WO1995027929A1 - Systeme et dispositif de pre-automatisation des installations d'un batiment - Google Patents

Systeme et dispositif de pre-automatisation des installations d'un batiment Download PDF

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

Definitions

  • the invention relates, in general, to building automation and, more particularly, to a system which makes it possible to pre-automate industrial, tertiary or other buildings with a view to subsequently installing various pieces of equipment and installations.
  • industrial, tertiary or other buildings include pre-wiring systems which allow subsequent installation of computer and telephone equipment.
  • These pre-wiring systems are made up of passive elements such as cables, sockets, distributors, terminal blocks, pre-wiring trusses, supports ...
  • industrial, tertiary or other buildings include equipment and installations for ensure their technical and administrative management in the areas of air conditioning, security, access control, management of schedules and visitors.
  • These pieces of equipment and installations include sensors which supply, in each cited field, information to a dedicated automaton which generates control signals from actuators in the same field located at different locations in the building.
  • a supervision unit is provided for each piece of equipment or installation, which centralizes information for their monitoring, • this unit can be common to several installations.
  • each of the equipment and installations can be pre-wired in a manner analogous to that of computer and telephone equipment, but it for each piece of equipment, it is a different pre-wired network which only includes passive elements such as cables and terminal blocks.
  • One of the aims of the present invention is therefore to produce a device for pre-automation of an industrial, tertiary or other building which makes it possible to supervise in whole or in part all the sensors and actuators of at least one management domain located in a certain area of the building.
  • Another object of the present invention is to provide a pre-automation system for an industrial, tertiary or other building comprising several pre-automation devices distributed in the building which are connected to each other and to at least one supervision unit by a pre-wiring network.
  • the subject of the invention is a pre-automation device for installations in an industrial, tertiary or other building intended to be connected to a certain number of sensors and actuators, characterized in that it comprises at least one terminal block designed to be connected by cables to said sensors and actuators of different types, a microprocessor and an input / output circuit in order to connect the terminal block to the microprocessor.
  • the invention also relates to a pre-automation system for the various installations of an industrial, tertiary or other building, which comprises a unit for supervising said installations, characterized in that it comprises a plurality of pre-automation devices which are distributed in said building and a pre-wiring network for connecting said pre-automation devices to said supervision unit /
  • a pre-automation system for the various installations of an industrial, tertiary or other building, which comprises a unit for supervising said installations, characterized in that it comprises a plurality of pre-automation devices which are distributed in said building and a pre-wiring network for connecting said pre-automation devices to said supervision unit /
  • FIGS. 2 and 3 are block diagrams of a pre-automation device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of star and bus cabling of a pre-automation device
  • FIG. 5 is a view of a pre-automation device according to the invention as it is mounted on a pre-wiring support.
  • a pre-automation system according to the invention for the installations of an industrial, tertiary or other building comprises a network of cables 10 which is provided for connecting a supervision unit 11 to pre-automation devices 12 ⁇ _, 12 2 ..- 12 n to the number of n which are produced according to the present invention.
  • Each pre-automation device 12 i to 12 n is connected respectively to sensors and actuators referenced 13i to 13 n .
  • Each pre-automation device 12 comprises at least (FIGS. 2 and 3) a terminal block 14, 14 'whose terminals are connected on the one hand as indicated above, by conductors 15, 15' to sensors 13 and actuators 13 'and, on the other hand, by conductors 16, 16' to a PLC 17.
  • the PLC 17 includes an input / output circuit 18 which is connected, on the one hand, to terminals 14, 14 ' and, on the other hand, to a microprogrammed unit 19 such as a microprocessor.
  • the input / output circuit 18 is also connected to the supervision unit 11 (FIG. 1) by the network of cables 10.
  • the microprocessor 19 can be connected to a portable computer 20 by a cable 21.
  • the circuit of inputs / outputs 18 is intended to be connected, via terminal block 14, to sensors I3 a , 13 ⁇ ( Figure 4) by conductors 22 a , 27 a and 22t ,, 27 b in star and sensors 13 x , 13 y and 13 z in series via a bus 23, 30.
  • the microprocessor 19 is microprogrammed to perform a certain number of functions such as:
  • the microprocessor of the microprocessor 19 can be carried out either from the supervision unit 11, or from the portable computer 20.
  • the microprocessor 19 comprises in known manner a central unit, a random access memory and a read-only memory which contains the program for processing the functions defined above.
  • the various elements of a pre-automation device according to the invention are mounted on a pre-wiring farm 25 in which the Pre-wiring network cables as shown in Figure 5.
  • the sensors 13a and 13b are respectively connected by cables 22a, 22b to the terminals 24a, 24b o f the terminal 13 by its rear face. These terminals 24 a , 24 b are connected, by the front face of the terminal block, respectively by cables 27 a , 27 b to two inputs 28 a , 28 of the input / output circuit 18.
  • the sensors 13 x , 13y and 13 z are connected by a bus 23 to a terminal 28, by its rear face of the terminal block; the latter is connected by the front face of the terminal block to an input terminal 31 of the input / output circuit 18 by a cable 30.
  • an actuator 13 receives an electrical signal via a terminal output 32 of the input / output circuit 18, a first cable 33 which connects it to a terminal 35 of the terminal block 13 * by its front face, and a second cable 36 between the rear face of the terminal 35 and the actuator 14 '.
  • the input / output terminals of the input / output circuit 18 can be of any known type and each have a coded marking 37 and a signaling light 38.
  • the portable computer 20 is connected to the microprocessor 19 via the cable 21, an input terminal 39 of the terminal block 14, an output terminal 40 and a cable 41 connected to a special socket 42 of the microprocessor 19.
  • the cable 21 can be connected directly to the special socket 42.
  • each pre-automation device is designed to be connected to twenty-five sensors and / or actuators and it is therefore necessary to install around forty devices for a system with a thousand measurement points.

Abstract

L'invention concerne l'automatisation des différentes installations d'un bâtiment. L'invention réside dans le fait qu'une unité de supervision (11) de l'ensemble des installations du bâtiment est connectée aux capteurs et actionneurs (13) par l'intermédiaire d'un réseau de pré-câblage (10) et de dispositifs de pré-automatisation (12) mis en place localement et communs à toutes les installations. Ce dispositif comprend un bornier et un microprocesseur qui sont connectés par un circuit d'entrées/sorties. L'invention est applicable à la gestion technique et administrative des bâtiments.

Description

SYSTEME ET DISPOSITIF DE PRE-AUTOMATISATION DES INSTALLATIONS D'UN BATIMENT
L'invention concerne, d'une manière générale, l'automatisation des bâtiments et, plus particulièrement, un système qui permet de pré-automatiser les bâtiments industriels, tertiaires ou autres en vue d'installer par la suite divers équipements et installations.
Il est connu d'équiper les bâtiments industriels, tertiaires ou autres de systèmes de pré-câblage qui permettent d'installer ultérieurement des équipements informatiques et téléphoniques. Ces systèmes de pré-câblage sont composés d'éléments passifs tels que câbles, prises, répartiteurs, borniers, fermes de pré-câblage, supports... De plus en plus, les bâtiments industriels, tertiaires ou autres comportent des équipements et installations pour assurer leur gestion technique et administrative dans les domaines de la climatisation, de la sécurité, du contrôle d'accès, de la gestion des horaires et des visiteurs. Ces équipements et installations comprennent des capteurs qui fournissent, dans chaque domaine cité, des informations à un automate dédié qui élabore des signaux de commande d'actionneurs du même domaine situés à différents emplacements du bâtiment. En outre, il est prévu pour chaque équipement ou installation une unité de supervision qui centralise les informations pour leur surveillance, • cette unité pouvant être commune à plusieurs installations.
Bien entendu, chacun des équipements et installations peut être pré-câblé d'une manière analogue à celle des équipements informatiques et téléphoniques mais il s'agit, pour chaque équipement, d'un réseau pré-câblé différent qui ne comporte que des éléments passifs tels que des câbles et des borniers.
L'un des buts de la présente invention est donc de réaliser un dispositif de pré-automatisation d'un bâtiment industriel, tertiaire ou autre qui permet de superviser en tout ou partie tous les capteurs et actionneurs d'au moins un domaine de gestion situé dans une certaine zone du bâtiment. Un autre but de la présente invention est de réaliser un système de pré-automatisation d'un bâtiment industriel, tertiaire ou autre comprenant plusieurs dispositifs de pré-automatisation répartis dans le bâtiment qui sont connectés entre eux et à au moins une unité de supervision par un réseau de pré-câblage.
L'invention a pour objet un dispositif de pré-automatisation pour des installations d'un bâtiment industriel, tertiaire ou autre prévu pour être connecté à un certain nombre de capteurs et d'actionneurs, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bornier prévu pour être connecté par des câbles auxdits capteurs et actionneurs de différents types, un microprocesseur et un circuit d'entrées/sorties en vue de connecter le bornier au microprocesseur. L'invention a également pour objet un système de pré-automatisation des différentes installations d'un bâtiment industriel, tertiaire ou autre, qui comprend une unité de supervision desdites installations, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de dispositif de pré-automatisation qui sont répartis dans ledit bâtiment et un réseau de pré-câblage pour connecter lesdits dispositifs de pré-automatisation à ladite unité de supervision/ D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels : - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système de pré-automatisation des installations d'un bâtiment industriel, tertiaire ou autre, selon l'invention;
- les figures 2 et 3 sont des schémas fonctionnels d'un dispositif de pré-automatisation selon la présente invention;
- la figure 4 est une vue schématique de câblages en étoile et en bus d'un dispositif de pré-automatisation, et
- la figure 5 est une vue d'un dispositif de pré-automatisation selon l'invention tel qu'il est monté sur un support de pré-câblage. Sur la figure 1, un système de pré-automatisation selon l'invention pour les installations d'un bâtiment industriel, tertiaire ou autre comprend un réseau de câbles 10 qui est prévu pour connecter une unité de supervision 11 à des dispositifs de pré-automatisation 12ι_, 122..-12n au nombre de n qui sont réalisés selon la présente invention. Chaque dispositif de pré- automatisation 12 i à 12n est connecté respectivement à des capteurs et des actionneurs référencés 13i à 13n.
Chaque dispositif de pré-automatisation 12 comprend au moins (figures 2 et 3) un bornier 14, 14' dont les bornes sont connectées d'une part comme indiqué ci-dessus, par des conducteurs 15, 15' à des capteurs 13 et des actionneurs 13' et, d'autre part, par des conducteurs 16, 16' à un automate 17. L'automate 17 comprend un circuit d'entrées/sorties 18 qui est connecté, d'une part, aux bornes 14, 14' et, d'autre part, à une unité microprogrammée 19 tel qu'un microprocesseur. Le circuit d'entrées/sorties 18 est également connecté à l'unité de supervision 11 (figure 1) par le réseau de câbles 10. Par ailleurs, le microprocesseur 19 peut être connecté à un ordinateur portable 20 par un câble 21. Le circuit d'entrées/sorties 18 est prévu pour être connecté, par l'intermédiaire du bornier 14, à des capteurs I3a, 13^ (figure 4) par des conducteurs 22a, 27a et 22t,, 27b en étoile et à des capteurs 13x, 13y et 13z en série par un bus 23, 30. Le microprocesseur 19 est microprogrammé pour réaliser un certain nombre de fonctions telles que :
- l'acquisition d'informations en provenance des capteurs 13,
- la mémorisation des informations en provenance des capteurs 13 avec leur date et leur heure d'acquisition,
- la gestion des communications avec l'unité de supervision 11,
- le contrôle d'accès, la gestion des horaires et la régulation, en local, sans l'intervention de l'unité de supervision 11, et
- toutes autres fonctions qui peuvent être nécessaires pour une Gestion Technique du Bâtiment ou une Gestion Administrative Centralisée. La microprogrammation du microprocesseur 19 peut être réalisée soit à partir de l'unité de supervision il, soit à partir de l'ordinateur portable 20. Le microprocesseur 19 comprend de manière connue une unité centrale, une mémoire vive et une mémoire morte qui contient le programme de traitement des fonctions définies ci-dessus.
Les différents éléments d'un dispositif de pré-automatisation selon l'invention sont montés sur une ferme de pré-câblage 25 dans laquelle sont disposés les câbles du réseau de pré-câblage comme le montre la figure 5.
Les capteurs 13a et 13b sont connectés respectivement par des câbles 22a, 22b à des bornes 24a, 24b du bornier 13 par sa face arrière. Ces bornes 24a, 24b sont connectées, par la face avant du bornier, respectivement par des câbles 27a, 27b à deux entrées 28a, 28 du circuit d'entrées/sorties 18. Les capteurs 13x, 13y et 13z sont connectés par un bus 23 à une borne 28, par sa face arrière du bornier; cette dernière est connectée par la face avant du bornier à une borne d'entrée 31 du circuit d'entrées/sorties 18 par un câble 30. De manière similaire, un actionneur 13' reçoit un signal électrique par l'intermédiaire d'une borne de sortie 32 du circuit d'entrées/sorties 18, d'un premier câble 33 qui le connecte à une borne 35 du bornier 13* par sa face avant, et d'un deuxième câble 36 entre la face arrière de la borne 35 et l'actionneur 14'. Les câbles 22a, 22 , 23 et 3δ font partie du réseau de pré-câblage et sont connectés au bornier 14, 14' par la face arrière tandis que les câbles 27a, 27b, 30 et 33 sont mis en place à la demande et sont connectés au bornier par la face avant. Les bornes d'entrées/sorties du circuit d'entrées/ sorties 18 peuvent être de tout type connu et présenter chacune un repérage codé 37 et un voyant de signalisation 38. L'ordinateur portable 20 est connecté au microprocesseur 19 par l'intermédiaire du câble 21, d'une borne d'entrée 39 du bornier 14, d'une borne de sortie 40 et d'un câble 41 connecté à une prise spéciale 42 du microprocesseur 19. Dans une variante le câble 21 peut être connecté directement à la prise spéciale 42. A titre indicatif, chaque dispositif de pré-automatisa¬ tion est prévu pour être connecté à vingt-cinq capteμrs et/ou actionneurs et il est donc nécessaire d'installer une quarantaine de dispositifs pour un système à mille points de mesure.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de pré-automatisation des différentes installations d'un bâtiment industriel, tertiaire ou autre qui comprend une unité de supervision (11) desdites installations qui est connectée aux installations constituées par des capteurs (13) et des actionneurs (13') par l'intermédiaire de conducteurs, caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont distribués dans le bâtiment par un réseau (10) de pré¬ câblage qui aboutit à une pluralité de dispositifs de pré-automatisation comprenant chacun un bornier (14, 14'), un microprocesseur (19) et un circuit d'entrées/sorties (18) du microprocesseur, le bornier (14, 14') étant connecté d'une part, aux capteurs (13) et actionneurs (13') par des câbles (22a, 22b', 23, 36) et au circuit d'entrées/sorties (18) par des conducteurs (27a, 27b, 30, 33) tandis que le microprocesseur (19) est connecté à l'unité de supervision (11) par les câbles du réseau (10) de pré¬ câblage.
2. Système de pré-automatisation selon la revendication
1, caractérisé en ce que les câbles (22a, 22b, 23, 36) qui connectent le bornier (14, 14') aux capteurs (13) et actionneurs (13') font partie du réseau (10) de pré- câblage.
3. Système de pré-automatisation selon la revendication
2, caractérisé en ce que le circuit d'entrées/sorties (18) comprend des premières entrées (18a) qui sont adaptées à interpréter des signaux de capteurs (13a, 13b) connectés en étoile et des deuxièmes entrées (18b) qui sont adaptées à interpréter des signaux de capteurs (13x, 13y, I3z) connectés sur un bus unique (23).
4. Système de pré-automatisation selon l'une des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que les conducteurs (27a, 27b, 30, 33) qui connectent le bornier (14, 14') au circuit d'entrées/sorties (18) sont mis en place en fonction des capteurs (13) et actionneurs (13') qui sont connectés au bornier (14, 14').
5. Système de pré-automatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que le microprocesseur (19) comprend une prise spéciale (42) pour être connectée à un ordinateur portable (20) par l'intermédiaire du bornier (14) auquel aboutissent un câble (41) de connexion du microprocesseur (19) au bornier (14) et un câble (21) de connexion du bornier (14) au calculateur portable (20) .
6. Système de pré-automatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce que le bornier (14, 14'), le microprocesseur (19) et le circuit d'entrées/sorties (18) sont portés par un même support qui est constitué par une ferme contenant les câbles (10) du réseau de pré-câblage.
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