Comment commander un variateur de vitesse avec un automate ?

Par automationsense
Le 18/04/2017
Dans Automatisme
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Les variateurs de vitesse encore appelés variateurs de fréquence sont très utilisés dans l'automatisme industriel.En tant qu'automaticien,vous serez certainement amené à travailler sur des variateurs de vitesses.Accouplés à des moteurs électriques,les variateurs de vitesse permettent de contrôler ceux-ci en variant leur fréquence (d'où le nom de variateur de fréquence) ou leur tension.

Fonctionnement variateur de vitesse

En modifiant la fréquence,le variateur permet d'agir sur la vitesse du moteur (augmentation ou diminution),alors qu'en variant la tension,le variateur permet d'agir sur le couple du moteur.

On retrouve les variateurs de vitesse au niveau des :

- Ascenseurs

- Escalators

- Lignes d'assemblage automatisées

- Machines de broyage ou de concassage

- Systèmes de pompage etc...

4 avantages du variateur de vitesse :

1) Ils permettent de protéger les moteurs contre les surcharges

2) Ils permettent de protéger les moteurs contre les défauts d'isolation

3) Ils permettent de faire des économies d'énergie

4) Ils permettent d'éviter les démarrages et freinages brusques du moteur,cela augmente ainsi la durée de vie de celui-ci

Ci-dessous une liste des marques de variateurs de fréquence les plus couramment utilisés dans l'industrie :

Variateur ABB

ABB est une très grande entreprise spécialité dans la fourniture d'équipements dans les domaines de l'automatisation industrielle (moteurs,transformateurs,disjoncteurs etc..) et de la robotique industrielle.

L'entreprise ABB fournit des solutions de variations de vitesse pour moteurs électriques.Exemple: gammes ACS800,ACS550 etc..Elle a récemment acheté B & R Automation.

Variateur Danfoss

Les variateurs Danfoss sont très utilisés dans les mahines spéciales,les sytèmes de convoyage,de pompage etc...

Variateur SEW

Groupe allemand spécialisé dans les systèmes d'entrainement,SEW-Eurodrive fournit les gammes de variateurs de vitesse du même nom SEW.

Variateur Siemens

Siemens avec ses gammes de variateurs de vitesse Micromaster et plus récemment Sinamics répond aux besoins en systèmes d'entrainement des industriels.

Variateur Schneider

Comme solution de variation de fréquence,Schneider Electric propose sa gamme Altivar qui permettent de commander des moteurs triphasés ou monophasés.

Un variateur de vitesse peut fonctionner en solo couplé à un moteur ou bien couplé à un moteur et un automate.Dans le cas où le variateur est couplé en solo avec un moteur,il est souvent cablé avec un boitier de commande comprenant des boutons marche/arrêt pour la mise en marche et l'arrêt et un potentiomètre pour effectuer la variation de vitesse.La plupart des variateurs de vitesse sont livrés aussi avec un boitier de commande intégré qui permet de réaliser les mêmes fonctions (marche/arrêt,variation vitesse).

Dans le cas où on utilise un automate pour effectuer la commande du variateur,cela se fera via les bus de communication comme le Profibus,le Profinet,le Modbus RTU,le Modbus TCP,le CANopen etc..On peut aussi utiliser les E/S numériques de l'API pour les commandes discrètes et une sortie analogique pour effectuer les variations.Pour plus de simplicité,on pourra utiliser des IHM tactiles pour faire agir le variateur.

Cas du variateur Sinamics G120 de Siemens

Le variateur de vitesse Sinamics G120 de Siemens peut être configuré directement via le panel opérateur situé sur la façade ou via le logiciel TIA Portal (grâce à Startdrive).

En fonction du modèle de l'unité de contrôle,le variateur pourra communiquer via les protocoles de communication Modbus RTU,Profibus,Profinet IO,CanOpen,EtherNet/IP,BACnet MS/TP ou encore USS (RS-485).

Par exemple le modèle d'unité de contrôle CU230P -2HVAC supporte les protocoles USS,Modbus RTU et BACnet MS/TP.

G120 sinamics