Définition
Réseau automatisé
Maquette commandée par Internet!
Model of train controlled remotely by Internet
Bilan du salon 99
Jeux, écran de veille, images, ...
Jeu de stratégie ferroviaire (présentation, code, astuces, ...)
Happy System 1
Présentation de notre automatisme
Happy System est un système automatisé de gestion de réseau ferroviaire par Automate Programmable Industriel (API). Il permet d'obtenir une gestion réaliste et automatique de n'importe quel réseau, de tout type de situations (voie unique, priorité, temporisation, protection de certaines voies,....) et accessoires (aiguillage, signalisation, pont tournant, rail de dételage, passage à niveau, éclairage divers,...) sans aucune modification du matériel roulant.
Happy System offre une grande simplicité d'utilisation par sa facilité d' installation et d'exploitation. En effet, fini les grands câblages complexes et fastidieux! Chaque composant du réseau est directement relié à l'API qui s'occupe de tout piloter. A partir de quelques boutons il vous est dès lors possible de commander tout votre réseau.
Happy System n'enlève pas la partie jeu du modélisme mais lui donne un aspect différent à la pointe de la technologie. Il offre une grande souplesse d'utilisation de part son aspect non figé (modifiable à tout moment en fonction des besoins de l'utilisateur) et de sa facilité d'exploitation. II vous permet de donner libre court à votre imagination.
Happy System laisse une grande place à la sécurité en y intégrant un arrêt d'urgence, de multiples capteurs, une gestion adéquate définie par l'utilisateur en fonction du réseau et d'autres points comme la détection d'échauffement anormal de bobine d'aiguillage.
Attention: Happy System n'est pas un vulgaire tableau de commande reporté sur ordinateur mais un véritable automatisme non cyclique!
Les 7 atouts d'Happy System:
- Puissance d'exploitation
- Sécurité
- Maniabilité
- Simplicité
- Créativité
- Adaptabilité
- Fiabilité
Voici un schéma explicatif qui vous permettra de mieux saisir notre système
Principe de fonctionnement
- Un PC 386 minimum avec un port série libre (486 recommandé)
- Un boîtier d'interface entre l'ordinateur et l'automate
- Un automate programmable Siemens CPU 103
- Des blocs d'entrées/sorties extensibles jusqu'à 16 (soit 124 E/S)
- Des ILS et de la bande magnétique
- Des moteurs et des capteurs d'aiguillage (PECO, Turtles, Lemaco...)
- Des relais
1. Happy System, l'infrastructure:
Happy system se compose essentiellement d'un automate
(A.P.I) constitué d' une unité centrale sur laquelle viennent se greffer des blocs d'entrées et de sorties. A partir de cela il vous est possible
de faire évoluer votre automate en fonction de vos besoins. L' A.P.I contient le programme d' exploitation du réseau dans sa mémoire
élaboré à partir de l'ordinateur PC (à partir d'un 386, 486 conseillé). C'est lui qui
va s'occuper de la gestion complète de tout le réseau. L'ordinateur n'a ici qu'un rôle
de conception et de supervision de l'état du programme et des entrées/sorties. On peut
bien évidement activer certaines sorties manuellement si la sécurité le permet. Ainsi,
il est tout à fait possible de se passer de l'ordinateur après l'élaboration du
programme, celui-ci étant retenu en mémoire par une pile de sauvegarde ou par une
cartouche EEPROM. Le PC et l'API étant constamment en dialogue, il
est tout à fait possible d'y installer un logiciel de supervision en y dessinant
directement le réseau ainsi que tous les appareils stratégiques. Possibilité de
déclenchement d'alarmes diverses, etc...
Les blocs d'entrées (8 sur le modèle Siemens):
On appelle "entrée" tout ce qui fournit des informations (signal logique 0 ou 1 en 24V) à l'‘A.P.I:
- La détection du train (une entrée par capteur):
Elle s'effectue par différent type de capteur.
Le plus répandu et le plus fiable, la détection de
consommation. II s'agit de savoir s’il y a ou non consommation sur la voie donc
présence d'un convoi. Ceci permet d'obtenir une détection physique du train et de parer
à tout risque de rupture d'attelage, la consommation ayant lieu à l'avant (locomotive)
ainsi qu'à l'arrière (feux de fin de convoi) du train. Inconvénients: celle-ci
nécessite un petit circuit électronique augmentant ainsi le coût et les risques de
panne et ne permet d'obtenir qu'une position globale sur l'ensemble du canton.
La détection par ILS (Interrupteur à Lame Souple) est aussi une bonne solution parfois critiquée mais fiable dès que nous avons de bons aimants. C'est la plus simple à mettre en œuvre et l'une des moins chère (3fr) permettant d'obtenir une position ponctuelle du train donc très précise. Inconvénients: celle-ci ne gère pas les ruptures d'attelage et nécessite un aimant sous chaque train, impossible pour certaine échelle.
La détection par cellule photoélectrique est très intéressante pour les petites échelles comme le N ou le Z. En effet, la cellule se place contre les traverses et l'ombre du convoie agit dessus. Tout comme l'ILS, cette solution est l'une des moins chère permettant d'obtenir une position ponctuelle du train. Inconvénients: nécessite un éclairage constant au-dessus du réseau ainsi qu'un petit circuit électronique augmentant ainsi le coût et les risques de panne. Elle ne gère pas les ruptures d'attelage.
Remarque: II est tout à fait possible d'associer la détection de consommation à l'ILS ou à la cellule augmentant alors le nombre d'entrées par cantons.
- La détection de positon des aiguillages, facultative (2 entrées par
aiguillage gauche et droit):
Elle permet à l'automate de surveiller
l'évolution de l'aiguillage. Cette information peut tout à fait être récupérée pour
déceler tout échauffement anormal de bobines. Attention, cette détection est
facultative et permet juste d'augmenter la sécurité. Dans ce cas, il faut munir l'
aiguillage d'une coupure d'alimentation en fin de course si ce n'est pas déjà fait et la
détection éventuelle d'échauffement n'est plus possible.
- Les boutons de commandes (1 entrée par boutons sauf avec un multiplexage):
Ils permettent de transmettre les ordres à l'automate
et de déclencher ainsi les manœuvres. Parmi ceux-ci, on y inclut l'arrêt d'urgence,
partie intégrante de tout système automatisé.
Les blocs de sorties (8 sur le modèle Siemens):
On appelle " sorties" tout ce qui va agir sur la
maquette (en 24V) comme:
- Les aiguillages (1 ou 2 sorties):
Ils sont commandés par l'automate en fonction
de l'état des entrées donc du réseau et du programme. Possibilité de n'utiliser qu'une
sortie si celle-ci est reliée à un relais monostable et que l'aiguillage est équipé de
coupures d'alimentation en fin de course.
- L'alimentation des trains (1 sortie par train):
L'API arrête ou met en marche un train en
fonction de l'état des entrées donc du réseau et du programme en agissant directement
sur son alimentation: on peut donc y brancher n'importe quel type de conduite. Pour le
démarrage progressif, il existe des blocs de sorties analogiques permettant ainsi de
faire varier la vitesse sur une échelle de 0 à 255.
- La signalisation (x sortie(s) en fonction du signal):
Avec Happy System, il est possible de mettre en œuvre
n'importe quel type de signalisation (BAL,...) sur TOUT type de signal. En effet, pour
cela, il suffit de câbler le feu sur l'API et le tour est joué. Le
nombre de sorties attribuées à un feu varie en fonction de sa nature. Généralement 1
sortie par code (sauf pour les signaux deux ou trois feux avec une ou deux sorties). On
peut réduire considérablement le nombre de sortie par un système de multiplexage (voir note sur le multiplexeur).
- Les accessoires divers (1 sortie):
A partir d'une sortie, il est possible de brancher des accessoires
tel qu'un rail de dételage ou un passage à niveaux, etc... Plus compliqué mais très
intéressant, un pont tournant à positionnement automatique intégré (2 sorties)..
2. Happy System, la gestion:
Happy System est une adaptation de l'automatisme industriel au monde du train miniature. En effet, il utilise un Automate Programmable Industriel programmé en langage Grafcet tout comme les chaînes de montage des usines Renault. Celles-ci sont soumises à des contraintes d' exploitations bien précises comme la sécurité et la résistance à une cadence industrielle.
Happy system est donc un véritable système automatisé professionnel basé sur des modèles qui ont déjà fait leurs preuves dans le monde industriel. Il repose sur une gestion par Grafcet. Celui-ci est un langage de programmation industriel. Il permet une grande souplesse d'utilisation par sa facilité de mise en œuvre due à son graphisme. En effet, celui-ci permet de programmer en "dessinant" le programme. II se compose d'étapes où sont effectuées les actions, et de transitions qui spécifient les conditions d'évolution du graphe. Le Grafcet est une programmation séquentielle permettant des divergences en OU ou en ET. Celles-ci donnent à l'utilisateur la possibilité d'inclure dans la gestion de son réseau des choix de séquences, et des séquences simultanées. A partir de cela, il est possible de réaliser TOUS les types d'exploitations de votre réseau et de ses accessoires en toutes facilités. Automatiser une simple gare, une bute de triage, une plaque tournante, la signalisation (en BAL ou autre), une voie unique, une priorité, des protections diverses, un rail de dételage ou encore un simple clignotement n'est que banalité pour Happy system! Avec son caractère évolutif, le système n'est jamais figé (ni cyclique) et permet de tout changer à tout moment d'un simple clique de souris tout en conservant une grande place au jeu et en ne donnant aucune frontière à votre imagination! Celle-ci n'est plus limitée par les options d' un logiciel puisque c'est vous qui les définissez. Le système peut même prendre des décisions à votre place pour le choix d'un trajet (le plus court) ou d'un garage en fonction de la sécurité.
Happy system offre une possibilité de supervision instantanée de l'état de votre programme, permettant ainsi de détecter rapidement les éventuels dysfonctionnements de celui-ci. Supervision également au niveau des entrées/sorties, sur l'ordinateur et directement sur l'automate, ou sur un TCO câblé et programmé sur l'API, ou tout simplement branché en parallèle sur la maquette permettant ainsi l'économie de sorties supplémentaires.
Happy system intègre aussi un jeu de temporisations (réglable au dixième près) et de compteurs évitant ainsi l'emploi de petits dispositifs peu fiables.
Happy system offre une grande place pour la sécurité. Outre le fait qu'elle supervise la circulation des trains, elle permet d'intervenir à tout moment sur le réseau de la manière la plus rapide et la plus efficace qu'il soit. Elle peut être activée automatiquement (suivant le programme) ou manuellement (arrêt d'urgence). En cas de problème elle effectue des actions prédéfinies par l'utilisateur comme l'arrêt immédiat des trains, le carré rouge sur tous les feux, la coupure de l'alimentation des aiguillages (déclenchée en cas d'échauffement), etc...
Happy system n'enlève rien au plaisir du jeu mais lui donne un
aspect plus intéressant et moderne. En effet, c' est vous qui donnez les ordres à l'automate qui les exécute. Il est possible de n'automatiser que
certaines parties du réseau en laissant par exemple la vitesse ou la gestion de certaines
voies en mode manuel.
QUE LE TERME "PROGRAMMER" NE VOUS EFFRAIE PAS: Si vous avez pu lire cette page sur Internet vous êtes tout à fait capable d'élaborer une gestion avec du Grafcet!
Voici un schéma explicatif qui vous permettra de mieux saisir le principe
Pour les puristes, sachez que les dernières locomotives SNCF sont munis d'automate programmable programmés eux aussi en langage Grafcet. Ainsi vous pourrez obtenir un réalisme poussé à son paroxysme!
Matériel nécessaire pour la mise en œuvre
Contrairement aux autres systèmes semi-automatiques comme Fleischmann ou le Digital, le matériel roulant ne subit aucune modification.
En effet, il vous suffit juste de placer une bande magnétique sous votre motrice pour déclencher l'ILS qui enverra une impulsion à l'automate pour lui indiquer sa position. Ainsi, fini les longues après midi d'usinage en quête d'une petite place pour y loger votre module récepteur.
Voici le minimum pour automatiser votre réseau:
Une visite virtuelle de notre réseau!
Historique du projet
Ce projet (automatisation complète d'une maquette de train) a été proposé par 3 élèves de 1èreS (1995) au lycée Arago (Paris 12ème) et a été approuvé par l'équipe des professeurs de TI (Technologie Industrielle).
Il a été financé par le Conseil Régional d'Ile de France (sauf l'automate par le lycée Arago et l'ordinateur par la société TechnoCAD). Ce sont 3 élèves qui ont travaillé à sa réalisation de A à Z en 1995-1996 et 4 en 1996-1997 (dont 3 nouveaux + un ancien).
La FFMF nous a proposé de venir l'exposer au 17ème salon de la maquette 1996, suivit du PN160 pour son exposition gare du Nord, "RMF" et "LOCO REVUE" nous ont proposé de faire un article dans leur magazine. Nous avons aussi été contacté par des clubs.
En septembre 1996 il a été rejoint par 3 nouveaux élèves de seconde. Durant cette année nous avons rajouté notre module de dépôt avec pont tournant automatisé.
Avril 1997, troisième exposition au salon de la maquette et fin du projet Happy System
Avril 1998, article de 4 pages dans RMF.
Nous tenons à remercier le Conseil Régional d'Ile de France, la FFMF, LOCO REVUE, RMF, la société TechnoCAD, le lycée Arago et bien sur nos professeurs sans qui rien n'aurait été possible.
Consultez notre article extrait de la brochure du Conseil Régional d'Ile de France
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