Les équipements de codage (de la chaîne Informations Codées)

Le présent article décrit les principes et présente globalement les spécifications des équipements de codage situés en tête de la chaîne des Informations Codées.

Les principes

Pour les mesures numériques :
Les capteurs numériques génèrent des impulsions pour chaque sens de mesure (pour les puissances actives et réactives). Ces impulsions sont fournies (avec leurs valeurs complémentaires) au Compteur Comptant Décomptant (CCD). Celui-ci contrôle la validité des impulsions et effectue la somme algébrique des impulsions + et – . Deux signaux (IL et raz) permettent de s’assurer que les échanges avec l’E.R.C. se font sans perte de point, ni lecture de signaux non stabilisés. Par ailleurs le CCD est doté d’un mécanisme d’autocontrôle à chaque cycle 10 secondes.

Pour les mesures analogiques :
La mesure analogique (un courant continu) est convertie en valeur numérique par un Convertisseur Analogique Numérique (CAN). Le cadencement du convertisseur est piloté à partir des signaux RAZ des voies concernées par le convertisseur. Il est à noter que le CAN est également doté d’un autocontrôle.

Pour les télésignalisations
Les états des télésignalisations sont acquis, contrôlé et mis en forme par le COD (codeur).  La capacité du C.O.D est de deux familles de 8 signalisations simples ou 4 doubles ou toute combinaison de simples et doubles entre ces deux limites. Les échanges entre COD et ERC ne font pas l’objet
Pour mémoire et les télésignalisations simples sont acquises sur un seul contact –en général automates, alarmes,…- et les télésignalisations doubles sont celles acquises sur deux contacts complémentaires – notamment disjoncteurs, sectionneurs… . Pour ces dernières, en cas de non cohérence des deux informations, on dit que la TS correspondante est en défaut filerie (et donc non valide).

Le détail

Pour les mesures numériques :

Les mesures numériques sont élaborées à partir d’un capteur numérique. Celui-ci, conçu comme un compteur d’énergie, dispose d’un disque tournant qui génère une impulsion calibrée à chaque tour. La vitesse de rotation est proportionnelle à la grandeur à mesurer, et sur une durée de 10s pour la valeur nominale de cette grandeur, il délivre 100 impulsions. Chaque capteur dispose de deux équipements mobiles, un pour chaque sens de la grandeur à mesurer. Des dispositifs de calibrage permettent d’adapter le capteur aux appareils réducteurs des mesures primaires. Pour chaque sens de la mesure, les impulsions sont fournies en direct et complément sur deux fils raccordés à une entrée du C.C.D. La durée d’une impulsion est de 20ms et est délivrée par la fermeture d’un relais à contact mouillé au mercure.
Le C.C.D compte ou décompte les impulsions reçues du capteur. Ses circuits d’entrées sont constitués également de relais à contact mouillé au mercure pour assurer entre le capteur et les circuits électroniques du C.C.D un isolement galvanique d’au moins 1000 V et s’affranchir des rebondissements de contact.
Le C.C.D vérifie d’abord la complémentarité des impulsions dont la durée minimale doit être de 10ms pour être reconnue valide. Dès qu’une impulsion est reconnue valide le C.C.D crée un signal d’Interdiction de Lecture de 10ms à destination de l’E.R.C. sur l’entrée correspondante à la mesure concernée. Le comptage ou le décomptage de cette impulsion est déclenché 7 ms après le début de l’I.L. En effet, imaginons que l’E.R.C. ait débuté sa lecture juste avant la montée du signal I.L. Lecture et envoi du signal R.A.Z doivent être terminés dans les 5ms qui suivent, le signal R.A.Z ayant pour objet de remettre à 0 le registre de comptage et de décomptage pour repartir sur un nouveau cycle. Ce dispositif permet de ne pas perdre d’impulsions entre deux cycles de mesure.

Pour que la lecture par l’E.R.C soit effective, il faut que la complémentarité du signal Autorisation de lecture émis par le C.C.D soit reconnue depuis au moins 5ms.Dans le cas contraire la mesure est invalidée par l’E.R.C. Si cette lecture se présente en présence du signal IL elle est différée de 10ms auquel cas le mécanisme précédent s’enclenche si l’Autorisation de lecture est présente. Si l’IL est permanente ou non complémentaire la mesure est invalidée. Dans tous les cas l’E.R.C émet le signal de RAZ vers le C.C.D.

Le signal R.A.Z., outre son effet de remettre à zéro le registre de sortie du C.C.D, est un signal de synchronisation 10s .Il permet au C.C.D de lancer une procédure d’autocontrôle interne qui consiste à faire progresser le dispositif de comptage-décomptage de 0 à +127 et de 0 à -127 et d’en vérifier les limites. Si le test est correct le cycle normal est repris, dans le cas contraire, la mémoire de sortie est invalidée et sera lue ainsi par l’E.RC.

Le schéma ci- dessous illustre ces mécanismes :

Pour les mesures analogiques

Elles sont élaborées à partir d’un courant ( +5-5 ma ou +10 -10ma ) fourni par les réducteurs de mesure.
Le C.A.N, qui convertit ce courant en valeur  binaire, est essentiellement composé d’un circuit d’entrée commutable sur une capacité dont la charge est proportionnelle au courant d’entrée, d’un générateur d’impulsions, d’un compteur, d’un générateur de courant et d’un comparateur de tension. Le processus de codage est déclenché par la RAZ émise par l’E.R.C. Supposons que le C.A.N quatre voies soit raccordé sur les entrées n, n+1,n+2,n+3 de l’E.RC. L’entrée n délivre les R.A.Z  n-1 et n, l’entrée n+1 les R.A.Z n et n+1 et ainsi de suite. Sur l’entrée n la R.A.Z n-1 déclenche le processus de codage : le circuit d’entrée de la voie correspondante du C.A.N est basculé sur la capacité d’entrée qui se charge, puis il est isolé et la capacité est basculée sur le comparateur, le générateur d’impulsions fait progresser le compteur. Celui-ci s’arrête lorsque le comparateur de tension alimenté par le générateur de courant interne équilibre la charge de la capacité d’entrée. Cette opération s’effectue en quelques ms et la valeur numérique de la mesure est disponible sur la voie de sortie donc sur l’entrée n de l’E.R.C. Pendant toute cette phase un signal I.L est émis sur cette voie. Le prélèvement et le codage s’effectuent donc environ 440ms avant acquisition par l’E.R.C. Le signal R.A.Z n, outre le fait qu’il déclenche le processus sur la voie n+1, remet à 0 le registre de sortie de la voie n puisque l’E.R.C vient de lire cette voie. En fin de cycle complet, la R.A.Z n+3 déclenche en plus le processus interne d’autocontrôle du C.A.N. Il consiste, à l’aide du générateur interne, et successivement pour chaque voie, à charger la capacité d’entrée avec des valeurs correspondant aux codes +63 et-63 et à lancer le processus de codage normal. Les valeurs binaires attendues sont 0 0111111 et  1 1000000. Si ces valeurs ne sont pas reconnues le C.A.N se déclare en défaut et au cycle suivant les mesures seront invalidées vers l’E.R.C par forçage d’une non complémentarité sur les sorties.

Pour les signalisations :

Il existe deux types de signalisations à transmettre : les signalisations doubles qui correspondent à la position des organes (disjoncteurs, sectionneurs, etc.) et les signalisations simples représentant les alarmes. Les signalisations doubles sont matérialisées par deux contacts de relais l’un étant normalement ouvert quand l’autre est fermé et inversement. En cas de non complémentarité ce dispositif traduit une anomalie de fonctionnement de la chaîne de représentation de la position de l’organe appelé défaut filerie (pour les organes lents sectionneurs un défaut filerie transitoire peut être transmis, mais il doit disparaître au cours des cycles suivants). Les dispositifs fournissant les signalisations sont dits à sécurité positive c’est à dire qu’un dysfonctionnement de ceux-ci se traduit par un défaut filerie ou organe ouvert pour les signalisations doubles, et présence alarme pour les signalisations simples.

Le C.O.D est le module chargé d’acquérir, de contrôler et de coder les signalisations. Ses entrées sont des relais alimentés par une polarité 12 V qu’il fournit aux contacts des relais représentant la position des organes et des alarmes. Les relais d’entrée du C.O.D suivent donc, au temps de montée près, les états des différentes signalisations. La capacité du C.O.D est de deux familles de 8 signalisations simples ou 4 doubles ou toute combinaison de simples et doubles entre ces deux limites.
Le C.O.D fournit à l’E.R.C un signal Autorisation de Lecture permanent, et n’interprète pas le signal R.A.Z. L’E.R.C acquiert et transmet les états des signalisations toutes les 10s.Un transitoire de durée inférieure à 10s peut ne pas être transmis. Un nouvel état de signalisation peut être transmis avec un retard de 10s.