FR3002710A1

FR3002710A1 - Dispositif de communication par codage de courant avec une pluralite de modules de surveillance et systeme de surveillance comprenant un tel dispositif

Info

Publication number: FR3002710A1
Application number: FR1300440A
Authority: FR
Inventors: Stefan Balatchev
Original assignee: Individual
Current assignee: Valbatech Fr
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-08-29
Also published as: WO2014131769A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif (102) de communication par codage de courant avec une pluralité de modules (104), dits de surveillance, disposés dans un environnement à surveiller, ledit dispositif (102) comprenant : - une unité (106), dite centrale, comprenant un générateur électrique (110), et au moins un moyen (114), dit récepteur, pour mesurer le courant fourni par ledit générateur électrique (110,210) ; - au moins un fil électrique (108), dit fil de communication, prévu pour relier ladite unité centrale (106) à chacun desdits modules de surveillance (104) ; et - pour chaque module de surveillance (104), au moins un moyen (118-124), dit de court-circuit, déplaçable entre : ▪ une position ouverte dans laquelle le courant délivré par ledit générateur électrique (110,210) ne passe pas sur ledit fil de communication (108) en aval dudit module de surveillance, et ▪ une position fermée dans laquelle le courant délivré par ledit générateur électrique plus consommée par ledit module de surveillance et passe en aval dudit module de surveillance ; de sorte que chaque module de surveillance (104) est relié audit fil de communication (108) à tour de rôle. Elle concerne également un système de détection comprenant un tel dispositif de communication.

Description

- 1 - « Dispositif de communication par codage de courant avec une pluralité de modules de surveillance et système de surveillance comprenant un tel dispositif » Domaine technique L'invention concerne un dispositif de communication par codage de courant avec une pluralité de modules de surveillance prévus pour surveiller un environnement à surveiller. Elle concerne également un système mettant en oeuvre un tel dispositif.

Le domaine de l'invention est le domaine des dispositifs de transmission d'information ou de données multi-abonnés entre des capteurs de surveillance, en particulier des capteurs de pression, de température, de flamme, de fumée, de détection de fuites de liquide ou de gaz, placés dans un environnement à surveiller et un ou des récepteurs pour recevoir et traiter ces informations. Plus particulièrement, le domaine de l'invention est le domaine des bus de communication industriel multi-abonnés permettant à plusieurs capteurs de transmettre vers une unité centrale des informations relatives à une détection ou à une mesure réalisée par lesdits capteurs dans un environnement industriel à surveiller. Etat de la technique La transmission de données par câble entre les capteurs de surveillance ou de mesures installés dans un environnement industriel à surveiller est assurée par des bus de terrain tels que le RS-422, RS-485, Profibus, etc. Afin de garantir une meilleure tolérance aux perturbations électriques, les bus industriels multi-abonnés sont basés sur les variations de tension en mode différentiel. Une alimentation électrique est appliquée à chaque noeud afin de fournir la puissance électrique pour le fonctionnement du dispositif et du bus lui-même. L'immunité aux perturbations électromagnétiques peut être renforcée en utilisant une boucle de courant. La boucle de courant est un circuit de transmission de l'information d'un capteur sous forme de courant. Sa particularité vient du fait que l'alimentation, le conditionneur, le capteur et - 2 - tout autre élément électrique lié au capteur sont tous branchés en série dans une maille, également appelée boucle, unique. La boucle de courant permet une communication avec un capteur sur des longueurs supérieures à 1 km, tout en présentant une meilleure immunité aux bruits puisque les tensions parasites, telles que les f.e.m induites ou thermoélectriques, ne. contribuent pratiquement pas au courant de boucle du fait de la grande impédance interne du générateur de courant qui est en série avec la ligne. De plus, une boucle de courant permet avec seulement deux fils électriques de réaliser à la fois l'alimentation du capteur et le codage de l'information et permet d'avoir plusieurs récepteurs pour recevoir les informations émises par le capteur. Le grand inconvénient de la boucle de courant est l'impossibilité de connecter plusieurs émetteurs dans la même boucle. Autrement dit, la boucle de courant ne permet pas de réaliser un mode multi-abonné permettant d'interroger plusieurs capteurs. Cet inconvénient limite fortement ses applications en tant que bus de transmission d'information. L'invention a pour but de pallier les inconvénients précités.

Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de communication multi-abonné présentant une meilleure immunité aux bruits et permettant une transmission d'information sur des longues distances. Il est aussi un but de l'invention de proposer un dispositif de communication multi-abonné permettant de réaliser un système de surveillance moins couteux. Exposé de l'Invention L'invention permet d'atteindre au moins un des buts précités par un dispositif de communication par codage de courant avec une pluralité de modules, dits de surveillance, disposés dans un environnement à surveiller, ledit dispositif comprenant : - une unité, dite centrale, en particulier disposé au niveau d'un site de surveillance, comprenant : - 3 - - un générateur électrique, dont une borne, dite minimale, est à un premier potentiel électrique, dite plus petit, et l'autre borne, dite est à un deuxième potentiel électrique, dite plus grand, et ^ au moins un moyen, dit récepteur, pour mesurer le courant fourni par ledit générateur électrique, en particulier disposé entre ledit générateur électrique et lesdits modules de contrôle ; - au moins un fil électrique, dit fil de communication, prévu pour relier ladite unité centrale à chacun desdits modules et transporter, vers chacun desdits modules, le courant délivré par ledit générateur électrique ; et - pour chaque module de surveillance, au moins un moyen, dit de court-circuit, déplaçable entre : ^ une position ouverte dans laquelle le courant délivré par ledit générateur électrique ne passe pas sur ledit fil de communication en aval dudit module de surveillance et est consommé ledit module de surveillance, dans cette position ouverte les modules de surveillance se trouvant en aval dudit module de surveillance étant par conséquent court-circuités, et - une position fermée dans laquelle le courant délivré par ledit générateur électrique passe sur ledit fil de communication en aval dudit module de surveillance, de sorte que ledit module de surveillance ne consomme pas; ou quasiment pas, le courant délivré par ledit générateur électrique ; de sorte que chaque module est relié audit fil de communication, et par conséquent à ladite unité centrale, à tour de rôle, et qu'un seul et unique module de surveillance est relié à l'unité centrale à la fois Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de réaliser une communication par codage de courant avec une pluralité de modules de surveillance. Ainsi, le dispositif selon l'invention exploite tous les avantages - 4 - d'une boucle de courant sans être limitée à une communication mono-abonné, c'est-à-dire à une communication avec un seul capteur. Par conséquent, le dispositif selon l'invention permet de réaliser une communication multi-abonné robuste et ce sur des distances supérieures à 10 000 m. De plus, le dispositif de communication selon l'invention permet de réaliser avec le(s) même(s) fils à la fois la transmission de l'information depuis les modules de surveillance et l'alimentation des modules de surveillance, évitant ainsi de prévoir un/des fil(s) d'alimentation des modules de surveillances en plus du/des fil(s) de communication. Par conséquent, le dispositif selon l'invention permet de réaliser un système de surveillance moins couteux et plus simple à fabriquer et à installer. Par générateur électrique, on entend un générateur de tension, en particulier un générateur de tension aux bornes de laquelle la tension est constante le courant délivré est variable, ou un générateur de courant utilisé dans un mode de fonctionnement dans lequel le courant délivré est variable, lorsque la tension aux bornes dudit générateur du courant est supérieure à sa tension limite connue également sous la dénomination tension de conformité du générateur de courant, ou encore une combinaison quelconque d'un générateur de courant avec un générateur de tension. Dans une version nullement limitative, le générateur électrique peut être agencé pour limiter le courant délivré à une valeur maximale prédéterminée ou couplé à un dispositif, par exemple électronique tel qu'un fusible réarmable ou à usage unique, limitant le courant délivré à ladite valeur maximale. Ainsi, le courant électrique, et plus généralement l'énergie électrique, délivré par le générateur électrique est limité(s), par exemple en cas de dysfonctionnement d'un ou de plusieurs capteurs, ou encore en cas de court-circuit entre le fil de communication et la masse ou un fil de masse. De plus, le générateur électrique peut être agencé pour délivrer un courant et/ou une tension telle qu'elle prend en compte la résistance représentée par la longueur totale du fil de communication. Dans ce cas, chaque module de surveillance ou les moyens de court-circuit associés à un module de surveillance, peuvent comprendre un régulateur électrique configuré pour absorber/éliminer l'excès de tension ou courant, émis par le générateur électrique, et correspondant à la longueur du fil de communication en aval du module de surveillance par rapport au générateur électrique. Selon un exemple de réalisation non limitatif, lorsque les moyens de court-circuit associés à un module de surveillance sont en position fermée, le module de surveillance peut consommer un courant de valeur inférieure ou égale à 2 mA. Toujours selon cet exemple, lorsque les moyens de court-circuit associés à un module de surveillance sont en position ouverte, le module de surveillance peut consommer un courant de valeur supérieure ou égale à 3 mA, en particulier comprise entre 3 et 50 mA. Selon l'invention, les modules de surveillance sont reliés d'une part au fil de communication qui est à un plus grand potentiel, et d'autre part à un plus petit potentiel, dit masse électrique, de sorte qu'ils sont disposés en parallèle les uns par rapport aux autres. Avantageusement, le dispositif selon l'invention peut en outre 20 comprendre un moyen de commande de début et/ou de fin d'émission d'un courant variable sur le fil de communication par le générateur électrique. Un tel moyen de commande peut être un moyen réalisant la mise en marche et l'arrêt du générateur électrique. Un tel moyen de commande peut préférentiellement être un moyen de 25 court-circuit, et en particulier un interrupteur, qui dans une position ouverte relie le générateur électrique avec le fil de communication, et dans une position fermée, ne relie plus le générateur électrique avec le fil de communication. 30 Selon un mode de réalisation particulier, mais nullement limitatif, le dispositif selon l'invention peut comprendre un unique fil de communication, mis au plus grand potentiel électrique, dit potentiel positif. Dans ce cas, le plus petit potentiel, dit masse électrique, est constitué par la terre. - 6 - Selon un autre mode de réalisation particulier, mais nullement limitatif, le dispositif selon l'invention peut comprendre un deuxième fil électrique, dit fil de masse, prévu pour relier ladite unité centrale à chacun des modules de surveillance, le fil de communication étant relié à une borne de l'unité centrale mise à un plus grand potentiel électrique, dit potentiel positif, et le fil de masse étant relié à une borne de l'unité centrale mise à un plus petit potentiel électrique, dit masse électrique. Dans ce cas, chaque module de surveillance est relié d'une part au fil de communication et d'autre part au fil de masse, de sorte que les modules de surveillance sont disposés en parallèle les uns par rapport aux autres. Avantageusement, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins un moyen, dit de terminaison, relié à l'extrémité distale du fil de communication par rapport à l'unité centrale, et prévu pour la détection de la fin d'un cycle de communication, c'est-à-dire lorsque le dernier module de surveillance a transmis l'information désirée à l'unité centrale. Dans une version particulière, mais nullement limitative, le dispositif selon l'invention peut comprendre deux unités centrales, reliées chacune à une extrémité du fil de communication. Ainsi, chaque unité centrale émet un courant sur le fil électrique dans un premier sens, opposé au sens du courant variable émis par l'autre unité centrale.

Concrètement, le fil de communication relie, voire connecte, dans l'ordre, une unité centrale, puis les modules de surveillance et enfin l'autre unité centrale, de sorte que les modules de surveillance sont reliés au fil de communication entre les deux unités centrales. Dans cette version, les deux unités centrales initient et réalisent, chacun à leur tour, un cycle d'interrogation des modules de surveillance, dans deux sens opposés. Cette version, appelée version redondante, permet l'interrogation de l'ensemble des modules de surveillance en cas de coupure ou court-circuit du fil de communication, ou en cas de défaillance d'une unité centrale.

Dans la version redondante du dispositif selon l'invention, au moins une, préférentiellement chaque, unité centrale, peut comprendre au moins un moyen de détection de fin d'émission d'un courant émis sur le fil de communication par le générateur électrique de l'autre unité. Un tel moyen de détection peut être un moyen de mesure, et éventuellement de surveillance d'un courant émis par l'autre unité centrale. Le moyen de détection surveille le courant émis par l'autre unité centrale. Dès que ce dernier est détecté, le moyen de détection attend que la valeur du courant émis soit nulle. Lorsque la valeur du courant émis par l'autre unité centrale est nulle, cela veut dire que l'autre unité centrale s'est/est mis en veille, ou qu'il a été mis fin au cycle d'interrogation réalisé par l'autre unité centrale par un moyen de déclenchement.

Dans sa version redondante, le dispositif selon l'invention peut comprendre un moyen de terminaison associé à chaque unité centrale, du côté de l'autre unité centrale. En particulier, le moyen de terminaison associé à une unité centrale peut être intégré dans l'autre unité centrale.

Le moyen de terminaison associé à une unité centrale peut être intégré dans le moyen de détection de l'autre l'unité centrale. Dans sa version redondante, le dispositif selon l'invention peut comprendre, pour chaque unité centrale, un moyen de commande de début et/ou de fin d'émission d'un courant variable sur le fil de communication par le générateur électrique de ladite unité centrale. Dans sa version redondante, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre un moyen de synchronisation des deux unités centrales 30 entre-elles. Le moyen de synchronisation des deux unités centrales entre-elles peut comprendre un fil électrique, dit de synchronisation, reliant les deux unités centrales, ou des moyens de synchronisation sans-fil ou par courants porteurs en ligne, etc. - 8 - Le moyen de synchronisation peut alternativement ou en plus comprendre des moyens automatiques tels que la synchronisation par sémaphores, partage de créneaux horaires, générateur de nombre aléatoire, etc.

Avantageusement, les deux unités centrales peuvent être synchronisées par un protocole maître/esclave, tel que l'une des unités centrale est l'unité centrale maître et l'autre l'unité centrale esclave. Dans un premier temps, l'unité centrale esclave est en veille mais reste connectée au réseau de capteurs. L'unité centrale maître surveille en permanence le réseau de capteurs, et lorsqu'une coupure est détectée, l'unité centrale- maître envoie une commande d'activation à l'unité centrale esclave qui prend en charge la surveillance des capteurs coupés de la communication avec l'unité centrale maître. Lorsque la continuité du réseau est rétablie, l'unité centrale esclave est mise de nouveau en veille, par exemple suite à une commande envoyée par l'unité centrale maître, et passe en mode veille. Dans une autre version nullement limitative, dite version en boucle, le fil de communication peut être relié à l'unité centrale au niveau de ses deux extrémités, ledit dispositif comprenant en outre au moins un moyen de sélection d'un sens d'émission du courant fourni par ladite unité centrale sur ledit fil de communication dans un sens ou dans l'autre. Dans ce mode de réalisation, le dispositif selon l'invention permet avec une unique unité centrale, d'interroger et de communiquer avec les modules de surveillance reliés au fil de communication, dans les deux sens.

La version en boucle permet, avec une unique unité centrale, l'interrogation des modules de surveillance et la communication avec ces derniers en cas de coupure ou court-circuit du fil de communication. Cette version permet donc d'assurer une communication avec tous les modules de surveillance, tout en étant moins couteux à réaliser, et plus simple à installer. Selon un exemple de réalisation particulier, le moyen de sélection peut comprendre un interrupteur qui, dans une première position, relie l'unité centrale à l'une des extrémités du fil de communication, et dans une deuxième position, à l'autre des extrémités du fil de communication. Un tel interrupteur peut être commande par l'unité centrale ou par un module ou dispositif externe.

L'interrupteur peut également présenter un fonctionnement complètement autonome et basculer automatiquement d'une position à l'autre au bout d'une durée prédéterminée, par exemple par utilisation d'une temporisation intégrée.

Dans sa version en boucle, le dispositif selon l'invention peut comprendre, pour au moins un, préférentiellement chaque, sens d'émission du courant sur le fil de communication, au moins un moyen de détection de fin d'émission de courant dans ledit sens. Un tel moyen de détection de fin d'émission de courant peut être identique à celui décrit précédemment, pour la version redondante. Préférentiellement, le moyen de détection de fin d'émission d'un courant variable dans un sens, préférentiellement dans chacun des sens, peut être relié à l'extrémité distale dudit fil de communication dans ledit sens.

Préférentiellement, le moyen de détection de fin d'émission associé à un sens, préférentiellement à chaque sens, d'émission peut être intégré dans l'unité centrale. Dans sa version en boucle, le dispositif selon l'invention peut en outre 25 comprendre un moyen de terminaison associé à chaque sens d'émission de courant dans le fil de communication, disposé du côté de l'extrémité distale dudit fil de communication dans ledit sens d'émission. Dans sa version redondante, le dispositif selon l'invention peut 30 comprendre un moyen de terminaison associé à chaque unité centrale, du côté de l'autre unité centrale. Préférentiellement, le moyen de terminaison associé à un sens d'émission peut être intégré dans le moyen de détection associé audit sens d'émission. - 10 - Au moins un moyen de court-circuit peut comprendre au moins un, avantageusement deux interrupteurs. Le moyen de court-circuit peut comprendre au moins une diode. Au moins un récepteur peut comprendre un moyen de mesure de courant tel qu'au moins un ampèremètre. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de 10 détection comprenant : - une pluralité de modules de surveillance, et - un dispositif pour interroger lesdits modules de surveillance selon l'invention, chacun desdits modules de surveillance étant relié au fil de communication dudit dispositif. 15 Les modules de surveillances peuvent comprendre un ou des capteurs de détection de fuites de liquide ou de gaz, un ou des capteurs de pression, de température, de flamme, de fumée, d'ionisation, de présence d'ondes radio, de pH, de luminosité, de couleur, de contact, de présence, de mesure de variables électriques ou magnétiques, etc. ... 20 Dans un mode de réalisation, le(s) moyen(s) de court-circuit associé(s) à un module de surveillance peu(ven)t être intégré(s) dans le module de surveillance. Chaque module de surveillance comprend avantageusement des 25 moyens, par exemple une ou plusieurs charges résistives, pour réaliser une transmission d'information par codage de courant, ledit codage étant un codage binaire à deux valeurs de courant, ou un codage à une pluralité de valeurs du courant, ou encore un codage à une pluralité de valeurs analogiques. Chaque valeur de courant est obtenue en connectant ou en 30 déconnant une résistance ou une charge résistive prédéterminée, modifiant ainsi la résistance totale vue par le générateur électrique, et par conséquent le courant délivré par celui-ci.

Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple d'un système mettant en oeuvre un premier exemple d'un dispositif de communication selon l'invention ; la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple d'un système mettant en oeuvre un deuxième exemple d'un dispositif de communication selon l'invention ; et la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un troisième exemple d'un système mettant en oeuvre un troisième exemple d'un dispositif de communication selon l'invention.

Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent 30 la même référence. - 12 - La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple d'un système mettant en oeuvre un premier exemple d'un dispositif de communication selon l'invention. Le système 100 comprend un dispositif de communication 102 pour communiquer avec une pluralité de modules de surveillances 1041-104' Le dispositif de communication 102 comprend une unité centrale 106 et un fil électrique 108, dit de communication, reliant l'unité centrale 106 à chacun des modules de surveillance 104 de sorte que les modules de surveillance 104 sont reliés au fil de communication en série.

L'unité centrale 106 comprend un générateur électrique, et en particulier un générateur de tension 110, aux bornes de laquelle la tension électrique V1 est constante, et délivrant un courant I1 dont la valeur dépend de la résistance vue et est limité à une valeur maximale I1max- Une borne 1101, dite borne positive, du générateur de tension 110 est à un plus grand potentiel électrique, dit potentiel positif, et l'autre borne 1102, dite borne de masse, du générateur de tension 110 est à un plus petit potentiel électrique, dit potentiel de masse ou masse électrique. Le fil de communication est relié à la borne positive 1101 et la borne de masse 1102 est relié à la masse, en particulier à la terre 112.

L'unité centrale 106 comprend en outre un ou plusieurs récepteurs de courant 1141-114' reliés, en série, à la borne positive 1101 du générateur de tension 110, et prévus pour mesurer la valeur du courant émis par le générateur de tension 110. L'unité centrale 106 comprend en outre un interrupteur 116, disposé sur la borne positive 1101 du générateur de tension 110, entre le générateur 110 et les récepteurs 114, commandables entre une position non-passante « OFF » dans laquelle le courant émis par le générateur de tension 110 ne passe pas vers les récepteur 114 et une position passante « ON » dans laquelle le courant émis par le générateur de tension 110 passe vers les récepteurs 114 puis sur le fil de communication 108. Le dispositif de communication 102 comprend en outre une charge de terminaison T, optionnelle, qui correspond à une résistance ou une charge active, relié d'une part au fil de communication 108 en aval du dernier module de surveillance 104' et d'autre part à la terre. - 13 - Chaque module de surveillance 104 est d'une part relié au fil de communication 108 et d'autre part relié à la terre 112. Le dispositif de communication 102 comprend en outre pour chaque module de surveillance 104; des moyens de court-circuit déplaçables entre : ^ une position ouverte dans laquelle le courant délivré par ledit générateur de tension ne passe pas sur ledit fil de communication en aval dudit module de surveillance et est consommé ledit module de surveillance, et ^ une position fermée dans laquelle le courant délivré par ledit générateur de tension passe sur ledit fil de communication en aval dudit module de surveillance de sorte que ledit module de contrôle ne consomme pas le courant délivré par ledit générateur de tension ou consomme un courant quasi-nulle ; de sorte que chaque module de surveillance 104, est relié audit fil de communication 108, et par conséquent à ladite unité centrale 106, à tour de rôle et qu'un seul et unique module de surveillance est relié à l'unité centrale à la fois. Pour le module i, les moyens de court-circuit comprennent deux interrupteurs 118i, 120; et deux diodes 122, et 124,. Les diodes 122, et 124; sont montées tête bêche sur le fil de communication 108. Un fil électrique, dit de liaison, relie le module de surveillance 104, au fil de communication 108 entre les diodes 122; et 124, de sorte que la diode 122i, dite diode amont, se trouve en amont du module de communication 104i, c'est-à-dire du côté de l'unité centrale 106, et la diode 124i, dite aval, en aval du module de surveillance 104,. Dans le mode de réalisation 100 de la FIGURE 1, la diode 122; est optionnelle. L'interrupteur 118, relie le fil de liaison 126; au fil de communication 108 en amont de la diode amont 122; et l'interrupteur 120; relie le fil de liaison 126, au fil de communication 108 en aval de la diode aval 124,.

Le fonctionnement du dispositif de communication 102 et du système de détection 100 est le suivant. A la fermeture de l'interrupteur 112, le générateur de tension 110 envoie un courant électrique qui passe à travers le ou les récepteurs 114. - 14 - A l'état initial, les interrupteurs 118, et 120, de chaque module de surveillance 104, sont ouverts. Au niveau du premier module de surveillance 1041, la diode amont 1221, optionnelle dans ce mode de réalisation, laisse passer le courant. Le courant passe alors par le fil de liaison 1261 et alimente le module de surveillance 1041. La diode aval 1201 bloque le passage du courant vers le module de surveillance suivant. Le module de surveillance 1041 commence à consommer un courant nominal, de valeur supérieure à 3mA et plus particulièrement comprise entre 3 et 50 mA, mesuré par le ou les récepteurs 114. Ceci indique à l'unité centrale 106 que le premier module de surveillance est bien connecté fil de communication. Le module 1041 effectue les tâches programmées à l'avance et renvoie les informations sous forme de modulation du courant consommé. La modulation peut être une modulation binaire (0-1) telle que la consommation du module 1041 oscille entre 2 valeurs : valeur 1, par exemple de 4 mA correspondant à un niveau 0 et valeur 2, par exemple de 10 mA, correspondant à un niveau 1. Pour obtenir la valeur 1 le module de surveillance 1041 relie, au fil de liaison 1261 et donc au fil de communication 108, une première charge active (non représentée sur la FIGURE 1), et pour obtenir la valeur 1 le module de surveillance 1041 (relie au fil de liaison 1261 et donc au fil de communication 108) une deuxième charge active de valeur différente de la première charge active. La connexion d'une charge modifie la valeur du courant délivré par le générateur de tension 110 en fonction de la valeur de cette charge. La valeur du courant II traversant les récepteurs 114 varie donc en fonction de la charge. Le ou les récepteurs mesurent les variations de la valeur du courant II qui les traverse et fournissent à leur sortie une trame numérique binaire. Alternativement, au lieu d'un codage binaire (0 ou 1), le module de surveillance peut coder une pluralité de valeurs du courant, par exemple 4, 8, 12, 16, etc. correspondant chacune à une valeur ou une plage de valeur de courant prédéterminée, ou encore des valeurs analogiques, afin d'améliorer les fonctionnalités ou la rapidité de transmission du bus. Lorsque le module 1041 a terminé la transmission de l'information vers l'unité centrale 106, il se met en état de veille dans lequel sa consommation en courant est nulle (ou quasi-nulle), par exemple inférieure ou égale à 2mA. Les interrupteurs 1181 et 1201 se ferment automatiquement ou sont fermés - 15 - par le module de gestion avant sa mise en veille. Le courant I1 fourni peut alors traverser ces interrupteurs 1181 et 120i, et alimenter le module de surveillance 104 suivant. Le fonctionnement, qui vient d'être décrit dans le paragraphe précédent pour le module de surveillance 1041, est alors répété pour le module 104 suivant, et pour chaque module de surveillance 104; à tour de rôle jusqu'au dernier module de surveillance 104n. Pendant le cycle de communication, le ou les récepteurs de courant 114 de l'unité centrale 106 mesurent également le courant de veille accumulé des modules afin d'améliorer la précision de la mesure du courant codé par chaque module. Lorsque le dernier module 104, a terminé la transmission de l'information vers l'unité centrale 106, puis est mis en veille, et que les interrupteurs 118n et 120, sont fermés, le courant délivré par le générateur 15 de tension 110 traverse le moyen de terminaison T, qui peut être par exemple un court-circuit. La valeur du courant II délivré par le générateur de tension 110 change. Ce changement de valeur est mesuré par le ou les récepteurs 114, qui détectent la fin du cycle de communication avec l'ensemble des modules de surveillance 104. 20 Après détection de la fin d'un cycle de communication, l'interrupteur 112 s'ouvre, coupant ainsi l'alimentation, et plus particulièrement le courant électrique, fourni par le générateur de tension 110. Chacun des modules de surveillance 104 se remet à zéro et les interrupteurs 118 et 120 de chaque module de surveillance 104 s'ouvrent. Le dispositif 102 est alors prêt pour un 25 nouveau cycle de communication. Le générateur de tension 110 est agencé pour délivrer un courant et/ou une tension telle qu'elle prend en compte la résistance représentée par la longueur totale du fil de communication 108. Dans ce cas, chaque module de surveillance 104; ou les moyens de court-circuit associés à un module de 30 surveillance 104i, peuvent comprendre un régulateur électrique (non représenté) configuré pour absorber/éliminer l'excès de tension ou courant, émis par le générateur de tension 110, et correspondant à la longueur du fil de communication 108 en aval du module de surveillance 104; par rapport au générateur électrique 110. - 16 - Dans une version simplifiée du mode de réalisation représenté sur la FIGURE 1, la diode amont 122 optionnelle de chaque module de surveillance 104 peut être supprimée. La diode aval 124 de chaque module de surveillance 104 peut être remplacée par un premier interrupteur, tel que l'interrupteur 118 ou l'interrupteur 120, disposé au même emplacement que cette diode aval, et les interrupteurs 118 et 120 de chaque module de surveillance peuvent être remplacés par un unique interrupteur, dit deuxième interrupteur, disposé sur le fil de liaison 126. Dans cette version simplifiée, lorsque le module de surveillance effectue un cycle de transmission d'information, alors le premier interrupteur est ouvert et le deuxième interrupteur est fermé. Lorsque le module de surveillance a fini un cycle de transmission d'information, alors le premier interrupteur est fermé et le deuxième interrupteur est ouvert.

La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple d'un système mettant en oeuvre un deuxième exemple d'un dispositif de communication selon l'invention. Le système de détection 200, respectivement le dispositif de communication 202 du système de détection 200, représenté sur le FIGURE 2 comprend tous les éléments du système de détection 100, respectivement du dispositif de communication 102 du système de détection 100, représenté sur la FIGURE 1, à ceci près que l'unité centrale 106 comprend un seul récepteur 114 et que le dispositif de communication 102 ne comprend pas de moyen de terminaison T. Le dispositif de communication 202 comprend en outre une deuxième unité centrale 206 relié au fil de communication à son extrémité avale vu du côté de l'unité centrale 106. L'unité centrale 206 comprend un générateur de tension 210, aux bornes de laquelle la tension électrique V2 est constante, et délivrant un courant 12 dont la valeur dépend de la résistance vue par le générateur de de tension 210 et est limitée à une valeur maximale 12,'. Le courant 12, fourni par le générateur de tension 210 de l'unité centrale 206, est émis sur le fil de communication 108 dans le sens opposé au sens - 17 - d'émission du courant I1 fourni par le générateur de tension 110 de l'unité centrale 106. Une borne 2101, dite borne positive, du générateur de tension 210 est à un plus grand potentiel électrique, dit potentiel positif, et l'autre borne 2102, dite borne de masse, du générateur de tension 210 est à un plus petit potentiel électrique, dit potentiel de masse ou masse électrique. Le fil de communication 108 est relié à la borne positive 2101 et la borne de masse 2102 est reliée à la masse, en particulier à la terre 112. L'unité centrale 206 comprend en outre un interrupteur 216, disposé sur la borne positive 2101 du générateur de tension 110, entre le générateur 210 et le récepteur 214, commandables entre une position non-passante « OFF » dans laquelle le courant émis par le générateur de tension 210 ne passe pas vers le récepteur 214 et une position passante « ON » dans laquelle le courant émis par le générateur de tension 210 passe vers le récepteur 114 puis sur le fil de communication 108. En outre, chaque unité centrale 106, 206 comprend un moyen détecteur, respectivement 218, 220 pour détecter la fin d'un cycle de communication réalisé par l'autre unité centrale. Le moyen détecteur 218, 220 d'une unité centrale 106, 206 constitue ou comprend, un moyen de terminaison permettant à l'autre unité centrale de détecter la fin d'un cycle de communication. Enfin, le dispositif de communication 202 comprend un fil de synchronisation 222, optionnel, pour synchroniser les deux unités centrales 106 et 206.

Le fonctionnement du dispositif de communication 202 et du système de détection 200 est le suivant. Un cycle de communication est initié et réalisée, par l'unité centrale 106, dans le sens de propagation du courant Il. Le cycle de communication réalisé par l'unité centrale 106 commence par le module de surveillance 1041 et se termine par le module de surveillance 104m. L'unité centrale 106 détecte la fin du cycle de communication grâce au moyen détecteur 220 et l'interrupteur 112 déconnecte l'alimentation électrique des modules de surveillance 104 par le générateur de tension 110. L'unité centrale 206 détecte le courant envoyé par l'unité centrale 106 et la fin du cycle de communication réalisée par l'unité centrale 106 à l'aide - 18 - du détecteur 220 et initie et réalise alors à son tour un cycle de communication en alimentant chacun à son tour les modules de surveillance 104 dans le sens du courant 12. Le cycle de communication réalisé par l'unité centrale 206 commence par le module de surveillance 104n et se termine par le module de surveillance 1041. Le cycle de communication s'effectue de la même manière jusqu'à ce que le courant électrique fourni par l'unité centrale 206 atteigne l'unité centrale 106, et en particulier le détecteur 218. Les modules de surveillance 104 étant parfaitement symétriques au niveau de leur interface de communication, leur fonctionnement est transparent pour les deux unités centrales 106 et 206. L'unité centrale 206 détecte la fin du cycle de communication grâce au moyen détecteur 218 et l'interrupteur 212 déconnecte l'alimentation électrique des modules de surveillance 104 par le générateur de tension 210. L'unité centrale 106 détecte le courant envoyé par l'unité centrale 206 et la fin du cycle de communication réalisée par l'unité centrale 206 à l'aide du détecteur 220 et réalise alors à son tour un nouveau cycle de communication. La synchronisation des deux unités centrales peut être effectuée par le fil synchronisation 222.

Ce mode de réalisation, dit redondant, permet la surveillance de l'ensemble des modules de surveillance en cas de coupure ou court-circuit du fil de communication 108, ou en cas de défaillance d'une unité centrale. La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un troisième 25 exemple d'un système mettant en oeuvre un troisième exemple d'un dispositif de communication selon l'invention. Le système de détection 300, respectivement le dispositif de communication 302 du système de détection 300, représenté sur le FIGURE 3 comprend tous les éléments du système de détection 100, respectivement 30 du dispositif de communication 102 du système de détection 100, représenté sur la FIGURE 1, à ceci près que l'unité centrale 106 comprend un seul récepteur 114 et que le dispositif de communication 102 ne comprend pas de moyen de terminaison T. - 19 - Dans le dispositif 302 de la FIGURE 3, les deux extrémités du fil de communication sont reliées à l'unité centrale 106. L'unité centrale 106 comprend un moyen de sélection 304, qui dans l'exemple représenté est un interrupteur, permettant de sélectionner l'extrémité du fil de communication sur laquelle est émis le courant fourni par le générateur de tension 110. Ce moyen de sélection 304 relie la borne positive 1101 du générateur de tension 110 : - à une extrémité 1081 du fil de communication 108 à dans une première position P1, et - à l'autre extrémité 1082 du fil de communication 108 à la borne dans une deuxième position P2. Ainsi, lorsque le moyen de sélection 304 est dans sa position P1 c'est le module de surveillance 1041 qui reçoit en premier le courant délivré par le générateur de tension 110: ce sens d'émission du courant sera appelé le sens « direct » dans la suite. Lorsque le moyen de sélection 304 est dans sa position P2 c'est le module de surveillance 104' qui reçoit en premier le courant délivré par le générateur de tension 110 : ce sens d'émission du courant sera appelé le sens « inverse » dans la suite. En outre, l'unité centrale 106 comprend un premier moyen détecteur 318, pour détecter la fin d'un cycle de communication réalisé dans le sens inverse et un deuxième moyen détecteur 320, pour détecter la fin d'un cycle de communication réalisé dans le sens direct. Le fonctionnement du dispositif de communication 302 et du système de détection 300 est le suivant. Le moyen de sélection 304 est dans la position P1. Un cycle de communication est initié et réalisée, par l'unité centrale 106, dans le sens direct de propagation du courant I. Le cycle de communication réalisé dans le sens direct commence par le module de surveillance 1041 et se termine par le module de surveillance 104. L'unité centrale 106 détecte la fin du cycle de communication réalisé dans le sens direct grâce au moyen détecteur 318. Ensuite l'interrupteur 304 change de position et passe de la position P1 à la position P2, soit automatique soit de manière commandé par l'unité centrale par exemple ou un module électronique de supervision (non représenté) de l'unité centrale. - 20 - Un nouveau cycle de communication est initié et réalisée, par l'unité centrale 106, dans le sens inverse de propagation du courant I. Le cycle de communication, réalisé dans le sens inverse, commence par le module de surveillance 104, et se termine par le module de surveillance 1041. L'unité centrale 106 détecte la fin du cycle de communication réalisé dans le sens direct grâce au moyen détecteur 320. Ensuite, l'interrupteur 304 change de position et passe de la position P2 à la position P1. Le dispositif 302 est prêt à réaliser un nouveau cycle de communication dans le sens direct, ainsi de suite.

Ce mode de réalisation, dit en boucle, permet la surveillance de l'ensemble des modules de surveillance en cas de coupure ou court-circuit du fil de communication 108, avec une unique unité centrale 106. Dans ce mode de réalisation, il est possible de supprimer l'interrupteur 116 et d'utiliser un moyen de de sélection 304 à trois positions : - une position P1 reliant l'extrémité 1081 du fil de communication 108 au générateur de tension 110, - une position P2 reliant l'extrémité 1082 du fil de communication 108 au générateur de tension 110, et - une position P3 ne reliant plus le fil de communication 108 au générateur de tension 110. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Ainsi, les moyens de court-circuit associés à un module de surveillance peuvent ne pas être intégrés dans le module de surveillance. De mêmes les moyens de détection de la fin d'un cycle de communication peuvent ne pas être intégrés dans les unités centrales. En outre, les moyens de court-circuit associés à un module de surveillance peuvent, dans la position fermée, complétement court-circuiter, en particulier complètement déconnecter du fil de communication, le module de surveillance, au lieu que le module de surveillance se mette en veille. De plus, dans les exemples le générateur électrique est un générateur de tension. Bien entendu, il peut être un générateur de courant ou une combinaison d'un générateur de tension avec un générateur de courant.35

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (102 ;202 ;302) de communication par codage de courant avec une pluralité de modules (104), dits de surveillance, disposés dans un environnement à surveiller, ledit dispositif (102 ;202 ;302) comprenant : - une unité (106,206), dite centrale, comprenant : ^ un générateur électrique (110,210), et ^ au moins un moyen (114,214), dit récepteur, pour mesurer le courant fourni par ledit générateur électrique (110,210) ; - au moins un fil électrique (108), dit fil de communication, prévu pour relier ladite unité centrale (106,206) à chacun desdits modules de surveillance (104) et transporter, vers chacun desdits modules de surveillance (104), le courant délivré par ledit générateur électrique (110,210) ; et - pour chaque module de surveillance (104), au moins un moyen (118-124), dit de court-circuit, déplaçable entre : - une position ouverte dans laquelle le courant délivré par ledit générateur électrique (110,210) ne passe pas sur ledit fil de communication (108) en aval dudit module de surveillance (104) et est consommé ledit module de surveillance (104), et ^ une position fermée dans laquelle le courant délivré par ledit générateur électrique (110,210) passe sur ledit fil de communication (108) en aval dudit module de surveillance (104) de sorte que ledit module de surveillance (104) ne consomme pas, ou quasiment pas, le courant délivré par ledit générateur électrique (110,210) ; de sorte que chaque module de surveillance (104) est relié audit fil de communication (108) à tour de rôle.
2. Dispositif (102 ;202 ;302) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de commande (116,216) de début et/ou de fin- 22 - d'émission d'un courant variable sur le fil de communication (108) par le générateur électrique (110,210).
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième fil électrique, dit fil de masse, prévu pour relier ladite unité centrale (106,206) à chacun des modules de surveillance (104), le fil de communication (108) étant relié à une borne de l'unité centrale (106,206) mise à un plus grand potentiel électrique, dit potentiel positif, et le fil de masse étant relié à une borne de l'unité centrale (106,206) mise à un plus petit potentiel électrique, dit masse électrique.
4. Dispositif (102) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen (T), dit de terminaison, relié à l'extrémité distale du fil de communication (108) par rapport à l'unité centrale (106) et prévu pour la détection de la fin d'un cycle de communication.
5. Dispositif (202) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux unités centrales (106,206), reliées 20 chacune à une extrémité du fil de communication (108).
6. Dispositif (202) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une, préférentiellement chaque, unité centrale (106,206), comprend au moins un moyen de détection (218,220) de fin d'émission d'un courant 25 émis sur le fil de communication (108) par le générateur électrique (210,110) de l'autre unité (206,106).
7. Dispositif (202) selon la revendication 4 et l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de 30 terminaison associé à chaque unité centrale (106,206), du côté de l'autre unité centrale (206,106), en particulier intégré dans le moyen de détection (220,218) de l'autre unité centrale (206,106).- 23 -
8. Dispositif (202) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de synchronisation (222) des deux unités centrales (106,206) entre-elles.
9. Dispositif (302) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fil de communication (108) est relié à l'unité centrale (106) au niveau de ses deux extrémités (1081,1082), ledit dispositif comprenant en outre au moins un moyen de sélection (304) d'un sens d'émission du courant fourni par ladite unité centrale (106) sur ledit fil de communication (108) dans un sens ou dans l'autre.
10. Dispositif (302) selon la revendication précédente, caractérisé en ce le moyen de sélection (304) comprend un interrupteur qui, dans une première position (P1), relie l'unité centrale (106) à l'une (1081) des extrémités du fil de communication (108), et dans une deuxième position (P2), à l'autre (1082) des extrémités du fil de communication (108).
11. Dispositif (302) selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend, pour au moins un, préférentiellement chaque, sens d'émission du courant sur le fil de communication (108), au moins un moyen de détection (318,320) de fin d'émission de courant dans ledit sens.
12. Dispositif selon la revendication 4 et l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de terminaison associé à chaque sens d'émission de courant dans le fil de communication (108), disposé du côté de l'extrémité distale dudit fil de communication dans ledit sens d'émission, en particulier intégré dans le moyen de détection associé audit sens d'émission.
13. Dispositif (102 ;202 ;302) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un moyen de court-circuit (118124) comprend au moins un interrupteur (118-120).- 24 -
14. Dispositif (102 ;202 ;302) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un récepteur (114,214) comprend au moins un ampèremètre.
15. Système (100 ;200 ;300) de détection comprenant : - une pluralité de modules de surveillance (1041-104n), et un dispositif de communication (102 ;202 ;302) avec lesdits modules de surveillance (1041-104n) selon l'une quelconque des revendications précédentes, chacun desdits modules de surveillance (1041-104n) étant relié au fil de communication (108) dudit dispositif (102 ;202 ;302).
16. Système (100 ;200 ;300) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque module de surveillance (1041-104n) comprend des moyens pour réaliser une transmission d'information par codage de courant, ledit codage étant un codage binaire à deux valeurs de courant, ou un codage à une pluralité de valeurs du courant, ou encore un codage à une pluralité de valeurs analogiques.