FR2858059A1 - Module de raccordement pour chaine de securite - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module (1) pour une chaîne de sécurité reliant électriquement en série plusieurs capteurs.Ce module comprend au moins une prise de connexion à un capteur, un premier et un deuxième moyen de raccordement à un câble (2, 2') par prise vampire, chaque moyen de raccordement par prise vampire étant destiné à recevoir une extrémité d'un câble (2, 2') reliant deux modules (1). L'installation de la chaîne de sécurité consiste à connecter chaque capteur à un module avec une prise, puis à relier électriquement les différents modules entre eux en raccordant deux modules consécutifs par un câble dont les extrémités sont engagées dans les moyens de raccordement par prise vampire. La quantité de câblage est réduite puisqu'il n'est plus nécessaire de prévoir un câble reliant chaque capteur à une unique boîte de connexion centralisée, ce qui contribue à réduire les risques d'erreurs de câblage et à simplifier l'installation de la chaîne de sécurité.
Description
i
L'invention concerne un module pour une chaîne de sécurité, cette chaîne de sécurité reliant électriquement en série plusieurs capteurs en vue de détecter un défaut lorsqu'elle n'est pas électriquement conductrice. 5 L'invention est destinée à une chaîne de sécurité pour une installation telle qu'un escalier mécanique, une machine outil, un ascenseur, ou toute autre installation automatisée.
Ce type d'installation comprend le plus souvent une 10 pluralité de capteurs mécaniques électriquement reliés les uns aux autres en série avec une unité de contrôle pour former la chaîne de sécurité. L'unité de contrôle a pour rôle de vérifier l'état de la chaîne de sécurité, afin par exemple de mettre l'installation en défaut 15 lorsque cette chaîne n'est pas électriquement conductrice. En fonctionnement normal de l'installation, les capteurs sont tous électriquement conducteurs, de sorte que la chaîne de sécurité est elle même électriquement conductrice. Lorsque l'un des capteurs est 20 actionné suite à un dysfonctionnement, il devient non conducteur, de sorte que la chaîne de sécurité est à son tour non conductrice, ce qui permet par exemple de déclencher la mise en défaut de l'installation.
Dans une telle installation, chaque capteur est 25 électriquement relié par un câble à une boîte de jonction qui comprend un ou plusieurs borniers. Cette boîte de jonction met en série les différents capteurs pour former la chaîne de sécurité, et elle est connectée à l'unité de contrôle qui surveille l'état conducteur ou non 30 conducteur de la chaîne de sécurité ainsi formée.
Lorsqu'un grand nombre de capteurs doivent être reliés à la boîte de jonction cela constitue une source d'erreurs importante pour l'opérateur de câblage, qui génère un surcoût non négligeable pour la mise en service d'une installation automatisée, ainsi que pour les opérations de maintenance.
Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient.
A cet effet, l'invention a pour objet un module pour une chaîne de sécurité, cette chaîne de sécurité reliant électriquement en série plusieurs capteurs en vue de détecter un défaut lorsqu'elle n'est pas 10 électriquement conductrice, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une prise de connexion à un capteur, un premier et un deuxième moyen de raccordement à un câble par prise vampire, chaque moyen de raccordement par prise vampire étant destiné à recevoir une extrémité d'un câble 15 reliant électriquement deux modules. L'installation de la chaîne de sécurité consiste à connecter chaque capteur à un module avec une prise, et à raccorder les différents modules entre eux en connectant deux modules consécutifs par un câble ou tronçon de câble dont les extrémités sont 20 engagées dans les moyens de raccordement électrique par prise vampire. De manière analogue, l'unité de contrôle est connectée à un module par prise vampire, pour former la boucle de sécurité. La mise en oeuvre de moyens de connexion par prise vampire permet de déterminer la 25 longueur de chaque câble reliant deux modules consécutifs directement sur site, puisqu'il n'est pas nécessaire de prévoir de connecteur particulier en extrémité de ces câbles.
Les prises et les moyens de raccordement par prise 30 vampire contribuent à réduire significativement le risque d'erreur de câblage, en comparaison avec l'utilisation d'un bornier. La quantité de câblage est diminuée puisqu'il n'est plus nécessaire de prévoir un câble reliant chaque capteur à une unique boîte de connexion centralisée, ce qui contribue également à réduire les risques d'erreur, et à rendre la connexion de la chaîne de sécurité simple. Avantageusement, le module comprend 5 plusieurs prises, ces prises étant interconnectées en série dans le module entre le premier et le second moyen de raccordement. Les capteurs reliés à chaque prise sont ainsi montés en série entre les moyens de raccordement par prise multiple dès qu'ils sont connectés au module. 10 Plusieurs capteurs peuvent ainsi être connectés à un même module, ce qui contribue à réduire encore la quantité de câblage.
Selon un mode de réalisation préféré, le module comprend un circuit électronique électriquement connecté 15 à chaque prise et délivrant en sortie un signal numérique représentatif de l'état des capteurs, et un troisième moyen de raccordement par prise vampire sur lequel est transmis le signal numérique. Le module est ainsi adapté à gérer des informations fonctionnelles issues des 20 capteurs pour les transmettre à un automate de gestion de l'installation.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.
- La figure 1 est une vue d'ensemble du module selon l'invention; - La figure 2 est une vue de face d'une prise du module selon l'invention; - La figure 3 est une vue de l'embase du module 30 selon l'invention, faisant apparaître les moyens de raccordement par prise vampire; - La figure 4 est une vue des logements des moyens de raccordement représentés seuls; figure 5 est une vue de l'embase sans les logements de la figure 4; figure 6 est une representation de l'implantation du circuit électronique dans le module selon l'invention; - figure 7 est une représentation par schéma bloc du module selon l'invention.
Figure 1, un module 1 de forme parallélépipédique est représenté en perspective, il constitue une partie 10 d'une chaîne de sécurité ou boucle de sécurité d'une installation automatisée. Cette chaîne de sécurité relie électriquement plusieurs capteurs en série de manière à détecter l'existence d'un défaut lorsque l'un de ces capteurs est électriquement non conducteur.
Selon l'invention, ce module 1 est équipé de prises de connexion à des capteurs, et de deux moyen de raccordement par prise vampire destinés à relier électriquement un module à un autre module avec un câble, afin de constituer la chaîne de sécurité. L'implantation 20 de la chaîne de sécurité dans une installation automatisée consiste à connecter plusieurs modules 1 entre eux avec des tronçons de câbles tels que 2 ou 2', et à connecter chaque capteur à l'un de ces modules en engageant des prises mâles 3A, 3B, 3C ou 3D issues de ces 25 capteurs dans les prises femelles correspondantes 4A, 4B, 4C et 4D équipant le modules 1. Le risque d'erreur de câblage est ainsi diminué, en comparaison avec l'utilisation d'un bornier. La quantité de câblage est réduite puisqu'il n'est pas nécessaire de prévoir un 30 câble reliant chaque capteur à une unique boîte de connexion centralisée, ce qui contribue également à réduire les risques d'erreur de câblage.
Les prises femelles sont placées en face avant du module, il s'agit ici de prises de 12 millimètres de diamètre, comprenant quatre fiches chacune, comme la prise repérée par 4A sur la figure 2, dont les fiches 5 sont repérées par 41, 42, 43, 44. Chaque module 1 comprend avantageusement plusieurs prises femelles telles que la prise 4A de la figure 2, et ces prises sont interconnectées entre elles dans le module de manière à mettre en série les capteurs connectés à ce module, entre 10 les moyens de raccordement par prise vampire de ce module. L'installation de la chaîne de sécurité est ainsi encore simplifiée du fait que plusieurs capteurs situés à proximité les uns des autres dans l'installation automatisée peuvent être connectés à un même module 1. 15 Dans l'exemple des figures, les prises sont interconnectées en série dans le couvercle, et ce couvercle est électriquement connecté à l'embase par deux contacteurs pour connecter ces prises aux moyens de connexion par prise vampire. Un embout mâle particulier 20 est avantageusement prévu pour assurer la mise en série des capteurs connectés à un même module lorsque l'une des prises de ce module est libre. Lorsque trois capteurs sont connectés à un module comprenant quatre prises femelles, cet embout est enfiché dans la quatrième prise. 25 Comme représenté sur la figure 1, le module 1 comprend en fait une embase 5 sur laquelle est fixé un couvercle sensiblement rectangulaire, repéré par 6 et 7, au moyen de quatre vis 8. Ce couvercle 6, 7 constitue la face avant du module 1, et dans l'exemple représenté sur les 30 figures, c'est ce couvercle qui est muni des prises femelles auxquelles sont connectés les capteurs.
La connexion des câbles 2 et 2' aux moyens de raccordement par prise vampire consiste à ouvrir le module pour désolidariser l'embase 5 du couvercle, à placer l'extrémité de ces câbles dans des logements correspondants de l'embase, puis à refermer le couvercle sur l'embase et à serrer le couvercle 6, 7 avec les vis 5 7' pour comprimer chaque extrémité de câble 2, 2' dans le logement correspondant. Figure 3, l'embase 5 est représentée seule avec sa face destinée à recevoir les câble 2 et 2' située en avant de la figure. Cette embase comprend deux logements 9 et 9' débouchant vers l'avant 10 et vers les faces latérales de l'embase, et recevant respectivement les extrémités des câbles 2 et 2'. Lorsque le couvercle est refermé, les câbles 2 et 2' sortent du module 1 par les faces latérales de l'embase 5. Dans l'exemple illustré sur les figures, ces logements 9 et 9' 15 sont réalisés sous forme d'un insert 10 qui est implanté dans le corps de l'embase 5, et qui est représenté seul sur la figure 4. Le fond de ces logements est muni de plusieurs griffes électriquement conductrices repérées par 11, 12, 11' et 12' qui dépassent vers l'intérieur du 20 logement. Ces griffes qui sont connectées électriquement dans le module aux prises recevant les capteurs sont montées dans le corps de l'embase 5, et elles traversent l'insert 10 par des fentes correspondantes 10' réalisées dans cet insert.
Les logements 9 et 9', avec les griffes correspondantes respectivement 11, 12, et 11', 12' constituent le premier et le second moyen de raccordement par prise vampire. La connexion d'un module à un câble 2 ou 2' consiste à refermer le couvercle 6, 7 sur l'embase 30 5 pour comprimer les extrémités des câbles 2 et 2' contre le fond des logements correspondants 9 et 9', de telle sorte que les griffes pénètrent dans les câbles pour traverser les gaines isolantes de ces câbles et venir en contact électrique avec les conducteurs électriques de ces câbles.
Comme visible figure 4, les logements 9 et 9' de l'insert 10 sont situés dans le prolongement l'un de 5 l'autre pour réduire leur encombrement, mais ils sont séparés par une cloison 10''. Grâce à cette cloison, il est indispensable de sectionner le câble 2 ou 2' à connecter, ce qui interdit la possibilité d'un montage court-circuitant la chaîne de sécurité dans le but 10 d'ignorer l'état de l'un des capteurs de la chaîne de sécurité.
Avantageusement, chaque câble reliant deux modules, tel que le câble 2 ou 2' comprend deux conducteurs, de telle sorte que la boucle de sécurité est formée en 15 connectant les différents modules les uns aux autres, et à une unité de contrôle terminale. Il n'est ainsi pas nécessaire de prévoir un câble de retour depuis le dernier module vers l'unité de contrôle terminale pour fermer la boucle de sécurité. Pour ce faire, les griffes 20 sont situées de part et d'autre d'un plan de symétrie du logement 9 de telle sorte que les griffes 11 sont en vis à vis de l'un des conducteurs du câble 2, et les griffes 12 sont en vis à vis de l'autre conducteur de ce câble.
Les griffes 11' et 12' sont disposées de manière analogue 25 dans le logement 9' Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'insert 10 présente une section asymétrique, et il est utilisé en association avec un câble ayant également une section asymétrique de sorte 30 que l'insert joue un rôle de détrompeur. Il n'est ainsi pas possible d'inverser les deux conducteurs du câble 2 ou 2' lorsqu'il est raccordé au module 1 ce qui réduit encore les possibilités d'erreurs pour l'opérateur de câblage.
Les griffes 11 et 11' sont électriquement reliées aux prises du couvercle par des contacteurs 11A, 11A' qui 5 constituent la partie terminale de conducteurs électriques reliés aux griffes. Les griffes 12 et 12' sont électriquement connectées l'une à l'autre de manière à constituer le retour de la boucle de sécurité vers l'unité de contrôle. Lorsque le couvercle vient en appui 10 contre l'embase, deux contacteurs complémentaires du couvercle viennent en appui sur les contacteurs 11A et 11A' pour assurer la liaison électrique avec les prises qui équipent le couvercle. La figure 5 qui est une représentation de l'embase 5 sans l'insert 10 fait 15 apparaître les griffes et leurs conducteurs associés.
Chaque griffe avec son conducteur et son contacteur peut avantageusement être formée par une seule pièce, fabriquée par exemple sous forme d'une pièce en tôle prédécoupée, ce qui contribue à simplifier la conception 20 du module selon l'invention pour en réduire le coût.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le module est équipé d'un circuit électronique électriquement connecté à chaque prise, délivrant en sortie un signal numérique représentatif de 25 l'état des capteurs, et un troisième moyen de raccordement sur lequel est transmis ce signal numérique.
Le module est ainsi capable de gérer une chaîne fonctionnelle fournissant à une unité de gestion de l'installation des informations numériques sur l'état des 30 différents capteurs.
Avantageusement, les prises de connexion montées sur le capot du module comprennent quatre fiches, repérées par 41, 42, 43, et 44 dans la figure 2. Deux de ces fiches sont électriquement reliées à un étage dit de sécurité du capteur correspondant, deux autres sont électriquement reliées à un étage dit fonctionnel du capteur correspondant. Avantageusement, un câble 5 comprenant quatre conducteurs relie chaque capteur à un module, ce câble se terminant par une prise mâle 3A, 3B, 3C, 3D à quatre fiches engagée dans une prise femelle correspondante du module 1.
Le troisième moyen de raccordement par prise 10 vampire 8'' est similaire aux premier et deuxième moyens des raccordement 8 et 8'. Comme représenté sur les figures 3 et 5, il comprend également un insert qui est emboîté dans l'embase 5, et qui définit un autre logement 9'' pour un autre câble 2''. Le fond de ce logement est 15 également muni de griffes 11'' et 12'' qui dépassent dans le fond de ce logement, de sorte que la connexion d'un module à un câble 2'' consiste également à refermer le couvercle 6, 7 sur l'embase pour comprimer le câble 2'' dans le logement de telle sorte que les griffes pénètrent 20 dans le câble 2''. A la différence des logements 9 et 9', le logement 9'' traverse l'embase de part en part, de telle sorte que le câble fonctionnel 2'' n'est pas sectionné lorsqu'il est placé dans le logement 9''. En effet, ce câble 2'' transporte des informations 25 numériques qui sont issues des circuits électroniques équipant les différents modules 1, de telle sorte que ce câble traverse chacun des modules sans être sectionné. Il est relié à une unité de gestion terminale comprenant elle-même un autre circuit électronique destiné à 30 convertir le signal numérique circulant dans le câble 2'' en plusieurs signaux représentatifs de l'état fonctionnel de chacun des capteurs. Chaque module est ainsi relié à l'unité de gestion terminale par un bus ASi, à travers le câble fonctionnel 2'', pour fournir à cette unité de gestion terminale des informations fonctionnelles sur son état.
Le circuit électronique 13, qui est représenté 5 schématiquement figure 6 est monté dans le couvercle qui est formé par deux demi-couvercles 6 et 7 qui sont superposés l'un sur l'autre lorsque le couvercle est monté sur l'embase 5, et qui sont représentés côte à côte sur la figure 6. Plus particulièrement, ce circuit 10 électronique 13 est fixé à l'intérieur du demi-couvercle 7, les prises du module étant fixées à l'extérieur de ce demi-couvercle, de telle sorte qu'elles ont leurs fiches respectives directement connectées au circuit électronique. Ce couvercle qui est formé en deux parties 15 comprend ainsi des éléments de connexion en série des prises qui l'équipent et des moyens de connexion de chacune de ces prises au circuit électronique. Il est muni de quatre contacteurs non représentés assurant la connexion électrique vers l'embase, chacun de ces 20 contacteurs ayant un contacteur correspondant sur l'embase, de manière à établir la connexion du couvercle sur l'embase par serrage des vis 7' Les fiches correspondant aux étages fonctionnels des capteurs, dans les prises 4A, 4B, 4C, 4D sont 25 connectées en entrée du circuit électronique 13. Ce circuit électronique fournit en sortie un signal numérique qui est transmis sur le troisième moyen de raccordement par prise vampire 8'', à travers des contacteurs 12A'' et 11A'' similaires aux contacteurs 11A 30 et 11A', et visibles figure 3. Les fiches correspondant aux étages de sécurité des capteurs, dans les prises 4A, 4B, 4C, 4D sont électriquement reliées en série les unes aux autres par trois fils 14AB, 14CA, 14CD. Elles sont reliées au demi-couvercle 6 par deux autres fils 14B et 14D pour être reliées en série entre le premier et le deuxième moyen de raccordement par prise vampire 8 et 8' Le demi-couvercle 6 est muni d'un contacteur non 5 représenté sur la figure 6 destiné à relier électriquement les fils 14B et 14D aux griffes 11 et 11' représentées figure 5 lorsque le couvercle est fermé sur l'embase.
La figure 7 est une représentation sous forme de 10 schéma bloc du module selon l'invention, en relation avec quatre capteurs représentés par A, B, C et D. Chacun de ces capteur comprend un étage de sécurité et un étage fonctionnel qui sont chacun représentés par un interrupteur électrique pouvant être dans un état ouvert 15 ou fermé. Les étages de sécurité des capteurs qui sont représentés en pointillés sont reliés en série dans le module entre les griffes 11 et 11'. Le circuit électronique 13 comprend une entrée commune qui reçoit une borne de chaque étage fonctionnel, et quatre autres 20 entrées recevant chacune la seconde borne de ces étages fonctionnels.
Claims (9)
1. Module (1) pour une chaîne de sécurité, cette chaîne de sécurité reliant électriquement en série 5 plusieurs capteurs (A, B, C, D) en vue de détecter un défaut lorsqu'elle n'est pas électriquement conductrice, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une prise de connexion (4A) à un capteur, un premier et un deuxième moyen de raccordement (8, 8') à un câble (2, 2') par prise vampire, chaque moyen de raccordement par prise vampire (8, 8') étant destiné à recevoir une extrémité d'un câble (2, 2') reliant électriquement deux modules.
2. Module selon la revendication 1, comprenant plusieurs prises (4A, 4B, 4C, 4D), ces prises étant 15 interconnectées en série dans le module (1) entre le premier et le second moyen de raccordement (8, 8').
3. Module selon la revendication 1 ou 2, comprenant un circuit électronique (13) électriquement connecté à chaque prise (4A, 4B, 4C, 4D) pour fournir un signal 20 numérique représentatif de l'état de chaque capteur (A, B, C, D) connecté au module (1), et un troisième moyen de raccordement par prise vampire (8'') sur lequel est transmis ce signal numérique.
4. Module selon la revendication 3, dans lequel 25 chaque prise comprend quatre fiches (41, 42, 43, 44), deux de ces fiches (41, 42) étant électriquement connectées dans le module entre le premier et le second moyen de connexion par prise vampire (8, 8'), deux autres de ces fiches (43, 44) étant électriquement connectées 30 dans le module au circuit électronique (13).
5. Module selon l'une des revendications 1 à 4,
comprenant un couvercle (6, 7) et une embase (5), et dans lequel chaque moyen de raccordement par prise vampire (8, 8', 8'') comprend un logement (9, 9', 9'') situé dans l'embase (5), ce logement étant muni d'au moins une griffe (11, 12, 11', 12', 11'', 12'') électriquement conductrice, le câble (2, 2', 2'') étant comprimé dans le 5 logement (9, 9') par le couvercle (6, 7) pour que chaque griffe (11, 12, 11', 12', 11'', 12'') pénètre dans le câble (2, 2', 2'').
6. Module selon la revendication 5, dans lequel le premier et le deuxième moyen de raccordement par prise 10 vampire (8, 8') ont leurs logements respectifs (9, 9') situés dans le prolongement l'un de l'autre, en étant séparés l'un de l'autre par une cloison (10'').
7. Module selon l'une des revendications 1 à 6,
dans lequel chaque moyen de raccordement par prise 15 vampire (8, 8', 8'') comprend au moins deux griffes distinctes (11, 12, 11', 12', 11'', 12''), ces deux griffes entrant en contact respectivement avec deux conducteurs électrique distincts du câble (2, 2', 2'') qui est engagé dans le logement, lorsque ce câble (2, 20 2', 2'') est comprimé dans le logement (9, 9', 9'') par le couvercle (6, 7).
8. Module selon la revendication 6, dans lequel une pièce électriquement conductrice forme l'une des griffes (12) du premier moyen de raccordement par prise vampire 25 (8) et l'une des griffes (12') du second moyen de raccordement par prise vampire (8').
9. Module selon les revendications 6 et 8, dans
lequel chaque logement (9, 9', 9'') présente une section asymétrique complémentaire de la section du câble (2, 2', 30 2'') qu'il est destiné à recevoir, cette section asymétrique formant un détrompeur.
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| CA2475381A1 (fr) | 2005-01-22 |
| FR2858059B1 (fr) | 2005-10-14 |
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