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GEFLEX GFX-M1 / GFX-S1 / GFX-E1 CONTROLEUR MODULAIRE DE PUISSANCE POUR LES ZONES THERMOREGULEES Principales caractéristiques • Trois versions: MAITRE - unité autonome de thermorégulation et communication ESCLAVE - unité autonome de thermorégulation EXPANSION - pour charges triphasées • SSR (Relais à l’état solide) zero crossing • Tension nominale: 480Vca rms, 50-50Hz • Courant nominal (AC1): 25A, 40A, 60A, 75A, 90A, 120A • Protection : IP20 • Montage: barre DIN et panneau • Entrée température universelle, précision 0,2% • Entrée numérique configurable • Sortie logique ou relais “refroidissement” • Mesure courrant de charge avec TA intégré • PID chaud/froid, sélection liquide de refroidissement, self-tuning, auto-tuning, soft-start • 4 alarmes générales, alarmes LBA et HB • 2 sorties relais configurables • Bus de terrain pour Master: std: “Modbus RTU” avec série RS485 opto-isolée opt: “Profibus DP”, “CANopen” , “DeviceNet” Principales applications • Extrudeuses matières plastiques • Presses à injection plastique • Souffleuses • Machines pour la transformation du plastique et du caoutchouc • Conditionneuses • Machines d’emballage • Processus thermiques avec chauffage électrique GENERALITES Innovant système intégré de thermorégulation de puissance, conçu pour les processus industriels de chauffage électrique. Son architecture a été optimisée pour le contrôle de la température des installations à zones multiples. Il se compose d’une unité de commande, c’est-à-dire le régulateur PID avec microprocesseur et dispositif de contrôle de da charge (TA et TV), ainsi que d’un module de puissance (SSR) avec dissipateur en aluminium. Le tout est incorporé dans une structure compacte, facile à installer et à utiliser. Modèles et communication Sa remarquable capacité de communication permet de s’interfacer avec l’environnement d’automatisation, sans limitations. Trois protocoles standard sont disponibles : Modbus RTU, Profibus DP et CANopen, implantés dans le Geflex “maître”, lequel communique à son tour avec un maximum de neuf Geflex “esclaves” par l’intermédiaire d’un bus interne. Chaque Geflex est en mesure de se syntoniser sur la vitesse de communication (baud9 du réseau) par le biais d’une séquence d’auto-apprentissage. Le “maître”, outre à assurer la connexion avec le PCL, les terminaux et le PC, est en mesure de piloter lui-même une boucle de régulation. Puissance Cinq variantes de courant sont proposées 25, 40, 60, 75, 90 et 120A - toutes avec une tension nominale 480V, monophasée. Pour contrôler des charges triphasées, le système comporte la connexion de trois Geflex : une unité “maître”, qui exécute le contrôle PID et envoie, par le bus interne, la commande de puissance vers deux autres unités “d’expansion”, pourvues d’un module SSR seulement. Le contrôle de puissance s’effectue au moyen d’un double SCR en anti-parallèle, principe de commutation zero crossing, avec un temps de cycle proportionnel configurable. Les connexions électriques de puissance et de contrôle sont entièrement séparées, afin d’augmenter la sécurité électrique et réduire les interférences électromagnétiques. Mécanique Les éléments mécaniques ont été soigneusement étudiés et testés afin d’assurer une facilité maximale de montage ainsi qu’une grande résistance aux vibrations et aux contraintes thermiques. Leds de diagnostic Dans la partie inférieure, trois leds indiquent l’état de fonctionnement du bus de terrain, les erreurs du capteur de température et l’état de pilotage de l’unité de puissance. Entrée de température L’entrée de température est universelle et permet de connecter plusieurs typologies de signaux : thermocouples, thermistances, entrée d’émetteurs 4...20mA, pouvant être définie uniquement via logiciel, sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des shunts externes d’adaptation. La précision de 0,2% est le gage d’un contrôle optimal du processus thermique. PID L’algorithme de contrôle s’adapte à tous les types de processus thermiques. Il existe 14 modes de contrôle différents : du simple réglage ON/OFF au PID simple ou double action chaud/froid (pour l’action de refroidissement, il suffit d’indiquer le liquide utilisé). Des algorithmes sophistiqués de modulation automatique des paramètres de régulation permettent un contrôle précise et efficace du processus, sans qu’il soit nécessaire l’intervention de l’opérateur. Sorties et entrée numérique Le système comprend jusqu’à un maximum de trois sorties : une de refroidissement relais (3A, 250V) ou logique (24Vdc, 35mA), et deux sorties (en option) d’alarme relais (3A, 250V). Les sorties sont configurables via logiciel au gré de l’utilisateur. Au moyen d’un bus interne, chaque “esclave” peut activer les deux sorties relais sur le “maître”, suite à une condition d’alarme, pour générer des signaux électriques d’autorisation ou de blocage, nécessaires pour garantir la sécurité de fonctionnement des installations technologiques. Cela réduit encore le câblage électromécanique. Au niveau logique, il y a quatre alarmes générales configurables en tant qu’absolues, relatives, directes, inversées, en fenêtre, en modalité latching (verrouillage) ou pas, exclue lors de la mise sous tension. L’entrée numérique étant toujours disponible, il est possible de sélectionner un des deux points de consigne pré-configurables, ou bien sélectionner le fonctionnement Manuel-Automatique, remettre la mémoire des alarmes à zéro ou encore habiliter la fonction hold. Sécurité, diagnostic Quatre alarmes générales, entièrement configurables, sont présentes au niveau logique. Un diagnostic efficace de la boucle de régulation permet de prévenir les pannes et d’intervenir à temps, par exemple en cas de rupture de la sonde ou de la charge. L’alarme LBA permet un contrôle soigné de la boucle de régulation, tandis que le transformateur de courant intégré permet de surveiller directement la charge et d’activer l’alarme HB en cas de panne de courant ou de SSR en court-circuit. Par ailleurs, l’option transformateur de tension (intégré) offre d’amples opportunités de monitorage de la tension de réseau, de la puissance et de l’énergie, avec d’importants avantages en termes de sécurité et d’efficience de l’installation. Il est possible de définir via software l’état des sorties d’alarme, ou bien une valeur préétablie de puissance à fournir en cas de panne de la sonde, afin d’assurer la continuité de service du module. Des leds spécifiques signalent en temps réel toute anomalie. Par ailleurs, un puissant diagnostic est disponible par voie série. Par une simple commande depuis l’entrée numérique, il est possible de désactiver la zone de régulation à l’aide de la “mis hors tension logiciel” de l’outil. Programmation Le système de supervision peut interroger chacun des “esclaves” pour obtenir des informations, programmer ou configurer chaque outil. Pour faciliter encore la configuration, il est prévu un kit de programmation depuis un PC portable ou palmaire, constitué d’une unité d’interface spécifique IRDA et de WINSTRUM : un programme guidé pour l’environnement Windows (voir fiche technique correspondante). CARACTERISTIQUES TECHNIQUES Entrées Plage d’entrée: 0...60mV. Temps d’échantillonnage: 120msec. Précision: 0,2% p.e.±1 points d’échelle à 25°C. Résolution: < 2µV pour plage 60mV. Filtre d’entrée: 0...20,0sec. Offset de zéro réglable dans la plage: -999...+999 points d’échelle. Entrée principale Thermocouple, thermistance, Linéaire. Application : variable de processus. Thermocouples: ITS90: J, K, R, S, T, B, E, N, U, G, D, C, personnalisés. Compensation joint froid : interne, automatique. Thermistance: Pt100 DIN 43710, J Pt100, personnalisée. Linéaires/Emetteurs: plage 0...60mV, 0...20mA, 0...1Vcc (configurable dans les limites). Possible linéarisation personnalisée à 32 segments. Contrôle de charge TA, TV internes: Ampèremétrique: plage 0...25, 40, 60, 75, 90, 120Aca Applications : contrôle du courant absorbé par la charge. Tension de ligne: plage 0...480Vca. Applications : contrôle de la tension de ligne, puissance. Entrée numérique PNP 24V, 8mA (isol. 3500V) Applications : Man/Auto, Loc/Rem, Hold, Reset alarmes, sélection points de consigne, Mise hors tension logiciel. Sorties Maximum 3 Relais / 1 Logique + 2 Relais. - Relais (Jusqu’à 3), NO, maxi 3A, 250V charge résistive. Application : refroidissement, alarmes. - Logique 24Vcc, 35mA. Application : refroidissement, alarme. - Continue 0...10V; 0/4...20mA Application : refroidissement, alarme. Communication numerique, Bus de terrain Transmission série asynchrone. Protocole std: MODBUS RTU RS485 2 fils, 1200...19200 bauds. Protocoles opt.: CAN OPEN 10K...1M bit/sec, PROFIBUS DP 9,6...12Mbit/sec. Sécurité Détection court-circuit ou ouverture de la sonde d’entrée, alarme de boucle ouverte (LBA), alarme de charge coupée (HB), surtempérature SCR. Fonctions contrôle de processus Régulation PID, PI, PD, P, On/Off, chaud, froid, chaud + froid avec sélection du liquide. Manuel/Automatique : Bumpless ou avec forçage manuel de la sortie. Tuning - Self-tuning : calcul des paramètres PID lors de la mise en marche du système. - Auto-tuning : réglage continu des valeurs PID. Fonctions spéciales Soft-start, limitation de la puissance, mise hors tension logiciel. Alarmes Jusqu’à 4: absolue, relative, symétrique, directe, inversée, Latching ou pas, LBA, HB. Référence: PV, SP, Entrée aux. (pour HB). Multiset Double point de consigne avec gradient sélectionnable depuis l’entrée numérique. Alimentation 24Vcc ±25%, max 5VA MODULE DE PUISSANCE TENSION NOMINALE PLAGE TENSION DE FONCTIONNEMENT TENSION NON REPETITIVE TENSION COMMUTATION POUR ZERO FREQUENCE NOMINALE FACTEUR DE PUISSANCE COURANT NOMINAL AC1 SURINTENSITE REPETITIVE (t=1s) SURINTENSITE NON REPETITIVE (t=20ms) I2t POUR FUSION (t=1...10ms) dv/dt CRITIQUE AVEC SORTIE DESACTIVEE TENSION ISOLEMENT NOMINALE IN/OUT TEMPERATURE DE FONCTIONNEMENT Hauteur Largeur Profondeur Poids Classe de protection Installation Notes Fusibles extra-rapides 25A 25A ≤ 40A ≤ 400A ≤ 645A2s 42mm 160mm 650gr FUS-025 40A 60A 75A 90A 480Vac 24...530Vac 1200Vp ≤ 20V 50...60Hz ≥ 0,5 40A 60A 75A 90A ≤ 50A ≤ 100A ≤ 100A ≤ 150A ≤ 600A ≤ 1150A ≤ 1500A ≤ 1500A ≤ 1010A2s ≤ 6600A2s ≤ 8000A2s ≤ 11200A2s 1000V/ms 4000V 0...80°C selon les courbes de dissipation 225mm 82mm 195mm 1300gr IP20 Guide DIN ou panneau Protection MOV FUS-040 FUS-080 42mm 195mm 850gr 120A 120A ≤ 150A ≤ 1500A ≤ 11200A2s 127mm 195mm 1500gr 127mm 195mm 1500gr 127mm 195mm 1600gr FUS-080 FUS-100 FUS-125N DESCRIPTION DE LA FACE AVANT GEFLEX 25A - 40A GEFLEX 60A - 75A - 90A - 120A PUISSANCE Témoin “présence haute tension” Bouton d’accrochage au guide DIN EN50022 Connexion “sortie de charge” Connexion “commun charge” Connexion “entrée ligne” Connexion de terre CONTROLE Led “Error” (rouge) Led “Status” (verte) Connexion avec module précédent Led “Main” (jaune) Sélection nœud Fieldbus Connexion avec module suivant Bornier sonde et alimentation Bornier sorties Connexion Bus de terrain COURBES DE DISSIPATION Courbes du courant nominal en fonction de la température ambiante. Geflex 25 Geflex 40 Geflex 75 Geflex 90 Geflex 60 Geflex 120 Puissance Thermique Dissipée: Pds = 1,6 x Irms (W) Irms = courant nominal de la charge monophasée N.B.: Les courbes du Geflex 120 se rapportent au dispositif muni de ventilateur de série en état de fonctionnement. PUISSANCE TABLEAU DE SELECTION DE LA COSSE DES BORNIERS DE PUISSANCE ET DE SIGNAL Taille Surface de contact borne (LxP) Diamètre trou cosse Section conducteur conseillée 25A 12 x 12mm 5mm 6mm2 60A 14 x 12mm 6mm 40A 75A-90A SIGNAL 120A 12 x 12mm 14 x 12mm 14 x 12mm Conducteur avec câble flexible 0,14 - 1,5mm2 / 28-16AWG 5mm 10mm2 6mm 25mm2 6mm 16mm2 35mm2 Conducteur avec cosse à embout et collier isolant 0,25 - 0,5mm2 / 24-20AWG Tournevis coupé lame 0,4 x 2,5mm TYPOLOGIE DE FONCTIONNEMENT Commutation Zero Crossing Commande depuis sortie logique sous tension V Entrée de contrôle ON ON OFF t V = Tension sur charge Puissance débitée = Puissance installée x TC / T DIMENSIONS D’ENCOMBREMENT ET DE DECOUPE 25/40A 60A 41 82 127 25 53 53 90/120A h 224 h (mm) 160 195 212 212 212 40 25A 40A ... 120A Montage sur la plaque électromagnétique par accrochage rapide avec guides DIN EN50022 ou bien par vis 5MA (voir GABARIT ci-contre) 25 53 53 EXEMPLES DE CONNEXION M S1 FUSE 10 LOAD 10 FUSE 2 FUSE 1 LOAD 2 LOAD 1 Connexion Modules MAITRE + ESCLAVE S9 BUS DE TERRAIN Maître ESCLAVE1 ESCLAVE9 M BUS DE TERRAIN Maitre VERS LE MAITRE GEFLEX SUIVANT E1 FUSE 3 FUSE 2 LOAD 3/3 FUSE 1 LOAD 2/3 Connexion triphasée LOAD 1/3 VERS LE MAITRE GEFLEX SUIVANT E2 RACCORDEMENT Digital communication “PROFIBUS DP” Puissance Connecteur D-SUB 9 pôles Male Ligne triphasée avec neutre Câble blindé 1 paire 22 AWG conformé PROFIBUS Depuis le réseau PROFIBUS LOAD Il est recommandé de connecter une résistance de 220Ω 1/4W entre les signaux “RxD/TxD-P” et “RxD/TxD-N”, une résistan-ce de 390Ω 1/4W entre les signaux “RxD/TxD-P” et “Vp” et une résistance de 390Ω 1/4W entre les signaux “RxD/TxD-N” et “DGND”, aux deux extrémités du réseau Profibus. FUSE Sortie Commun Entrée Digital communication “CANopen” Ligne triphasée sans neutre Connecteur D-SUB 9 pôles Femelle Câble blindé 2 paires 22/24 AWG conformé CANopen Depuis le réseau CANbus LOAD Il est recommandé de connecter une résistance de 124Ω 1/4W entre les signaux “CAN_L” et “CAN_H” aux deux extrémités du réseau CANbus. FUSE Sortie Commun Entrée Digital communication “MODBUS” Connecteur D-SUB 9 pôles Male Câble blindé 1 paire 22 AWG conformé MODBUS TX / RX+ TX / RX- Depuis le module précédent du réseau Modbus La connexion au réseau de l’Entrée et du Commun dépend de l’application. Pour la connexion du Commun, il suffit d’utiliser un câble ayant une section 0,5mm≈ / 20AWG Contrôle SCH Pt100 LIN INP LIN INP 3 fils Idc (20mA) Vdc (1V) + + T TC GND TX / RX+ TX / RX- Vers le module suivant du réseau Modbus + L+ Entrée numérique L+ M Alimentation (18...32Vdc) PE TX / RX+ TX / TX / RX- Depuis le réseau Modbus J3 GND Il est conseillé de connecter les broches 6 avec 7 et les broches 8 avec 9 sur le connecteur du dernier Geflex du réseau Modbus pour insérer la terminaison de ligne. Il est recommandé de brancher aussi le signal “GND” entre les dispositifs Modbus avec une distance de ligne > 100 mt. J1 1 1 7 8 J2 Digital communication “DeviceNet” Connecteur 5 pôles C3 Câble blindé 2 paires 22/24 AWG conformé DeviceNet C2 4 3 2 CAN_L C1 Depuis le réseau DeviceNet 1 V- Il est recommandé de connecter une résistance de 124Ω 1/4W entre les signaux “CAN_L” et “CAN_H” aux deux extrémités du réseau DeviceNet. OUT 3 (AL1) NA2 CAN_H SHIELD OUT 4 (AL2) NA3 5 V+ OUT 1 commande interne pour relais statique (CHAUD) (+) NA1 (-) Légende J1: Bornier sonde et alimentations J2: Bornier sortie vers relais J3: Connexion entre modules OUT 2 (COOL) (Sortie avec logique PNP18…32Vcc en option, non isolée de l’alimentation) SIGLE DE COMMANDE Maître GFX-M1 RR 480 P DIAGNOSTIC COURANT NOMINAL Base Maître 25-40A sans groupe statique Base Maître 60-120A sans groupe statique Relais 25A B40 B120 25 Relais 40A 40 Relais 60A 60 Relais 75A 75 Relais 90A 90 Relais 120A 120 P C DeviceNet D Ethernet Modbus TCP Esclave CV Transformateur d’intensité + Transformateur De Voltmètre RR Base Escalve 60-120A sans groupe statique Relais 25A 2 Relais 0 Aucune D Logique R Relais C Sortie continue 0...10V (0/4...20mA) 00 Aucune C0 Transformateur d’intensité CV Transformateur d’intensité + Transformateur De Voltmètre E GFX-S1 480 0 P DIAGNOSTIC COURANT NOMINAL Base Esclave 25-40A sans groupe statique Entrée Numérique PNP SORTIE DE REFROIDISSEMENT M CANopen Transformateur d’intensité SORTIES AUXILIAIRES INTERFACE BUS DE TERRAIN PROFIBUS DP C0 ENTREE NUMERIQUE 480 MODBUS RTU Aucune P TENSION NOMINALE 480Vca 00 B40 B120 25 Relais 40A 40 Relais 60A 60 Relais 75A 75 Relais 90A 90 Relais 120A 120 ENTREE NUMERIQUE P Entrée Numérique PNP SORTIE DE REFROIDISSEMENT 00 Aucune RR 2 Relais (**) TENSION NOMINALE 480Vca 480 SORTIE DE REFROIDISSEMENT Aucune 0 Logique D Relais R Sortie continue 0...10V (0/4...20mA) C Expansion GFX-E1 (**) Option non disponible pour les variantes de courant 75A, 90A et 120A 480 0 00 0 DIAGNOSTIC COURANT NOMINAL Base Expansion 25-40A sans groupe statique B40 Base Expansion 60-120A sans groupe statique B120 Relais 25A 0 25 Relais 40A 40 Relais 60A 60 Relais 75A 75 Relais 90A 90 Relais 120A 120 00 Aucune C0 Transformateur d’intensité CV Transformateur d’intensité + Transformateur De Voltmètre TENSION NOMINALE 480 480Vca La société GEFRAN spa se réserve le droit d’apporter à tout moment, sans préavis, des modifications, de nature esthétique ou fonctionnelle, à ses produits. Conformite C/UL/US File no. E198546 Produit conforme aux directives de l’Union Européenne 2004/108/CE et 2006/95/CE en référence aux normes génériques: EN 61326-1 EN (product), EN 61010-1 (sécurité) GEFRAN spa via Sebina, 74 - 25050 Provaglio d’Iseo (BS) Tel. 03098881 - fax 0309839063 - Internet: http://www.gefran.com DTS_GFX_05-2014_FRA