9 à 60 bauds, et que les modules répondent à 60, 30 ou 15 bauds. Pour cette situation, on peut avoir à augmenter la puissance de sortie de l'émetteur de l'unité centrale de commande 5 35 pour obtenir des taux d'erreur acceptables et on peut utiliser une harmonique impaire de 30 Hz, définie par l'expression 6, comme fréquence porteuse de communication, permettant au démodulateur de l'unité centrale de commande d'établir une différence avec les harmoniques de la fréquence de distribution io lorsque les modules répondent à 30 ou 15 bauds.
Des mesures des alimentations de distribution d'énergie ont montré que la fréquence de ligne électrique a des variations atteignant 3% du 60 Hz nominal. Il est donc avantageux de dériver la porteuse de communication de l'émetteur, la porteuse de 45 référence de démodulation et le réglage des bits de données de la fréquence de distribution car, ainsi, les relations définies ci-dessus pour les paramètres demeurent constantes et les résultats de la démodulation restent valides. Des mesures des alimentations de distribution ont aussi montré que la phase de porteuse de com-5° munication peut varier de plus de 50° au cours d'une période de 6 mn. C'est pourquoi il est avantageux de bloquer la phase des divers oscillateurs de référence du démodulateur par rapport à un signal obtenu de l'unité qui transmet.
Les principes développés ci-dessus pour supprimer les besoins 55 de dispositifs coûteux tels que des filtres hautement sélectifs et des émetteurs à puissance élevée dans les répétiteurs d'impulsions se trouvent incorporés dans la forme d'exécution préférée.
Dans la forme d'exécution de la fig. 1, l'unité centrale de commande 5 transmet, entre les interrogations de modules de 60 mesure 11 ou de modules de commande 9, un son pilote qui est une porteuse de communication non modulée, avec une force de signal suffisante pour être détectée par tous les répétiteurs d'impulsions 12 connectés à l'alimentation de distribution 21 qui est commandée par l'émetteur de l'unité centrale de 65 commande 5. Les répétiteurs d'impulsions 12 connectés à l'alimentation de distribution 21 reçoivent le son pilote et bloquent la phase de leurs oscillateurs de porteuse de référence sur ce signal de l'unité centrale de commande 5, rendant ainsi arbitraire-
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12
ment petit l'angle de phase 0C défini plus haut. Après une période de temps suffisante pour que tous les oscillateurs de référence des répétiteurs d'impulsions 12 aient achevé leur blocage de phase, l'unité centrale de commande 5 transmet des données aux répétiteurs d'impulsions à une vitesse fixe de 30 bauds par un décalage de phase modulant la porteuse de communication. Il est avantageux d'utiliser une déviation de modulation de +90° pour représenter un 1 logique et de —90° pour représenter un 0 logique, parce que cette déviation donne la probabilité d'erreur minimale d'erreur de bit pour un rapport donné du signal au bruit. Le répétiteur d'impulsions 12 interrogé répond à la vitesse de transmission de données dont il a été instruit telle que 30 ou 15 bits/s. Le répétiteur d'impulsions 12 ne transmet pas de son pilote à l'unité centrale de commande 5, qui, au lieu de cela, démodule le signal de transmission du répétiteur d'impulsions en utilisant quatre démodulateurs sensibles à la phase, en parallèle, et ayant des porteuses de référence avec des phases séparées par 45°. Après avoir reçu le premier bit de la transmission du répétiteur d'impulsion 12, l'unité centrale de commande 5 explore les quatre sorties des démodulateurs et sélectionne la sortie de démodulateur ayant l'amplitude absolue maximale, et donc un écart d'angle de phase 0C minimal avec la porteuse de communication du répétiteur d'impulsions 12. La polarité du démodulateur est obtenue par comparaison de la polarité du bit reçu avec la polarité attendue du premier bit, qui est le bit Fo de fonctionnement codé. La polarité du démodulateur est utilisée pour la détection du reste de la transmission du répétiteur d'impulsions.
La capacité d'utilisation de différentes vitesses de bits des répétiteurs d'impulsions permet à l'installation d'utiliser, pour les répétiteurs d'impulsions, des émetteurs à basse puissance et d'adapter automatiquement le canal de communication de transmission du répétiteur d'impulsions aux rapports variés de signal à bruit, tout en obtenant un passage maximal de données dans l'installation.
La fig. 10 montre des exemples de formes d'exécution du modulateur 39 de l'unité centrale de commande, de démodulateur 53 et de commande de réglage 47 qui utilisent des éléments logiques de la série RCA CD4000A avec des relations de réglage de clé représentées aux fig. 11 à 16. Les porteuses de communication et de référence de l'unité centrale de commande et une horloge d'interface de données synchrone sont agencées en boucle à blocage de phase utilisant la fréquence de distribution d'énergie de 60 Hz comme source par l'intermédiaire du bus fourni par l'entreprise sur la ligne 61 ou sur un bus décalé sur la ligne 62. Les signaux sinusoïdaux sur les lignes 61 et 62 sont rendus carrés par l'utilisation de détecteurs 200 et 201 à zéro croisé qui sont des comparateurs de tension National semi-conductor LM139. Si un signal est présent à la sortie du détecteur 201 à croisement de zéro, comme quand le contact de relais 63,63' ou 63" est fermé, un multivibrateur monostable redéclenchable 202, qui est un CD4047A, est déclenché de manière continue, mettant en action une porte NON ET 204 et inhibant une porte NON ET 204', sélectionnant ainsi le signal de bus décalé comme référence de réglage pour l'unité de commande centrale. Si aucun signal n'est présent dans le bus décalé de la ligne 61, comme quand les contacts de relais 63,63' et 63" sont tous ouverts, le multivibrateur 202 monostable redéclenchable reste dans son état stable, inhibant la porte NAND 204 et mettant en action la porte NAND 204', sélectionnant ainsi le signal de bus d'entreprise comme référence de réglage pour l'unité centrale de commande. Le signal d'horloge de base ayant une vitesse, en bauds, de 30 Hz est obtenu de la sortie de 60 Hz d'une porte OU 205 par l'intermédiaire d'une porte OU exclusif 239 et d'un diviseur 208. La polarité du signal de 60 Hz utilisé pour le diviseur 208 de signal d'horloge est sélectionné par le bit P de phase d'horloge sur une ligne 69"' par l'intermédiaire d'un flip-flop 219 et de la porte OU exclusif 239.
Les porteuses de communication et de référence et l'horloge d'interface de données asynchrone sont agencées en un circuit oscillateur à boucle avec blocage de phase consistant en un oscillateur 206 à phase bloquée, qui est un CD4046A, des diviseurs 207, 207' et 207" qui sont des CD4029A et des portes NON ET variées, un registre de décalage 210, qui est un CD4015A et un inverseur 209. La fréquence de sortie de l'oscillateur 206 à phase bloquée est de 50 160 Hz, ce qui est huit fois 6270 Hz, qui est un multiple impair de 30 Hz. Le signal de 50160 Hz est divisé par les facteurs appropriés dans les diviseurs 207,207' et 207", effectuant dans le cas présent les divisions par 11, 4 et 9 respectivement. La fréquence de sortie du diviseur 207 est de 4560 Hz, ce qui est seize fois la vitesse de transmission de données de 285 bauds entre l'unité centrale de commande 5 et le calculateur d'acquisition de données 4, alors que la sortie du diviseur 203 est la vitesse de transmission de données, soit 285 Hz. Cette méthode d'agencement de l'horloge d'interface de données asynchrone évite qu'il soit nécessaire d'utiliser un oscillateur stabilisé par un cristal dans chaque unité centrale de commande. La sortie du diviseur 207" est rétroactivée à l'oscillateur 206 à blocage de phase pour une comparaison avec le signal de fréquence de distribution d'énergie de 60 Hz sélectionné provenant de la porte OU 205, fermant ainsi la boule de blocage de phase. La sortie de l'oscillateur 206 à blocage de phase donne un signal d'horloge au registre de décalage 210 qui engendre quatre signaux de 6270 Hz séparés en phase par 45°. La relation de réglage entre la sortie de l'oscillateur à boucle à blocage de phase et les quatre signaux de sortie de registre de décalage est représentée dans les fig. IIA à 11E, qui montrent que la sortie du troisième étage du registre de décalage, à la fig. 11D, a un retard de 90° sur la sortie du premier étage, à la fig. IIB. Pour cette raison, la sortie du troisième étage est utilisée comme porteuse de communication non modulée et la sortie du premier étage (ou son inverse) est utilisée pour la porteuse modulée.
Comme cela a été antérieurement mentionné, après qu'un byte de données a été reçu par le récepteur de données 36, celui-ci envoie un drapeau Donnée prête, fig. 12B, à la commande de réglage 47 par l'intermédiaire de la ligne 66. Le signal sur la ligne 66 est envoyé comme signal d'horloge dans le registre de décalage 211, qui constitue en flip-flops CD4013A par une horloge d'interface de données asynchrone sur la ligne 64 montré à la fig. 12A. La première transition de signal d'horloge sur la ligne 64 après la mise du drapeau Donnée prête change l'état du premier étage du registre de décalage 211, fig. 12C, qui déclenche un multivibrateur monostable 214 qui est un CD4047A et dont la sortie, fig. 12J, remet un registre de décalage 212 consistant en flip-flops CD4013A à l'état 100 comme le montrent les fig. 12E, 12F et 12G. Avant la transition suivante sur la ligne 64, la sortie du premier étage du registre de décalage 212, fig. 12E, met en route le bus A des huit premiers bits du registre d'entrée 37 par l'intermédiaire de la ligne 71, transférant ainsi des données du récepteur de données 36 au registre d'entrée 37. La seconde transition du signal d'horloge sur la ligne 64 après que le drapeau Donnée prête est mis change l'état du second étage du registre de décalage 211, fig. 12D, qui remet à l'état initial le drapeau Donnée prête par l'intermédiaire de l'inverseur 213 et de la ligne 65, et met le registre 212 à l'état 010, mettant le bit P sur la ligne 69'" dans un flip-flop 219 qui est un CD4013A. Les deux transitions suivantes du signal d'horloge sur la ligne 64 remettent le registre de décalage 211 à son état d'origine. Le second byte de données provenant du récepteur de données 36 est chargé dans les huit seconds bits du registre d'entrée 37 par le second drapeau Donnée prête et le bus A met en fonctionnement un signal du second étage du registre de décalage 212 par l'intermédiaire d'une ligne 71', fig. 12F, et le troisième byte de données est chargé dans le troisième ensemble de huit bits du registre d'entrée 37 par le troisième drapeau Donnée prête, et le bus A met en action le signal du troisième étage du registre de décalage 212 par l'inter5
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médiaire de la ligne 71", fig. 12G. Après le chargement du troisième byte de données dans le registre d'entrée 37, la sortie d'une porte NON OU 215, fig. 12H, met en action des portes NON ET 217 et 217', permettant ainsi au second étage du registre de décalage 211 d'émettre un signal de début de cycle, fig. 121, sur l'une des lignes 220 ou 221, cela dépendant du contenu du bit de commande du mode d'ordre sur la ligne 69 et des bits Ai6 et An d'adresse d'unité centrale de commande sur la ligne 69'.
Si les bits d'adresse d'unité centrale de commande du registre d'entrée 37 sur la ligne 69' coïncident avec l'adresse d'unité centrale sélectionnée à l'avance, le décodeur 216, qui est un CD4051A, met en action les portes NON ET 217 et 217'. Si le bit de commande de mode sur la ligne 69 est un 1 logique, indiquant qu'on souhaite un cycle d'interrogation d'émetteur-récepteur de compteur, la porte NON ET 217 est mise en action, ce qui amène un signal de début de cycle d'interrogation sur la ligne 220. Si le bit de commande de mode sur la ligne 69 est un 0 logique, indiquant qu'on souhaite un cycle d'ordre, la porte NON ET 217' est mise en action par l'intermédiaire de l'inverseur 218, ce qui amène un signal de début de cycle d'ordre sur la ligne 221.
A la fin d'un intervalle préétabli, suffisamment long pour que trois bytes de données puissent être reçus du calculateur d'acquisition de données 4, le multivibrateur monostable 214 retourne à son état stable, remettant le registre de décalage 212 à l'état 100. Le multivibrateur monostable 214 remet donc l'unité centrale de commande à un état connu à des intervalles périodiques, surmontant ainsi les problèmes associés à un faux chargement de données dû à une ligne de communications bruyante telle que 10 ou à la ligne 66 de Donnée prête.
Si le bit de commande de mode sur la ligne 69 est un 0 logique, indiquant qu'un cycle d'ordre est désiré, le signal de début de cycle provenant de la porte NON ET 217' sur la ligne 221, fig. 13A, déclenche un multivibrateur monostable 224 qui est un CD4047A. Si le bit P permettant l'exécution de l'ordre enregistré dans un flip-flop 219 est un 1 logique, une porte ET 223 est mise en action et le signal provenant de la porte NON ET 217' sur la ligne 221 met en marche le bus A du registre d'ordre 43 par l'intermédiaire de la ligne 78, chargeant alors les bits d'ordre du registre d'entrée 37 dans le registre d'ordre 43. Si le bit P emmagasiné dans le flip-flop 219 est un 0 logique, la porte ET 223 est inhibée et le contenu du registre d'entrée 37 n'est pas chargé dans le registre d'ordre 43. Après une période d'environ 1 s, le multivibrateur monostable 224 retourne à son état stable, fig. 13B, envoyant un signal d'horloge au flip-flop 225 qui est un CD4013A. Lors de la transition suivante du signal d'horloge de 285 Hz sur la ligne 99, fig. 13D, un flip-flop 226, qui est un CD4013A, change d'état, supprimant le niveau de remise en état de compteurs 227, 227' et d'un flip-flop 232, mettant en action les sorties du bus A du registre d'état et le mode sériel de fonctionnement par l'intermédiaire de la ligne 81, fig. 13E, et la porte NON ET 229 par l'intermédiaire d'une ligne 233. Le cycle d'ordre est ainsi synchronisé au signal d'horloge de 285 Hz sur la ligne 99 par la sortie du flip-flop 225, fig. 13C, commandant l'état du flip-flop 226. La valeur contenue dans les compteurs 227 et 227', qui sont des CD4029A, est augmentée par le signal d'horloge de 285 Hz sur la ligne 99, et les sorties du compteur 227 sont assorties par un décodeur 228, qui est un CD4028A. Quand le compteur 227 est à l'état 0, le décodeur 228 met. en action une porte NON ET 229, envoyant une impulsion de transmission, fig. 13F, à un émetteur de données 55 par l'intermédiaire d'une porte OU 230, d'un inverseur 231 et une ligne 85. Comme le signal d'horloge de 285 Hz sur la ligne 99 décale aussi le contenu du registre d'état 44 pendant cette période, le contenu du registre d'état est transmis au calculateur d'acquisition de données sous forme de huit bytes de données. Après la 64e transition du signal d'horloge de 285 Hz sur la ligne 99, la sortie du compteur 227' actionne le flip-flop 232, qui est un CD4013A, mettant à leur état d'origine les flip-flops 225
et 226 par l'intermédiaire d'une ligne 234, fig. 13G, ce qui inhibe les sorties du bus A du registre d'état et ramène le registre d'état au mode parallèle de fonctionnement, tout cela par l'intermédiaire de la ligne 81, fig. 13E, et terminant le cycle d'ordre. Le signal sur la ligne 81 remet aussi à l'état initial les compteurs 227 et 227' et le flip-flop 232, pendant que l'impulsion d'émission sur la ligne 85, fig. 13F, est inhibée par le signal provenant du flip-flop 226 sur la ligne 233.
Si le bit de commande de mode sur la ligne 69 est un 1 logique, indiquant que c'est un cycle d'interrogation qu'on désire, l'impulsion de début de cycle venant d'une porte 217 sur une ligne 220, fig. 14A, fait aller le bit F0 de fonctionnement codé sur la ligne 69" dans le flip-flop 222 qui est un CD4013A, et actionne aussi un flip-flop 240, qui est un CD4013A, dont le signal de sortie, fig. 14B, est passé au flip-flop 241, qui est un CD4013A, lors de la prochaine transition du signal d'horloge de 30 Hz sur la ligne 70, fig. 14D, ce qui synchronise le cycle d'interrogation au signal de l'horloge de 30 Hz. Le changement d'état du flip-flop 241 sur une ligne 242, fig. 14C, ôte la remise à l'état initial d'un compteur 243 et la mise en action d'un flip-flop 244, inhibe la mise en action de son pilote sur la ligne 74, fig. 14G, par l'intermédiaire d'une ligne 246 et d'une porte NON ET 245, et charge le registre d'entrée 37 et le registre de synchronisation codée 38 pour le mode sériel de fonctionnement par l'intermédiaire de la ligne 72. Les données contenues dans le registre d'entrée 37 et dans le registre de synchronisation codée 38 sont alors décalées dans le modulateur 39 à la vitesse de 30 bits/s par le signal d'horloge de 30 Hz sur la ligne 70, fig. 14D. Après que les 28 bits de données représentant la synchronisation codée, le fonctionnement codé et l'adresse du module sont transmis aux modules de mesure ou de commande, un compteur 243, qui est un CD4029A et diverses portes NON ET, actionne un flip-flop 244, qui est un CD4013A, inhibant ainsi le signal permettant l'émission et supprimant le signal de remise en état d'exploration de phase du démodulateur par l'intermédiaire d'une ligne 247, d'une porte OU 264 et d'une ligne 93, mettant en action la sortie du signal d'horloge du registre de sortie provenant d'une porte OU 248 et une porte d'actionne-ment du bus A, une ligne 88, par l'intermédiaire d'une ligne 75 et d'un inverseur 249 et mettant en action l'impulsion de remise en état du démodulateur par l'intermédiaire d'une ligne 247. Le signal sur la ligne 75, fig. 14E, sert également à synchroniser le signal d'horloge de 15 Hz provenant d'un diviseur 250, qui est un CD4013A, avec le signal d'horloge de 30 Hz, car son signal de remise sur la ligne 75 change l'état lors d'une transition du signal d'horloge de 30 Hz. La fréquence d'horloge du registre de sortie est sélectionnée par le flip-flop 222. Si le signal de fonctionnement codé sur la ligne 69" indiquait que le module doit répondre à 15 bauds, une porte NON ET 252 est mise en action et une porte NON ET 253 est inhibée. Si le signal de fonctionnement codé sur la ligne 69" indiquait que le module doit répondre à 30 bauds, la porte NON ET 252 est inhibée et la porte NON ET 253 est mise en action. A ce moment, les portes NON ET 252 et 253 sont aussi mises en action par le signal provenant d'un flip-flop 254, qui est un CD4013A, par l'intermédiaire d'un inverseur 255 et d'une ligne 256, tandis qu'une porte NON ET 257 est inhibée par le signal sur la ligne 256. Le signal d'horloge du registre de sortie provenant de la porte OU 248 sur la ligne 258, fig. 14F, déclenche un multivibrateur monostable 259. La première impulsion provenant du multivibrateur monostable 259 sur la ligne 89, fig. 14H, commence l'exploration de phase du démodulateur par l'intermédiaire d'une porte NON ET 261 et d'une ligne 92. Le bord postérieur du signal provenant du multivibrateur monostable 259 par la ligne 89, fig. 14H, augmente la valeur contenue dans le compteur 262, décale le contenu du registre de sortie 54 d'une position de bit, et déclenche un multivibrateur monostable 263, qui est un CD4047A, dont le signal de sortie remet en état l'intégrateur du démodulateur par l'intermédiaire d'une porte OU 264 et d'une ligne 93. Le bord arrière du signal provenant
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du multivibrateur monostable 259 sur la ligne 89, fig. 14H, actionne aussi le flip-flop 260, inhibant ainsi une porte NON ET 261 et empêchant une exploration ultérieure de phase de démodulateur durant le reste du cycle d'interrogation. Les impulsions de sortie provenant du multivibrateur monostable 259 sur la ligne 89, fig. 14H, décalent le contenu du registre de sortie 54 et remettent à l'état initial l'intégrateur du démodulateur jusqu'à ce que le compteur 265, qui est un CD4029A, dépasse sa valeur maximale (overflow) indiquant que 64 bits de données ont été reçus du module interrogé et chargés dans le registre de sortie 54. Le signal d'overflow provenant du compteur 265 actionne le flip-flop 254, inhibant ainsi le signal d'horloge de 30 Hz ou de 15 Hz provenant des portes NON ET 252 ou 253, mettant en marche le signal d'horloge de 285 Hz provenant de la porte NON ET 257, le tout par l'intermédiaire de la ligne 256, fig. 14K, mettant en action une porte NON ET 266, et amenant les bits de commande de mode et d'adresse d'unité centrale de commande dans un registre de sortie 54"" par l'intermédiaire d'un multivibrateur monostable 269 et d'une ligne 95. Cela corrige le contenu du registre de sortie 54, car les quatre derniers bits reçus par le démodulateur représentent du bruit plutôt que des données provenant du module interrogé. A ce point du processus, les compteurs 262 et 265 sont à l'état de comptage de zéro, et ainsi le décodeur 267, qui est un CD4028A, met aussi en action une porte NON ET 266, permettant à la prochaine impulsion provenant du multivibrateur 259 sur une ligne 268 d'envoyer une impulsion d'émission à l'émetteur de données 55 par l'intermédiaire de la porte NON ET 266, de la porte OU 230, de l'inverseur 231 et de la ligne 85, fig. 14L.
Les valeurs contenues dans les compteurs 262 et 265 sont augmentées par le bord arrière des impulsions du multivibrateur monostable 259 sur la ligne 89, fig. 14H. Chaque fois que le compteur 262 est amené à l'état 000, une impulsion d'émission est envoyée à l'émetteur de données 55. Quand le compteur 265 dépasse sa valeur maximale indiquant que huit impulsions d'émission ont été envoyées, et que les 64 bits de données se trouvant dans le registre d'entrée 54 ont été transmises au calculateur d'acquisition de données 4, un flip-flop 270, qui est un CD4013A, est actionné, fig. 14M, remettant ainsi à l'état initial les flip-flops 240 et 241, ramenant les dispositifs 243,244,262, 265,254,270 et 260 à leur état d'origine et terminant le cycle d'interrogation.
Quand aucune donnée n'est à transmettre au module de mesure ou de commande ou à recevoir d'eux, le modulateur 39 émet une porteuse non modulée à l'amplificateur de puissance 40. Durant cette période une porte NON ET 287 est actionnée par un signal d'actionnement d'émission sur la ligne 75, une porte NON ET 280 est activée par le signal d'actionnement du son pilote sur la ligne 74, et des portes NON ET 281 et 282 sont inhibées par un inverseur 283 et le signal sur la ligne 74. Ainsi le signal sur la ligne 73", qui est la porteuse non modulée de 6270 Hz, est envoyé à l'amplificateur de puissance 40 par l'intermédiaire des portes NON ET 280 et 287 et d'une porte OU 286. Lorsque des données doivent être transmises, la porte NON ET 280 est inhibée par le signal sur la ligne 75, et les portes NON ET 281 et 282 sont activées par l'inverseur 283 et le signal sur la ligne 75. Si la donnée qui doit être émise sur la ligne 58 est un 1 logique, la porte NON ET 281 est activée et la porte NON ET 282 est inhibée par l'inverseur 287, envoyant alors le signal de 6270 Hz (qui précède le signal de 6270 Hz sur la ligne 72" de 90°) sur la ligne 73 vers l'amplificateur de puissance par l'intermédiaire des portes NON ET 281 et 287 et de la porte OU 286. Si la donnée à transmettre sur la ligne 58 est un 0 logique, la porte NON ET est inhibée et la porte NON ET 282 est activée par l'inverseur 287. Le signal sur la ligne 73, inversé par l'inverseur 284, devient un signal de 6270 Hz qui a sur le signal de 6270 Hz sur la ligne 73" un retard de 90° et est envoyé à l'amplificateur de puissance 40 par l'intermédiaire des portes NON ET 282 et 287 et de la porte OU 286. Lorsque des données doivent être reçues, le modulateur est inhibé par le signal permettant l'émission sur la ligne 75 et la porte NON ET 287.
Le signal vidéo provenant d'un amplificateur vidéo 52 sur la ligne 96 est trié en parallèle par quatre détecteurs de phase 300, 300', 300" et 300"'. Chaque détecteur de phase utilise une porteuse de réception, sur les lignes 73, 73', 73" et 73"' respectivement, qui sont séparées par 45°, pour démoduler le signal vidéo sur la ligne 96. Le dispositif 300' est un détecteur de phase typique comprenant un amplificateur 315, qui est un Fairchild semiconductor 741, des résistances 316, 316', 316", 316"' et 316"", des commutateurs 314 et 314', qui sont des CD4066A, et sont commandés avec un décalage de phase de 180° l'un par rapport à l'autre par la porteuse de 6270 Hz sur la ligne 73' et l'inverseur 313. Le fonctionnement de ce détecteur de phase est décrit par J. N. Giles, «Linear Integrated Circuits Applications Handbook», Library of Congress Catalog 57-27446.
Les signaux de sortie des détecteurs de phase sont intégrés par des intégrateurs 301, 301', 301" et 301'". Le dispositif 301' est un intégrateur typique comprenant un amplificateur 318 qui est un Fairchild semi-conductor 741, une résistance 317, une capacité 319 et un commutateur 320, qui est un CD4066A. A la fin de chaque période de bit, la capacité 319 est déchargée par le commutateur 320 par l'intermédiaire du signal de remise à zéro de l'intégrateur sur la ligne 93. Les sorties d'intégrateur sont connectées au bus de signal 324 par des commutateurs 302,302', 302" et 302'" et au bus de signal 325 par des commutateurs 303, 303', 303" et 303'". Les commutateurs 302 et 303 sont des CD4066A. Les commutateurs 302, 302', 302" et 302'" sont commandés par un registre de décalage 311 par l'intermédiaire de lignes 327,327', 327" et 327'" respectivement tandis que les commutateurs 303, 303' et 303" sont commandés par un registre de décalage 310 par l'intermédiaire des lignes 326, 326' et 326" respectivement. La grandeur absolue des signaux sur les lignes 324 et 325 est produite par la grandeur absolue des circuits 304 et 304' respectivement. Un circuit 304 de grandeur absolue typique comprend un amplificateur 321 qui est un Fairchild semi-conductor 741, des diodes 322, qui sont des IN914, et des résistances 323, 323', 323" et 323'". Pendant qu'une donnée est émise par l'unité centrale de commande 5 à destination d'un répétiteur d'impulsions de compteur, les intégrateurs 301, 301', 301" et 301'" sont remis à l'état initial par la ligne 93, fig. 14W et 141, pendant que les registres de décalage 310 et 311, qui sont des CD4034A, sont maintenus en modes parallèles et que le flip-flop 312, qui est un CD4013A, est actionné par la ligne 75, fig. 16A et 14E. 1000 est ainsi chargé dans le registre de décalage comme le montrent les fig. 161,16J, 16K et 16L, et met en action le bus A du registre de décalage 311, par l'intermédiaire de la ligne 328, fig. 16G, permettant au contenu du registre de décalage 310 d'être chargé dans le registre de décalage 311 par les lignes 326,326', 326" et 326"'. Le registre de décalage 311 prend l'état 1000, comme le montrent les fig. 16M, 16N, 16P et 16Q.
Après que les données ont été transmises aux répétiteurs d'impulsions de compteurs, la remise à l'état initial de l'exploration de phase sur la ligne 95, fig. 16A, et la remise à l'état initial des intégrateurs sur la ligne 93, fig. 16W, sont enlevées et les intégrateurs 301, 301', 301" et 301'" intègrent les signaux provenant des détecteurs de phase 300, 300', 300" et 300'" respectivement. A la fin de la période de bit de données reçue, le flip-flop 306, qui est un CD4013A, est activé, fig. 16C, par le signal de début d'exploration de phase sur la ligne 92, fig. 16B. La transition suivante du signal d'horloge de 6270 Hz sur la ligne 73'", fig. 16D, active le flip-flop 307, qui est un CD4013A, synchronisant l'exploration de phase au signal d'horloge de 6270 Hz. Le signal de sortie du flip-flop 307 active la porte NON ET 308 dont le signal de sortie active le registre de décalage 310 par la ligne 329, fig. 16F, et le flip-flop 312, qui est un CD4013A, par l'intermédiaire de l'inverseur 309.
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L'algorithme utilisé pour l'exploration de phase consiste à charger le registre de décalage 311 avec le contenu du registre de décalage 310, si la grandeur du signal sur la ligne 324 est moindre que la grandeur du signal sur la ligne 325, et de geler le contenu du registre de décalage 311, si l'inverse est vrai, tout en décalant le registre de décalage 310. Au début de l'exploration de phase, les registres de décalage 310 et 311 contiennent chacun 1000, ce qui active le commutateur 302 par l'intermédiaire de la ligne 327, fig. 16M, et le commutateur 303 par l'intermédiaire de la ligne 326, fig. 161.
La fig. 16 illustre le cas dans lequel la grandeur du signal venant de l'intégrateur 301 sur la ligne 324 est moindre que celle venant de l'intégrateur 301' sur la ligne 325, et ainsi le signal de sortie d'un comparateur différentiel 305, qui est un National semiconductor LM139, est élevé comme le montre la fig. 16H, et la transition allant au négatif sur la ligne 329, fig. 16F, fait passer un signal d'actionnement du bus A dans le flip-flop 312, comme le montre la fig. 16G, permettant ainsi au registre de décalage 311 d'être chargé par le registre 310.
La transition allant au positif sur la ligne 329, fig. 16F, décale le contenu des registres de décalage 310 et 311 à l'état 0100, activant le commutateur 302' par la ligne 327', fig. 16N, et le commutateur 303' par la ligne 326, fig. 16J. La fig. 16 illustre le cas où la grandeur du signal venant de l'intégrateur 301' est plus grande que celle venant de l'intégrateur 301" sur la ligne 325, de sorte que la sortie du comparateur 305, fig. 16H, est basse et que la transition suivante allant au négatif sur la ligne 329, fig. 16F, actionne le signal inhibant le bus A vers le flip-flop 312, comme le montre la fig. 16G, gelant ainsi le contenu du registre de décalage 311.
La transition vers le positif sur la ligne 329, fig. 16F, décale le contenu du registre de décalage 310 à l'état 0010, tandis que le registre de décalage 311 reste à l'état 0100, le commutateur 302' restant donc activé par l'intermédiaire de la ligne 327', fig. 16N, et le commutateur 303" étant activé par l'intermédiaire de la ligne 326", fig. 16K. La fig. 16 illustre le cas où la grandeur du signal venant de l'intégrateur 301' sur la ligne 324 est moindre que celle venant de l'intégrateur 301'" sur la ligne 325, de telle manière que la sortie du comparateur 305, fig. 16F, est élevée et que la transition suivante vers le négatif sur la ligne 329, fig. 16F,
actionne un signal d'actionnement du bus A dans le flip-flop 312 comme le montre la fig. 16G, permettant ainsi au registre de décalage 311 d'être chargé à partir du registre de décalage 310.
La transition vers le positif sur la ligne 329, fig. 16F, décale le contenu des registres de décalage 310 et 311 à l'état 0001, activant le commutateur 302'" par l'intermédiaire de la ligne 327'",
fig. 16Q, et activant les flip-flops 306 et 307, ce qui termine l'exploration de phase, et déclenchant un multivibrateur monostable 330, qui est un CD4047A, tous deux par l'intermédiaire de la ligne 326, fig. 16L. Le signal de sortie de l'intégrateur 301'" est comparé, par l'intermédiaire du commutateur 302'" et de la ligne 324, à la terre par un comparateur différentiel 331, qui est un National semi-conductor LM139, dont la sortie est un 0 logique, si le signal sur la ligne 324 est négatif, et un 1 logique, si le signal sur la ligne 324 est positif.
Une porte OU exclusif 333 compare la sortie du niveau logique du comparateur différentiel 331, fig. 16S, au niveau logique du premier bit attendu, qui est un bit F0 de fonctionnement codé, par l'intermédiaire de la ligne 91. Si les signaux d'entrée de la porte OU exclusif 331 sont identiques, un signal 0 logique est introduit dans le flip-flop 332 par le multivibrateur monostable 330, fig. 16R. Si les signaux d'entrée de la porte OU exclusif 333 sont opposés, un 1 logique est envoyé dans le flip-flop 332, qui est un CD4013A.
Le niveau de polarité provenant du flip-flop 332, fig. 16T, est comparé au signal provenant du comparateur 331 par une porte OU exclusif 334 et envoyé au registre de sortie 54 par la ligne 90, fig. 16U. L'intégrateur sélectionné et le niveau de polarité sont utilisés pour recevoir le reste du message du module interrogé jusqu'à remise à l'état initial par le signal de remise à l'état initial d'exploration de phase, sur la ligne 75, fig. 16A et 16E, et une impulsion d'horloge de polarité, fig. 16R, durant le cycle d'interrogation suivant. Les lignes du signal d'horloge de décalage du registre de sortie et d'intégrateur démodulateur, respectivement 89 et 93, fig. 14H et 141 respectivement, sont représentées à titre de référence comme dans les fig. 16V et 16W respectivement.
Des exemples de formes d'exécution du registre d'entrée 37 et du registre de synchronisation codée 38, du registre d'ordre 43, du registre d'état 44 et du registre de sortie 54 utilisant des éléments logiques de la série RCA CD4000A sont représentés aux fig. 17, 18,19 et 20 respectivement. Le registre d'entrée et le registre de synchronisation codée représentés à la fig. 17 comprennent des registres à huit bits CD4034A, actionnés en mode asynchrone avec une entrée de données de bus A et une sortie de données de bus B, et sont normalement actionnés en modes parallèles. Le premier byte de données, sur la ligne 56, venant du récepteur de données 36, est chargé dans le registre 37 par le signal de porte activant le bus A provenant de la commande de réglage 47 sur la ligne 71 ; le second byte de données, sur la ligne 56', est chargé dans le registre 37' par le signal activant le bus A sur la ligne 71' et le troisième byte de données, sur la ligne 36", est chargé dans le registre 37" par le signal activant le bus A sur la ligne 71". Le bus A du registre de code sync 38 est toujours activé, chargeant donc de manière continue le code de synchronisation de huit bits préétabli. Les contenus des registres 37, 37' et 37" sont disponibles pour être transférés à la commande de réglage 47 ou au registre d'ordre 43 par l'intermédiaire des sorties du bus B. Durant un cycle d'interrogation, les registres 37, 37', 37" et 38 sont transférés selon le mode sériel de fonctionnement par le signal d'activation sérielle sur la ligne 72 et les contenus des registres sont décalés au modulateur 39 par le signal d'horloge de décalage sur la ligne 70, les deux signaux provenant de la commande de réglage 47.
Le registre d'ordre, représenté à la fig. 18, comprend des registres à huit bits CD4034A fonctionnant en mode asynchrone parallèle, avec entrée de données de bus A et sortie de données de bus B. Les données provenant du registre d'entrée 37 sont disponibles de manière continue sur les lignes 67, 67' et 67".
Quand le bit K indicateur de mode de message indique que le contenu du registre d'entrée 37 est un ordre, les données sur les lignes 67,67.' et 67" sont chargées dans les registres 43,43' et 43" respectivement, par le signal activant le bus A, sur la ligne 78 venant de la commande de réglage 47. Les contenus des registres d'ordre 43,43' et 43" sont disponibles sur les lignes 79, 79' et 79" de bus B, respectivement.
Le registre d'état, représenté à la fig. 19, comprend des registres à huit bits CD4034A actionnés dans le mode asynchrone avec entrée de données de bus B et sortie de données de bus A. Les données d'état sont disponibles continuellement sur les lignes 82, 82' et 82", alors que le bit K indicateur de mode de message préétabli (préétabli comme 0 logique), les bits Ai6 et Ai7 d'adresse d'unité centrale de commande préétablis et le bit P permettant l'exécution d'ordre, sur la ligne 68, sont disponibles continuellement en tant que signaux d'entrée B1 à B4 du registre 44'. Quand le contenu du registre d'état doit être envoyé à l'émetteur de données par l'intermédiaire de la ligne 83, les sorties du bus A du registre 44 sont activées et les registres 44, 44' et 44" sont actionnés en mode sériel par le signal d'actionnement sériel provenant de la commande de réglage 47 sur la ligne 81 et l'inverseur 80, respectivement. Les contenus des registres 44,44' et 44" sont décalés par le signal d'horloge provenant de la commande de réglage 47, sur la ligne 99.
Le registre de sortie de 64 bits, représenté sur la fig. 20, comprend un registre à huit bits 54 et un registre à quatre bits 54"", qui sont des CD4034A, deux registres à 18 bits 54' et 54", qui sont des CD4006A, et un registre à 16 bits 54'", qui est un CD4006A. Les registres 54,54', 54" et 54'" sont toujours actionnés en mode
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parallèle, le bus A du registre 54 étant utilisé pour transférer des données à l'émetteur de données 55 par l'intermédiaire de la ligne 87. Pendant la réception de données venant du démodulateur 53, par l'intermédiaire de la ligne 90, les données sont décalées du registre 54"" au registre 54 par le signal d'horloge de décalage, venant de la commande de réglage 47 sur la ligne 89. Après que le message de réponse du module de mesure a été reçu, le message de réponse de 60 bits se trouve dans les registres 54, 54', 54" et 54'". La commande de réglage 47 active alors la sortie de bus A du registre 54 par l'intermédiaire de la ligne 88. Simultanément, le registre 54"" est transféré en mode asynchrone parallèle pour une courte période de temps, par l'intermédiaire d'un signal d'actionnement de la commande de réglage 47 sur la ligne 95, ce qui charge le bit K indicateur de mode de message, qui est un 1 logique préétabli, les bits Aiê et A17 d'adresse d'unité centrale de commande et le bit P de phase d'horloge sur la ligne 68, dans le registre 54"" par l'intermédiaire des entrées Al à A4 de bus A respectivement. Les contenus des registres 54', 54", 54'" et 54"" sont ensuite décalés au registre 54 pour le transfert à l'émetteur de données 55.
Des exemples de formes d'exécution du démodulateur de répétiteur d'impulsions 104, de la commande de données 105, du registre de données 106, de modulateur 107, de commande de réglage 110, de comparateur de signaux de synchronisation codée 111, de comparateur d'adresse d'eau chaude 112, de comparateur d'adresse de module de compteur 113, de registre de code de fonctionnement 114, de décodeur de fonctionnement 115 et de commande d'eau chaude 116 sont représentés dans la fig. 21, utilisant des éléments logiques de la série CD4000A, avec les relations temporelles représentées à la fig. 22.
Le signal d'horloge de réglage de base de 30 Hz du répétiteur d'impulsions sur la ligne 224, fig. 22A, est dérivé de la fréquence de distribution nominale de 60 Hz par l'intermédiaire de la ligne 24, de l'amplificateur différentiel 401, qui est un National semi-conductor LM139, et du diviseur 423, qui est un CD4013A. La phase du signal de sortie de signal d'horloge de 30 Hz d'une porte OU exclusif 431, sur une ligne 445, fig. 22C, est commandée par des diviseurs 427 et 428, qui sont respectivement un CD4040A et un CD4013A, et par un multivibrateur monostable 426, qui est un CD4047A. Chaque fois que le code de synchronisation est reçu, le multivibrateur monostable 426 est déclenché par le signal de drapeau de synchronisation, sur une ligne 121, fig. 22F, ce qui remet à l'état initial le diviseur 427. Si aucune coïncidence de code de synchronisation n'est détectée pendant une durée de 2048 périodes consécutives du signal d'horloge de 30 Hz, soit environ 68,3 s, le diviseur 428 est bloqué, ce qui inverse la phase du signal d'horloge de 30 Hz sur une ligne 445. Pendant l'interrogation de compteurs ou la commande de chauffe-eau, l'unité centrale de commande 5 transmettra un message, comprenant le signal de synchronisation codée, environ toutes les 5 s. Donc, une fois qu'une synchronisation de phase de signal d'horloge de 30 Hz est obtenue, le diviseur 428 restera au repos. Le signal d'horloge sur la ligne 118, fig. 22D, est engendré à partir du signal d'horloge de 30 Hz sur la ligne 445 par l'intermédiaire d'une porte NON ET 434 qui est normalement activée par la ligne 124, d'une porte OU 435 et d'un multivibrateur monostable 436, qui est un CD4047A.
Les fréquences de référence pour le démodulateur 104 et pour le modulateur 107 sont engendrées dans un oscillateur à boucle à blocage de phase qui utilise la fréquence de distribution de 60 Hz, par l'intermédiaire d'un amplificateur 401, comme source de fréquence de référence. La fréquence de sortie d'un oscillateur à phase bloquée 402, qui est un CD4046A, est de 100320 Hz, ce qui est seize fois la fréquence de la porteuse de communication, qui est de 6270 Hz, et est divisé par huit dans un diviseur 404, qui est un CD4029A, et par 209 dans un diviseur 405, qui est un CD4029A, pour produire un signal de 60 Hz qui alimente en réaction l'oscillateur à phase bloquée 402, ce qui ferme la boucle de blocage de phase. La sortie de 100320 Hz de l'oscillateur à phase bloquée 402 est aussi divisée par seize par un diviseur 403, qui est un CD4029A, pour donner la fréquence de référence de 6270 Hz sur la ligne 119, utilisée par le démodulateur 104 et le modulateur 107. La phase de la fréquence de référence sur la ligne 119 est commandée par les données reçues du démodulateur 104 par l'intermédiaire d'une ligne 135 et d'un inverseur 425.
Pendant que l'unité centrale de commande 5 transmet une porteuse non modulée, des compteurs montant et descendant 407 et 408, qui sont des CD4029A, sont actionnés par le signal d'horloge de 30 Hz sur la ligne 445, fig. 22C, par l'intermédiaire d'une porte NON ET 410 et d'un inverseur 409. Si la sortie du démodulateur 104 est à un 0 logique, les compteurs 407 et 408 ont des valeurs qui augmentent. Si le signal sur la ligne 135 est un 1 logique, ils ont des valeurs qui diminuent. La sortie du compteur 407 est comparée à la sortie du diviseur 404 par un comparateur numérique 406, qui est un CD4063A. Lorsque les sorties coïncident, le diviseur 403 est remis à zéro. Donc, un excès de 0 logiques provenant du démodulateur 104 fera avancer la fréquence de référence de 6270 Hz sur la ligne 119, tandis qu'un excès de 1 logiques retardera la phase, bloquant ainsi la phase de la fréquence de référence de 6270 Hz sur la ligne 119 sur la porteuse non modulée reçue de l'unité centrale de commande 5.
Le compteur 408 a un facteur de graduation de seize; donc un excès accumulé de seize 1 logiques ou 0 logiques est nécessaire avant que la phase de la fréquence de référence de 6270 Hz sur la ligne 119 soit avancée ou retardée, ce qui fait que le circuit est insensible à des variations de brève durée. Quand le code de synchronisation, qui est une quantité équilibrée de 1 et 0 logiques, est reçu et détecté, les circuits de décalage de phase sont inhibés par l'intermédiaire du signal de drapeau de synchronisation sur la ligne 121, fig. 22F, et d'une porte NON ET 410. Cela empêche les circuits de commande de phase d'agir sur les bits de fonctionnement Fo à F3, et sur les bits d'adresse A0 à Au du message d'interrogation venant de l'unité centrale de commande 5. Après la fin du cycle d'interrogation du répétiteur d'impulsions de compteur, le signal de drapeau de synchronisation sur la ligne 121, fig. 22F, active de nouveau les circuits de commande de phase.
Des données sont obtenues du signal de l'amplificateur vidéo 103, sur la ligne 131, par le démodulateur 104 qui comprend, sans transformateur, un détecteur de phase 411 et un intégrateur 416. Le détecteur de phase 411 comprend des résistances 412, 412', 412", 412"', 412"" et 412'"", un amplificateur de fonctionnement 413, qui est un Fairchild semi-conductor 741, et des commutateurs 414 et 414', qui sont des CD4066A, déphasés de 180° par un inverseur 415 et par la fréquence de référence de 6270 Hz sur la ligne 119. Le signal de sortie du détecteur de phase 411 est intégré par l'intégrateur 416 qui comprend une résistance 417, un amplificateur opérationnel 418 qui est un Fairchild semi-conductor 741, une capacité 419, un commutateur 420, qui est un CD4066A, un multivibrateur monostable 421, qui est un CD4047A, et un amplificateur différentiel 422, qui est un National semi-conductor LM139. Quand la sortie de l'amplificateur opérationnel 418 est positive, la sortie de l'amplificateur différentiel 422 sur les lignes 130 et 135 est un 1 logique. Quand la sortie de l'amplificateur 418 est négative, la sortie de l'amplificateur 422 est au 0 logique. A la fin de chaque période de bit, la transition vers le négatif du signal d'horloge de décalage sur la ligne 118, fig. 22D, déclenche le multivibrateur monostable 421, ce qui décharge la capacité 419 par l'intermédiaire du commutateur 420 et remettant à zéro l'intégrateur 416.
Avant réception du signal de code de synchronisation, le signal de drapeau de synchronisation sur la ligne 121, fig. 22F, remet continuellement à l'état zéro les compteurs 437 et 438, qui sont des CD4029A, engendrant ainsi un signal d'activation sur les lignes 117 et 120, fig. 22G, provenant d'un décodeur 439, qui est s
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un CD4028A. Le commutateur de réception 102 est donc activé et des données provenant du démodulateur 104 sont introduites dans le registre de données 106, qui est constitué par des registres de décalage 106 et 106', qui sont des CD4034A, et 106", qui est un CD4015A, par l'action du signal d'horloge de décalage de 30 Hz sur la ligne 118, fig. 22D, par l'intermédiaire d'une porte OU 443 et d'une porte NON ET 442, qui est activée par le signal de commande sur la ligne 120. Le signal d'entrée du registre de données est représenté sur la fig. 22E. La porte OU 443 et la porte NON ET 442 constituent des parties d'une commande de données 105 dont le reste comprend des portes NON ET 440 et 441 et un inverseur 424. Les huit premiers bits du registre de données 106 sont comparés au code de synchronisation préétabli par le comparateur numérique 111, constitué par deux CD4063A, par l'intermédiaire d'une ligne 132. Lorsqu'une coïncidence de code de synchronisation est détectée, un flip-flop 111' de drapeau de synchronisation, qui est un CD4013A, est actionné, supprimant la remise à zéro des compteurs 437 et 438, déclenchant le multivibrateur monostable 426 et inhibant la porte NON ET 410 par l'intermédiaire de la ligne 121, fig. 22F.
Vingt périodes de bits après qu'une coïncidence de signal de synchronisation codée a été détectée, le décodeur 439 inhibe le commutateur de réception 102 par l'intermédiaire de la ligne 117, le flux de données du démodulateur 104 à travers la commande de données 105, par l'action du signal de commande sur la ligne 120, fig. 22G, déclenche le multivibrateur monostable 449, et introduit le bit F0 de fonctionnement codé sur la ligne 132'", provenant du registre de données 106", dans le registre de vitesse de réponse 114 et les bits Fi, F2, f3, de fonctionnement codé sur la ligne 132" provenant du registre de données 106", dans le registre de fonctionnement 114', par l'action du signal de commande sur une ligne 122, fig. 22H, et met en marche le flux de données de mesure à travers la commande de données 105 par l'action du signal de commande sur la ligne 120', fig. 22H. La vitesse de données de réponse est déterminée par le bit Fo de fonctionnement codé dans le registre 114 de vitesse de réponse, qui est un CD4013A. Si le bit Fo est un 1 logique, la vitesse de réponse est de 30 bauds, et la porte NON ET 434 est activée par l'inter-•médiaire de la ligne 124. Si le bit F0 est un 0 logique, la vitesse de réponse est de 15 bauds et le diviseur 132, qui est un CD4013A, est actionné par le signal sur la ligne 124, synchronisant le signal d'horloge de 15 Hz au signal d'horloge de 30 Hz, pendant que la porte NON ET 433 est activée par le signal sur la ligne 124'.
Ainsi, la fréquence d'horloge de décalage sur la ligne 118, fig. 22D, est déterminée par le contenu du registre de réponse 114.
Les codes préétablis d'adresse de module de compteur et d'adresse de commande d'eau chaude sont comparés simultanément aux bits d'adresse Ao à Ai 5, provenant des registres de données 106' et 106 par les comparateurs numériques 113 et 112 respectivement, qui sont des CD4063A, par l'intermédiaire des lignes 132 et 132'. Le multivibrateur monostable 449, qui est un CD4047A, permet aux comparateurs 113 et 112 par l'intermédiaire de la ligne 444, fig. 22K, de détecter une coïncidence d'adresse de module de mesure, une coïncidence d'adresse de commande d'eau chaude ou aucune coïncidence.
Si le comparateur 113 détecte que c'est une adresse de module de mesure qui a été reçue, le flip-flop 113' de drapeau d'adresse de module de compteur, qui est un CD4013A, est activé, activant le décodeur de fonctionnement 115 par l'intermédiaire de la ligne 126' et le flux de données de mesure à travers la commande de données 105, et le modulateur 107 par l'action du drapeau d'adresse de module de mesure sur la ligne 126, fig. 22L. Les bits de fonctionnement codé Fi, F2, F3 sont maintenus dans le registre de fonctionnement 114', qui est un CD4042A, et sont décodés par le décodeur de fonctionnement 115, qui est un CD4028A, par l'intermédiaire de la ligne 127. Un codeur de compteur seulement est activé par le décodeur de fonctionnement 115, tel qu'un codeur de compteur électrique par l'intermédiaire de la ligne 26.
Durant des périodes de 20 bits suivant immédiatement la détection d'adresse de module de compteur, les données de fonctionnement codé et d'adresse sont décalées du registre de données 106 au modulateur 107 par l'intermédiaire de la ligne 128, fig. 22M, tandis que les bits de données de lecture Mo à Mi9 provenant du codeur de compteur sélectionné sont décalés dans le registre de données 106 par l'intermédiaire de la ligne 129 et de la commande de données 105 qui est activée par le signal de commande du décodeur 439 sur la ligne 120', fig. 22H. Durant la seconde période de 20 bits suivant la détection d'adresse de module de compteur, le contenu en données de lecture de compteur du registre de données 106 est décalé au modulateur 107 par l'intermédiaire de la ligne 128, fig. 22M, tandis que les bits de données inversés M0 à M19 sont décalés dans le registre de données 106, fig. 22E, par l'intermédiaire de la ligne 133 et de la commande de données 105 qui est activée par le signal de commande de décodeur 439 sur la ligne 120", fig. 221. Durant la troisième période de 20 bits suivant la détection d'adresse de module de compteur, les données de mesure inversées se trouvant dans le registre de données 106 sont décalées au modulateur 107 par l'intermédiaire de la ligne 128, fig. 22M, et le registre de données 106 est chargé avec des 0 logiques, comme le montre la fig. 22E, car la commande de données 105 est inhibée par le décodeur 439.
A la fin de cette période, le signal de commande du décodeur 439 sur la ligne 123, fig. 22J, active le flip-flop de drapeau de synchronisation 111', le flip-flop de drapeau d'adresse de module de mesure 113' et le registre de vitesse de réponse 114 et remet à l'état initial le registre de fonctionnement 114', remettant ainsi à l'état zéro les compteurs 437 et 438 et activant la porte NON ET 410 par l'intermédiaire de la ligne 121, fig. 22F, inhibant le décodeur de fonctionnement 115 par l'intermédiaire de la ligne 126, fig. 22L, mettant le signal d'horloge de décalage sur la ligne 118 à 30 Hz par l'intermédiaire de la ligne 124, et activant le commutateur de réception 102, par l'intermédiaire de la ligne 117, fig. 22G. L'émetteur répondeur reprend maintenant la recherche de données reçues pour la transmission suivante de code de synchronisation provenant de l'unité centrale de commande 5.
Si le comparateur 112 détecte une adresse de commande d'eau chaude, les bits de code de fonctionnement, sur la ligne 127, sont introduits dans le registre de commande d'eau chaude 116, qui est un CD4042A, par l'impulsion venant du comparateur 112 sur la ligne 125s fig. 22N. Cela est l'exécution de l'opération de commande désirée, telle que fermer le relais de commande du chauffe-eau, par l'intermédiaire de la ligne 134, ou le relais de commande de compteur de demande de pointe par l'intermédiaire de la ligne 140, fig. 22P. Le répétiteur d'impulsions du compteur passe alors au ralenti sur des périodes de 60 bits, car le modulateur 107, le décodeur de fonctionnement 115 et la commande de données 105 ne sont pas activés par le signal de drapeau d'adresse de module de compteur sur la ligne 126. A la fin des périodes de 60 bits, dont la durée est déterminée par le bit F0 de code de fonctionnement du registre 114 de vitesse de réponse, le flip-flop 111' de drapeau de synchronisation et le registre 114 de vitesse de réponse sont remis à l'état initial par le signal de commande du décodeur 439 sur la ligne 123, fig. 22J, remettant à l'état zéro les compteurs de bits 437 et 438 et activant la porte NON ET 410 par l'intermédiaire de la ligne 121, fig. 22F, mettant à 30 Hz le signal d'horloge de décalage sur la ligne 118 par l'intermédiaire de la ligne 124, et activant le commutateur de réception 102 par l'intermédiaire de la ligne 117, fig. 22G.
Si aucune coïncidence d'adresse n'est détectée par les comparateurs 112 et 113, le répétiteur d'impulsions 12 n'exécute aucune opération de commande et reste inactif pendant des périodes de 60 bits dont la durée est déterminée par le bit F0 de fonctionnement codé du registre 114 de vitesse de réponse, et revient ensuite à l'état initial comme dans le cycle de commande d'eau chaude.
Le signal provenant du registre de données 106 sur la ligne 128, fig. 22M et 22Q, module la phase de la fréquence de référence de s
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6270 Hz sur la ligne 119, dans la porte OU exclusif 446, produisant le décalage de phase désiré entre les signaux de sortie de la porteuse de communication représentant le 1 logique et le 0 logique. Le signal modulé, et son inverse par l'intermédiaire d'un inverseur 447, sont introduits dans des portes NON ET 450 et 451 par le signal de drapeau d'adresse de module de compteur sur la ligne 126, fig. 22L, qui commande l'émetteur 108 par l'intermédiaire d'inverseurs 452 et 453 et de lignes 136 et 136' respectivement.
Un exemple de forme d'exécution de l'émetteur 108 du répétiteur d'impulsions est représenté à la fig. 23. Un transformateur 500, qui est un Stancor P-8605, réduit la tension de la ligne électrique de 120 V, 60 Hz, provenant des admissions 24 et 24' du service de distribution. La tension réduite est redressée par des diodes 501 et 502, qui sont des Motorola MR751, et filtrée par une capacité 503. Des transistors 504 et 505, qui sont des 2N2222A, sont normalement maintenus ouverts par les signaux du modulateur sur les lignes 136 et 136', par l'intermédiaire de résistances 506 et 507 respectivement. Quand le modulateur 107 est activé, les transistors 504 et 505 sont décalés de 180° de phase. Quand le transistor 504 est fermé, du courant passe à travers des résistances 508 et 509, chargeant une capacité 510, fermant lentement un transistor 511, qui est un 2N2905, dont le courant de collecteur est limité par une résistance 523, et un transistor 512, qui est un 2N6111, dont le courant d'émetteur est limité par la résistance 513. Cela élève la tension sur la ligne 525 par rapport à celle sur la ligne 526, chargeant une capacité 528 à travers une résistance 527. La chute de tension à travers la résistance 527 amène le triac 529 à être conducteur. Quand le signal de modulateur sur la ligne 136 ouvre le transistor 504, la capacité 510 se décharge à travers la résistance 508, ouvrant lentement les transistors 511 et 512, pendant qu'une diode 514, qui est une Motorola MR751, coupe la pointe créée par l'inductance de l'admission 24 du réseau de service électrique et le transformateur de distribution 10. Quand le transistor 505 est fermé par le signal 136' de modulateur, un s transistor 515, qui est un 2N2905, est fermé par l'intermédiaire des résistances 516 et 517. Du courant passe alors à travers un transistor 518, chargeant une capacité 519, fermant lentement un transistor 520, qui est un 2N6386, dont le courant d'émetteur est limité par une résistance 524. Cela abaisse la tension sur la io ligne 525 par rapport à la ligne 24', qui est le neutre de l'admission du service électrique, déchargeant alors la capacité 528 à travers la résistance 527. La chute de tension à travers la résistance 527 rend le triac 529 conducteur. Quand le signal du modulateur sur la ligne 136' ouvre le transistor 505, la capacité 519 se décharge 15 à travers la résistance 521, ouvrant lentement le transistor 520, tandis qu'une diode 522, qui est une Motorola MR751, coupe la pointe créée par l'inductance de l'entrée d'admission 24 du réseau de service et par le transformateur de distribution 10. Les transitions de tension sur la ligne 525 sont couplées à l'entrée d'admis-20 sion du réseau de service électrique que sont les lignes 24 et 24' par la capacité de couplage 109.
Le circuit qui vient d'être décrit comprend une source de potentiel unipolaire sur la ligne 26, dérivée du courant électrique du réseau et ayant des ondes à la fréquence de la ligne électrique. Le circuit à transistors comprend des moyens pour interrompre le potentiel unipolaire à une vitesse correspondant à la fréquence porteuse en réponse aux moyens de modulation appliqués aux bases des transistors 504 et 505 pour interrompre le potentiel unipolaire à une vitesse correspondant à la fréquence porteuse. 30 Le triac 529 comprend des moyens pour coupler le potentiel unipolaire interrompu avec les lignes électriques pour produire un signal porteur sur ces lignes électriques.
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R
22 feuilles dessins

Claims (21)

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    REVENDICATIONS
    1. Installation de communication électrique synchrone entre une station centrale et une pluralité de stations distantes sur des lignes de transport d'énergie électrique en courant alternatif, comportant des moyens d'émission à la station centrale et des moyens de réception aux stations distantes, ces moyens d'émission et de réception étant couplés aux lignes, les moyens d'émission comprenant des moyens de modulation (39) d'un signal porteur avec un signal de données numériques, des moyens (206, fig. 10B) pour produire ledit signal porteur, et des moyens pour produire ledit signal de données numériques, les moyens de réception comprenant des moyens de démodulation (104,
    fig. 5) du signal porteur modulé pour retrouver le signal de données numériques, caractérisée en ce que la fréquence du signal porteur est une harmonique de la moitié de la fréquence du courant alternatif et est comprise entre 500 Hz et 30 kHz, en ce que le signal de données numériques consiste en une succession de bits, en ce que la vitesse de transmission, en bits de données par unité de temps a une valeur correspondant à un sous-multiple de la fréquence du courant ou à cette fréquence elle-même, en ce que les moyens d'émission comprennent des moyens de synchronisation (205-207", fig. 10B) des moyens de modulation (39) avec la fréquence du courant, et en ce que les moyens de réception comprennent des moyens de synchronisation (402,404, 405, fig. 21B) des moyens de démodulation (104) avec la fréquence du courant.
  2. 2. Installation selon la revendication 1, pour la communication dans les deux sens, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'émission à chaque station distante et des moyens de réception
    à la station centrale, ces moyens d'émission et de réception étant couplés aux lignes, les moyens d'émission comprenant des moyens (402, fig. 21B) pour produire un signal porteur, des moyens (106,128, fig. 5) pour produire un signal de données numériques, et des moyens (107) pour moduler le signal porteur avec les signaux de données numériques, les moyens de réception comprenant des moyens de démodulation (53, fig. 4) du signal porteur modulé pour retrouver le signal de données numériques, en ce que la fréquence du signal porteur est une harmonique de la moitié de la fréquence du courant alternatif, et est comprise entre 500 Hz et 30 kHz, la vitesse de transmission en bits de données par unité de temps ayant une valeur correspondant à un sous-multiple de la fréquence du courant ou à cette fréquence elle-même, en ce que les moyens d'émission comprennent des moyens de synchronisation (402,404,405, fig. 21 B) des moyens de modulation (107) avec la fréquence du courant, et en ce que les moyens de réception comprennent des moyens de synchronisation (205-207", fig. 10 B), des moyens de démodulation (53) avec la fréquence du courant, en ce que les moyens situés à la station centrale pour produire le signal de données numériques comprennent des moyens pour fournir un signal numérique désignant à la fois une station distante particulière qui doit transmettre un signal de données numériques à la station centrale et la vitesse à laquelle ce signal doit être transmis et des moyens à chaque station distante, agencés pour commander, à la réception d'un signal numérique provenant de la station centrale désignant cette station distante, l'émission d'une réponse sous la forme d'un signal de données numériques pour la station centrale, à la vitesse indiquée.
  3. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la fréquence du signal porteur est entre 5 et 10 kHz.
  4. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens pour moduler comprennent des moyens (281, 282, fig. 10A; 210, fig. 10B) pour décaler la phase du signal porteur, les deux sens possibles du décalage correspondant aux deux valeurs possibles de chaque chiffre binaire.
  5. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la fréquence du signal porteur est une harmonique impaire de la moitié de ladite fréquence du courant alternatif.
  6. 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la fréquence du signal porteur est une harmonique paire de la moitié de ladite fréquence du courant alternatif.
  7. 7. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, une source de signal de phase de référence (402,403, fig. 21B) à chaque station distante et des moyens (411, fig. 21B) pour comparer le signal porteur modulé
    à ce signal de phase de référence afin de détecter le bit transporté par le signal porteur modulé, et des moyens (407,408,404,406, flg. 21B) sensibles au signal porteur modulé pour ajuster la phase dudit signal de référence à une valeur de référence sensiblement à mi-distance entre les décalages selon lesdits premier et second sens opposés du signal porteur modulé qui est alors détecté.
  8. 8. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un transformateur de distribution (10A, 10M, fig. 1) couplant entre elles la station centrale et au moins une des stations distantes, à travers lequel les signaux porteurs modulés sont transmis entre ces stations.
  9. 9. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (431,427,428,426) pour déterminer la phase du courant alternatif à chaque station distante relativement à celle de la station centrale et fournissant un signal de polarité associé à la station distante pour transmettre un élément représentant la phase du courant alternatif à ladite station distante, relativement à celle de la station centrale, pour commander la phase des bits de données échangés entre la station centrale et la station distante, pour éviter toute altération des données transportées par lesdits bits de données.
  10. 10. Installation selon la revendication 2, l'une au moins des stations distantes comportant des moyens de mesure d'énergie électrique pour fournir un signal numérique représentant l'énergie utilisée en cette station distante et destiné à être transmis à la station centrale, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (5A, 4,12) pour vérifier à la fois les données numériques transmises de la station centrale à ladite station distante et les données numériques transmises en réponse à celles-là de ladite station distante à la station centrale.
  11. 11. Installation selon la revendication 1 ou 2, l'une au moins des stations distantes comportant une charge, telle qu'un chauffe-eau, considérée comme indispensable au moins par moments, caractérisée en ce qu'elle comporte à cette station des moyens de commutation (116) sensibles à un signal numérique d'ordre pour l'énergie pour empêcher, le cas échéant, l'écoulement d'énergie électrique vers ladite charge pour une durée donnée, et des moyens (4), à la station centrale pour fournir ledit signal numérique d'ordre pour l'énergie électrique.
  12. 12. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'une des stations distantes comporte des moyens de commutation (22) permettant d'imposer sélectivement, en cette station, une d'entre plusieurs configurations à une installation de distribution d'énergie électrique, et des moyens de commande (23) desdits moyens de commutation (22), agissant en réponse à un signal numérique d'ordre pour la distribution d'énergie, et en ce que la station centrale comporte des moyens (4, 5A) pour fournir ledit signal numérique d'ordre pour la distribution d'énergie.
  13. 13. Installation selon la revendication 12, ladite station distante comprenant au moins une capacité (23) de correction de facteur de puissance à ladite station distante, et lesdits moyens de commutation de configuration d'installation de distribution comprenant des moyens pour connecter sélectivement ladite capacité de correction de facteur de puissance à l'installation de distribution d'énergie électrique à ladite station distante, caractérisée en ce que lesdits moyens pour commander les moyens de commutation de configuration d'installation de distribution
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    comprennent des moyens sensibles à la réception dudit signal numérique d'ordre pour la distribution et agencés pour déconnecter, en fonction de ce signal, ladite capacité de correction.
  14. 14. Installation selon la revendication 2, l'une des stations comprenant au moins une capacité de correction de facteur de puissance à une station distante, caractérisée par des moyens pour coupler ladite capacité de correction de facteur de puissance auxdites lignes de courant électrique, présentant une première impédance basse à la fréquence du courant électrique et une seconde impédance beaucoup plus élevée à la fréquence du signal porteur.
  15. 15. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que lesdits moyens pour coupler ladite capacité comprennent un circuit accordé ayant une fréquence de résonance sensiblement à la fréquence dudit signal porteur.
  16. 16. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte, en l'une des stations distantes, des moyens de mesure pour fournir un signal numérique représentatif d'un paramètre d'actionnement d'une installation de distribution d'énergie électrique à la station distante pour la transmission sur lesdites lignes électriques jusqu'à ladite station centrale.
  17. 17. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte, à l'une des stations distantes, des moyens de commutation de signal (113,107,108,109) pour coupler sélectivement des signaux à diverses lignes de distribution de courant électrique, des moyens (4, 5), à la station centrale, pour fournir un signal numérique de sélection, et des moyens de commande (101-109) à ladite station distante, agencés pour commander les moyens de commutation de signal en réponse audit signal numérique de sélection.
  18. 18. Installation selon la revendication 2, l'une des stations distantes comportant une pluralité de moyens de mesure pour fournir des signaux de mesure numériques, caractérisée en ce qu'elle comporte, à la station centrale, des moyens (4, 5) pour fournir, sous la forme d'un signal de données numériques, l'ordre de transmettre l'un desdits signaux de mesure numériques et des moyens (129,105-109, fig. 5), à la station distante, sensibles audit signal numérique d'ordre de mesure pour transmettre à la station centrale le signal numérique de mesure désigné.
  19. 19. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour reproduire le signal de données numériques comprennent des moyens (4, 5) pour fournir une séquence prédéterminée de signaux de données numériques comme signal de synchronisation pour permettre un décodage exact des parties de l'information dudit signal de données numériques en présence de signaux de bruit à ladite fréquence de ligne électrique.
  20. 20. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour produire le signal porteur comprennent des moyens (401, fig. 21A; 402, 403) sensibles à la fréquence du courant alternatif permettant de produire ledit signal porteur en fonction de la fréquence du courant alternatif de manière que la fréquence dudit signal porteur soit asservie à celle dudit courant alternatif.
  21. 21. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour ajuster la vitesse désignée de transmission à la plus haute valeur compatible avec la précision de la transmission, en fonction de la capacité du canal de communication comprenant les lignes électriques au moment considéré.
    Les entreprises de service public contrôlent actuellement en très peu d'endroits le débit d'énergie sur des lignes de distribution à cause du coût élevé de lignes téléphoniques ou de l'attribution limitée de canaux de fréquence radio. Les éléments de commande tels que des commutateurs sont actionnés manuellement, alors que des capacités de correction de facteur de puissance sont actionnés par une horloge plutôt qu'en réponse à la demande de charge. Quand il y a des pannes pour cause de rupture des lignes de distribution, les entreprises attendent que des plaintes téléphoniques de consommateurs les informent de la zone affectée, car elles n'ont pas de méthode pour contrôler ou commander l'installation de distribution en temps réel.
    Les entreprises doivent aussi prévoir une capacité de production capable de faire face aux demandes lors des pointes de charge plutôt que pour la charge moyenne ou indispensable. La méthode actuelle pour aplatir les pointes de charge consiste à abaisser la tension de distribution, ce qui est nuisible pour des appareils tels que des calculateurs ou des appareils de conditionnement d'air, ou, dans les cas extrêmes, à couper l'alimentation de sections de la zone qui leur est concédée en interrompant leur service. Une bien meilleure méthode consiste à aplatir la pointe de charge en interrompant le service des charges non essentielles telles que des chauffe-eau. On effectue cela actuellement en utilisant des horloges de minuterie, qui perdent du temps durant les pannes de courant et, de ce fait, éventuellement ne suppriment pas la charge durant les périodes de consommation maximales d'énergie, ou par des appels généraux au public demandant de couper les charges non essentielles.
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