FR2621196A1 - Systeme de transmission en serie de signaux de capteurs paralleles - Google Patents

Abstract

Le système de l'invention comprend une section de capteurs 11, n'ayant pas d'alimentation, qui reçoit des signaux série à partir d'une section de commande 10, et qui émet en série vers la section de commande des signaux provenant de capteurs 140, 141. La connexion entre la section de commande et la section de capteurs comprend une ligne de signal série qui transmet des niveaux de tension d'alimentation qui sont modulés par des signaux de données transmises, à des instants caractéristiques d'un signal d'horloge. La section de commande identifie les conditions de capteurs en détectant les niveaux de signal d'entrée en synchronisme avec le signal d'horloge.

Description

SYSTEME DE TRANSMISSION EN SERIE DE SIGNAUX

DE CAPTEURS PARALLELES

La présente invention concerne un système de trans-

mission en série qui, à la réception de signaux d'horloge série émis par une section de commande, émet en série les conditions de sortie de capteurs multiples dans une section de capteurs qui se trouve à un emplacement éloigné, après avoir superposé les conditions de sortie sur des signaux

d'horloge série.

On a largement utilisé dans le domaine technologi-

que de la mesure et de la commande automatiques, une techni-

que consistant à collecter les signaux de sortie de capteurs

qui détectent les conditions de dispositifs situés à des em-

placements éloignés, conformément à des instructions qui sont données par un système de commande ou un système de surveillance.

Dans des domaines technologiques tels que les ro-

bots industriels et d'autres machines de commande automati-

que, on utilise souvent en tant que moyen de commandeun fluide dont la cirtu1ationestcommandée par tout ou rien à l'aide d'une électrovalve. Pour réduire l'encombrement, on a largement utilisé un conduit appelé distributeur pour électrovalves, c'est-à-dire un distributeur auquel plusieurs électrovalves

sont branchées.

En commande automatique, on détecte l'état d'un équipement au moyen de capteurs qui sont commandés par des

instructions qu'on utilise en tant que données pour détermi-

ner l'étape de commande suivante. Parmi les paramètres que

détectent des capteurs figurent l'état physique de l'équipe-

ment qui est commandé et l'état de l'environnement (condi-

tions marche-arrét, position, angle, température, etc.).

Avec la tendance récente à la réduction de la taille des

équipements qui sont commandés et à la concentration de plu-

sieurs équipements en un seul lieu, il est devenu absolument nécessaire de réduire la taille des capteurs et des sections

de commande qui commandent l'équipement commandé, de concen-

trer ces sections de commande en un seul emplacement, et de simplifier la liaison entre l'équipement qui est commandé et

la section de commande.

Il existe dans l'art antérieur un système pour la transmission des signaux de sortie de capteurs multiples au

moyen de signaux de commande fournis par la sectiorn _ com-

mande, dans lequel des lignes de signal de commande, des li-

gnes d'alimentation et des lignes de signal d'horloge sont établies séparément entre une section de commande et des capteurs, et des signaux sont appliqués aux lignes de signal de commande pour faire en sorte que les signaux de sortie

des capteurs soient appliqués aux lignes de données.

Il existe également un autre système classique

dans lequel un signal présent sur la ligne de signal d'hor-

loge est décalé, et le capteur qui correspond à la position décalée est alimenté par l'énergie fournie par une ligne d'alimentation, de façon que le signal de sortie du capteur soit appliqué à une ligne de signal (non représentée), au lieu d'établir des lignes multiples, telles que des lignes de signal de commande et des lignes d'alimentation, pour des

capteurs individuels.

Avec le système mentionné en premier, l'utilisa-

tion de lignes multiples pour des sections de capteurs in-

dividuelles soulève un certain nombre de problèmes, à cause du travail et de la place qui sont nécessaires pour le branchement de lignes multiples. D'autre part, le système

mentionné en second exige des lignes d'alimentation bran-

chées entre la section de commande et les capteurs, pour fournir l'énergie nécessaire à l'alimentation des circuits

et des capteurs, en plus des lignes de signal de commande.

Un but de l'invention est de procurer un système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles,

qui reçoit des signaux série émis par une section de com-

mande, dans une section de capteurs ne comportant pas d'alimentation, et qui convertit en signaux série, pour l'émission vers la section de commande, les signaux qui proviennent d'un ensemble de capteurs parallèles se trouvant

dans la section de capteurs.

Un autre but de l'invention est de procurer un système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles, dans lequel la section de commande et la section

de capteurs ne comportant pas d'alimentation, sont mutuelle-

ment connectées par un plus petit nombre de lignes, sans

l'établissement de lignes d'alimentation.

Un but supplémentaire de l'invention est de procu-

rer un système de transmission en série de signaux de cap-

teurs parallèles, dans lequel un ensemble d'unités consti-

tuent un bloc de la section de capteurs, de façon à pouvoir ajouter un nombre quelconque de blocs de section de capteurs,

conformément au nombre de capteurs.

Pour atteindre ces buts, c'est-à-dire la transmis-

sion en série de signaux de capteurs parallèles, l'invention

procure un système de transmission en série destiné à rece-

voir des signaux série provenant d'une section de commande,

dans une section de capteurs ne comportant pas d'alimenta-

tion, et à émettre en série les signaux de capteurs parallè-

les provenant d'un ensemble de capteurs qui font partie de

la section de capteurs, et ce système présente les caracté-

ristiques suivantes: la section de commande et la section de capteurs sont connectées par une ligne de signal série

qui convertit des niveaux de tension d'alimentation en dif-

férents niveaux pour la transmission, aux instants de si-

gnaux d'horloge, et une ligne de signal de masse pour la transmission de signaux de niveau de masse; la section de

capteurs comporte des moyens de détection de signal de dé-

but, des moyens d'extraction de signal d'horloge pour ex- traire des signaux d'horloge à partir des signaux série, et des moyens de génération d'énergie d'alimentation des capteuxs et elle produit des signaux de distribution qui désignent des positions de capteurs, sur la base des signaux d'horloge provenant des moyens de génération de signal de début et des moyens d'extraction de signal d'horloge, elle module les signaux d'horloge conformément aux conditions de sortie de capteurs correspondant aux positions de distribution; et la section de commande identifie les conditions de capteurs en - ant les niveaux de signal d'entrée des positions de

signal d'horloge.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de

la description détaillée qui va suivre de modes de réalisa-

tion, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de

la description se réfère aux dessins annexes dans lesquels:

La figure 1 est un schéma qui illustre la structu-

re de base de l'invention; La figure 2a est un schéma qui illustre une unité de commande dans un mode de réalisation de l'invention;

La figure 2b.est un schéma qui illustre une sec-

tion de capteurs dans un mode de réalisation de l'invention; La figure 3 montre un diagramme séquentiel qui

illustre le fonctionnement d'un mode de réalisation de l'in-

vention;

La figure 4 est un schéma qui illustre un disposi-

tif auquel l'invention est appliquée; et La figure 5 est un schéma qui illustre un système

auquel l'invention est appliquée.

La figure 1 montre la structure de base de l'in-

vention. Sur la figure 1, la référence 10 désigne une sec-

tion de commande; la référence 101 désigne des moyens de con-

version série-parallèle; la référence 102 désigne des moyens de conversion de signaux de temps; la référence 103 désigne

des moyens d'extraction et de conversion de données; la réfé-

rence OCS désigne un oscillateur; la référence 11 désigne une section de capteurs qui comprend une section de bit de début 12, une section de conversion 13 et une section de conversion suivante (non représentée) ayant une structure similaire; les

références 121 et 131 désignent des moyens destinés à produi-

re des tensions d'alimentations stabilisées pour des circuits (ces moyens sont désignés par CV sur la figure); la référence 122 désigne des moyens de génération d'énergie d'alimentation pour les capteurs; la référence 123 désigne des moyens de détection de signal de début; la référence 132 désigne des moyens d'extraction de signal d'horloge; la référence 133 désigne un circuit de bascules à deux étages; la référence 138 désigne des moyens de génération de signal de début pour

l'étage suivant; et les références 140 et 141 désignent res-

pectivement un capteur 1 et un capteur 2.

L'invention a une structure telle que lorsqu'un

signal d'horloge et de l'énergie d'alimentation sont appli-

qués à la section de capteurs 11 sur la même ligne de signal, une tension d'alimentation est produite dans la section de capteurs 11, et un signal d'horloge est extrait et distribué à des positions de distribution. Les niveaux de tension aux positions de signal d'horloge sur une ligne de signal sont changés conformément aux signaux de sortie des capteurs qui se trouvent aux positions de distribution, et la réception

de la condition de chaque capteur s'effectue par la détec-

tion du niveau de tension dans la section de commande.

Sur la figure 1, le signal d'horloge et de l'éner-

gie d'alimentation (correspondant à une tension Vx) prove-

nant de l'oscillateur OCS de la section de commande 10 sont appliqués aux moyens de conversion de signal de temps 102,qui convertissentla tension d'alimentation émise, sur la base du signal d'horloge, pour produire un signal de sortie qu'on désigne par SORTIE, dont la forme est représentée par une ligne continue en (A) sur la figure 1, et qui est émis vers

la ligne de signal 104.

Au moment de l'émission d'un signal d'instruction de début, qui indique le début de l'extraction de données à partir des moyens de conversion série/parallèle 101, les moyens de conversion de signal de temps 102 produisent un signal de début (DEBUT), représenté en (B) sur la figure 1,

et ce signal est émis sur la ligne de signal 105; et la sec-

tion de commande 10 émet sur la ligne de signal 106 un si-

gnal MASSE, qui indique le niveau de la masse.

La ligne de signal 104 porte un signal ayant un

niveau de tension (niveau Vx/2) qui, pendant la durée cor-

respondant à la largeur d'une impulsion produite par le si-

gnal d'horloge, diffère de son niveau (Vx) pendant d'autres intervalles de temps. Lorsque le signal de sortie série SORTIE qui est indiqué par une ligne continue en (A) sur la

figure 1 est reçu dans la section de capteurs 11, par l'in-

termédiaire de la ligne de signal 104, les moyens de géné-

ration de tension d'alimentation des capteurs 122 produisent une tension d'alimentation V (qui est approximativement égale à la tension Vx) pour les capteurs 140, 141, tandis

que les moyens de génération de tension d'alimentation sta-

bilisée 121 et 131, etc., produisent une tension d'alimen-

tation (inférieure à Vx) pour divers moyens (tels que les

moyens de détection de signal de début, les moyens d'ex-

traction de signal d'horloge, etc.) qui consistent en cir-

cuits électroniques.

La tension Vs que fournissent les moyens de géné-

ration de tension d'alimentation de capteurs 122 est appli-

quée à la section de conversion 13 ainsi qu'au connecteur

124 du côté de la section de commande 10. Bien que le con-

necteur 124 ne soit pas utilisé en fonctionnement normal,

on peut l'utiliser pour alimenter les capteurs de façon in.

dépendante au moyen d'une tension d'alimentation externe (provenant par exemple de la section de commande 10), en cas

d'arrêt d'urgence ou d'insuffisance de la capacité de l'ali-

mentation. En parallèle avec la génération de tensions d'ali- mentation, les moyens de détection de signal de début 123

ont pour fonction de détecter un signal de début qui appa-

rait sur la ligne de signal 105, et ils produisent un signal de sortie St qui est appliqué aux moyens de distribution de

signal 133, sous l'effet de la détection d'un signal de dé-

but (DEBUT) à un instant tl, comme indiqué en (B) sur la fi-

gure 1.

D'autre part, les moyens d'extraction de signal d'horloge 132 évaluent le niveau du signal de sortie série SORTIE ((A) sur la figure 1) sur la ligne de signal 104, et

ils extraient la composante de signal d'horloge pour produi-

re un signal de sortie d'horloge CK.

Dans les moyens de distribution de signal 133, à la réception d'un signal de sortie St provenant des moyens

de détection de signal de début 123, l'état "1" de ce si-

gnal est chargé sous l'action du signal d'horloge CK prove-

nant des moyens d'extraction de signal d'horloge 132, et la borne de sortie Q1 du premier étage produit un signal de

sortie "1". Lorsque ce signal de sortie apparaît sur la bor-

ne Q1, le signal d'horloge et le signal de la borne de sor-

tie Q1 prennent la valeur "1" dans le circuit ET 134. A ce moment, si le signal de sortie (signal binaire prenant les valeurs "1" ou "0") d'un capteur qui est alimenté par la

tension Vs est égal à "1", le circuit ET 134 produit un si-

gnal de sortie "1", et un signal de niveau de masse est ap-

pliqué à la ligne de signal 104 par l'intermédiaire du cir-

cuit inverseur 136 et de la résistance R1.

Conjointement à ceci, le niveau du signal de sor-

tie série SORTIE devient le niveau de la masse (0 volt), comme il est indiqué en pointillés, uniquement pendant la

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durée du signal d'horloge, à l'instant tl en (A) sur la fi-

gure 1. A ce moment, le signal présent sur la ligne de si-

gnal 104 représente pratiquement un signal d'entrée série qui est émis par la section de capteurs 11. Si le signal de sortie du capteur 1 (140) est "0", le niveau du signal d'horloge est maintenu identique à celui du signal (Vx/2)

qui a été appliqué par la section de commande 10.

Au moment de l'extraction d'un second signal d'horloge à partir du signal de début, à l'instant t2, la condition "1" sur la borne de sortie Q1 dans les moyens de distribution de signal 133 est décalée vers le second étage, ce qui fait passer la sortie Q2 à "1". Dans cette situation, les conditions "1" du signal d'horloge CK et de la sortie Q2 sont appliquées en entrée du circuit ET 135, et si la condition du capteur 2 (141) est "0" à ce moment, le circuit ET 135 produit un signal de sortie "0", qui n'a aucun effet

sur la ligne de signal 104. Le signal qui existe à ce mo-

ment sur la ligne de signal 104 est représenté par la forme

d'onde à l'instant t2, en (A) sur la figure 1.

Dans la section de commande 10, un signal de sor-

tie qui contient le signal d'horloge représenté par une li-

gne continue en (A) sur la figure 1, est produit dans les

moyens de conversion de signal de temps 102, pendant la dé-

tection des signaux de sortie des capteurs 1 et 2, qui sont transmis en série à partir de la section de capteurs 11,

sur la ligne de signal 104. Autrement dit, le niveau du si-

gnal sur la ligne de signal 104 pendant la durée du signal

d'horloge est détecté par les moyens d'extraction et de con-

version de données 103, et si le niveau est inférieur à Vx/2, un signal de sortie "1" est produit, tandis que dans

le cas contraire c'est un signal de sortie "0" qui est pro-

duit. Par conséquent; les moyens d'extraction et de conversion de données 103 produisent aux instants tl et t2

des signaux de sortie "1" et "0" qui représentent les condi-

tions des capteurs 1 et 2; et ces signaux sont appliqués à l'entrée des moyens de conversion série/parallèle 101, et ils sont mémorisés conformément aux signaux d'horloge, les

données se trouvant à chaque étage étant décalées séquentiel-

lement vers l'étage suivant. Sur la figure 1, la section de conversion 13 de la section de capteurs 11 est conçue de façon à détecter les conditions des capteurs 1 et 2. Des sections de conversion ayant la même structure peuvent évidemment être connectées aux étages suivants. Pour appliquer le signal de début aux sections de conversion des étages suivants, les moyens de génération de signal de début pour l'étage suivant, 138, sont attaqués par la sortie Q2 des moyens de distribution de

signal 133.

De cette manière, les capteurs produisent des si-

gnaux de sortie de capteur, représentés par des lignes en pointillés, et ces signaux sont superposés sur les signaux d'horloge dans le signal de sortie série SORTIE représenté en (A) sur la figure 1, pour représenter que les capteurs 1,

2, 3 (non représenté), 4 (non représenté),... sont respec-

tivement dans les états "ACTIF", "INACTIF", "ACTIF", "ACTIF"

Par conséquent, des informations de capteurs représen-

tant "1", "0", "1", "1",... sont enregistrées séquentiel-

lement dans les moyens de conversion série/parallèle 101.

Sur la figure 1, une ligne spéciale est prévue pour transmettre des signaux de début, mais on peut faire en sorte que des signaux de début soient transmis sur la ligne de signal de sortie série. Dans un tel cas, on peut exprimer des signaux de début par un niveau différent du niveau de signal des données, ou bien on peut utiliser des

changements de largeur d'impulsion pour établir une diffée-

rence avec le signal d'horloge.

On décrira en outre la structure d'un mode de réalisation de l'invention en se référant aux figures 2a

et 2b, et on décrira le fonctionnement de ce mode de réali-

sation en se référant au diagramme séquentiel de la figure 3. La figure 2a montre la structure d'une unité de commande 20 qui correspond à la section de commande 10 de la figure 1, et la figure 2b montre la structure d'un en- semble d'unités qui correspondent à la section de capteurs

11 de la figure 1.

Sur la figure 2a, la référence 20 désigne une uni-

té de commande; la référence 21 dédigne un circuit d'inter-

face de sortie (ayant une fonction de visualisation par

diodes électroluminescentes), la référence 22 désigne un re-

gistre à entrée série/sortie parallèle; la référence 23 dé-

signe un circuit de génération de signaux de temps; la réfé-

rence 24 désigne un circuit amplificateur; la référence 25

désigne un amplificateur; et la référence 26 désigne un cir-

cuit comparateur.

Sur la figure 2b, la référence 30 désigne une uni-

té de bit de début; la référence 31 désigne une unité de conversion 1 qui comporte des capteurs 1 et 2; la référence

32 désigne une unité de conversion 2 qui comporte des cap-

teurs 3 et 4 (ayant la même structure que l'unité de conver-

sion 1); la référence 33 désigne une unité de bit de fin; la référence 34 désigne une unité de bit de début 2; les références CV1, CV2, etc., dans les unités désignent des

alimentations stabilisées; les références FF1 et FF2 dési-

gnent des circuits de bascules; la référence 312 désigne un

circuit de détection de signal d'horloge (DT1), les référen-

ces 313 et 314 dédignent des circuits inverseurs; et les références 315 et 316 (DT2 et DT3) désignent respectivement

des circuits de détection de signal de sortie de capteur.

L'unité de commande de la figure 2a et les unités de la section de capteurs de la figure 2b sont connectées par l'intermédiaire de la ligne de signal de sortie série (entrée série) 200, de la ligne de signal de bit de début 201 et de la ligne de signal de niveau de masse 202. Bien ii que cette connexion ne soit pas utilisée en fonctionnement normal, l'unité de commande et la section de capteurs sont connectées par une ligne d'alimentation à 24 V (représentée

par une ligne en pointillés sur la figure), qui est néces-

saire en cas d'arrêt d'urgence ou dans un état dans lequel

la charge qu'impose l'alimentation du capteur est trop éle-

vée. On décrira ci-après le fonctionnement de ce mode de réalisation en se référant au diagramme séquentiel de la

figure 3.

On décrira tout d'abord le fonctionnement de

l'unité de commande 20 de la figure 2a.

Le circuit de génération de signaux de temps 23 génère un signal d'horloge 230 à partir du signal de sortie de l'oscillateur OSC, pour l'appliquer à l'amplificateur 25 et au registre à entrée série/sortie parallèle 22 (qu'on appelle ci-après "registre", pour abréger). L'amplificateur

reçoit le signal d'horloge 230 et une tension d'alimen-

tation (24 V) provenant de la ligne d'alimentation 203, et

il convertit le niveau de tension d'alimentation conformé-

ment à la forme d'onde du signal d'horloge 230, pour pro-

duire un signal de sortie série SORTIE(E), représenté sur

la figure 3, qui est émis vers la ligne de signal 200.

Le E du signal de sortie série SORTIE(E) indique

que la signal comprend une composante EMISSION. Il faut ce-

pendant noter que cette forme d'onde est une forme d'onde de signal imaginaire, du fait que le niveau qui correspond à la position du signal d'horloge est en réalité converti

par le signal de sortie du capteur.

Le signal SORTIE(E) est un signal dont la tension

est de 12 V seulement lorsque des signaux d'horloge indivi-

duels apparaissent, et qui est maintenu à 24 V pendant

d'autres intervalles de temps.

Le registre 22 reçoit le signal d'horloge 230 sur la borne CP, et il reçoit sur la borne de données DONNEES

le signal de sortie de capteur que détecte le circuit comma-

rateur 26, et il les enregistre en série.

Le registre 22 produit sur la borne STB un signal de début (DEBUT) qui est toujours synchronisé avec le signal d'horloge au début d'un cycle dans lequel les données de

chaque capteur sont collectées (un cycle est terminé lors-

qu'une opération de décalage atteint la position de bit fi-

nale), comme représenté sur la figure 3, et il émet le si-

gnal de début sur la ligne de signal 201, à partir du cir-

cuit amplificateur 24.

On va maintenant décrire le fonctionnement de la section de capteurs qui est représentée sur la figure 2b,

en se référant au diagramme séquentiel de la figure 3.

Le signal de sortie série SORTIE qui provient de l'unité de commande 20 et le signal de masse sont appliqués

en cascade à toutes les unités, par l'intermédiaire des li-

gnes de signal 200 et 202, et la tension d'alimentation

pour les circuits électroniques est produite par des alimen-

tations stabilisées CV1 (303), CV2 (311), CV3 et CV4 (cir-

cuits connus formés par des diodes zener, des condendateurs et des résistances) dans chacune des unités, tandis que la tension pour l'alimentation des capteurs est produite par la diode 301 et le condensateur C1 (302) de l'unité de bit

*de début 1 (30).

Lorsque le signal de début est reçu sur la borne DEBUT1 de l'unité de bit de début 1 (30), à l'instant tl représenté sur la figure 3, la diode électroluminescente PD1 émet de la lumière, ce qui active le phototransistor PT1 de l'unité de conversion 1 (31). Dans ces conditions,

un signal "1" qui est obtenu sur l'émetteur du phototransis-

tor PT1 est appliqué sur la borne d'entrée de données D du circuit de bascule FF1. A ce moment, le circuit de détection de signal d'horloge DT1 (312) produit le signal de sortie de détection de signal d'horloge, et il l'applique à la borne

d'horloge CP, de façon à placer dans l'état INSTAURE le cir-

cuit de bascule FF1., ce qui fait apparaître un "1" sur sa

sortie Q (voir le signal de sortie de FF1 sur la figure 3).

Le type du capteur 1 peut varier en fonction de la

grandeur physique à détecter, mais la figure 2b montre à ti-

tre d'exemple spécifique un capteur qui est conçu de façon à

émettre sur le collecteur de son transistor un signal d'en-

trée qui est reçu dans un amplificateur de capteur AMP.

On peut en outre concevoir aisément d'incorporer

dans le capteur l'unité-de conversion de l'invention (com-

prenant un seul circuit), pour former un capteur ayant une

fonction d'entrée parallèle/sortie série.

Dans le cas de la figure 2b, le signal de sortie du capteur 1 est détecté par le circuit de détection DT2 (315) de l'unité de conversion 1 (31), et il est appliqué

au circuit ET 317.

Lorsque le circuit de bascule FF1 passe à "1" au moment du signal d'horloge, à l'instant tl, et produit un signal de sortie "1" qui indique que le capteur 1 détecte l'état ACTIF, toutes les entrées du circuit ET 317 sont à "1", et son signal de sortie est inversé dans le circuit inverseur (NON) 313, ce qui fait passer à 0 volt (niveau de

la masse) le niveau de signal sur la ligne de signal 200.

Les données présentes à la sortie du capteur sont donc émi-

ses. On va maintenant décrire ce fonctionnement de façon plus détaillée. Le circuit inverseur 313 a une sortie

à collecteur ouvert (il en est de même pour le circuit 314).

Lorsque le circuit inverseur 313 est activé, il produit un signal de sortie proche de 0 volt sur la ligne de signal

200, tandis qu'il produit un signal de sortie de 24 V lors-

qu'une tension de 24 V est appliquée à partir de l'unité de

commande 20 (c'est-à-dire à l'achèvement du signal d'horlo-

ge). La résistance R1 (R2) a pour fonction d'empêcher que le circuit inverseur ne soit détruit lorsqu'une tension de 24 V est appliquée à la ligne de signal 200. En effet, une

boucle qui comprend la ligne de signal 200, le circuit de dé-

tection de signal d'horloge 312, le circuit ET 317 et le cir-

cuit inverseur 313 fonctionne à la manière d'un circuit de

verrouillage pour maintenir le signal d'horloge CK à un ni-

veau bas (12 V), et ce niveau disparaît sous l'effet de l'im- pédance de la résistance R1 lorsqu'une tension de 24 V est

appliquée à la ligne de signal 200.

Le signal de sortie de conversion de niveau sur la ligne de signal 200, est appliqué à l'unité de commande 20, représentée sur la figure 2a, dans laquelle un signal qu'on désigne par SORTIE(E,R) est obtenu sur la borne de sortie de

cette unité. Le R dans SORTIE(E,R) désigne la fonction RECEP-

TION, et (E,R) signifie que le signal contient à la fois des

composantes EMISSION et RECEPTION.

Ce signal SORTIE(E,R) est appliqué à l'entrée du circuit comparateur 26 de l'unité de commande 20, et il est comparé avec le niveau de signal de référence égal à Vx/2 (12 V). Si un niveau de signal de 0 V, qui est inférieur au niveau de référence, est appliqué à l'entrée, un signal de sortie "1" est produit et est chargé par la borne DONNEES du

registre 22.

A l'instant de signal d'horloge suivant, c'est-à-

dire t2, le "1" présent sur la borne de sortie Q du crcuit de bascule FF1 est décalé vers FF2 par le signal d'horloge CK, dans l'unité de conversion 1 (31) de la figure 2b, et le signal de sortie "1" est produit sur la borne de sortie Q de FF2, tandis que la borne de sortie Q de FF1 passe à"0", du fait qu'un "0" est appliqué à l'entrée de FF1 (à ce moment,

le phototransistor PT1 est dans l'état INACTIF).

Lorsque le signal de la sortie Q du circuit de bascule FF2 et le signal de sortie "1" qui correspond au signal d'horloge CK sont appliqués à l'entrée du circuit ET 318, le signal de sortie du capteur 2, qui, à ce moment, a été détecté par le circuit de détection DT3 (316) et a été

appliqué au circuit ET 318, est émis par ce dernier circuit.

Si le signal de sortie du circuit de détection DT3 est "0", le signal de sortie du circuit ET 318 devient "0, et le signal de sortie du circuit inverseur 314 a le même niveau, ce qui fait passer le signal de la ligne de signal 200 au même niveau que le signal émis (voir la forme d'onde de

SORTIE(E,R) à l'instant t2 sur la figure 3).

A l'instant de signal d'horloge t2, lorsque le signal de sortie Q du circuit de bascule FF2 passe à "1" (à ce moment, le signal de sortie Q est égal à "0"), la diode électroluminescente PD2 émet de la lumière, ce qui active le phototransistor PT2 de l'unité de conversion 2

(32). Cependant, à ce moment, le signal d'horloge de l'ins-

tant t2 a disparu, ce qui fait que le circuit de bascule FF1 de l'unité de conversion 2 (qui a la même structure que

l'unité de conversion 1) n'est pas actionné.

Au moment de la réception du signal d'horloge à

l'instant t3 suivant, le circuit de bascule FF1 est action-

né, et la même opération est effectuée à l'instant t4 sui-

vant, et les signaux de sortie des capteurs 3 et 4 (c'est-

à-dire les signaux qui sont produits aux instants t3 et t4), tous deux à l'état "1", sont obtenus sur la ligne de signal 200 et sont charges séquentiellement par décalage et

enregistrés dans le registre 22 de l'unité de commande 20.

L'unité de bit de fin 33 est connectée au-delà de l'unité de conversion 2 (32), et le signal lumineux qui provient de la diode électroluminescente PD3 de l'unité de conversion 2 (32) est détecté par le phototransistor PT3 qui produit un signal de bit de fin. Ce signal de bit de fin est appliqué à partir de la borne FIN1 à la borne DEBUT2

de l'unité de bit de début suivante 2 (34), par l'intermé-

diaire d'une ligne, et cette unité effectue la même opéra-

tion que l'unité de bit de début 1 (30) précitée, ce qui fait démarrer les opérations pour l'émission des signaux de sortie des capteurs 5 et 6, aux positions qui correspondent

aux instants de signal d'horloge t5, t6,....

262 1196

On ajoute les unités 30, 31, 32, 33 et 34 de la

figure 2b, en branchant en cascade le nombre d'unités né-

cessaire, en fonction du nombre de capteurs dont on doit

détecter les signaux de sortie.

La figure 4 représente un dispositif auquel l'in-

vention est appliquée.

La figure 4 montre une application de l'invention

dans laquelle des unités de raccordement de capteurs multi-

ples 41, 42, 43... sont connectées à des robots et d'autres équipements, pour émettre vers l'unité de commande 40 les

signaux de sortie des groupes de capteurs 44, 45, 46,....

L'unité de commande 40 correspond à la structure

qui est représentée sur la figure 2a, et la section de cap-

tc comprend une unité consistant en une unité de bit de début (B.D.), une unité de raccordement de capteurs associée à un groupe de capteurs, et une unité de bit de fin (B.F.),

représentéessur la figure 2b. On peut transmettre les don-

nées de capteurs multiples en branchant en cascade le nombre

nécessaire de ces unités.

La figure 5 montre un système auquel l'invention

est appliquée.

Les références 50 à 52 sur la figure 5 désignent

des unités de raccordement de capteurs; la référence 53 dé-

signe une unité de commande; et les références 54 et 55 dé-

signent des unités de raccordement de sortie.

Les signaux provenant des capteurs qui indiquent les états d'équipements, sont appliqués en parallèle aux unités de raccordement de capteurs 50 à 52, et ils sont émis vers l'unité de commande 53 sous la forme de signaux

série.

Dans l'unité de commande 53, les signaux série sont reçus en série dans l'interface d'entrée 531, ils sont convertis en signaux parallèles et ils sont appliqués au

séquenceur 532.

Dans le séquenceur 532, des signaux de sortie de

commande, correspondant à la séquence pré-programmée confor-

mément au contenu des signaux d'entrée, sont émis en paral-

lèle vers l'interface de sortie 533.

Dans l'interface de sortie 533, les signaux d'en-

trée sont convertis en signaux série et sont émis vers les

unités de raccordement de sortie.

Le système qui est représenté sur la figure 5 a une structure dans laquelle deux ensembles de signaux de sortie de capteurs, comprenant ceux qui proviennent des unités de raccordement de capteurs 50 et 51, et ceux qui proviennent de l'unité de raccordement de capteurs 52, sont transmis à l'interface d'entrée 531 (utilisant deux jeux de registres à décalage). Cette configuration du système permet

d'améliorer la vitesse de transmission en faisant fonction-

ner les deux ensembles en parallèle.

Comme décrit ci-dessus, l'invention permet de ré-

duire notablement le nombre de lignes entre la section de capteurs et la section de commande, en transmettant en série et en superposant sur la ligne d'alimentation les signaux de

sortie de capteurs qui sont installés sur de multiples élé-

ments d'un équipement de commande automatique.

L'invention permet en outre d'augmenter le nombre d'équipements de capteurs qui peuvent être installés dans

un espace limité, en utilisant de la lumière pour transmet-

tre des signaux de début/fin entre différentes unités, ce

qui élimine du matériel de connexion tel que des connecteurs.

Ceci conduit à une simplification de l'opération de câblage

et à un coût réduit.

I1 va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles, pour la réception dans une section de capteurs (11) ne comportant pas d'alimentation, de signaux série provenant d'une section de commande (10), et pour

l'émission en série de signaux de capteurs parallèles pro-

venant d'un ensemble de capteurs (140, 141) qui font partie de la section de capteurs, caractérisé en ce que la section

de commande (10) comporte des moyens de conversion de si-

gnal de temps (102) destinés à convertir une tension d'ali-

mentation en différents niveaux, à des instants de signal

d'horloge, pour produire des signaux de début et des si-

gnaux série, et des moyens d'extraction et de conversion de données (103), pour détecter des niveaux de signal d'entrée à des positions de signal d'horloge; la section de capteur

(11), connectée par les lignes de signal de début et de si-

gnal série (105, 104),comporte des moyens de génération de tension d'alimentation (121, 122, 131) destinés à produire la tension d'alimentation nécessaire pour la section de capteurs(11), en lissant les signaux série reçus, des moyens de détection de signal de début (123) destinés à détecter les signaux de début, des moyens d'extraction de signal d'horloge (132) destinés à extraire des signaux d'horloge, et des moyens de distribution de signaux (133), destinés à produire des signaux qui désignent des positions de capteurs en utilisant les signaux de début qui sont détectés par les moyens de détection de signal de début (123), et les signaux d'horloge qui sont détectés par les moyens d'extraction de signal d'horloge (132); et les conditions de capteurs (140, 141) sont identifiées par le fait que les signaux de sortie correspondant aux conditions des capteurs que génèrent les signaux de désignation de position de capteur, modulent des signaux d'horloge correspondants, et les niveaux de signal d'entrée sont détectés par les moyens d'extraction et de

conversion de données (103) de la section de commande (10).

2. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de conversion de signal de temps (102) font prendre aux signaux de sortie un niveau de tension continue pratiquement constant pendant les intervalles de temps autres que ceux correspondant au signal d'horloge, et

des niveaux de tension continue différents pendant les in-

tervalles de temps du signal d'horloge.

3. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 2, caractérisé en ce que les signaux d'horloge modulés par les signaux de sortie de conditions de capteurs représentent des valeurs

binaires, en prenant le niveau de la masse ou le niveau con-

tinu des signaux d'horloge d'origine, en fonction des condi-

tions des capteurs (140, 141).

4. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'extraction de signal d'horloge (132) extraient des signaux d'horloge à partir des signaux série,

en comparant des niveaux de tension continue.

5. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 1, caractérisé

en ce que les moyens de distribution de signal (133) pro-

duisent des signaux pour désigner des positions de capteurs en décalant les signaux de début qui sont détectés par les moyens de détection de signal de début (123), à l'aide de

signaux d'horloge qui sont extraits par les moyens d'ex-

traction de signal d'horloge (132).

6. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de capteurs (11) est formée, sous la forme d'un seul bloc, par une unité de bit de début (30)

destinée à détecter des signaux de début, une unité de con-

version (31, 32) destinée à produire des signaux parallèles pour un ensemble de capteurs, et une unité de bit de fin (33) destinée à produire des signaux de début pour le bloc suivant.

7. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 6, caractérisé en ce que des connecteurs destinés à connecter un nombre quelconque de blocs comprenant un ensemble d'unités, sont

prévus à l'avant et à l'arrière des unités (30-33).

8. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de capteurs (11) utilise une tension d'alimentation qui est produite par les moyens de génération

de tension d'alimentation (121, 122, 131) en tant que ten-

sion d'alimentation pour les capteurs (140, 141), et une tension d'alimentation pour des circuits qui constituent la section de capteurs (11) est produite à partir de la tension d'alimentation produite par les moyens de génération de

tension d'alimentation (121, 122, 131).

9. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux de début que produisent les moyens de conversion de signal de temps (102) de la section de comman= de (10) contiennent des niveaux de tension continue qui

diffèrent du niveau des signaux série.

10. Système de transmission en série de signaux de capteurs parallèles selon la revendication 1, caractérisé

en ce que les moyens d'extraction et de conversion de don-

nées (103) de la section de commande (10) produisent des signaux binaires qui représentent des conditions de capteurs

en comparant avec un niveau de tension de référence le ni-

veau de tension continue de signaux d'entrée, à des instants

de signal d'horloge.