EP3696047A1 - Control system for a railway vehicle and railway vehicle comprising said system - Google Patents

Control system for a railway vehicle and railway vehicle comprising said system Download PDF

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EP3696047A1
EP3696047A1 EP20157177.5A EP20157177A EP3696047A1 EP 3696047 A1 EP3696047 A1 EP 3696047A1 EP 20157177 A EP20157177 A EP 20157177A EP 3696047 A1 EP3696047 A1 EP 3696047A1
Authority
EP
European Patent Office
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power controller
control
electrical
central computer
communication network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20157177.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pierre Chanal
Bernard Puel
Martial GARCIA
Jean-Francois ARNOLD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Transport Technologies SAS filed Critical Alstom Transport Technologies SAS
Publication of EP3696047A1 publication Critical patent/EP3696047A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/0018Communication with or on the vehicle or vehicle train
    • B61L15/0036Conductor-based, e.g. using CAN-Bus, train-line or optical fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/0081On-board diagnosis or maintenance

Definitions

  • the present invention relates to an instrumentation and control system for a railway vehicle.
  • the invention also relates to a railway vehicle comprising such a system.
  • Known railway vehicles typically include controllable electrical devices such as electrical or electromechanical equipment relating to main functions (traction and / or braking units, etc.) or secondary functions (heating and air conditioning, lighting, management of doors and entrances, passenger information systems, etc.) of the rail vehicle.
  • controllable electrical devices such as electrical or electromechanical equipment relating to main functions (traction and / or braking units, etc.) or secondary functions (heating and air conditioning, lighting, management of doors and entrances, passenger information systems, etc.) of the rail vehicle.
  • control and the electrical supply of these devices are carried out by means of a wired control-command system including individual electromechanical devices such as relays, contactors, and switches, interconnected by wire links.
  • the electromechanical devices and the associated cables are bulky and complicated to install.
  • the architecture of the system must be completely modified each time one wishes to update or modify a functionality.
  • these solutions have limited scalability and their maintenance is expensive and complicated to implement.
  • the electromechanical devices used generally include inductive elements, such as coils, which generate electromagnetic noise and degrade the quality of the control signals and / or of the measurement signals passing through the system.
  • the invention more particularly intends to remedy by proposing an instrumentation and control system for a railway vehicle.
  • the invention relates to a railway vehicle comprising electrical devices and a control-command system for controlling each electrical device, characterized in that the control-command system is as previously described.
  • each electrical device is electrical or electronic equipment relating to main functions of the rail vehicle or to secondary functions of the rail vehicle, such as a motor or a compressor or an actuator.
  • the figure 1 shows a rail vehicle 2 comprising a control system 4 for controlling one or more electrical devices 6 of the rail vehicle 2.
  • the rail vehicle 2 is a passenger train, or a freight train, or an urban transport vehicle such as a metro or a tram, or else a rail maintenance vehicle such as a railcar or a locotractor.
  • the electrical devices 6 can be motors or compressors or actuators or any other controllable electrical device and can be referred to generically as “actuators” in what follows.
  • the reference "8" designates a group which may contain several electrical devices 6 of the railway vehicle 2.
  • the system 4 comprises a central computer 10, a communication network 12, at least one acquisition device 14 of at least one measured physical quantity representative of the operating state of one or more devices. electric 6 and at least one power controller 16 to control at least one of the electric devices 6.
  • the power controllers 16 are solid state controllers (“Solid-State Power Controller”), for example based on semiconductor electronic devices.
  • Each power controller 16 and each acquisition device 14 is connected to the central computer 10 via the communication network 12.
  • the communication network 12 is a wired network of Ethernet type, preferably of industrial Ethernet type, such as EtherCAT or equivalent.
  • Mainframe 10 includes a microprocessor and computer memory which stores instructions that can be executed by the microprocessor to operate computer 10.
  • the central computer 10 is a central railway computer of the TCMS (“Train Control and Management System”) type.
  • Each acquisition device 14 is configured to acquire one or more physical quantities representative of the operating state of one or more of the electrical devices 6.
  • the physical quantities can include one or more of the following physical quantities: an electric voltage, the intensity of an electric current, an electric power, a frequency, a temperature, a position, a distance, a luminous intensity, and many others.
  • the physical quantity or quantities are for example measured by means of one or more measuring devices 18 associated with one or more of the devices 6 of group 8, this or these measuring devices 18 being connected to the acquisition device 14.
  • each acquisition device 14 comprises an electronic circuit or a programmable electronic computer, a measurement acquisition interface connected to one or more measurement devices 18, as well as a network interface connected to the network 12.
  • the measuring devices 18 can include one or more sensors, such as current sensors, voltage sensors, power sensors, temperature sensors, position or distance sensors, or the like.
  • the measuring devices 18 are connected to one or more acquisition devices 14, for example by means of analog or digital links.
  • Each device 14 is further configured to automatically transmit the measured physical quantities, only to the central computer 10, via the communication network 12.
  • the measurement data collected by each acquisition device 14 are automatically fed back to the central computer 10 via the communication network 12 without going through the power controllers 16.
  • the central computer 10 is configured to automatically control the power controllers 16 as a function of the measured physical quantities received from the or each acquisition device 14, with a view to controlling the operation of the electrical appliance (s) 6.
  • Each power controller 16 is configured to be automatically controlled by the central computer 10 by means of control signals transmitted via the communication network 12.
  • the acquisition devices 14 are not able to directly control the power controllers 16, nor to directly supply the power controllers 16 with the measured physical quantities representative of the state of the devices 6.
  • a single electrical appliance 6, a single device 14 and a single power controller 16 are illustrated for ease of explanation, but in practice their number may be different.
  • each power controller 16 comprises a network interface 20, a power input interface 22, an electronic control circuit 24, one or more power components 26 and a control output 28.
  • the network interface 20 is connected to the communications network 12.
  • the network interface 20 makes it possible in particular to receive control signals sent by the central computer 10 for controlling an apparatus 6.
  • the power input interface 22 is connected to an electrical power source of the vehicle 2, not shown.
  • the power components 26 are, for example, power switches or electrical protection devices.
  • the power components 26 are semiconductor devices.
  • power switches include transistors, in particular field effect transistors, or bipolar transistors, or thyristors, or triacs, or insulated gate bipolar transistors (IGBTs) or any other similar device.
  • transistors in particular field effect transistors, or bipolar transistors, or thyristors, or triacs, or insulated gate bipolar transistors (IGBTs) or any other similar device.
  • IGBTs insulated gate bipolar transistors
  • Electrical protection devices are for example circuit breakers equipped with electronic trip units.
  • the power components 26 are controlled by the electronic control circuit 24 as a function of the control signals sent by the central computer 10 and received on the network interface 20 via the communication network 12.
  • the control output 28 is connected to a device 6.
  • the control output 28 is able to deliver a control signal for the device 6 and / or an electrical power for electrically supplying the device 6 to which it is connected, from the electrical power received from the input interface. 22.
  • the power controller 16 can include several independent control outputs 28 connected to different devices 6 and which can be activated independently of each other.
  • the power components 26 may also include one or more power converters to modify the shape and / or the properties of the power signal received on the input interface 22, depending on the characteristics of the apparatus 6 connected to the output. 28.
  • the power controller 16 comprises a housing inside which the components of the power controller 16 as described above are encapsulated.
  • the box is arranged so that it can be plugged in or removed from an electrical panel in the vehicle 2, in the manner of a removable drawer.
  • each power controller 16 is further configured to transmit diagnostic information to the central computer 10, via the communication network 12, without going through the acquisition device 14.
  • the diagnostic information is for example generated by the electronic control circuit 24.
  • the diagnostic information is representative of the internal state of the power controller 16 (open or closed state of components 26 when the latter are switches and / or circuit breakers, information on a possible fault, sending of a code. error ).
  • the diagnostic information is representative of intensity values of an electric current flowing through the power controller 16, for example for an electric current received at input 22, for an electric current delivered at output 28, or for an electric current measured at one or more power components 26.
  • the embodiments of the invention thus make it possible, among other things, to simplify the operation, installation and maintenance of the system 4.
  • the functionalities of the system 4 can be modified and / or updated, in particular when an electrical device 6 is added or removed or modified, without it being necessary to change the entire architecture of the system 4.
  • the power controllers 16 are fewer in number, more compact and easier to handle and connect than the known individual electromechanical devices with their hard-wired interconnects.
  • the power controllers 16 make it possible to simplify the wiring and to optimize mass and significant volume at the level of the complete train, which makes it possible in particular to save energy or else to allocate more seats to passengers. In fact, they allow, compared to the state of the art, the passage from a logic wired with many analog components (relays, micro-circuit breakers ...), to a logic programmed with adapted interfaces.
  • control and / or measurement signals run less risk of being altered because the power controllers 16 do not generate as much electromagnetic noise as known electromechanical devices.

Abstract

Ce système de contrôle-commande (4) pour un véhicule ferroviaire, caractérisé en ce que ce système comporte :- un ordinateur central (10),- un réseau de communication (12),- au moins un contrôleur de puissance (16) pour piloter au moins un appareil électrique (6) du véhicule ferroviaire,- au moins un dispositif d'acquisition (14) d'au moins une grandeur physique mesurée représentative de l'état de fonctionnement d'un ou de plusieurs d'appareils électriques (6) du véhicule ferroviaire.L'ordinateur central est configuré pour piloter automatiquement les contrôleurs de puissance en fonction des grandeurs physiques mesurées reçues depuis le ou chaque dispositif d'acquisition, en vue de piloter le fonctionnement du au moins un appareil électrique.This control-command system (4) for a railway vehicle, characterized in that this system comprises: - a central computer (10), - a communication network (12), - at least one power controller (16) for control at least one electrical device (6) of the railway vehicle, - at least one acquisition device (14) of at least one measured physical quantity representative of the operating state of one or more electrical devices ( 6) of the rail vehicle. The central computer is configured to automatically control the power controllers as a function of the measured physical quantities received from the or each acquisition device, in order to control the operation of the at least one electrical device.

Description

La présente invention concerne un système de contrôle-commande pour un véhicule ferroviaire. L'invention concerne aussi un véhicule ferroviaire comportant un tel système.The present invention relates to an instrumentation and control system for a railway vehicle. The invention also relates to a railway vehicle comprising such a system.

Les véhicules ferroviaires connus comportent typiquement des appareils électriques pilotables tels que des équipements électriques ou électromécaniques relatifs à des fonctions principales (organes de traction et/ou de freinage, ...) ou à des fonctions secondaires (chauffage et climatisation, éclairage, gestion des portes et des accès, systèmes d'informations voyageurs...) du véhicule ferroviaire.Known railway vehicles typically include controllable electrical devices such as electrical or electromechanical equipment relating to main functions (traction and / or braking units, etc.) or secondary functions (heating and air conditioning, lighting, management of doors and entrances, passenger information systems, etc.) of the rail vehicle.

Généralement, le pilotage et l'alimentation électrique de ces appareils sont effectués grâce à un système câblé de contrôle-commande incluant des dispositifs électromécaniques individuels tels que des relais, des contacteurs, et des interrupteurs, reliés entre eux par des liaisons filaires.Generally, the control and the electrical supply of these devices are carried out by means of a wired control-command system including individual electromechanical devices such as relays, contactors, and switches, interconnected by wire links.

Ces solutions connues présentent cependant de nombreux inconvénients. D'une part, les dispositifs électromécaniques et les câbles associés sont encombrants et compliqués à installer. D'autre part, l'architecture du système doit être complètement modifiée à chaque fois qu'on souhaite mettre à jour ou modifier une fonctionnalité. Il en résulte que ces solutions ont une évolutivité limitée et que leur maintenance est coûteuse et compliquée à mettre en œuvre. Enfin, les dispositifs électromécaniques utilisés comportent généralement des éléments inductifs, tels que des bobines, qui génèrent du bruit électromagnétique et dégradent la qualité des signaux de commande et/ou des signaux de mesure transitant dans le système.These known solutions however have many drawbacks. On the one hand, the electromechanical devices and the associated cables are bulky and complicated to install. On the other hand, the architecture of the system must be completely modified each time one wishes to update or modify a functionality. As a result, these solutions have limited scalability and their maintenance is expensive and complicated to implement. Finally, the electromechanical devices used generally include inductive elements, such as coils, which generate electromagnetic noise and degrade the quality of the control signals and / or of the measurement signals passing through the system.

C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un système de contrôle-commande pour un véhicule ferroviaire.It is these drawbacks that the invention more particularly intends to remedy by proposing an instrumentation and control system for a railway vehicle.

A cet effet, l'invention concerne un système de contrôle-commande pour un véhicule ferroviaire, comportant :

  • un ordinateur central,
  • un réseau de communication,
  • au moins un contrôleur de puissance pour piloter un appareil électrique du véhicule ferroviaire,
  • au moins un dispositif d'acquisition d'au moins une grandeur physique mesurée représentative de l'état de fonctionnement du au moins un appareil électrique,
dans lequel chaque contrôleur de puissance et chaque dispositif d'acquisition est connecté à l'ordinateur central par l'intermédiaire du réseau de communication,
dans lequel chaque dispositif d'acquisition est configuré pour transmettre automatiquement les grandeurs physiques mesurées uniquement à destination de l'ordinateur central par l'intermédiaire du réseau de communication,
dans lequel l'ordinateur central est configuré pour piloter automatiquement chaque contrôleur de puissance en fonction des grandeurs physiques mesurées reçues depuis le ou chaque dispositif d'acquisition,
et dans lequel chaque contrôleur de puissance est configuré pour être piloté automatiquement par l'ordinateur central au moyen de signaux de commande transmis par l'intermédiaire du réseau de communication.To this end, the invention relates to an instrumentation and control system for a railway vehicle, comprising:
  • a central computer,
  • a communication network,
  • at least one power controller for controlling an electrical device of the railway vehicle,
  • at least one device for acquiring at least one measured physical quantity representative of the operating state of the at least one electrical device,
in which each power controller and each acquisition device is connected to the central computer via the communication network,
in which each acquisition device is configured to automatically transmit the measured physical quantities only to the central computer via the communication network,
in which the central computer is configured to automatically control each power controller as a function of the measured physical quantities received from the or each acquisition device,
and wherein each power controller is configured to be automatically controlled by the central computer by means of control signals transmitted via the communication network.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel système de contrôle-commande peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement admissible :

  • le réseau de communication est un réseau filaire de type Ethernet.
  • chaque contrôleur de puissance est en outre configuré pour transmettre des informations de diagnostic vers l'ordinateur central, par l'intermédiaire du réseau de communication, sans passer par le dispositif d'acquisition, les informations de diagnostic étant représentatives de l'état interne du contrôleur de puissance et/ou de valeurs d'intensité d'un courant électrique transitant par le contrôleur de puissance.
  • chaque contrôleur de puissance comporte un ou plusieurs composants de puissance tels que des interrupteurs de puissance ou des dispositifs de protection électrique.
  • chaque contrôleur de puissance comporte un boîtier à l'intérieur duquel sont encapsulés les composants du contrôleur de puissance.
  • chaque contrôleur de puissance est un contrôleur de puissance à l'état solide, par exemple basé sur des dispositifs électroniques à semi-conducteurs.
According to advantageous but not mandatory aspects of the invention, such an instrumentation and control system can incorporate one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically admissible combination:
  • the communication network is a wired Ethernet type network.
  • each power controller is further configured to transmit diagnostic information to the central computer, via the communication network, without going through the acquisition device, the diagnostic information being representative of the internal state of the power controller and / or intensity values of an electric current passing through the power controller.
  • each power controller comprises one or more power components such as power switches or electrical protection devices.
  • each power controller has a box inside which the components of the power controller are encapsulated.
  • each power controller is a solid state power controller, for example based on semiconductor electronic devices.

Selon un autre aspect, l'invention concerne un véhicule ferroviaire comportant des appareils électriques et un système de contrôle-commande pour piloter chaque appareil électrique, caractérisé en ce que le système de contrôle-commande est tel que précédemment décrit.According to another aspect, the invention relates to a railway vehicle comprising electrical devices and a control-command system for controlling each electrical device, characterized in that the control-command system is as previously described.

Selon des aspects optionnels, chaque appareil électrique est un équipement électrique ou électronique relatif à des fonctions principales du véhicule ferroviaire ou à des fonctions secondaires du véhicule ferroviaire, tel qu'un moteur ou un compresseur ou un actionneur.According to optional aspects, each electrical device is electrical or electronic equipment relating to main functions of the rail vehicle or to secondary functions of the rail vehicle, such as a motor or a compressor or an actuator.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un système de contrôle-commande pour un véhicule ferroviaire donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

  • [Fig 1] la figure 1 est un diagramme schématique d'un véhicule ferroviaire comportant un système de contrôle-commande selon des modes de réalisation de l'invention ;
  • [Fig 2] la figure 2 est un diagramme schématique d'un contrôleur de puissance du système de contrôle-commande de la figure 1.
The invention will be better understood and other advantages thereof will emerge more clearly in the light of the following description of an embodiment of an instrumentation and control system for a railway vehicle, given solely by way of information. 'example and made with reference to the accompanying drawings, in which:
  • [ Fig 1 ] the figure 1 is a schematic diagram of a railway vehicle comprising an instrumentation and control system according to embodiments of the invention;
  • [ Fig 2 ] the figure 2 is a schematic diagram of a power controller of the control system of the figure 1 .

La figure 1 représente un véhicule ferroviaire 2 comportant un système de contrôle-commande 4 pour piloter un ou plusieurs appareils électriques 6 du véhicule ferroviaire 2.The figure 1 shows a rail vehicle 2 comprising a control system 4 for controlling one or more electrical devices 6 of the rail vehicle 2.

Par exemple, le véhicule ferroviaire 2 est un train de passagers, ou un train de marchandises, ou un véhicule de transport urbain tel qu'un métro ou un tramway, ou encore un véhicule de maintenance ferroviaire tel qu'une draisine ou un locotracteur.For example, the rail vehicle 2 is a passenger train, or a freight train, or an urban transport vehicle such as a metro or a tram, or else a rail maintenance vehicle such as a railcar or a locotractor.

Selon des exemples, les appareils électriques 6 sont des équipements électriques ou électromécaniques relatifs à des fonctions principales (organes de traction et/ou de freinage, ...) ou à des fonctions secondaires (chauffage et climatisation, éclairage, gestion des portes et des accès, systèmes d'informations voyageurs...) du véhicule ferroviaire 2.According to examples, the electrical devices 6 are electrical or electromechanical equipment relating to main functions (traction and / or braking units, etc.) or to secondary functions (heating and air conditioning, lighting, door and door management. access, passenger information systems, etc.) of the rail vehicle 2.

A titre d'exemple illustratif, les appareils électriques 6 peuvent être des moteurs ou des compresseurs ou des actionneurs ou tout autre appareil électrique commandable et peuvent être nommés de façon générique « actionneurs » dans ce qui suit.By way of illustrative example, the electrical devices 6 can be motors or compressors or actuators or any other controllable electrical device and can be referred to generically as “actuators” in what follows.

Sur la figure 1, la référence «8» désigne un groupe pouvant contenir plusieurs appareils électriques 6 du véhicule ferroviaire 2.On the figure 1 , the reference "8" designates a group which may contain several electrical devices 6 of the railway vehicle 2.

Le système 4 comporte un ordinateur central 10, un réseau de communication 12, au moins un dispositif d'acquisition 14 d'au moins une grandeur physique mesurée représentative de l'état de fonctionnement d'un ou de plusieurs d'appareils électriques 6 et au moins un contrôleur de puissance 16 pour piloter au moins un des appareils électriques 6.The system 4 comprises a central computer 10, a communication network 12, at least one acquisition device 14 of at least one measured physical quantity representative of the operating state of one or more devices. electric 6 and at least one power controller 16 to control at least one of the electric devices 6.

Par exemple, les contrôleurs de puissance 16 sont des contrôleurs à l'état solide (« Solid-State Power Controller » en langue anglaise), par exemple basés sur des dispositifs électroniques à semi-conducteurs.For example, the power controllers 16 are solid state controllers (“Solid-State Power Controller”), for example based on semiconductor electronic devices.

Chaque contrôleur de puissance 16 et chaque dispositif d'acquisition 14 est connecté à l'ordinateur central 10 par l'intermédiaire du réseau de communication 12.Each power controller 16 and each acquisition device 14 is connected to the central computer 10 via the communication network 12.

Par exemple, le réseau de communication 12 est un réseau filaire de type Ethernet, de préférence de type Ethernet industriel, tel qu'EtherCAT ou équivalent.For example, the communication network 12 is a wired network of Ethernet type, preferably of industrial Ethernet type, such as EtherCAT or equivalent.

L'ordinateur central 10 comporte un microprocesseur et une mémoire informatique qui stocke des instructions exécutables par le microprocesseur pour assurer le fonctionnement de l'ordinateur 10.Mainframe 10 includes a microprocessor and computer memory which stores instructions that can be executed by the microprocessor to operate computer 10.

Par exemple, l'ordinateur central 10 est un ordinateur central ferroviaire de type TCMS (« Train Control and Management System » en langue anglaise).For example, the central computer 10 is a central railway computer of the TCMS (“Train Control and Management System”) type.

Chaque dispositif d'acquisition 14 est configuré pour acquérir une ou plusieurs grandeurs physiques représentatives de l'état de fonctionnement d'un ou de plusieurs des appareils électriques 6.Each acquisition device 14 is configured to acquire one or more physical quantities representative of the operating state of one or more of the electrical devices 6.

Selon des exemples, les grandeurs physiques peuvent inclure une ou plusieurs des grandeurs physiques suivantes : une tension électrique, l'intensité d'un courant électrique, une puissance électrique, une fréquence, une température, une position, une distance, une intensité lumineuse, et bien d'autres encore.According to examples, the physical quantities can include one or more of the following physical quantities: an electric voltage, the intensity of an electric current, an electric power, a frequency, a temperature, a position, a distance, a luminous intensity, and many others.

La ou les grandeurs physiques sont par exemple mesurées au moyen d'un ou de plusieurs dispositifs de mesure 18 associés à un ou plusieurs des appareils 6 du groupe 8, ce ou ces dispositifs de mesure 18 étant connectés au dispositif d'acquisition 14.The physical quantity or quantities are for example measured by means of one or more measuring devices 18 associated with one or more of the devices 6 of group 8, this or these measuring devices 18 being connected to the acquisition device 14.

Par exemple, chaque dispositif d'acquisition 14 comporte un circuit électronique ou un calculateur électronique programmable, une interface d'acquisition de mesures connectée à un ou plusieurs dispositifs de mesure 18, ainsi qu'une interface réseau connectée au réseau 12.For example, each acquisition device 14 comprises an electronic circuit or a programmable electronic computer, a measurement acquisition interface connected to one or more measurement devices 18, as well as a network interface connected to the network 12.

Les dispositifs de mesure 18 peuvent inclure un ou plusieurs capteurs, tels que des capteurs de courant, des capteurs de tension, des capteurs de puissance, des capteurs de température, des capteurs de position ou de distance, ou équivalents.The measuring devices 18 can include one or more sensors, such as current sensors, voltage sensors, power sensors, temperature sensors, position or distance sensors, or the like.

Les dispositifs de mesure 18 sont connectés à un ou à plusieurs dispositifs d'acquisition 14, par exemple au moyen de liaisons analogiques ou numériques.The measuring devices 18 are connected to one or more acquisition devices 14, for example by means of analog or digital links.

Chaque dispositif 14 est en outre configuré pour transmettre automatiquement les grandeurs physiques mesurées, uniquement à destination de l'ordinateur central 10, par l'intermédiaire du réseau de communication 12.Each device 14 is further configured to automatically transmit the measured physical quantities, only to the central computer 10, via the communication network 12.

En d'autres termes, les données de mesure collectées par chaque dispositif d'acquisition 14 sont automatiquement remontées vers l'ordinateur central 10 par l'intermédiaire du réseau de communication 12 sans passer par les contrôleurs de puissance 16.In other words, the measurement data collected by each acquisition device 14 are automatically fed back to the central computer 10 via the communication network 12 without going through the power controllers 16.

L'ordinateur central 10 est configuré pour piloter automatiquement les contrôleurs de puissance 16 en fonction des grandeurs physiques mesurées reçues depuis le ou chaque dispositif d'acquisition 14, en vue de piloter le fonctionnement du ou des appareils électriques 6.The central computer 10 is configured to automatically control the power controllers 16 as a function of the measured physical quantities received from the or each acquisition device 14, with a view to controlling the operation of the electrical appliance (s) 6.

Chaque contrôleur de puissance 16 est configuré pour être piloté automatiquement par l'ordinateur central 10 au moyen de signaux de commande transmis par l'intermédiaire du réseau de communication 12.Each power controller 16 is configured to be automatically controlled by the central computer 10 by means of control signals transmitted via the communication network 12.

En d'autres termes, les dispositifs d'acquisition 14 ne sont pas aptes à piloter directement les contrôleurs de puissance 16, ni à fournir directement aux contrôleurs de puissance 16 les grandeurs physiques mesurées représentatives de l'état des appareils 6.In other words, the acquisition devices 14 are not able to directly control the power controllers 16, nor to directly supply the power controllers 16 with the measured physical quantities representative of the state of the devices 6.

Sur l'exemple de la figure 1, un seul appareil électrique 6, un seul dispositif 14 et un seul contrôleur de puissance 16 sont illustrés pour faciliter les explications, mais en pratique leur nombre peut être différent.On the example of figure 1 , a single electrical appliance 6, a single device 14 and a single power controller 16 are illustrated for ease of explanation, but in practice their number may be different.

Selon des exemples, comme illustré par la figure 2, chaque contrôleur de puissance 16 comporte une interface réseau 20, une interface d'entrée de puissance 22, un circuit électronique de contrôle 24, un ou plusieurs composants de puissance 26 et une sortie de commande 28.According to examples, as illustrated by figure 2 , each power controller 16 comprises a network interface 20, a power input interface 22, an electronic control circuit 24, one or more power components 26 and a control output 28.

L'interface réseau 20 est connectée au réseau de communications 12.The network interface 20 is connected to the communications network 12.

L'interface réseau 20 permet notamment de recevoir des signaux de commande envoyés par l'ordinateur central 10 pour le pilotage d'un appareil 6.The network interface 20 makes it possible in particular to receive control signals sent by the central computer 10 for controlling an apparatus 6.

L'interface d'entrée de puissance 22 est connectée à une source d'alimentation électrique du véhicule 2, non illustrée.The power input interface 22 is connected to an electrical power source of the vehicle 2, not shown.

Les composants de puissance 26 sont par exemple des interrupteurs de puissance ou des dispositifs de protection électrique.The power components 26 are, for example, power switches or electrical protection devices.

De préférence, les composants de puissance 26 sont des dispositifs à semi-conducteurs.Preferably, the power components 26 are semiconductor devices.

Par exemple, les interrupteurs de puissance comportent des transistors, notamment des transistors à effet de champ, ou des transistors bipolaires, ou des thyristors, ou des triacs, ou des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) ou tout autre dispositif analogue.For example, power switches include transistors, in particular field effect transistors, or bipolar transistors, or thyristors, or triacs, or insulated gate bipolar transistors (IGBTs) or any other similar device.

Les dispositifs de protection électrique sont par exemple des disjoncteurs équipés de déclencheurs électroniques.Electrical protection devices are for example circuit breakers equipped with electronic trip units.

Les composants de puissance 26 sont pilotés par le circuit électronique de contrôle 24 en fonction des signaux de commande émis par l'ordinateur central 10 et reçus sur l'interface réseau 20 par l'intermédiaire du réseau de communication 12.The power components 26 are controlled by the electronic control circuit 24 as a function of the control signals sent by the central computer 10 and received on the network interface 20 via the communication network 12.

La sortie de commande 28 est connectée à un appareil 6.The control output 28 is connected to a device 6.

La sortie de commande 28 est apte à délivrer un signal de commande de l'appareil 6 et/ou une puissance électrique pour alimenter électriquement l'appareil 6 auquel elle est raccordée, à partir de la puissance électrique reçue depuis l'interface d'entrée 22.The control output 28 is able to deliver a control signal for the device 6 and / or an electrical power for electrically supplying the device 6 to which it is connected, from the electrical power received from the input interface. 22.

En pratique, le contrôleur de puissance 16 peut comporter plusieurs sorties de commande 28 indépendantes raccordées à différents appareils 6 et pouvant être activées indépendamment les unes des autres.In practice, the power controller 16 can include several independent control outputs 28 connected to different devices 6 and which can be activated independently of each other.

Les composants de puissance 26 peuvent aussi inclure un ou plusieurs convertisseurs de puissance pour modifier la forme et/ou les propriétés du signal de puissance reçu sur l'interface d'entrée 22, en fonction des caractéristiques de l'appareil 6 connecté à la sortie 28.The power components 26 may also include one or more power converters to modify the shape and / or the properties of the power signal received on the input interface 22, depending on the characteristics of the apparatus 6 connected to the output. 28.

De préférence, le contrôleur de puissance 16 comporte un boîtier à l'intérieur duquel les constituants du contrôleur de puissance 16 tels que précédemment décrits sont encapsulés. Par exemples, le boîtier est agencé de sorte à pouvoir être enfiché ou retiré d'un tableau électrique dans le véhicule 2, à la manière d'un tiroir amovible.Preferably, the power controller 16 comprises a housing inside which the components of the power controller 16 as described above are encapsulated. For example, the box is arranged so that it can be plugged in or removed from an electrical panel in the vehicle 2, in the manner of a removable drawer.

Selon des variantes, chaque contrôleur de puissance 16 est en outre configuré pour transmettre des informations de diagnostic vers l'ordinateur central 10, par l'intermédiaire du réseau de communication 12, sans passer par le dispositif d'acquisition 14.According to variants, each power controller 16 is further configured to transmit diagnostic information to the central computer 10, via the communication network 12, without going through the acquisition device 14.

Les informations de diagnostic sont par exemple générées par le circuit électronique de commande 24.The diagnostic information is for example generated by the electronic control circuit 24.

Par exemple, les informations de diagnostic sont représentatives de l'état interne du contrôleur de puissance 16 (état ouvert ou fermé de composants 26 lorsque ces derniers sont des interrupteurs et/ou des disjoncteurs, information sur un éventuel défaut, envoi d'un code d'erreur...).For example, the diagnostic information is representative of the internal state of the power controller 16 (open or closed state of components 26 when the latter are switches and / or circuit breakers, information on a possible fault, sending of a code. error ...).

Selon un autre exemple, les informations de diagnostic sont représentatives de valeurs d'intensité d'un courant électrique transitant par le contrôleur de puissance 16, par exemple pour un courant électrique reçu en entrée 22, pour un courant électrique délivré en sortie 28, ou pour un courant électrique mesuré au niveau d'un ou plusieurs composants de puissance 26.According to another example, the diagnostic information is representative of intensity values of an electric current flowing through the power controller 16, for example for an electric current received at input 22, for an electric current delivered at output 28, or for an electric current measured at one or more power components 26.

Les modes de mise en oeuvre de l'invention permettent ainsi, entre autres, de simplifier le fonctionnement, l'installation et la maintenance du système 4.The embodiments of the invention thus make it possible, among other things, to simplify the operation, installation and maintenance of the system 4.

Les fonctionnalités du système 4 peuvent être modifiées et/ou mises à jour, notamment lorsqu'un appareil électrique 6 est ajouté ou retiré ou modifié, sans qu'il ne soit nécessaire de changer toute l'architecture du système 4.The functionalities of the system 4 can be modified and / or updated, in particular when an electrical device 6 is added or removed or modified, without it being necessary to change the entire architecture of the system 4.

Les contrôleurs de puissance 16 sont moins nombreux, plus compacts et plus faciles à manipuler et à connecter que les dispositifs électromécaniques individuels connus avec leurs interconnexions câblées. Les contrôleurs de puissance 16 permettent une simplification des câblages et une optimisation de masse et de volume importante au niveau du train complet, ce qui permet notamment de faire des économies d'énergie ou bien d'allouer plus de places aux passagers. En effet, ils permettent, par rapport à l'état de l'art, le passage d'une logique câblée avec de nombreux composants analogiques (relais, micro disjoncteurs...), à une logique programmée avec des interfaces adaptées.The power controllers 16 are fewer in number, more compact and easier to handle and connect than the known individual electromechanical devices with their hard-wired interconnects. The power controllers 16 make it possible to simplify the wiring and to optimize mass and significant volume at the level of the complete train, which makes it possible in particular to save energy or else to allocate more seats to passengers. In fact, they allow, compared to the state of the art, the passage from a logic wired with many analog components (relays, micro-circuit breakers ...), to a logic programmed with adapted interfaces.

Les signaux de commande et/ou de mesure courent moins de risque d'être altérés du fait que les contrôleurs de puissance 16 ne génèrent pas autant de bruit électromagnétique que les dispositifs électromécaniques connus.The control and / or measurement signals run less risk of being altered because the power controllers 16 do not generate as much electromagnetic noise as known electromechanical devices.

Les modes de réalisation et les variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinés entre eux pour construire de nouveaux modes de réalisation.The embodiments and the variants considered above can be combined with one another to construct new embodiments.

Claims (8)

Système de contrôle-commande (4) pour un véhicule ferroviaire, caractérisé en ce que ce système comporte : - un ordinateur central (10), - un réseau de communication (12), - au moins un contrôleur de puissance (16) pour piloter au moins un appareil électrique (6) du véhicule ferroviaire, - au moins un dispositif d'acquisition (14) d'au moins une grandeur physique mesurée représentative de l'état de fonctionnement du au moins un appareil électrique (6), dans lequel chaque contrôleur de puissance (16) et chaque dispositif d'acquisition (14) est connecté à l'ordinateur central (10) par l'intermédiaire du réseau de communication (12),
dans lequel chaque dispositif d'acquisition (14) est configuré pour transmettre automatiquement les grandeurs physiques mesurées uniquement à destination de l'ordinateur central (10) par l'intermédiaire du réseau de communication (12),
dans lequel l'ordinateur central (10) est configuré pour piloter automatiquement chaque contrôleur de puissance (16) en fonction des grandeurs physiques mesurées reçues depuis le ou chaque dispositif d'acquisition (14), en vue de piloter le fonctionnement du au moins un appareil électrique (6),
et dans lequel chaque contrôleur de puissance (16) est configuré pour être piloté automatiquement par l'ordinateur central (10) au moyen de signaux de commande transmis par l'intermédiaire du réseau de communication (12).
Control-command system (4) for a railway vehicle, characterized in that this system comprises: - a central computer (10), - a communication network (12), - at least one power controller (16) for controlling at least one electrical device (6) of the rail vehicle, - at least one acquisition device (14) of at least one measured physical quantity representative of the operating state of the at least one electrical device (6), in which each power controller (16) and each acquisition device (14) is connected to the central computer (10) via the communication network (12),
in which each acquisition device (14) is configured to automatically transmit the measured physical quantities only to the central computer (10) via the communication network (12),
in which the central computer (10) is configured to automatically control each power controller (16) according to the measured physical quantities received from the or each acquisition device (14), in order to control the operation of the at least one electrical appliance (6),
and wherein each power controller (16) is configured to be automatically controlled by the central computer (10) by means of control signals transmitted via the communication network (12).
Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de communication (12) est un réseau filaire de type Ethernet.System according to Claim 1, characterized in that the communication network (12) is a wired network of the Ethernet type. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque contrôleur de puissance (16) est en outre configuré pour transmettre des informations de diagnostic vers l'ordinateur central (10), par l'intermédiaire du réseau de communication (12), sans passer par le dispositif d'acquisition (14), les informations de diagnostic étant représentatives de l'état interne du contrôleur de puissance et/ou de valeurs d'intensité d'un courant électrique transitant par le contrôleur de puissance.System according to any one of the preceding claims, characterized in that each power controller (16) is further configured to transmit diagnostic information to the central computer (10), via the communication network (12 ), without going through the acquisition device (14), the diagnostic information being representative of the internal state of the power controller and / or of intensity values of an electric current flowing through the power controller. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque contrôleur de puissance (16) comporte un ou plusieurs composants de puissance (26) tels que des interrupteurs de puissance ou des dispositifs de protection électrique.System according to any one of the preceding claims, characterized in that each power controller (16) comprises one or more power components (26) such as power switches or electrical protection devices. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque contrôleur de puissance (16) comporte un boîtier à l'intérieur duquel sont encapsulés les composants du contrôleur de puissance.System according to any one of the preceding claims, characterized in that each power controller (16) comprises a casing inside which the components of the power controller are encapsulated. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque contrôleur de puissance (16) est un contrôleur de puissance à l'état solide, par exemple basé sur des dispositifs électroniques à semi-conducteurs.System according to any one of the preceding claims, characterized in that each power controller (16) is a solid state power controller, for example based on semiconductor electronic devices. Véhicule ferroviaire (2) comportant un ou plusieurs appareils électriques (6) et un système de contrôle-commande (4) pour piloter chaque appareil électrique, caractérisé en ce que le système de contrôle-commande (4) est selon l'une quelconque des revendications précédentes.Railway vehicle (2) comprising one or more electrical devices (6) and a control-command system (4) for controlling each electrical device, characterized in that the control-command system (4) is according to any one of previous claims. Véhicule ferroviaire (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque appareil électrique (6) est un équipement électrique ou électronique relatif à des fonctions principales du véhicule ferroviaire (2) ou à des fonctions secondaires du véhicule ferroviaire (2), tel qu'un moteur ou un compresseur ou un actionneur.Rail vehicle (2) according to claim 7, characterized in that each electrical device (6) is electrical or electronic equipment relating to the main functions of the rail vehicle (2) or to secondary functions of the rail vehicle (2), such than a motor or a compressor or an actuator.
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