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Etre
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Trai
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Gnal
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Cer
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Neur
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Mul
(1)
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Est A
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Molecule
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DES
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minee
(1)
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Disease
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Bruits
(2)
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Tic
(1)
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Physical
(3/ 3)
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5 V
(1)
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de 5 percent
(1)
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0 N
(1)
[23][_]
Generic
(1/ 2)
[24][_]
cation
(2)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2511526A1
Family ID 29120562
Probable Assignee Tokyo Shibaura Electric Co
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL DE COMMANDE NUMERIQUE
Abstract
_________________________________________________________________
APPAREIL DE COMMANDE NUMERIQUE, CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND UN
CIRCUIT DE CONVERSION 54 CONCU POUR PRODUIRE DES IMPULSIONS DONT LA
LARGEUR CORRESPOND AU CONTENU DESDITS MOYENS DE COMPTAGE, DES PREMIERS
MOYENS DE COUPLAGE 46 POUR PRODUIRE UN PREMIER SIGNAL CONFORME A
L'IMPULSION DUDIT CONVERTISSEUR DE LARGEUR D'IMPULSIONS; UN CIRCUIT,
UN SIGNAL DE MANIPULATION ANALOGIQUE CONFORME AU PREMIER SIGNAL
DESDITS PREMIERS MOYENS DE COUPLAGE; UN CIRCUIT MONITEUR 74 POUR
PRODUIRE UN SIGNAL DE DETECTION D'ANOMALIE LORSQUE LE RAPPORT ENTRE
LEDIT PREMIER SIGNAL ET LE SIGNAL DE MANIPULATION EST SUPERIEUR A UNE
VALEUR PREDETERMINEE; DES SECONDS MOYENS DE COUPLAGE POUR PRODUIRE UN
SECOND SIGNAL CONFORME AU SIGNAL DE DETECTION D'ANOMALIE DUDIT CIRCUIT
MONITEUR 74 ET POUR APPLIQUER CE SECOND SIGNAL A LADITE UNITE DE
TRAITEMENT OU AUDIT PROCESSEUR CENTRAL 18; ET UN CIRCUIT DE
RETRO-ACTION POUR APPLIQUER LE PREMIER SIGNAL AUDIT CIRCUIT D'ENTREE
ANALOGIQUE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention se rapporte, d'une maniere genera- le,
aux:commandes numeriques ou digitales et concerne plus par-
ticulierement un appareil de commande numerique dans lequel des moyens
d'isolation sont prevus entre le circuit analogique et un circuit
numerique ou digital.
Un appareil de commande numerique direct produit un si- gnal a courant
continu (de 4 a 2 Om A environ) qui represente un signal variable
manipule et qui est applique a un action- neur tel qu'une valve de
moteur Un appareil de commande nu- merique est represente sur la
figure 1 sous la forme d'un schema par blocs, L'appareil represente
sur la figure 1 peut etre utilise pour la commande d'une valve de
moteur dans un procede. Des signaux analogiques provenant d'un certain
nombre de detecteurs 10 a, 10 b, sont appliques a un circuit d'entree
analogique 12 comprenant un multiplexeur et un convertisseur
analogique/numerique (A/N) 16 Les signaux analogiques sont traites en
temps partage Chaque fois qu'un signal analogique est examine, il est
converti en un signal numerique ou digi- tal correspondant par le
convertisseur A/N 16 Le signal nu- merique resultant est applique a
l'entree d'une trai- tement centrale (CPU) 18 qui peut, par exemple,
comprendre un microprocesseur Le signal numerique recu par le CPU 18
est traite et conserve dans un compteur bidirectionnel de dix bits 20.
Une grandeur predeterminee, correspondant a une valeur de base ou de
reference de fonctionnement d'un actionneur 22, est initialement
enregistree dans le compteur 20 par le CPU 18.
Quand le fonctionnement de l'actionneur 22 change, le CPU 18 delivre
un signal d'addition ou de soustraction approprie au compteur
bidirectionnel 20 qui represente un signal d'er- reur par rapport a la
grandeur de base ou de reference Une Instruction, sous la forme d'un
signal variable manipule est appliquee a l'actionneur 22 et est
conservee sous une forme numerique dans le compteur 20.
L'instruction conservee dans le compteur bidirectionnel
251 1526 est convertie en un signal analogique AV par un convertis-
seur numerique/analogique (N/A) 24 Le signal AV, represente par une
tension, est converti en un courant AI par un conver- tisseur
tension/courant (V/I) 26.
Le signal AI est applique, sous la forme d'un courant, a un actionneur
de valve de moteur 22, en tant que signal variable manipule La tension
du signal continu de manipula- tion AV varie entre O et 5 V en
fonction du degre d'ouverture de la valve 22 L'intensite du signal AI
varie aussi entre 4 et 2 Om A. Le signal AV du convertisseur N/A 24
est fourni, en tant que signal de retro-action ou de "feedback" au
multi- plexeur 14 afin de corriger les erreurs de valeur des signaux
circulant dans la boucle numerique de traitement incluant le
processeur CPU 18.
Dans l'appareil de commande numerique represente sur la figure 1, les
lignes de transmission entre le processeur CPU 18 et les detecteurs 10
a, lob, et la ligne transmettant les signaux a la valve de moteur 22
sont souvent interconnec- tees avec d'autres equipements situes a une
grande distance de l'appareil Or, ces lignes sont souvent affectees
par des signaux parasites ou des bruits Le signal de sortie AV du
convertisseur N/A a un niveau de potentiel lui est appli- que au
multiplexeur 14 en tant que signal de retro-action.
Toutefois, le signal de sortie du convertisseur V/I 26 ne peut pas
etre examine par le processeur CPU 18.
La figure 2 est un schema par bloc d'un appareil de com- mande
numerique particulier de la technique anterieure Dans l'appareil
represente sur la figure 2, le circuit d'entree analogique est relie
au processeur CPU 18 par un transformateur d'isolement 28 Le
convertisseur N/1 24 et le convertisseur
V/I 26 sont, de meme connectes par un transformateur d'isole- ment 30
Le courant de manipulation de la valve 22 est detecte par un autre
transformateur d'isolement 32 et est applique au multiplexeur 14 en
tant que signal de retro-action Tou- tefois, dans le montage
represente a la figure 3, la boucle analogique et la boucle numerique
doivent etre separees par des transformateurs d'isolement Or, du fait
que les signaux analogiques, tels que les signaux de Manipulation de
la valve de moteur, doivent etre utilises comme signaux de retro-
action, les bruits presents dans ces signaux analogiques posent des
problemes.
La presente invention se propose d'apporter un appareil de commande
numerique dans lequel les circuits d'entree et de sortie numeriques
sont effectivement isoles de S circuits de retro-action.
L'appareil comprend un certain nombre de detecteurs pro- duisant des
signaux analogiques un circuit d'entree analogique pour convertir les
signaux analogiques en signaux numeriques correspondants, une unite de
traitement centrale pour traiter les signaux numeriques, des moyens
pour compter les signaux de sortie de l'unite de traitement centrale,
un convertisseur pour produire une impulsion dont la largeur
correspond au con- tenu des moyens de comptage, des premiers moyens de
couplage pour produire un premier signal conforme au signal du
convertis- seur de largeur d'impulsion, un circuit de generation de
si- gnal de manipulation pour produire un signal de manipulation
analogique conforme au premier signal des premiers moyens de couplage,
un circuit moniteur pour produire un signal de detec- tion d'anomalie
lorsque le rapport entre le premier signal et le signal de
manipulation est superieur a une valeur predeter- minee, des seconds
moyens de couplage pour produire un second signal conforme au signal
de detection d'anomalie du circuit moniteur et pour appliquer le
second signal a l'trai- tement centrale et un circuit de retro-action
pour appliquer le premier signal au circuit d'entree analogique e
D'autres caracteristiques-et avantages de l'invention ressortiront de
la description qui va suivre, qui n'a, bien entendu, aucun caractere
limitatif, en reference au dessin annexe sur lequel La figure 1 est un
schema par blocs d'un appareil de commande numerique la figure 2 est
un schema par blocs d'un appareil de commande numerique, conforme a la
technique anterieure; et, la figure 3 est un schema par blocs d'un
appareil de commande numerique conforme a l'invention
Le montage represente sur la figure 3 comprend un cer- tain nombre de
detecteurs 10 a, l Ob, et un circuit d'entree analogique 12 comme dans
l'appareil de la figure 1 Les si- gnaux numeriques resultant de la
conversion des signaux ana- logiques des detecteurs 10 a, l Ob, sont
traites dans l'uni- tes de traitement centrale (CPU) 18.
Les impulsions additives UP et soustractives DP engen- drees par le
processus CPU 18 sont appliquees a un compteur bidirectionnel 40 par
un circuit d'echange manuel-automatique
42 Quand le circuit d'echange 42 est sur la position automa- tic, les
impulsions additives UP ou soustractives DP sont appliquees en tant
que signaux de difference au compteur 40.
Dans la position "manuelle" du circuit 42 les signaux addi- tifs et
soustractifs UP et DP sont appliques au compteur 40.
Dans ce cas, une valeur numerique facultative est conservee dans le
c-ompteurbidirectionnel 40.
Un convertisseur 44 produit des impulsions Pl dont la largeur est
proportionnelle au contenu du compteur 40.
-Un premier circuit de couplage 46 comprenant trois photocoupleurs 48,
50, et 52, est connecte a la sortie du convertisseur 44.
Le signal de sortie pulse secondaire engendre par le premier
photocoupleur 48 est applique a l'entree du multi- plexeur 14 a
travers un circuit de conversion largeur/ ten- sion 54, en tant que
signal de retro-action Le circuit de conversion largeur/tension 54
comprend un inverseur 56 et un circuit d'integration 58.
Le precesseur 18 assure l'identification d'un defaut de fonctionnement
dans la boucle de traitement numerique quand la valeur du signal de
retroaction depasse un seuil determine, comme il est explique
ci-apres.
Le signal de sortie du second photocoupleur 50 est ap- plique a un
circuit de generation de signal de manipulation 60.
Le circuit de generation 60 comprend un convertisseur largeur/ tension
62 et un convertisseur tension/courant (V/I) 64 Le convertisseur 62
produit une tension continue AV conforme a la largeur du signal Pl du
convertisseur de largeur d'im- pulsion 44 Dans le convertisseur
largeur/tension 62, le signal de sortie Pl du convertisseur 44 est
inverse par un inverseur 66 Ce signal inverse est integre par un
circuit d'integration 68 comprenant une resistance et un condensa-
teur Le signal de sortie du circuit d'integration 68 est ap- plique au
convertisseur V/I 64 a travers un amplificateur ope- rationnel 70 La
tension de sortie AV de l'amplificateur 70 est transforme en un
courant de manipulation AI par le conver- tisseur V/I 64 Le courant de
manipulation (signal variable manipule) AI est applique a un
actionneur tel qu'une valve de moteur 72.
Un signal de sortie secondaire du troisieme photoco;;- pleur 52 est
applique a un circuit moniteur 74 Le signal de sortie pulse est
applique a un convertisseur largeur/ tension
76 comprenant un inverseur 78 et un circuit d'integration 80.
Le signal de sortie Vp du convertisseur 76 est applique a un circuit
comparateur 82 en tant que premier signal d'entree.
Un signal pulse secondaire produit par le premier pho- tocoupleur 48
est applique en tant que signal d'entre au mul- tiplexeur 14.
Le courant de sortie AI du convertisseur V/I 64 est converti en un
signal de tension VI par un convertisseur courant/tension 84
comprenant un amplificateur operationnel
86 et des resistances 88,90, 92, 94 et 96 Le signal de sor- tie VI du
convertisseur 84 est applique au circuit comparateur
82 en tant que second signal d'entree.
Le circuit comparateur 82 comprend deux comparateurs 98 et 100 Le
premier signal Vp est applique a l'une des bornes du premier
comparateur 98 Un premier signal Vp produit par le diviseur de tension
comprenant les resistances 102 et 104 est applique a l'une des bornes
du second comparateur 100 Le si- gnal VI est applique a l'autre borne
du second comparateur 100.
Le second signal EC VI produit par le diviseur de tension 106-
108 est applique a l'autre borne du premier comparateur 98.
Le premier comparateur 98 compare le signal de tension Vp avec signal
o VI Quand la tension d'entree Vp est superieure a la tension VI, le
premier comparateur 98 produit un signal de detection d'anomalie DK 1
et l'applique a l'une des bornes d-' un circuit OU 110 a travers une
resistance 112 De meme, le second comparateur 100 compare le signal de
tension VI avec le signak Vp Quand le signal VI est superieur a la
tension oc Vp, le second comparateur 100 produit un signal de
detection d'anomalie DK 2 et l'applique a l'autre borne du circuit OU
110 a travers une resistance 114 Le signal de sortie du circuit
OU 110 est applique a un second circuit de couplage 116 inclu- ant un
photocoupleur.
Le circuit moniteur 74 detecte un defaut de fonctionne- ment dans le
convertisseur largeur/tension 62 et dans le con- vertisseur V/I 64
quand la difference entre la tension de sor- tie du convertisseur de
largeur d'impulsions 44 et la tension basee sur le courant de signal
AI du convertisseur V/I 64 est superieure a une valeur predeterminee
Le signal de sortie secondaire AL, c'est a dire, le signal de
detection d'anomalie du photocoupleur 116, est applique au processeur
CPU 18 Le processeur 18 traite le signal AI pour detecter un defaut de
fonctionnement dans le circuit de generation du signal de manipulation
60 En admettant que la difference en question est de 5 percent, O
(peut etre exprime comme suit:
R 11 R 21
C and #x003C; = = _ = 0,95
R R Rll + R 12R 1 + R 22 o les valeurs ohmiques des resistances 102,
104 et 106, 108 sont respectivement Rll, R 12,et R 21, R 22.
L'invention permet d'isoler facilement la boucle de trai- tement
numerique ou digitale de la boucle analogique par e que le contenu du
compteur bidirectionnel 40 est converti en impul- sions ayant une
largeur determinee par le convertisseur 44.
Les photocoupleurs 48, 50, 52 et 116 ont pour fonction de coupler le
convertisseur de largeur d'impulsions 44 et la boucle analogique
Toutefois, un organe d'isolement, tel qu' - un transformateur
d'impulsions, pourrait etre utilise a cette fin Etant donne que les
impulsions du convertisseur 44 sont utilisees comme signal de
retro-action pour le processeur CPU 18, ce dernier peut detecteur les
defauts de fonctionnement aussi bien du compteur bidirectionnel 40 que
du convertisseur 44. Il va de soi que de nombreuses modifications
peuvent etre apportees aux exemples de realisation representes et
decrits qui n'ont, bien entendu, aucun caractere limitatif, sans
sortir pour autant du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
1 R E V E N D I C A T I 0 N S l O Appareil de commande numerique qui
comprend un cer- tain nombre de detecteurs, qui, en service,
produisent des signaux analogiques; un circuit d'entree analogique
(12) pour convertir ces signaux analogiques en signaux numeriques cor-
respondants; une unite de traitement (18) ou un processeur central
pour traiter lesdits signaux numeriques; et des moyens pour compter
les signaux-de sortie de ladite unite de traite- ment central,
caracterise en ce qu'il comprend un circuit de conversion (54) concu
pour produire des impulsions dont la lar- geur correspond au contenu
desdits moyens de comptage; des pre- miers moyens de couplage (46)
pour produire un signal conforme a l'impulsion dudit convertisseur de
largeur d'impulsions; un circuit un signal de manipulation analogique
conforme au ore- mier signal desdits premiers moyens de couplage; un
circuit moniteur (74) pour produire un signal de detection d'anomalie
lorsque le rapport entre ledit premier signal et le signal de
manipulation est superieur a une valeur predeterminee; des seconds
moyens de couplage pour produire un second signal con- forme au signal
de detection d'anomalie dudit circuit moniteur (74) et pour appliquer
ce second signal a ladite trai- tement ou audit processeur central
(18); et un circuit de retro- action pour appliquer le premier signal
audit circuit d'entree analogique.
2 Appareil de commande numerique, selon la revendi- cation 1,
caracterise en ce que l'unite de traitement centrale comprend un
microprocesseur.
3 Appareil de commande numerique, selon la revendi- cation 1,
caracterise en ce que les premier et second moyens de couplage
comprennent des photocoupleurs (48,50,52).
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