EP1301749B1 - Installation avec un systeme de controle de vitesse d'air, notamment dans des hottes de laboratoire - Google Patents

Installation avec un systeme de controle de vitesse d'air, notamment dans des hottes de laboratoire Download PDF

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EP1301749B1
EP1301749B1 EP01949554.8A EP01949554A EP1301749B1 EP 1301749 B1 EP1301749 B1 EP 1301749B1 EP 01949554 A EP01949554 A EP 01949554A EP 1301749 B1 EP1301749 B1 EP 1301749B1
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EP
European Patent Office
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network
installation according
master controller
daughter card
air
Prior art date
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EP01949554.8A
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German (de)
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EP1301749A1 (fr
Inventor
Alain Katz
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Kaukara Investments
Original Assignee
Katz Thomas
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Publication date
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Application filed by Katz Thomas filed Critical Katz Thomas
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/02—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using chambers or hoods covering the area
    • B08B15/023—Fume cabinets or cupboards, e.g. for laboratories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/54—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication using one central controller connected to several sub-controllers

Definitions

  • the present invention relates to an installation comprising a front air speed control system for extracting aeration equipment such as laboratory fume hoods, also called Sorbonne hoods, used to protect technicians and operators against clearances due to toxic or corrosive manipulations.
  • aeration equipment such as laboratory fume hoods, also called Sorbonne hoods
  • Aeraulic extraction equipment is understood here to mean all extractor hoods fitted to all types of rooms, including laboratories, clean rooms or meeting rooms, but also hoods fitted to industrial kitchens, as well as extractors. from single rooms in hotels, retirement homes, clinics, hospitals or booths.
  • laboratory fume hoods serve to confine pollutants, to evacuate these pollutants without creating dead and polluted internal zones under concentrations such that explosive atmospheres are constituted, and to protect the operator against projections resulting from accidental reactions.
  • a hood In general, a hood consists of a bench protected on the side by two uprights, and front by a transparent mobile screen, usually glass.
  • the front mobile screen can slide for propose a variable work opening.
  • the air is extracted through a duct connected to an external discharge chimney.
  • a fan, centrifugal type, is placed outside the building.
  • the hoods are equipped with an alarm controlled by a continuous tracking member for extract air flow or for measuring the frontal air speed.
  • a continuous tracking member for extract air flow or for measuring the frontal air speed.
  • the NF X 15203 standard specifies an average frontal air speed greater than or equal to 0.5 meters per second.
  • EP0884116 which describes an installation according to the preamble of claim 1, (Landis & Staefa, Inc.) in which a control unit is taught to have a detection apparatus for detecting the presence of objects within a fume hood to reduce the flow through this hood when no object is detected, this reduces energy consumption.
  • the present invention aims to overcome these disadvantages by providing an installation comprising a plurality of aeration extraction equipment and a modular control system using few components.
  • the invention also aims an installation capable of communicating with other external systems.
  • laboratory means a room containing one or more hoods.
  • the master regulator and the slave controllers comprise an identical architecture and are arranged so as to establish multi-protocol communications.
  • the difference between master and slave is obtained by software or hardware parameterization.
  • the master regulator can control a flow of air blown into the room by means of a valve, controlled for example by a pneumatic motor, and a differential pressure sensor disposed on a blowing duct.
  • the flap control controls the front air velocity of the hood at a given value.
  • the master regulator can also manage the temperature and the air blown into the room according to the information transmitted by the plurality of slave controllers, in particular information from the means for measuring the extracted air flow rate. in each hood.
  • the slave controllers serve as a relay for this information. Temperature management may require the use of a heater assembly.
  • the control of a blowing duct makes it possible to have at any time a predetermined differential between the extracted air flow rate and the blown air flow rate and to ensure a regulation of the ambient temperature.
  • the master regulator comprises at least one location in which is inserted a communication daughter card comprising a microprocessor and an interface dedicated to a communication protocol of a given communication network.
  • the daughter card can be connected to another master regulator managing a plurality of slave regulators arranged in another room.
  • the daughter card can also be connected to an industrial network connecting a plurality of master regulators, said industrial network being managed by a supervisor.
  • This supervisor manages the industrial network by means of a computer equipped with a software of supervision and parameter setting of all the regulators.
  • the master regulator transmits front air speed commands, generated by a supervisor, to the slave controllers, said setpoints being a function of a predetermined duration cycle.
  • This feature can be used in the day and night operation of a laboratory.
  • the regulation means comprise a regulator comprising at least one location into which a plurality of communication daughter cards are insertable, each of the daughter cards comprising a microprocessor and an interface dedicated to a communication protocol of a communication network. given communication.
  • this regulator operates autonomously, that is to say not connected to other regulators.
  • the daughter board can be connected to an external communication network in the laboratory, a communication network such as an industrial network (also called a field network) using one of the following protocols: LONWORKS, CAN, Jbus, Modbus, TCP / IP, RS485 ..., these protocols being given by way of example and in a nonlimiting manner.
  • a communication network such as an industrial network (also called a field network) using one of the following protocols: LONWORKS, CAN, Jbus, Modbus, TCP / IP, RS485 ..., these protocols being given by way of example and in a nonlimiting manner.
  • the means for measuring the frontal air velocity may include a front velocity probe transmitting digital data.
  • the means for controlling the extracted air flow may comprise an extraction valve controlled by a pneumatic motor, a stepper motor, a linear motor or other motor.
  • the regulator may comprise connection means to a plurality of other regulators.
  • the daughter card is connected to remote centralized technical management equipment.
  • the controller may for example have two locations for two different daughter cards, each daughter card being for a given communication protocol, this protocol depending on the type of communication network to which each daughter card can be connected. This connection can be achieved by means of an optical interface, a twisted pair interface, a coaxial cable interface, or a radio frequency interface.
  • slave controller will be named front speed controller.
  • hoods 1 to 4 arranged in a laboratory.
  • the air is removed from the laboratory by passing through the hoods and into the extraction ducts 5 and 6.
  • These ducts are connected to a centrifugal motor, not shown, arranged outside the laboratory.
  • the ducts may further include air extraction vents not connected to hoods.
  • blown air is introduced through a blowing duct 7.
  • the system comprises a master regulator 8 controlling the air blown through the duct 7 as a function of the air extracted by the ducts 5 and 6.
  • the master controller 8 receives from the front speed controllers information, in digital form, relating to the air flow extracted by each hood. This air flow is measured by a differential pressure sensor 28, 29, 30, 31 placed in the extraction duct above the hood.
  • the master regulator and the front speed controllers communicate through a twisted pair network 38, this network can be coaxial cable, optical fiber, radio frequency ...
  • Each front-end speed controller manages the flow of extracted air into the corresponding hood in order to maintain a speed of 0.5 meters per second for example. To do this, each front speed controller controls a valve 23, 24, 25, 26, based on the data collected on a speed sensor 14, 15, 16, 17. The speed sensor transmits data in digital form. The valve 23, 24, 25, 26, is placed between the differential pressure sensor 28, 29, 30, 31, and the hood 1, 2, 3, 4.
  • the valve 23, 24, 25, 26 is actuated by a pneumatic or electromechanical motor 18, 19, 20, 21 receiving an electric control signal from the front speed controller (for example, a voltage varying from 0 to 10 volts , or a current varying from 4 to 20 mA).
  • a pneumatic or electromechanical motor 18, 19, 20, 21 receiving an electric control signal from the front speed controller (for example, a voltage varying from 0 to 10 volts , or a current varying from 4 to 20 mA). This conversion makes it possible to have an extremely short engine reaction time and thus effectively regulate the frontal air speed.
  • the master regulator also controls a blow-off valve 27 disposed in the blowing duct 7 by means, for example, of an electro-pneumatic converter. 22.
  • the measurement of the supply air flow is performed by a differential pressure sensor 32.
  • the master regulator 9 is in the form of a motherboard on which is plugged a daughter card 9 connected to a remote remote management service 35.
  • the daughter card 9 is connected, by means of a twisted pair, to a network 39 external to the laboratory and using the RS485 protocol for example.
  • the invention is remarkable in that this external network can be all types of networks.
  • Each front speed controller, or slave controller can also receive a daughter card allowing it to communicate directly with a remote network or through the master controller.
  • the external network is based on optical fiber, is inserted into a second location on the motherboard or instead of the daughter card 9, a second daughter card whose microprocessor and connectors allow connection to a fiber optic network .
  • an electronic card with a set of connectors twisted pair, coaxial cable, optical fiber ...) for different types of networks or multiple interchangeable electronic cards each having a connector for a given type of network.
  • the following external networks can be cited without limitation: Lon, Profibus, Jbus / Modbus, Can, etc.
  • All master and slave controllers have the same architecture.
  • the difference between master and slave is obtained by software parameterization: the master controller includes an internal software of master architecture while the front speed controllers each comprise an internal software of slave architecture.
  • the parameterization can also be done in a hardware way by means of switches (switch in English language). These software are downloaded into storage means of the regulators.
  • This computer 36 includes a parameterization and supervision software for managing the regulators 8, 10, 11, 12, 13 of the system.
  • This software is multi-platform and has the necessary multiprotocol communication functions.
  • the present invention thus makes it possible to obtain a communicating system that can be integrated into all types of industrial networks.
  • each laboratory has a master controller in conjunction with a plurality of front speed controllers. Since the control of the front air velocity of the hoods is done by the frontal speed controllers or slave controllers, the master regulator acts as a bridge between a local network of front-end speed controllers and an external network represented by the supervisor 36 and other master regulators from other laboratories.
  • control system according to the invention can be advantageously used to provide support for a system of protection of isolated workers (PTI), when several rooms with or without hosts but each equipped with of a control system according to the invention are all connected via one or more industrial communication networks to a central site remote provided in particular for collecting alarm information transmitted by alarm units arranged in each room and connected to the master regulator equipping said room.
  • PKI isolated workers

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Description

  • La présente invention concerne une installation comprenant un système de contrôle de vitesse d'air frontale pour des équipements aérauliques d'extraction tels que des hottes de laboratoire, aussi appelées hottes de Sorbonne, utilisées pour protéger des techniciens et des opérateurs contre des dégagements dus à des manipulations toxiques ou corrosives.
  • Par équipement aéraulique d'extraction, on entend ici l'ensemble des hottes d'extraction équipant tous types de salles, notamment des laboratoires, des salles blanches ou des salles de réunion, mais également des hottes équipant des cuisines industrielles, ainsi que des extracteurs d'air équipant des chambres individuelles dans des hôtels, des maisons de retraite, des cliniques, des hôpitaux ou des cabines de bateau.
  • La protection conférée par une hotte de laboratoire est obtenue par le biais de l'aspiration de l'air vicié issu de la manipulation. Ces hottes de laboratoire servent à confiner des polluants, à évacuer ces polluants sans créer des zones internes mortes et polluées sous des concentrations telles que des atmosphères explosives soient constituées, et à protéger l'opérateur contre des projections issues de réactions accidentelles.
  • D'une façon générale, une hotte est constituée d'une paillasse protégée sur le côté par deux montants, et de face par un écran mobile transparent, généralement en verre. L'écran mobile frontal peut coulisser pour proposer une ouverture de travail variable. L'air est extrait par un conduit raccordé à une cheminée de rejet extérieure. Un ventilateur, du type centrifuge, est placé à l'extérieur du bâtiment.
  • Pour des raisons de sécurité et afin de se conformer aux normes en vigueur, les hottes sont équipées d'une alarme commandée par un organe de repérage continu du débit d'air extrait ou de mesure de la vitesse d'air frontale. A titre d'exemple, la norme NF X 15203 spécifie une vitesse moyenne d'air frontale supérieure ou égale à 0,5 mètre par seconde.
  • Par ailleurs, dans un laboratoire conventionnel, on relève une consommation d'énergie non négligeable car les hottes rejettent dans l'environnement extérieur l'air aspiré dans le laboratoire, un air éventuellement chauffé en hiver et refroidi en été. Pour limiter les dépenses énergétiques tout en maintenant un niveau de sécurité optimum, on met en place dans les laboratoires un système de contrôle précis de la vitesse d'air frontale des hottes.
  • Il existe des systèmes de contrôle-commande d'un ensemble de hottes dans un laboratoire. On peut citer le document US5240445 (Phoenix Controls Corp) qui divulgue un procédé permettant de maintenir une faible vitesse frontale d'évacuation d'air lorsque aucune activité n'est détectée dans la hotte, et d'accélérer l'évacuation lorsqu'un utilisateur est présent. On connaît également par le même déposant, le document US4706553 concernant un système de commande de la vitesse frontale en fonction de l'ouverture de la fenêtre de la hotte afin d'optimiser les dépenses énergétiques. On peut encore citer, toujours avec le même déposant (Phoenix Controls Corp), le document US5831848 dans lequel est divulgué un système comprenant un contrôleur maître connecté, d'une part à une pluralité de contrôleurs esclaves d'un laboratoire à travers un réseau de communication, et d'autre part à une pluralité de contrôleurs maîtres à travers un autre réseau de communication.
  • On connaît aussi le document EP0884116 qui décrit une installation selon le préambule de la revendication 1, (Landis & Staefa, Inc.) dans lequel on enseigne qu'une unité de commande comporte un appareil de détection pour détecter la présence d'objets au sein d'une hotte de fumée afin de réduire le flux à travers cette hotte lorsque aucun objet n'est détecté, ceci permet de réduire la consommation d'énergie.
  • Or, ces systèmes antérieurs sont onéreux et complexes, et pour la plus part d'entre eux, on note une absence de communication avec d'éventuels systèmes de gestion technique centralisée.
  • La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une installation comprenant une pluralité d'équipements aérautiques d'extraction et un système de contrôle commande modulaire utilisant peu de composants.
  • L'invention a aussi pour but une installation capable de communiquer avec d'autres systèmes externes.
  • Dans la suite, par laboratoire, on entend une salle contenant une ou plusieurs hottes.
  • On atteint les objectifs précités avec une installation selon la revendicaiton 1.
  • Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le régulateur maître et les régulateurs esclaves comportent une architecture identique et sont agencés de façon à établir des communications multi-protocoles. La différence entre maître et esclave est obtenue par paramétrage logiciel ou matériel.
  • Le régulateur maître peut contrôler un débit d'air soufflé dans le local au moyen d'un clapet, commandé par exemple par un moteur pneumatique, et d'une sonde de pression différentielle disposés sur un conduit de soufflage. La commande du clapet permet de réguler la vitesse d'air frontale de la hotte à une valeur donnée.
  • Le régulateur maître peut également gérer la température et l'air soufflé dans le local en fonction des informations transmises par la pluralité de régulateurs esclaves en particulier des informations provenant des moyens pour mesurer le débit d'air extrait dans chaque hotte. Dans ce cas, les régulateurs esclaves servent de relais pour ces informations. La gestion de la température peut nécessiter l'utilisation d'un ensemble de chauffage.
  • Le contrôle d'un conduit de soufflage permet d'avoir à tout moment une différentielle prédéterminée entre le débit d'air extrait et le débit d'air soufflé et d'assurer une régulation de la température ambiante.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le régulateur maître comporte au moins un emplacement dans lequel est insérée une carte fille de communication comportant un microprocesseur et une interface dédiés à un protocole de communication d'un réseau de communication donné.
  • Selon l'invention, la carte fille peut être connectée à un autre régulateur maître gérant une pluralité de régulateurs esclaves disposés dans un autre local.
  • La carte fille peut également être connectée à un réseau industriel reliant une pluralité de régulateurs maîtres, ledit réseau industriel étant géré par un superviseur. Ce superviseur gère le réseau industriel au moyen d'un ordinateur muni d'un logiciel de supervision et de paramétrage de l'ensemble des régulateurs.
  • Avantageusement, le régulateur maître transmet des consignes de vitesse d'air frontale, générées par un superviseur, aux régulateurs esclaves, lesdites consignes étant fonction d'un cycle de durée prédéterminée.
  • Cette caractéristique peut être utilisée dans le cadre de fonctionnement jour et nuit d'un laboratoire. Pour économiser l'énergie, on peut par exemple programmer chaque régulateur esclave de façon à asservir la vitesse d'air frontale à une valeur de 0,25 mètre par seconde la nuit. Pour optimiser l'économie d'énergie, on peut également imposer mécaniquement une ouverture minimale de dix pour cent par exemple de l'écran mobile d'une hotte en cas de non-présence d'un manipulateur, cela peut être automatisé en utilisant un capteur de présence disposé sur chaque hotte. Le capteur de présence déclenche via le régulateur esclave la descente mécanique de l'écran mobile.
  • La communication entre le régulateur maître, les régulateurs esclaves, les différentes sondes et les convertisseurs peut se faire par transmission de données numériques, analogiques ou de type tout-ou-rien. Selon l'invention, les moyens de régulation comprennent un régulateur comportant au moins un emplacement dans lequel est insérable une pluralité de cartes filles de communication, chacune des cartes filles comportant un microprocesseur et une interface dédiés à un protocole de communication d'un réseau de communication donné.
  • De préférence, ce régulateur fonctionne de façon autonome, c'est-à-dire non connecté à d'autres régulateurs.
  • Avec une telle carte fille, le système est dit ouvert car il peut communiquer avec tous types de réseaux industriels utilisant des protocoles de communication différents. La carte fille peut être connectée à un réseau de communication externe au laboratoire, un réseau de communication tel qu'un réseau industriel ( aussi appelé réseau de terrain) utilisant l'un des protocoles suivants : LONWORKS, CAN, Jbus, Modbus, TCP/IP, RS485..., ces protocoles étant cités à titre d'exemple et de façon non limitative.
  • Lorsqu'une sonde de pression différentielle pour mesurer le débit d'air extrait est utilisée avec ce régulateur autonome, les informations concernant ce débit d'air sont utilisées pour commander un moteur centrifuge d'extraction d'air de façon à maintenir la vitesse d'air frontale à une valeur de consigne donnée.
  • Les moyens pour mesurer la vitesse d'air frontale peuvent comprendre une sonde de vitesse frontale transmettant des données numériques.
  • Les moyens pour contrôler le débit d'air extrait peuvent comprendre un clapet d'extraction commandé par un moteur pneumatique, un moteur pas-à-pas, un moteur linéaire ou autre moteur.
  • Par ailleurs, le régulateur peut comprendre des moyens de connexion à une pluralité d'autres régulateurs.
  • Selon l'invention, la carte fille est connectée à un équipement distant de gestion technique centralisée.
  • Le régulateur peut par exemple comporter deux emplacements pour deux cartes filles différentes, chaque carte fille étant destinée à un protocole de communication donnée, ce protocole dépendant du type de réseau de communication auquel chaque carte fille peut être connectée. Cette connexion peut être réalisée au moyen d'une interface optique, une interface à paires torsadées, une interface à câbles coaxiaux, ou encore une interface radiofréquence.
  • D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs:
    • la figure 1 est un schéma synoptique d'un système de régulation selon l'invention; et
    • la figure 2 est un schéma synoptique représentant différents réseaux intervenant dans le système de la figure 1.
  • Dans la suite, le régulateur esclave sera nomé contrôleur de vitesse frontale.
  • Sur la figure 1, on voit quatre hottes 1 à 4 disposées dans un laboratoire. L'air est extrait du laboratoire en passant dans les hottes puis dans des conduits d'extraction 5 et 6. Ces conduits sont reliés à un moteur centrifuge, non représenté, disposé à l'extérieur du laboratoire. L'homme du métier comprendra aisément que les conduits peuvent comporter par ailleurs des bouches d'extraction d'air non connectées à des hottes. Pour pouvoir assurer le renouvellement de l'air dans le laboratoire, on introduit de l'air soufflé à travers un conduit de soufflage 7.
  • Pour réguler la vitesse d'air frontale mesurée par une sonde à réaction rapide 14, 15, 16, 17 disposée sur chaque hotte à proximité d'une ouverture de ladite hotte, le système comporte un régulateur maître 8 contrôlant l'air soufflé à travers le conduit 7 en fonction de l'air extrait par les conduits 5 et 6.
  • Le régulateur maître 8 reçoit de la part des contrôleurs de vitesse frontale des informations, sous forme numérique, relatives au débit d'air extrait par chaque hotte. Ce débit d'air est mesuré par une sonde de pression différentielle 28, 29, 30, 31 placée dans le conduit d'extraction au-dessus de la hotte. Le régulateur maître et les contrôleurs de vitesse frontale communiquent à travers un réseau à paire torsadée 38, ce réseau peut être à câble coaxial, fibre optique, radiofréquence...
  • Chaque contrôleur de vitesse frontale gère le débit d'air extrait dans la hotte correspondante de façon à maintenir une vitesse de 0,5 mètre par seconde par exemple. Pour ce faire, chaque contrôleur de vitesse frontale commande un clapet 23, 24, 25, 26, en fonction des données recueillies sur une sonde de vitesse 14, 15, 16, 17. La sonde de vitesse transmet des données sous forme numérique. Le clapet 23, 24, 25, 26, est placé entre la sonde de pression différentielle 28, 29, 30, 31, et la hotte 1, 2, 3, 4.
  • En d'autres termes, chaque contrôleur de vitesse frontale, ou régulateur esclave, permet:
    • de recevoir un signal de la sonde de vitesse,
    • d'analyser ce signal de façon à maintenir une vitesse d'air frontale constante en commandant le clapet par un ou plusieurs réglages de type PID (proportionnelle Intégrale Dérivée), le clapet faisant ensuite varier le débit d'air extrait,
    • de recevoir un signal, relatif à la valeur du débit d'air extrait, en provenance de la sonde de pression différentielle,
    • d'afficher la valeur de la vitesse d'air frontale,
    • de pouvoir modifier la valeur de la vitesse d'air frontale en fonction de la consigne transmise par le régulateur maître,
    • d'enclencher une alarme si la valeur de la vitesse d'air frontale ne correspond plus à des valeurs limites, et
    • de passer à un débit maximum d'extraction en cas d'urgence, par exemple lorsqu'un utilisateur appuie sur un bouton d'urgence.
  • Ces caractéristiques permettent un fonctionnement totalement autonome du contrôleur de vitesse frontale dans le cas d'un laboratoire avec une seule hotte.
  • Le clapet 23, 24, 25, 26 est actionné par un moteur pneumatique ou électromécanique 18, 19, 20, 21 recevant un signal de commande électrique du contrôleur de vitesse frontale (à titre d'exemple, une tension variant de 0 à 10 volts, ou encore un courant variant de 4 à 20 mA). Cette conversion permet d'avoir un temps de réaction du moteur extrêmement court et de réguler ainsi de façon efficace la vitesse d'air frontale.
  • La communication entre les régulateurs est effectuée de façon numérique.
  • Le régulateur maître commande également un clapet de soufflage 27 disposé dans le conduit de soufflage 7 au moyen par exemple d'un convertisseur électro-pneumatique 22. La mesure du débit d'air soufflé est effectuée par une sonde de pression différentielle 32.
  • Le régulateur maître 9 est sous forme d'une carte mère sur laquelle est enfichée une carte fille 9 reliée à un service de télégestion à distance 35. En outre, la carte fille 9 est connectée, au moyen d'une paire torsadée, à un réseau 39 externe au laboratoire et utilisant le protocole RS485 par exemple. L'invention est remarquable par le fait que ce réseau externe peut être tous types de réseaux.
  • Chaque contrôleur de vitesse frontale, ou régulateur esclave, peut aussi recevoir une carte fille lui permettant de communiquer directement avec un réseau distant ou en passant par le régulateur maître.
  • Si le réseau externe est à base de fibre optique, on enfiche dans un second emplacement de la carte mère ou à la place de la carte fille 9, une seconde carte fille dont le microprocesseur et les connecteurs permettent la connexion à un réseau à fibre optique. Par ailleurs on peut imaginer une carte électronique dotée d'un ensemble de connecteurs (paire torsadée, câble coaxial, fibre optique...) pour différents types de réseaux ou encore plusieurs cartes électroniques interchangeables chacune comportant un connecteur pour un type de réseau donné. A titre d'exemple, on peut non limitativement citer les réseaux externes suivants : Lon, Profibus, Jbus/Modbus, Can, ...
  • Tous les régulateurs maître et esclaves comportent une architecture identique. La différence entre maître et esclave est obtenue par paramétrage logiciel : le régulateur maître comporte un logiciel interne d'architecture maître alors que les contrôleurs de vitesse frontale comportent chacun un logiciel interne d'architecture esclave. Le paramétrage peut également se faire de façon matérielle au moyen d'interrupteurs ( switch en langue anglaise). Ces logiciels sont téléchargés dans des moyens de stockage des régulateurs.
  • Les principaux éléments et caractéristiques d'un régulateur (maître ou esclave) sont les suivants :
    • entrées et sorties analogiques;
    • entrées et sorties logiques;
    • entrées et sorties numériques;
    • logiciel interne de régulation;
    • logiciel interne d'architecture maître/esclave;
    • modules de réglage PID;
    • contrôle de la température;
    • contrôle des débits d'air extrait et soufflé;
    • emplacement pour carte fille;
    • liaison pour paramétrage à distance, la télémaintenance, et la télégestion;
    • enregistreur de données;
    • affichage de la vitesse d'air frontale;
    • affichage de la consigne de vitesse d'air frontale;
    • alarme de vitesse trop basse; et
    • alarme de différence de débit entre soufflage et extraction;
    • alarme de vitesse haute.
  • Avec un tel système le contrôle d'un ensemble de laboratoire est facilité par l'utilisation d'un ordinateur de supervision 36 connecté sur le réseau externe 39. Cet ordinateur 36 comporte un logiciel de paramétrage et de supervision permettant de gérer les régulateurs 8, 10, 11, 12, 13 du système. Ce logiciel est multi-plates-formes et comporte les fonctions nécessaires de communication multiprotocoles.
  • On peut également réaliser une gestion technique centralisée en connectant un serveur informatique 37 sur le réseau externe 39.La présente invention permet donc d'obtenir un système communicant pouvant s'intégrer dans tous types de réseaux industriels.
  • Sur la figure 2, on voit schématiquement l'architecture de communication reliant les régulateurs et leurs éléments périphériques. Chaque laboratoire comporte un régulateur maître en liaison avec une pluralité de contrôleurs de vitesse frontale. La régulation de la vitesse d'air frontale des hottes étant faite par les contrôleurs de vitesse frontale ou régulateurs esclaves, le régulateur maître joue un rôle de passerelle entre un réseau local de contrôleurs de vitesse frontale et un réseau externe représenté par le superviseur 36 et d'autres régulateurs maîtres d'autres laboratoires.
  • La figure 2 illustre trois types de réseau qui cohabitent ensemble :
    • le réseau aéraulique représenté par des conduits de soufflage 7 et d'extraction 5, 6;
    • le réseau local 38 reliant les contrôleurs de vitesse frontale au régulateur maître; et
    • le réseau externe 39 relié à un équipement de gestion technique centralisée.
  • Il est par ailleurs important de noter que le système de contrôle selon l'invention peut être avantageusement mis en oeuvre pour fournir le support d'un système de protection des travailleurs isolés (PTI), lorsque plusieurs salles comprenant ou non des hôtes mais équipées chacune d'un système de contrôle selon l'invention sont toutes connectées via un ou plusieurs réseaux industriels de communication à un site central distant prévu notamment pour collecter des informations d'alarme transmises par des unités d'alarme disposées dans chaque salle et reliées au régulateur-maître équipant ladite salle.
  • Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention défini par l'objet des revendications 1 à 12.

Claims (12)

  1. Installation comprenant une pluralité d'équipements aérauliques d'extraction (1, 2, 3, 4), notamment des sorbonnes de laboratoire, au sein d'un local, lesdits équipements d'extraction :
    - étant reliés à des moyens d'extraction aérauliques (5, 6), et
    - comprenant chacun :
    ■ des moyens de régulation (10, 11, 12, 13) de la vitesse d'air frontale dudit équipement,
    ■ des moyens pour mesurer la vitesse d'air frontale (14, 15, 16, 17),
    ■ des moyens pour contrôler le débit d'air extrait (18, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 26), et
    ■ des moyens pour mesurer le débit d'air extrait (28, 29, 30, 31), et
    un système de contrôle de la vitesse d'air caractérisée en ce qu'elle comprend :
    - un réseau local (38) de communication auquel les moyens de régulation (10, 11, 12, 13) respectifs desdits équipements aérauliques sont connectés en tant que régulateurs esclaves ; et
    - un régulateur maître (8) connecté audit réseau local de communication et agencé pour :
    ■ réaliser une passerelle entre lesdits régulateurs esclaves (10, 11, 12, 13) et des moyens distants (35, 36, 37) de contrôle des moyens d'extraction aérauliques (5, 6), et
    ■ collecter et sommer les mesures de débit d'air extrait sur chaque équipement aéraulique d'extraction (1, 2, 3 ,4).
  2. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le régulateur maître (8) comporte une architecture identique à l'architecture des régulateurs esclaves (10, 11, 12, 13) et est agencé pour établir des communications multi-protocoles avec lesdits régulateurs esclaves.
  3. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le régulateur maître (8) contrôle un débit d'air soufflé dans le local au moyen d'un clapet (27) et d'une sonde (32) de pression différentielle disposés sur un conduit (7) de soufflage.
  4. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le régulateur maître (8) gère la température et l'air soufflé dans le local en fonction des informations transmises par les régulateurs esclaves (10, 11, 12, 13).
  5. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le régulateur maître (8) comporte au moins un emplacement dans lequel est insérée une carte fille (9) de communication comportant un microprocesseur et une interface dédiés à un protocole de communication d'un réseau de communication donné.
  6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la carte fille (9) est connectée à un autre régulateur maître gérant une pluralité de régulateurs esclaves disposés dans un autre local.
  7. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la carte fille (9) est connectée à un réseau industriel (39) reliant une pluralité de régulateurs maîtres, ledit réseau industriel étant géré par un superviseur (36).
  8. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le régulateur maître (8) est agencé pour transmettre des consignes de vitesse d'air frontale, générées par un superviseur (36), aux régulateurs esclaves (10, 11, 12, 13), lesdites consignes étant fonction d'un cycle de durée prédéterminée.
  9. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la carte fille est connectée à un équipement distant (37) de gestion technique centralisée.
  10. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la carte fille (9) comprend un microprocesseur et des connecteurs permettant la connexion à un réseau externe de fibre optique, un réseau externe à paire torsadée ou un réseau externe à câble coaxial.
  11. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la carte fille (9) comprend un microprocesseur et des connecteurs permettant la connexion à un réseau externe de type Lon, Profibus, Jbus/Modbus ou Can.
  12. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le réseau local de communication est un réseau local à paire torsadée, un réseau local à câble coaxial, un réseau local à fibre optique ou un réseau local à radiofréquence.
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