FR2869713A1 - Automatism apparatus e.g. speed regulator, control system, has adapter module with electronic transmission/reception subassembly to transmit and receive messages on wireless proximity network, through radio waves under BlueTooth protocol - Google Patents
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Abstract
Description
2869713 12869713 1
La présente invention se rapporte à un système de contrôle-commande par liaison sans fil d'un appareil d'automatisme tel qu'un variateur de vitesse à partir d'un poste distant, cet appareil étant pourvu d'une interface série servant au raccordement à un réseau local industriel et sur laquelle est connecté un module adaptateur de communication pouvant communiquer avec le poste distant sous un protocole de type BlueTooth. The present invention relates to a control system by wireless connection of an automation device such as a variable speed drive from a remote station, this device being provided with a serial interface for connection to an industrial local area network and on which is connected a communication adapter module that can communicate with the remote station under a BlueTooth type protocol.
On connaît par le document FR 2 810 486 un système d'accès à un équipement d'automatisme, via un réseau de proximité sans fil, sous par exemple le protocole Bluetooth, à partir d'un appareil mobile ou d'un autre équipement d'automatisme. Document FR 2 810 486 discloses a system for access to automation equipment, via a wireless proximity network, for example under the Bluetooth protocol, from a mobile device or other hardware device. automation.
Une liaison sans fil est avantageuse lorsque l'appareil d'automatisme est difficile d'accès pour l'opérateur, soit en raison d'un emplacement géographique inaccessible, soit pour des raisons de sécurité d'accès (étanchéité, ambiance nocive). Cette connexion locale sans fil permet notamment à un opérateur de maintenance ou d'exploitation muni d'un appareil mobile, d'accéder à des fonctions de cet appareil lorsqu'il est situé à distance. A wireless link is advantageous when the automation device is difficult for the operator to access, either because of an inaccessible geographical location or for reasons of access security (tightness, harmful atmosphere). This wireless local connection allows a maintenance operator or operator with a mobile device, to access functions of this device when it is located remotely.
On peut citer comme fonctions: le téléchargement de paramètres de configuration et de réglages, la commande et le contrôle, la surveillance, le diagnostic. Functions include: download of configuration and adjustment parameters, control and monitoring, monitoring, diagnostics.
Sous le terme "appareil d'automatisme", on entend un variateur de vitesse ou un automate programmable, un module d'entrées/sorties, un appareillage de contrôle industriel ou tout autre appareil destiné à une application d'automatisme. Under the term "automation device" is meant a variable speed drive or a programmable logic controller, an input / output module, an industrial control device or any other device intended for an automation application.
Sous le terme "appareil distant", on entend un téléphone portable, un ordinateur portable, un PDA (Persona) Digital Assistant), mais aussi tout périphérique d'équipement d'automatisme susceptible d'être déplacé. The term "remote device" means a mobile phone, a laptop, a PDA (Persona) Digital Assistant), but also any automation equipment device that can be moved.
Le protocole Bluetooth est une technologie de réseau de proximité sans fil à haut débit par ondes radio. Cette technologie, issue du monde des télécommunications et de l'informatique, permet actuellement une communication entre plusieurs appareils situés à une distance de l'ordre d'une dizaine de mètres l'un de l'autre. Elle ne nécessite pas de configuration puisque tout appareil rentrant dans le champ de portée d'un réseau de proximité est automatiquement détecté et synchronisé avec les autres appareils connectés à ce réseau de proximité de façon à pouvoir communiquer. The Bluetooth protocol is a wireless high-speed wireless proximity network technology. This technology, from the world of telecommunications and computing, currently allows communication between several devices located at a distance of about ten meters from one another. It does not require configuration since any device falling within the scope range of a proximity network is automatically detected and synchronized with the other devices connected to this proximity network so as to be able to communicate.
D'autres caractéristiques vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: la figure 1 illustre un système de contrôle-commande sans fil entre un poste distant et un appareil d'automatisme de type variateur de vitesse équipé du module adaptateur selon l'invention; 2869713 2 - la figure 2 est un schéma de la figure 1; - la figure 3 est un schéma de détail du module adaptateur de communication. Other characteristics will appear in the following detailed description with reference to an embodiment given by way of example and represented by the appended drawings in which: FIG. 1 illustrates a wireless control-command system between a station remote and a drive-type automation device equipped with the adapter module according to the invention; Figure 2 is a diagram of Figure 1; - Figure 3 is a detailed diagram of the communication adapter module.
Sur la figure 1, un appareil d'automatisme 40, ici un variateur électronique de vitesse, présente un port ou connecteur série 41 qui permet de raccorder l'appareil à un réseau local industriel tel que Modbus. In FIG. 1, an automation apparatus 40, here an electronic speed variator, has a port or serial connector 41 which makes it possible to connect the apparatus to an industrial local area network such as Modbus.
L'interface de transmission disponible sur le connecteur série 41 est conforme au standard de la liaison série RS 485. The transmission interface available on the serial 41 connector complies with the RS 485 serial link standard.
Au connecteur série 41 est connecté, par l'intermédiaire d'un câble de raccordement série 50, un module adaptateur de communication 20 (ou "dongle") pouvant communiquer (en émission et réception), sans fil (par ondes radio), avec un poste mobile distant 10. To the serial connector 41 is connected, via a serial connection cable 50, a communication adapter module 20 (or "dongle") that can communicate (in transmission and reception), wirelessly (by radio waves), with a remote mobile station 10.
Ce terme "poste distant", désigne un téléphone portable, un ordinateur portable, un PDA (Persona) Digital Assistant), mais aussi tout périphérique d'équipement d'automatisme. This term "remote station" refers to a mobile phone, a laptop, a PDA (Persona) Digital Assistant), but also any automation equipment device.
L' échange de données (trames, requêtes, ) est adapté à un protocole standard pour réseau local industriel tel que Modbus. Le protocole Modbus permet d'échanger des données entre un maître et des esclaves et assure le contrôle des échanges. The exchange of data (frames, requests,) is adapted to a standard protocol for industrial LAN such as Modbus. The Modbus protocol is used to exchange data between a master and slaves and provides control of the exchanges.
Le module adaptateur de communication 20 permet d'émettre et de recevoir des messages sur un réseau de proximité 30 sans fil sous le protocole Bluetooth. Le module adaptateur 20 intègre donc les composants nécessaires au fonctionnement du protocole Bluetooth notamment un chipset Bluetooth. The communication adapter module 20 makes it possible to send and receive messages over a wireless proximity network 30 under the Bluetooth protocol. The adapter module 20 thus integrates the components necessary for the operation of the Bluetooth protocol, in particular a Bluetooth chipset.
Le poste distant 10 comporte des moyens d'émission/réception 11 pour émettre et recevoir des messages sur le réseau de proximité 30. Il comporte aussi une interface homme-machine 13, qui inclut par exemple un clavier ou un écran, grâce à laquelle un utilisateur de l'appareil mobile 10 peut envoyer des requêtes et visualiser des réponses. Un circuit électronique 12 interconnecte l'interface 13 et les moyens d'émission/réception 11. The remote station 10 comprises transmission / reception means 11 for transmitting and receiving messages on the proximity network 30. It also comprises a man-machine interface 13, which includes for example a keyboard or a screen, thanks to which a Mobile device user 10 can send requests and view responses. An electronic circuit 12 interconnects the interface 13 and the transmission / reception means 11.
Le module adaptateur de communication 20 comporte d'une part un sousensemble électronique d'émission/réception 21 apte à émettre et recevoir des messages sur le réseau de proximité sans fil 30, par ondes radio, sous le protocole Bluetooth et d'autre part un sous-ensemble d'interface 22. Ces deux sous-ensembles constituent deux cartes électroniques sur circuits imprimés qui sont reliées l'une à l'autre par un connecteur ou une liaison 23. The communication adapter module 20 comprises on the one hand an electronic transmitting / receiving sub-assembly 21 able to transmit and receive messages on the wireless proximity network 30, by radio waves, under the Bluetooth protocol and on the other hand a Interface subassembly 22. These two subassemblies constitute two printed circuit boards which are connected to each other by a connector or a link 23.
Le sous-ensemble d'émission-réception 21 est une carte électronique connue en soi destinée à l'émission/réception sous le protocole Bluetooth. The transceiver sub-assembly 21 is an electronic card known per se for transmitting / receiving under the Bluetooth protocol.
2869713 3 Le sous-ensemble d'interface 22 présente un connecteur 24 de type RJ45 sur raccordé vai le câble 50 à l'interface série 41 et comporte un circuit électronique d'alimentation 223 recevant une tension d'alimentation depuis la dite interface série 41 pourvue de broches ayant des tensions Ov et 5/10V. Il comporte par ailleurs un circuit électronique d'interface 222 qui est connecté via le bus série 50 au connecteur 41 et au connecteur 23 de manière à échanger et traiter les données entre l'appareil 40 et le sous-ensemble d'émission-réception 21. Ce circuit d'interface 222 qui permet de reconnaître le format et les caractéristiques de la liaison série (RS485) comporte un composant "transceiver" de type SP3491. The interface subassembly 22 has an RJ45-type connector 24 connected to the cable 50 at the serial interface 41 and has an electronic supply circuit 223 receiving a supply voltage from said serial interface 41. provided with pins with Ov and 5 / 10V voltages. It furthermore comprises an electronic interface circuit 222 which is connected via the serial bus 50 to the connector 41 and the connector 23 so as to exchange and process the data between the apparatus 40 and the transceiver sub-assembly. This interface circuit 222 which makes it possible to recognize the format and the characteristics of the serial link (RS485) comprises a transceiver component of the SP3491 type.
La carte 22 du module 20 porte un voyant 221 de type diode électroluminescente (LED) qui peut signaler plusieurs états notamment lorsque le module adaptateur est sous tension ou lorsqu'il n'y a pas de détection d'une requête sur le bus. The card 22 of the module 20 carries a light-emitting diode 221 (LED) 221 which can signal several states, in particular when the adapter module is powered up or when there is no detection of a request on the bus.
Le module adaptateur 20, est alimenté par le circuit d'alimentation 223 à partir du connecteur série 41 de l'appareil d'automatisme 40 sur lequel il est branché. A partir de ce moment le circuit d'interface 222 déroule un algorithme de détection des caractéristiques de la liaison série (de type RS485) en vue de les utiliser pour transmettre les données (data) venant de l'émetteur BlueTooth vers l'appareil d'automatisme 40. The adapter module 20 is powered by the power supply circuit 223 from the serial connector 41 of the automation apparatus 40 to which it is connected. From this moment on, the interface circuit 222 rolls out an algorithm for detecting the characteristics of the serial link (of the RS485 type) in order to use them to transmit the data (data) coming from the BlueTooth transmitter to the device. automatism 40.
Les paramètres détectés sont le débit de transmission de données (ou "Baudrate") et le format des données. Ces formats sont de type 8N1 (8 bits de données, sans bit de parité , un seul bit d'arrêt), 8E1 (8 bits de données, parité, un seul bit d'arrêt), 801 (8 bits de données, parité impaire, un bit d'arrêt), 8N2 (8 bits de données, sans bit de parité , 2 bits d'arrêt) Le principe de l'algorithme va maintenant être expliqué: Le circuit d'interface émet une requête de lecture conforme au protocole du réseau local industriel (Modbus) sur l'appareil 40 fonctionnant en esclave à une adresse "@" indiquée au tableau ci-dessus, cette adresse dépendant du type d'appareil d'automatisme. The detected parameters are the data transmission rate (or "Baudrate") and the data format. These formats are of type 8N1 (8 data bits, no parity bit, one stop bit), 8E1 (8 data bits, parity, one stop bit), 801 (8 data bits, parity odd, a stop bit), 8N2 (8 data bits, no parity bit, 2 stop bits) The principle of the algorithm will now be explained: The interface circuit issues a read request according to the protocol of the industrial local area network (Modbus) on the apparatus 40 operating as a slave at an address "@" indicated in the table above, this address depending on the type of automation device.
Si une réponse correctement constituée (OK ou bien code d'erreur) provenant de l'appareil 40 parvient au module adaptateur 20 dans un délai prédéterminé, de l'ordre de quelques centaines de milli-secondes, le dit module adaptateur 20 valide la configuration utilisée (débit de transmission, format). Le voyant 221 passe au vert. If a correctly constituted response (OK or error code) from the device 40 reaches the adapter module 20 within a predetermined time, of the order of a few hundred milliseconds, the said adapter module 20 validates the configuration used (transmission rate, format). The indicator 221 turns green.
2869713 4 Le module adaptateur 20 teste ainsi différentes vitesses et différents formats (sur différentes adresses Modbus pour détecter les différents équipements décrits dans le tableau). 2869713 4 The adapter module 20 thus tests different speeds and different formats (on different Modbus addresses to detect the different devices described in the table).
Appareil Adresse Vitesses disponibles Formats 1200 4800 9600 19200 38400 8N1 8E1 801 8N2 Variateur de type 1 @127 x x Variateur de type 2 @127 x x x Variateur de type 3 @248 _ x x _ x x x x Automate @l x x Disjoncteur @127 x x x x x = Contrôlé par l'algorithme L'algorithme est exécuté 2 fois. Device Address Available speeds Formats 1200 4800 9600 19200 38400 8N1 8E1 801 8N2 Inverter type 1 @ 127 xx Inverter type 2 @ 127 xxx Inverter type 3 @ 248 _ xx _ xxxx Inverter @lxx Inverter @ 127 xxxxx = Controlled by the controller algorithm The algorithm is executed twice.
Si aucune configuration n'est retenue, le voyant 221 (LED) passe au rouge. If no configuration is selected, LED 221 (LED) turns red.
II est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. It is understood that one can, without departing from the scope of the invention, imagine other variants and refinements of detail and even consider the use of equivalent means.
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