FR2695524A1 - Monitoring system for continuity of two-wire transmission network - has voltage monitor across control line comparing signal with reference and producing fault message - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DE LA CONTINUITé D'UN RESEAU
BIFILAIRE DE TRANSMISSION
L'invention concerne un dispositif de surveillance de la continuité d'un réseau bifilaire de transmission, ledit réseau étant connecté à une pluralité de modules émetteurs et /ou récepteurs et à un dispositif d'alimentation appliquant sur la ligne une tension de polarisation prédéterminée, des données étant transmises par modulation de la tension de la polarisation.DEVICE FOR MONITORING THE CONTINUITY OF A NETWORK
BIFILARY OF TRANSMISSION
The invention relates to a device for monitoring the continuity of a two-wire transmission network, said network being connected to a plurality of transmitting and / or receiving modules and to a supply device applying a predetermined bias voltage to the line, data being transmitted by modulation of the bias voltage.
Les procédés et dispositifs de surveillance connus utilisent des signaux de test spécifiques, envoyés sur la ligne de transmission par une unité centrale pendant une procédure de détection de coupure de la ligne. Un tel procédé est notamment décrit dans le brevet US 5.089.974 pour la détection de coupure d'une ligne de transmission bifilaire d'un automate de gestion technique de bâtiment, dans lequel la ligne transmet à différents modules aussi bien des données que l'énergie nécessaire à leur alimentation.The known methods and monitoring devices use specific test signals sent on the transmission line by a central unit during a line cut detection procedure. Such a method is described in particular in US Pat. No. 5,089,974 for the detection of cut-off of a two-wire transmission line of a building management automation machine, in which the line transmits to different modules both data and data. energy needed for their food.
L'invention a pour but un dispositif simple permettant une détection rapide d'une coupure d'un réseau bifilaire de transmission sans nécessiter de signaux ou de période de test spécifiques.The object of the invention is to provide a simple device enabling rapid detection of a cut in a two-wire transmission network without requiring specific signals or test periods.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif de surveillance comporte au moins un dispositif détecteur à seuil temporisé connecté à une extrémité du réseau et comportant des moyens de comparaison, les moyens de comparaison comportant une première entrée, sur laquelle est appliquée une tension de référence prédéterminée, et une seconde entrée connectée, par l'intermédiaire de moyens de temporisation , à ladite extrémité du réseau, le dispositif détecteur produisant un signal de défaillance lorsque la tension de sortie des moyens de temporisation est inférieure à la tension de référence.According to the invention, this object is achieved by the fact that the monitoring device comprises at least one delayed threshold detector device connected to one end of the network and comprising comparison means, the comparison means comprising a first input, on which a predetermined reference voltage is applied, and a second input connected, via delay means, to said end of the array, the detector device producing a failure signal when the output voltage of the delay means is less than the reference voltage.
Selon un développement de l'invention, le dispositif comporte des moyens interrupteurs, normalement ouverts, disposés entre ladite extrémité du réseau et une seconde extrémité du réseau et des moyens de commande des moyens interrupteurs connectés à la sortie du dispositif détecteur à seuil temporisé et contrôlant la fermeture des moyens interrupteurs lorsqu'un signal de défaillance est produit. I1 est ainsi possible d'assurer la continuité de service en cas de coupure. According to a development of the invention, the device comprises switch means, normally open, arranged between said end of the network and a second end of the network and control means of the switch means connected to the output of the delayed threshold detector device and controlling closing the switch means when a failure signal is produced. It is thus possible to ensure continuity of service in the event of a break.
Le dispositif peut , de plus, comporter des moyens de localisation d'une coupure, connectés au réseau à proximité du dispositif d'alimentation et comportant une entrée reliée à la sortie du dispositif de détection, de manière à interroger successivement les modules connectés au réseau lorsque le dispositif de détection a détecté un défaut.The device may further comprise means for locating a cutoff, connected to the network near the power supply device and having an input connected to the output of the detection device, so as to successively interrogate the modules connected to the network. when the detection device has detected a fault.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés sur lesquels.Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of nonlimiting examples and represented in the accompanying drawings in which:
La figure 1 illustre un dispositif selon l'invention.Figure 1 illustrates a device according to the invention.
Les figures 2 et 3 représentent deux variantes de signaux pouvant être transmis par des réseaux auxquels l'invention peut être appliquée.Figures 2 and 3 show two variants of signals that can be transmitted by networks to which the invention can be applied.
Les figures 4 et 5 représentent deux variantes de l'invention.Figures 4 and 5 show two variants of the invention.
Le réseau bifilaire de transmission représenté à la figure 1 est constitué de deux conducteurs 2 et 3, constituant un bus reliant entre eux différents modules 4. Ce réseau peut, par exemple, être utilisé pour la gestion technique d'un bâtiment, les modules 4, en nombre quelconque, étant répartis dans le bâtiment et associés à divers capteurs et / ou actionneurs. Le réseau permet la transmission de messages entre les modules, dont l'un peut être constitué par une unité centrale de commande. Un bloc d'alimentation 5, connecté aux conducteurs 2 et 3, alimente les modules 4.The two-wire transmission network represented in FIG. 1 consists of two conductors 2 and 3 constituting a bus interconnecting different modules 4. This network can, for example, be used for the technical management of a building, the modules 4 , in any number, being distributed throughout the building and associated with various sensors and / or actuators. The network allows the transmission of messages between the modules, one of which may be constituted by a central control unit. A power supply 5, connected to the conductors 2 and 3, supplies the modules 4.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le bloc d'alimentation 5 fournit une tension continue Vp prédéterminée (15V par exemple). Le brevet U.S 5.089.974 précité, auquel on se référera pour plus de détails, décrit un réseau de ce type dans lequel l'émission de messages par les modules reliés au réseau est obtenu par pincement de la ligne de manière à créer une modulation à deux niveaux de tension, comme représenté à la figure 2, entre les instants tl et t2, le niveau de tension élevé (Vp) permettant l'alimentation des modules par le réseau.In the embodiment shown in the figures, the power supply 5 provides a predetermined DC voltage Vp (15V for example). The aforementioned US Pat. No. 5,089,974, to which reference will be made for more details, describes a network of this type in which the transmission of messages by the modules connected to the network is obtained by pinching the line so as to create a modulation at two voltage levels, as shown in Figure 2, between times tl and t2, the high voltage level (Vp) for supply modules by the network.
L'invention s'applique également à tout type de réseau bifilaire connecté à un bloc d'alimentation lui appliquant une tension de polarisation Vp, continue ou alternative, et dans lequel la transmission de messages est réalisée par modulation de cette tension de polarisation. The invention also applies to any type of two-wire network connected to a power supply unit applying a bias voltage Vp, DC or AC, and wherein the transmission of messages is performed by modulation of this bias voltage.
La figure 3 illustre un second type de modulation possible, dans lesquels une tension inférieure à Vp correspond à un bit 0, et une tension supérieure à Vp à un bit 1.FIG. 3 illustrates a second possible type of modulation, in which a voltage less than Vp corresponds to a bit 0, and a voltage greater than Vp to a bit 1.
Sur les figures 2 et 3, en l'absence de message sur le réseau, la tension de polarisation Vp est présente sur le réseau. Lorsqu'un message est transmis ( entre ti et t2 ), la tension entre les conducteurs 2 et 3 varie entre un niveau bas (bit O) et un niveau haut (bit 1). La modulation de la tension de polarisation est réalisée de telle manière que la tension ne soit pas remise à zéro pendant une durée supérieure à une période prédéterminée. A titre d'exemple, sur la figure 2, la tension n' est voisine de zéro que pendant une période tp nécessaire à la transmission d'un bit O.In FIGS. 2 and 3, in the absence of a message on the network, the bias voltage Vp is present on the network. When a message is transmitted (between t1 and t2), the voltage between the conductors 2 and 3 varies between a low level (bit O) and a high level (bit 1). The modulation of the bias voltage is performed such that the voltage is not reset for a period longer than a predetermined period. By way of example, in FIG. 2, the voltage n 'is close to zero only during a period tp necessary for the transmission of a bit O.
Le dispositif de surveillance de la continuité du réseau comporte un détecteur 6 à seuil temporisé.The network continuity monitoring device comprises a delayed threshold detector 6.
Le détecteur 6 est un détecteur de tension, connecté aux conducteurs 2 et 3. li compare la tension entre les conducteurs 2 et 3, après temporisation, à une tension de référence Vref prédéterminée. Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 1, la temporisation est réalisée au moyen d'un circuit de type RC, une résistance R1 étant connectée entre une première entrée du détecteur 6, connectée au conducteur 3, et une première entrée de comparaison d'un comparateur 7. Une seconde entrée du détecteur 6, connectée au conducteur 2, est reliée par un condensateur C, en parallèle sur une résistance R2, à la première entrée de comparaison du comparateur 7. La tension de référence Vref est appliquée sur une seconde entrée de comparaison du comparateur 7.Celui-ci fournit en sortie un signal de défaillance D, de niveau logique 1, lorsque la tension appliquée à sa première entrée de comparaison est inférieure à Vref.The detector 6 is a voltage detector, connected to the conductors 2 and 3. It compares the voltage between the conductors 2 and 3, after delay, to a predetermined reference voltage Vref. In the preferred embodiment shown in FIG. 1, the delay is performed by means of a circuit of the RC type, a resistor R1 being connected between a first input of the detector 6, connected to the conductor 3, and a first comparison input of a comparator 7. A second input of the detector 6, connected to the conductor 2, is connected by a capacitor C, in parallel with a resistor R2, to the first comparison input of the comparator 7. The reference voltage Vref is applied to a second comparison input of the comparator 7.The latter outputs a logic level 1 failure signal D when the voltage applied to its first comparison input is smaller than Vref.
Le réseau étant intact, en l'absence de message sur le réseau de transmission, la tension de polarisation Vp est appliquée aux entrées du circuit de temporisation.Since the network is intact, in the absence of a message on the transmission network, the bias voltage Vp is applied to the inputs of the delay circuit.
Dans le cas d'une tension continue cette tension est appliquée, en sortie du circuit de temporisation, à la première entrée de comparaison du comparateur 7. Cette tension est supérieure à Vref et le signal D de sortie du comparateur est au niveau logique 0.In the case of a DC voltage, this voltage is applied, at the output of the delay circuit, to the first comparison input of comparator 7. This voltage is greater than Vref and the output signal D of the comparator is at logic level 0.
Le circuit R1,R2,C est déterminé de telle sorte que la séquence de bits pinçant la ligne la plus longue ne provoque pas le passage à 1 du signal D et qu'une coupure de la ligne à l'entrée du circuit 6 soit détectée. L'amplitude de la tension de référence
Vref est choisie de manière à ce que, quelque soit le type de modulation utilisée, elle soit inférieure à la tension minimale obtenue en sortie du circuit de temporisation lorsque le réseau est intact.A titre d'exemple non limitatif, si la modulation est du type représenté à la figure 2, la tension minimale obtenue en sortie du circuit de temporisation est voisine de Vp/ 2 si la constante de temporisation est supérieure ou égale à 10 tp et si tp = tr et R2 > > Rt. Si Vp = 15V, on choisit par exemple Vref = 6 V
Si le réseau est coupé en un point quelconque compris entre le bloc d'alimentation 5 et le détecteur 6, aucune tension n'est appliquée à l'entrée du détecteur et la tension aux bornes de la première entrée de comparaison du comparateur 7 est nulle, donc inférieure à Vref, et le signal D passe au niveau logique 1. De même, si les conducteurs 2 et 3 sont court-circuités pendant une durée supérieure à la durée de la temporisation, ce défaut est détecté et le signal D passe au niveau logique 1.The circuit R1, R2, C is determined in such a way that the sequence of bits pinching the longest line does not cause the signal D to be switched to 1 and that a break in the line at the input of the circuit 6 is detected. . The amplitude of the reference voltage
Vref is chosen so that, whatever the type of modulation used, it is less than the minimum voltage obtained at the output of the delay circuit when the network is intact. As a non-limiting example, if the modulation is type shown in Figure 2, the minimum voltage obtained at the output of the timing circuit is close to Vp / 2 if the time constant is greater than or equal to 10 tp and if tp = tr and R2>> Rt. Si Vp = 15V for example, we choose Vref = 6 V
If the network is cut at any point between the power supply 5 and the detector 6, no voltage is applied to the input of the detector and the voltage across the first comparison input of the comparator 7 is zero , therefore less than Vref, and the signal D goes to logic level 1. Similarly, if the conductors 2 and 3 are short-circuited for a duration longer than the duration of the delay, this fault is detected and the signal D goes to logical level 1.
Pour assurer le fonctionnement du détecteur indépendamment du fonctionnement du réseau, une tension d'alimentation (+ V, - V, sur la figure) fournie par un circuit d'alimentation indépendant du bloc 5, est appliquée aux entrées d'alimentation du comparateur 7.To ensure the operation of the detector independently of the operation of the network, a supply voltage (+ V, - V, in the figure) provided by a supply circuit independent of the block 5, is applied to the supply inputs of the comparator 7 .
La constante RC de temporisation et la tension de référence Vref sont déterminées en fonction de la valeur de la tension de polarisation Vp et du type de modulation utilisée de manière à ce que la tension appliquée à la première entrée de comparaison soit supérieure à la tension de référence en l'absence de défaillance du réseau, aussi bien lors de la transmission d'un message qu'en dehors de toute transmission, et inférieure à la tension de référence lorsque le réseau est coupé ou que ses conducteurs sont court-circuités.The timing constant RC and the reference voltage Vref are determined as a function of the value of the bias voltage Vp and the type of modulation used so that the voltage applied to the first comparison input is greater than the voltage. reference in the absence of a failure of the network, both during the transmission of a message and outside any transmission, and below the reference voltage when the network is cut or its conductors are short-circuited.
Dans le cas où la tension de polarisation est sinusoïdale, Vp est sa valeur crête après redressement et filtrage.In the case where the bias voltage is sinusoidal, Vp is its peak value after rectification and filtering.
Le signal de défaillance D est appliqué à tout dispositif de signalisation 8 approprié, local ou à distance.The failure signal D is applied to any appropriate signaling device 8, local or remote.
Sur la figure 1, le réseau de transmission est constitué par une boucle ouverte, à deux extrémités, dont l'une des extrémités est reliée au bloc d'alimentation 5 et dont l'autre extrémité est reliée au détecteur 6. Cette disposition ne permet pas d'assurer la continuité de service du réseau en cas de coupure de celui-ci, les modules 4 situés en aval de la coupure n'étant plus alimentés. In FIG. 1, the transmission network is constituted by an open loop with two ends, one end of which is connected to the power supply unit 5 and the other end of which is connected to the detector 6. not to ensure the continuity of service of the network in case of failure thereof, the modules 4 located downstream of the cut-off being powered.
Le mode de réalisation représenté à la figure 4 permet à la fois de détecter un courtcircuit ou une coupure du réseau et d'assurer la continuité du service en cas de coupure. I1 comporte deux interrupteurs, S1 et S2, normalement ouverts, connectés respectivement en série avec les conducteurs 2 et 3 du réseau entre les extrémités du réseau. Les interrupteurs S1 et S2 sont commandés par un circuit ce commande commun 9. Le signal de défaillance D est appliqué à l'entrée du circuit de commande 9 de manière à provoquer la fermeture des interrupteurs lorsqu'il est à l'état logique 1.The embodiment shown in FIG. 4 makes it possible both to detect a short circuit or a cut in the network and to ensure continuity of service in the event of a break. I1 comprises two switches, S1 and S2, normally open, respectively connected in series with the conductors 2 and 3 of the network between the ends of the network. The switches S1 and S2 are controlled by a common control circuit 9. The failure signal D is applied to the input of the control circuit 9 so as to cause the switches to close when it is in the logic state 1.
Ainsi, lorsque le réseau est coupé entre le bloc d'alimentation 5 et le détecteur 6, par exemple en 10, cette coupure est détectée par le détecteur 6 qui produit un signal D.Thus, when the network is cut between the power supply unit 5 and the detector 6, for example at 10, this cutoff is detected by the detector 6 which produces a signal D.
En l'absence de mesures particulières le module 4a, situé en aval de la coupure, ne serait plus alimenté. L'application du signal D au circuit de commande 9 provoque la fermeture des interrupteurs S1 et S2 et assure l'alimentation de tous les modules 4a situés en aval de la coupure. Le détecteur 6 étant alors directement connecté au bloc d'alimentation 5 par les interrupteurs S1 et S2, une seconde coupure du réseau ne sera pas détectée.La signalisation de la coupure par le circuit de signalisation 8 préviendra l'opérateur que la continuité du service n'est assurée qu'aussi longtemps qu'une seconde défaillance ne se produit pas et qu'il est indispensable de prendre rapidement les mesures nécessaires pour établir le bon fonctionnement du réseau.In the absence of special measures the module 4a, located downstream of the cut, would no longer be powered. The application of the signal D to the control circuit 9 causes the closing of the switches S1 and S2 and provides power to all the modules 4a located downstream of the cutoff. The detector 6 then being directly connected to the power supply unit 5 by the switches S1 and S2, a second cut of the network will not be detected. The signaling of the cutoff by the signaling circuit 8 will warn the operator that the continuity of the service is ensured only as long as a second failure does not occur and it is essential to take the necessary measures quickly to establish the proper functioning of the network.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, le bloc d'alimentation 5, le détecteur 6, le circuit de commande 9, les interrupteurs S1 et S2 et, éventuellement, le dispositif de signalisation 8 et un premier module 4, sont disposés dans une unité centrale 11.In the embodiment shown in FIG. 4, the power supply unit 5, the detector 6, the control circuit 9, the switches S1 and S2 and, optionally, the signaling device 8 and a first module 4 are arranged in a central unit 11.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, le bloc d'alimentation 5 n'est pas connecté à une extrémité du réseau, mais à une partie intermédiaire de celui-ci.In the embodiment of Figure 5, the power supply 5 is not connected to one end of the network, but to an intermediate portion thereof.
Deux détecteurs, 6a et 6b, sont alors connectés respectivement à chacune des extrémités du réseau. Le détecteur 6a est capable de détecter une coupure dans la partie du réseau qui le sépare du bloc 5, par exemple en 12, ainsi que dans la connexion du bloc d'alimentation 5 au réseau (en 14). Le détecteur 6b peut détecter une coupure dans la partie restante du réseau, par exemple en 13, ainsi que dans la connexion du bloc d'alimentation en réseau. Comme sur la figure 4, des interrupteurs S1 et S2 normalement ouverts et commandés par un circuit 9, connectent les extrémités du réseau.Les signaux Da et Db de défaillance produits respectivement par les détecteurs 6a et 6b sont appliqués à deux entrées d'un circuit
OU 15 de manière à ce que la détection d'une défaillance du réseau par un seul des détecteurs suffise à fermer les interrupteurs S1 et S2 et à maintenir la continuité de service. Les signaux Da et Db sont tous deux appliqués au circuit de signalisation 8.Two detectors, 6a and 6b, are then connected respectively to each end of the network. The detector 6a is able to detect a cut in the part of the network that separates it from the block 5, for example at 12, as well as in the connection of the power supply unit 5 to the network (at 14). The detector 6b can detect a cut in the remaining part of the network, for example at 13, as well as in the connection of the network power supply unit. As in FIG. 4, switches S1 and S2 normally open and controlled by a circuit 9, connect the ends of the network. The signals Da and Db of failure produced respectively by the detectors 6a and 6b are applied to two inputs of a circuit
OR 15 so that detection of a network failure by only one of the detectors is sufficient to close the switches S1 and S2 and to maintain continuity of service. The signals Da and Db are both applied to the signaling circuit 8.
Celui-ci signale la coupure de l'un des tronçons du réseau (en 12 ou 13) et la distingue d'une coupure (en 14) entre le bloc d'alimentation et le réseau ou d'un court-circuit. En effet, un court-circuit entre les conducteurs 2 et 3, comme une coupure en 14, est détectée simultanément par les deux détecteurs 6a et 6b. Le circuit de signalisation fournit alors un signal différent indiquant à l'opérateur que la continuité de service n'est plus assurée.This indicates the cut of one of the network sections (at 12 or 13) and distinguishes it from a cutoff (at 14) between the power supply unit and the network or a short circuit. Indeed, a short circuit between the conductors 2 and 3, like a cut at 14, is detected simultaneously by the two detectors 6a and 6b. The signaling circuit then provides a different signal indicating to the operator that continuity of service is no longer ensured.
Le dispositif de surveillance peut être complété par des moyens permettant de localiser une coupure du réseau. Pour cela le détecteur 6 est, de préférence, associé à un circuit de localisation 16, comportant une entrée connectée à la sortie du détecteur 6 (fig 1) . Le circuit 16 est un module de même type que les modules 4, et est connecté au réseau à proximité du bloc d'alimentation 5. Lorsqu'un signal de défaillance D est produit par le détecteur 6, le circuit 16 émet successivement des messages en direction de chacun des modules. Seuls les modules situés en amont de la coupure étant alimentés, les modules situés en aval de la coupure ne peuvent répondre. Le circuit 16 peut ainsi détecter avec précision l'emplacement de la coupure et fournir les indications correspondantes à un opérateur, soit localement soit à distance.The monitoring device can be supplemented by means for locating a cut-off of the network. For this, the detector 6 is preferably associated with a location circuit 16, having an input connected to the output of the detector 6 (FIG. 1). The circuit 16 is a module of the same type as the modules 4, and is connected to the network in the vicinity of the power supply unit 5. When a failure signal D is produced by the detector 6, the circuit 16 successively transmits messages in direction of each of the modules. Only the modules located upstream of the cutoff being powered, the modules located downstream of the cutoff can not respond. The circuit 16 can thus accurately detect the location of the cutoff and provide the corresponding indications to an operator, either locally or remotely.
Dans le cas d'un court-circuit aucun des modules ne répond et le circuit 16 peut ainsi différencier un court-circuit d'une coupure.In the case of a short circuit none of the modules responds and the circuit 16 can thus differentiate a short circuit from a break.
Dans les modes de réalisation des figures 4 et 5, la détection de la localisation d'une coupure ne peut s'effectuer lorsque les interrupteurs S1 et S2 sont fermés. I1 est cependant possible de compléter le dispositif de surveillance par un circuit de localisation 16 du même type que précédemment , celui-ci commandant de plus l'ouverture des interrupteurs S1 et S2 pendant la procédure de localisation. Le comparateur et/ou le circuit de temporisation du détecteur 6 peuvent être constitués par des moyens numériques ou par un microprocesseur. In the embodiments of FIGS. 4 and 5, the detection of the location of a cutoff can not take place when the switches S1 and S2 are closed. However, it is possible to complete the monitoring device with a locating circuit 16 of the same type as above, which further controls the opening of the switches S1 and S2 during the locating procedure. The comparator and / or the delay circuit of the detector 6 may be constituted by digital means or by a microprocessor.
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FR9210890A FR2695524B1 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Device for monitoring the continuity of a two-wire transmission network. |
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1992
- 1992-09-10 FR FR9210890A patent/FR2695524B1/en not_active Expired - Fee Related
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FR2695524B1 (en) | 1994-10-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20110531 |