Schneider Electric Mise à la terre et compatibilité électromagnétique des systèmes automates - Principes et mesures de base Mode d'emploi

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Schneider Electric Mise à la terre et compatibilité électromagnétique des systèmes automates - Principes et mesures de base Mode d'emploi | Fixfr
Mise à la terre et compatibilité
électromagnétique des systèmes
automates
Principes et mesures de base
Manuel utilisateur
Traduction de la notice originale
33002440.11
02/2022
www.se.com
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nous n'aurons pas terminé ce processus, notre contenu pourra toujours contenir des termes
standardisés du secteur qui pourraient être jugés inappropriés par nos clients.
Principes et mesures de base
Table des matières
Consignes de sécurité ............................................................................................ 11
A propos de ce manuel ...........................................................................................13
Réglementations et normes ..................................................................................15
Réglementations et normes de l'UE .........................................................................16
Harmonisation des réglementations et des normes dans l'UE ..............................16
Directive CEM de l'UE.......................................................................................19
Directive européenne sur les machines ..............................................................21
Directive sur les basses tensions .......................................................................22
Comment trouver des directives européennes et des normes
harmonisées ....................................................................................................23
Normes internationales...........................................................................................25
Rôles des normes.............................................................................................25
Normes internationales .....................................................................................26
Normes adéquates pour les utilisateurs de systèmes d'automate .........................27
Mise à la terre et compatibilité électromagnétique (CEM) - Principes de
base ..........................................................................................................................29
Mise à la terre - Principes de base ...........................................................................30
Définitions : mise à la terre, mise à la masse, système de commun
d'alimentation...................................................................................................30
Prises de terre dans des systèmes en courant alternatif TT, TN et IT ....................32
Dangers pour les personnes dus à l'alimentation électrique .................................34
Choc électrique : causes et remèdes..................................................................35
Classes de protection pour les outillages électriques ...........................................37
Terre de protection............................................................................................38
Interférences électromagnétique et CEM .................................................................40
Différents types d’interférences, leurs effets et leurs causes.................................40
Effets des interférences sur une installation industrielle..................................41
Principe de l'influence des interférences - Modèle d'influence.........................42
Sources d’interférences...............................................................................43
Interférences et signaux parasites................................................................47
Paramètres d'interférences actifs .................................................................49
Superposition de signaux utiles et parasites dans les lignes.................................50
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Principes et mesures de base
Circuits électriques symétriques et asymétriques ..........................................50
Interférence symétrique...............................................................................51
Interférence en phase .................................................................................53
Conversion en phase-symétrique.................................................................54
Couplages des interférences .............................................................................55
Mécanismes de couplage des interférences..................................................55
Couplage galvanique ..................................................................................57
Couplage inductif ........................................................................................60
Couplage capacitif ......................................................................................63
Couplage à rayonnement ............................................................................66
Influence des ondes ....................................................................................67
Quelle mesure pour quel type de couplage ?.................................................67
Mesures de base en matière de compatibilité électromagnétique ...............................69
Compatibilité électromagnétique des systèmes de mise à la masse .....................70
Compatibilité de câblage CEM...........................................................................73
Mise en symétrie des circuits.............................................................................73
Torsion ............................................................................................................74
Réorganisation spatiale.....................................................................................74
Mesures relatives au câblage ............................................................................75
Blindage ..........................................................................................................75
Filtrage ............................................................................................................78
Mesures de CEM et de mise à la terre dans un système automatisé Directives .................................................................................................................80
Mesures pour l'ensemble de l'installation .................................................................81
Mesures pour les sources d'interférences...........................................................81
Directives pour la réorganisation des équipements..............................................82
Protection contre les décharges électrostatiques ................................................83
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre ..........................................................85
Combinaison de mise à la terre, mise à la masse et protection contre la foudre
et règles de sécurité primordiales.......................................................................85
Directives pour le système de mise à la masse dans les bâtiments.......................88
Directives pour la mise à la masse locale sur les équipements et
machines .........................................................................................................90
Directives pour l'installation d'un système de mise à la terre sur un îlot .................91
4
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Principes et mesures de base
Directives pour le système de mise à la terre et l'installation de mise à la
terre ................................................................................................................94
Directives pour la protection contre les surtensions et le dispositif
parafoudre .......................................................................................................97
Directives pour la mise à la terre et la mise à la masse pour les installations
couvrant plusieurs bâtiments .............................................................................99
Directives pour la création de connexions à la masse ........................................ 100
Alimentation......................................................................................................... 105
Comment planifier l'alimentation ...................................................................... 105
Directives pour l'alimentation ........................................................................... 106
Armoires électriques et machines .......................................................................... 108
Directives pour l'organisation des équipements dans l'armoire électrique ou
dans une machine .......................................................................................... 108
Directives pour la mise à la masse et la mise à la terre dans une armoire
électrique....................................................................................................... 111
Exemples de raccordement ............................................................................. 114
Directives pour le système de commun d'alimentation dans l'armoire
électrique....................................................................................................... 115
Directives pour le câblage dans une armoire électrique ..................................... 117
Directives pour les matériaux et l'éclairage dans l'armoire électrique .................. 118
Directives pour l'installation de filtres dans une armoire électrique ...................... 119
Câblage............................................................................................................... 123
Classification des signaux selon leur comportement en matière de CEM ............ 123
Directives pour le choix des câbles .................................................................. 124
Directives pour la combinaison de signaux dans les câbles, les faisceaux de
conducteurs et les fiches de raccordement ....................................................... 126
Directives pour la pose en parallèle et le croisement de câbles .......................... 127
Directives pour la connexion à la masse des blindages de câble ........................ 129
Directives pour la mise à la masse des conducteurs non utilisés ........................ 132
Directives pour l'installation des câbles ............................................................ 132
Directives pour le cheminement du câblage...................................................... 134
Directives pour les câbles couvrant plusieurs bâtiments .................................... 137
Famille Quantum .................................................................................................. 139
Famille Quantum.................................................................................................. 140
Utilisation de piles comme sources d'alimentation CC ....................................... 140
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Principes et mesures de base
Informations générales ................................................................................... 141
Alimentation CA et mise à la terre .................................................................... 143
Alimentation CC et mise à la terre .................................................................... 147
Considérations relatives à la terre analogique................................................... 152
Installation d'un système fermé........................................................................ 159
Famille Momentum ............................................................................................... 162
Famille Momentum............................................................................................... 163
Structure du système d'alimentation................................................................. 163
Sélection des alimentations ............................................................................. 165
Configuration avec source d'alimentation unique............................................... 166
Circuits de protection pour actionneurs CC ....................................................... 169
Circuits de protection pour actionneurs CA ....................................................... 171
Valeurs conseillées des composants des actionneurs CA et CC ......................... 172
Mise à la terre des appareils Momentum .......................................................... 172
Mise à la terre des armoires et des bornes du rail DIN ....................................... 174
Mise à la terre des lignes d'E/S analogiques ..................................................... 176
Famille Premium ................................................................................................... 178
Conformité standard et données assignées à la CEM ............................................. 179
Normes et Certifications .................................................................................. 179
Conditions de service et prescriptions liées à l'environnement............................ 180
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations électriques TSX PSY .............. 187
Connexion d'un rack TSX RKY à la terre .......................................................... 187
Comment monter les modules processeurs ...................................................... 188
Précautions à prendre lors du remplacement d’un processeur PCX 57 ............... 191
Règles de raccordement des alimentations TSX PSY........................................ 191
Raccordement de modules d'alimentation pour réseau à courant
alternatif ........................................................................................................ 194
Raccordement des modules d'alimentation à courant continu à partir d’un
réseau à courant alternatif............................................................................... 196
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP .............................................. 201
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1011/1021 ......................................... 202
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1051 ................................................. 204
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1101.................................................. 205
Raccordement des modules d'alimentation TSX SUP A02 ................................. 207
Raccordement des modules d'alimentation TSX SUP A05 ................................. 209
6
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Principes et mesures de base
Précautions générales .................................................................................... 211
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY ....................................................................... 214
Choix des alimentations à courant continu pour capteurs et pré-actionneurs
associés aux modules d'entrées/sorties TOR.................................................... 214
Précautions et règles générales de câblage des modules d'entrées/sorties
TOR .............................................................................................................. 215
Raccordement des modules d'E/S TOR : modules à connecteur HE10 ............... 219
Méthodes de connexion des modules d'E/S TOR : raccordement des modules
à bornier à vis................................................................................................. 221
Raccordement des modules d'E/S TOR aux interfaces TELEFAST à l'aide d'un
connecteur HE10............................................................................................ 222
Modules de sécurité TSX PAY ............................................................................... 225
Description générale du module de sécurité ..................................................... 225
Précautions en matière de câblage .................................................................. 226
Dimensions et longueur des câbles.................................................................. 227
Modules de comptage TSX CTY............................................................................ 230
Principe de raccordement des capteurs de comptage de type codeur ................. 230
Règles générales de mise en œuvre ................................................................ 231
Connexion de l'alimentation du codeur ............................................................. 234
Précautions de câblage................................................................................... 235
Modules de commande axiale TSX CAY ................................................................ 238
Prescriptions générales de câblage ................................................................. 238
Modules de commande du moteur pas à pas TSX CFY........................................... 239
Précautions générales de câblage ................................................................... 239
Précautions de câblage................................................................................... 240
Modules de came électroniques TSX CCY 1128 ..................................................... 243
Précaution d’installation du TSX CCY 1128 ...................................................... 243
Instructions générales de câblage.................................................................... 244
Sélection et protection des alimentations auxiliaires .......................................... 245
Choix des codeurs pour le TSX CCY 1128........................................................ 246
Raccordement de l'alimentation codeur du TSX CCY 1128 ................................ 249
Règles de câblage et précautions spécifiques à TELEFAST .............................. 252
Modules analogiques TSX AEY/ASY ..................................................................... 256
Précautions de câblage des modules analogiques ............................................ 256
Module de pesage TSX ISPY100/101 .................................................................... 259
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Principes et mesures de base
Recommandations pour l'installation d'un système de mesure ........................... 259
Recommandations pour le câblage .................................................................. 261
Raccordement des sorties TOR des modules de pesage ................................... 262
Réseaux ................................................................................................................. 264
Profibus............................................................................................................... 265
Câblage ......................................................................................................... 265
Mise à la terre et blindage sur les équipements à équipotentielle ........................ 267
Mise à la terre et blindage sur les équipements sans équipotentielle................... 268
Protection contre les surtensions sur les lignes de bus (parafoudre) ................... 270
Décharge statique des câbles longs PROFIBUS DP ......................................... 272
Borne de décharge capacitive GND 001........................................................... 273
Interbus ............................................................................................................... 275
Installation de la vis de mise à la terre de l'adaptateur de communication
Momentum..................................................................................................... 275
Protection équipotentielle centralisée de l'INTERBUS ....................................... 278
Protection contre les surtensions sur les lignes de bus distant
(parafoudres) ................................................................................................. 279
Ethernet .............................................................................................................. 282
Règles de base .............................................................................................. 282
Pésentation .............................................................................................. 282
Raccordement à la terre et mise à la masse................................................ 283
Mode Différentiel et Mode Commun ........................................................... 285
Câblage des masses et du neutre .............................................................. 286
Choix du câblage électrique Transparent Factory ........................................ 288
Sensibilité des différentes familles de câbles............................................... 289
Règles de câblage .......................................................................................... 289
Première règle de câblage......................................................................... 290
Deuxième règle de câblage ....................................................................... 290
Troisième règle de câblage........................................................................ 291
Utilisation des chemins de câbles .................................................................... 291
Principes de base sur l'utilisation des chemins de câbles ............................. 291
Modes de vérification de la longueur d'un câble homogène .......................... 296
Mode de vérification de la longueur d'un câble hétérogène........................... 298
Autres effets protecteurs ........................................................................... 299
Liaisons entre bâtiments ................................................................................. 300
8
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Principes et mesures de base
Câblage des liaisons électriques ................................................................ 300
Protection contre les intrusions .................................................................. 301
Utilisation de la fibre optique............................................................................ 302
Choix du type de connexion optique ........................................................... 302
Mise en place des chemins optiques .......................................................... 302
Réseau Modbus Plus ........................................................................................... 304
Raccordement et mise à la terre de Modbus Plus.............................................. 304
Répéteurs à fibre optique ................................................................................ 308
Réseau RIO......................................................................................................... 310
Mise à la terre de réseaux d'E/S distantes ........................................................ 310
Index ....................................................................................................................... 313
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9
Consignes de sécurité
Principes et mesures de base
Consignes de sécurité
Informations importantes
Lisez attentivement ces instructions et examinez le matériel pour vous familiariser avec
l'appareil avant de tenter de l'installer, de le faire fonctionner, de le réparer ou d'assurer sa
maintenance. Les messages spéciaux suivants que vous trouverez dans cette
documentation ou sur l'appareil ont pour but de vous mettre en garde contre des risques
potentiels ou d'attirer votre attention sur des informations qui clarifient ou simplifient une
procédure.
La présence de ce symbole sur une étiquette “Danger” ou “Avertissement” signale un
risque d'électrocution qui provoquera des blessures physiques en cas de non-respect
des consignes de sécurité.
Ce symbole est le symbole d'alerte de sécurité. Il vous avertit d'un risque de blessures
corporelles. Respectez scrupuleusement les consignes de sécurité associées à ce
symbole pour éviter de vous blesser ou de mettre votre vie en danger.
!
DANGER
DANGER signale un risque qui, en cas de non-respect des consignes de sécurité, provoque
la mort ou des blessures graves.
!
AVERTISSEMENT
AVERTISSEMENT signale un risque qui, en cas de non-respect des consignes de sécurité,
peut provoquer la mort ou des blessures graves.
!
ATTENTION
ATTENTION signale un risque qui, en cas de non-respect des consignes de sécurité, peut
provoquer des blessures légères ou moyennement graves.
AVIS
AVIS indique des pratiques n'entraînant pas de risques corporels.
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Principes et mesures de base
Consignes de sécurité
Remarque Importante
L'installation, l'utilisation, la réparation et la maintenance des équipements électriques
doivent être assurées par du personnel qualifié uniquement. Schneider Electric décline
toute responsabilité quant aux conséquences de l'utilisation de ce matériel.
Une personne qualifiée est une personne disposant de compétences et de connaissances
dans le domaine de la construction, du fonctionnement et de l'installation des équipements
électriques, et ayant suivi une formation en sécurité leur permettant d'identifier et d'éviter les
risques encourus.
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A propos de ce manuel
Principes et mesures de base
A propos de ce manuel
Objectif du document
Ce manuel est destiné aux utilisateurs amenés à configurer et à installer des systèmes
automates Schneider Electric et contient des informations sur la mise à la terre et les
mesures de compatibilité électromagnétique.
Ses objectifs sont les suivants :
•
présenter certains problèmes d'ordre général liés à la mise à la terre et à la
compatibilité électromagnétique,
•
faciliter la sélection de la mise à la terre et des mesures de compatibilité
électromagnétique dans l'ensemble du système (machine ou système),
•
fournir des directives de configuration et d'installation des composants Schneider
Electric en ce qui concerne la mise à la terre et la compatibilité électromagnétique.
La section 1 contient des informations relatives aux réglementations de l'Union européenne
(UE) et de l'Amérique du Nord. Elle comprend également des renvois aux normes
internationales.
La section 2 fournit des informations de base sur la mise à la terre et les perturbations
électromagnétiques. Vous y trouverez aussi des renseignements sur les mesures standard
de compatibilité électromagnétique regroupées par type.
La section 3 renferme des recommandations par zone sur les mesures de compatibilité
électromagnétique et de mise à la terre au sein d'un système automatisé.
Les sections 4 à 6 comportent des informations particulières de configuration et
d'installation pour les trois familles d'automates Schneider suivantes :
•
Quantum
•
Premium
•
Momentum
NOTE: Pour les plateformes Modicon M340 et M580, reportez-vous aux
documentations fournies avec le produit.
La section 7 contient des informations particulières de configuration et d'installation
destinées aux composants réseau suivants :
•
Modbus Plus
•
E/S distantes
•
PROFIBUS
•
INTERBUS
•
Ethernet
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Principes et mesures de base
A propos de ce manuel
NOTE: Vous trouverez des informations complémentaires sur la mise à la terre et les
mesures de compatibilité électromagnétique (CEM) dans la documentation Electrical
installation guide.
Champ d'application
Ce document est applicable à EcoStruxure™ Control Expert 14.1 ou version ultérieure.
Les caractéristiques techniques des équipements décrits dans ce document sont également
fournies en ligne. Pour accéder aux informations en ligne, allez sur la page d'accueil de
Schneider Electric www.se.com/ww/en/download/.
Les caractéristiques présentées dans ce manuel devraient être identiques à celles fournies
en ligne. Toutefois, en application de notre politique d'amélioration continue, nous pouvons
être amenés à réviser le contenu du document afin de le rendre plus clair et plus précis. Si
vous constatez une différence entre le manuel et les informations fournies en ligne, utilisez
ces dernières en priorité.
Document(s) à consulter
Titre de la documentation
Référence
Electrical installation guide
EIGED306001EN (English)
Quantum sous EcoStruxure™ Control Expert - Manuel
de référence du matériel
35010529 (anglais), 35010530 (français), 35010531
(allemand), 35013975 (italien), 35010532 (espagnol),
35012184 (chinois)
Quantum sous EcoStruxure™ Control Expert - Entrées/
sorties TOR et analogiques - Manuel de référence
35010516 (anglais), 35010517 (français), 35010518
(allemand), 35013970 (italien), 35010519 (espagnol),
35012185 (chinois)
Embase Modicon Modicon Momentum - Guide de
l'utilisateur
31001697 (anglais), 709604 (français), 709136
(allemand), 31007277 (italien), 31002238 (espagnol),
31007104 (chinois)
Premium et Atrium sous EcoStruxure™ Control Expert Processeurs, racks et modules d’alimentation - Manuel
de mise en œuvre
35010524 (anglais), 35010525 (français), 35006162
(allemand), 35012772 (italien), 35006163 (espagnol),
35012773 (chinois)
TSX Momentum - Adaptateur de bus pour INTERBUS
- Manuel utilisateur
33002285 (anglais), 33002286 (français), 33002284
(allemand), 35014437 (italien), 33002287 (espagnol),
31007108 (chinois)
Vous pouvez télécharger ces publications, le présent manuel et autres informations
techniques depuis notre site web à l'adresse : www.se.com/en/download/.
14
33002440.11
Principes et mesures de base
Réglementations et normes
Contenu de cette partie
Réglementations et normes de l'UE...........................................16
Normes internationales ............................................................25
Introduction
Cette partie comprend des explications sur les réglementations légales en matière de CEM
et de mise à la terre pour les équipements et machines sur lesquels des systèmes
d'automate sont utilisés.
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15
Principes et mesures de base
Réglementations et normes de l'UE
Réglementations et normes de l'UE
Contenu de ce chapitre
Harmonisation des réglementations et des normes dans
l'UE.........................................................................................16
Directive CEM de l'UE ..............................................................19
Directive européenne sur les machines .....................................21
Directive sur les basses tensions ..............................................22
Comment trouver des directives européennes et des normes
harmonisées............................................................................23
Introduction
Ce chapitre explique la base juridique ainsi que le rôle des normes dans l'UE pour les
équipements et machines sur lesquels des systèmes d'automate sont utilisés.
Harmonisation des réglementations et des normes
dans l'UE
Harmonisation au sein de l'UE
Par harmonisation au sein de l'UE, on entend adaptation des réglementations légales des
différents états membres. Pour les produits techniques, les exigences sont uniformisées afin
d'éviter toute entrave aux échanges commerciaux. Des directives européennes visant à
uniformiser les réglementations légales des différents pays membres sont mises au point
afin d'harmoniser ces exigences techniques. Ces directives définissent les exigences de
base auxquelles les produits doivent satisfaire pour pouvoir être utilisés dans les pays
membres de l'UE.
Directives européennes
Les directives européennes ne sont certes pas des lois car aucune loi ne peut être
promulguée au niveau européen. Mais ce n'est qu'un aspect formel de la chose car les pays
membres sont tenus d'intégrer le contenu des directives européennes dans leur législation
nationale. Ainsi, les exigences formulées dans les directives européennes sont, tôt ou tard,
intégrées de facto dans la législation en vigueur au sein de l'UE.
16
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Réglementations et normes de l'UE
Principes et mesures de base
Voici quelques exemples de directives européennes : Directive sur les machines, Directive
sur les basses tensions, Directive CEM, Directive sur les jouets, etc.
Respectez les réglementations locales !
NOTE: En plus de ce manuel, il est impératif de s'informer sur les réglementations
légales et les normes applicables au niveau local. Ce manuel n'offre qu'une vue
d'ensemble.
Directives applicables aux utilisateurs des automates
La CEM et la sécurité du matériel électrique sont régies par les directives suivantes :
•
Directive sur les basses tensions
Directive 73/23/CEE du Conseil, du 19 février 1973, concernant le rapprochement des
législations des Etats membres relatives au matériel électrique destiné à être employé
dans certaines limites de tension
•
Directive sur les machines
Directive 98/37/CE du Parlement européen et du Conseil, du 22 juin 1998, concernant
le rapprochement des législations des Etats membres relatives aux machines
•
Directive CEM
Directive 89/336/CEE du Conseil, du 3 mai 1989, concernant le rapprochement des
législations des Etats membres relatives à la compatibilité électromagnétique
Déclaration de conformité et marque CE
Le fabricant du produit ou les personnes qui introduisent ledit produit au sein de l'UE doivent
confirmer dans ce que l'on appelle la déclaration de conformité que le produit en question
répond aux exigences de la directive applicable. Les produits doivent également être
identifiés par une marque CE.
NOTE: En règle générale, la conformité du produit est vérifiée et confirmée par le
fabricant. Il appose lui-même la marque CE. Pour certains produits spécifiques
présentant un danger particulier, des contre-vérifications par des laboratoires externes
sont requises (par exemple pour les équipements de travail du bois ou pour les
presses).
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Principes et mesures de base
Réglementations et normes de l'UE
Normes harmonisées
Les normes européennes harmonisées sont des normes qui ont été définies par les instituts
de normalisation européens CEN et CENELEC et qui ont été reconnues par l'UE comme
des normes harmonisées. Ces normes indiquent précisément de quelle manière se
conformer aux exigences des directives européennes. Chaque directive fait l'objet d'un
certain nombre de normes harmonisées.
Rôle des normes harmonisées
Lorsque l'on travaille en se basant sur ces normes, on peut partir du principe que la
conformité est respectée. Le respect des normes n'est cependant pas juridiquement
obligatoire. Satisfaire d'une autre manière aux exigences prescrites par la directive et la
législation nationale correspondante est tout aussi légal. L'utilisation des normes a
cependant un avantage : elle facilite la déclaration de conformité ainsi que la justification en
cas de litige.
NOTE: Il ne suffit cependant pas de respecter les normes. Les normes ne doivent être
considérées que comme des exigences minimales à respecter. Elles représentent
uniquement l'état de la technique par opposition à l'état plus global de la science et de la
technique.
Types de normes :
Il existe trois types de normes européennes :
•
norme européenne (EN...)
En principe, on s'efforce d'aboutir à une norme européenne. Une EN est une
réglementation européenne concernant un sujet technique qui est rédigée en
collaboration avec les groupes techniques intéressés des différents pays membres du
CEN ou du CENELEC qui doivent l'approuver avant sa publication. Les normes
européennes doivent être intégrées aux normes nationales sans être modifiées. Les
normes nationales allant à leur encontre doivent être abolies.
•
document d'harmonisation (HD...)
Des documents d'harmonisation peuvent être rédigés à la place des normes
européennes lorsqu'il n'est pas nécessaire de transposer ces normes à l'identique dans
les normes nationales ou s'il n'a été possible d'aboutir à un compromis qu'en autorisant
des dérogations nationales.
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Réglementations et normes de l'UE
•
Principes et mesures de base
prénorme européenne (ENV...)
Une prénorme européenne (ENV) est introduite par le CEN et le CENELEC afin de
permettre d'aboutir rapidement à une prise de décision commune. Elle est
provisoirement applicable et indicative dans les domaines particulièrement innovants,
comme par exemple dans le domaine informatique.
Les normes sont divisées dans les types suivants selon le domaine d'application :
•
Type A (normes générales)
Elles comprennent des réglementations techniques qui ne sont pas spécifiques au
produit.
•
Type B (normes de groupe)
•
Type C (normes de produit)
Elles comprennent des réglementations techniques destinées à des produits ou des
familles de produits spécifiques.
Les normes de produits complètent les normes générales, mais ne doivent en aucun
cas les contredire.
Normes de produit
Les normes de produit s'appliquent à des groupes de produits spécifiques. Une norme de
produit renvoie aux normes générales applicables au produit en question. Le regroupement
dans un seul document des différentes exigences relatives à un groupe de produits
spécifique limite au maximum l'effort de recherche que doit effectuer le fabricant.
NOTE: Les exigences prescrites dans les normes de produit sont prioritaires sur celles
des normes générales.
Exemple : La norme de produit relative aux périphériques et automates programmables
porte le numéro EN 61131.
Directive CEM de l'UE
Directive CEM
La directive européenne CEM, définie en 1989, a permis d'harmoniser les législations
existantes relatives à la compatibilité électromagnétique des produits techniques au sein
des Etats membres. La directive CEM a été mise en oeuvre dans chacun des Etats
membres via une loi nationale sur la CEM.
33002440.11
19
Principes et mesures de base
Réglementations et normes de l'UE
Exigences
La directive CEM exige des équipements qu'ils fonctionnent de manière satisfaisante dans
l'environnement électromagnétique, conformément à leurs spécifications, sans causer
d'interférences électromagnétiques qui pourraient porter préjudice au bon fonctionnement
des équipements voisins.
Normes harmonisées
Les exigences de protection sont considérées comme remplies lorsque les équipements
respectent les normes européennes harmonisées applicables.
Validité
La directive CEM s'applique à tous les équipements susceptibles de causer des
interférences électromagnétiques ou dont le fonctionnement pourrait être altéré par de telles
interférences.
Il s'agit de tous les appareils électriques et électroniques ainsi que des installations et
appareils qui comprennent des composants électriques ou électroniques.
Cette directive réglemente les conditions à remplir pour
•
la mise en circulation,
•
la fabrication et
•
l'utilisation de tels équipements.
Quelles sont les normes européennes harmonisées
applicables ?
Les normes harmonisées sont des normes dont le fondement est publié dans le journal
officiel de la Communauté européenne. L'adjectif "applicable" signifie que ces normes
traitent d'une manière générale ou spécifique des exigences de CEM pour le type de
produits en question.
20
33002440.11
Réglementations et normes de l'UE
Principes et mesures de base
Directive européenne sur les machines
Directive sur les machines
La directive européenne sur les machines, définie en 1989 et amendée en 1998, a permis
une harmonisation des législations des Etats membres relatives à la sécurité des machines.
Depuis le 1er juin 1995, la directive sur les machines est mise en oeuvre dans la législation
nationale de chacun des Etats membres et des Etats candidats à l'adhésion à l'Union
européenne.
Exigences
La directive sur les machines définit les exigences générales fondamentales en matière de
sécurité et de santé pour les machines et les dispositifs de sécurité qui sont autant de
conditions à respecter pour pouvoir mettre en circulation lesdits produits. Ces exigences de
base en matière de sécurité et de santé sont complétées par un ensemble d'exigences
détaillées spécifiques à chaque type de machine.
Validité
La directive sur les machines s'applique aux machines et dispositifs de sécurité.
Le terme machine est à prendre au sens large et couvre la combinaison de machines sur
une installation.
•
un ensemble de pièces ou dispositifs reliés les uns aux autres, dont au moins un est
mobile, ainsi que, le cas échéant, un ensemble d'équipements de commande, de
circuits de commande ou d'alimentation, etc., qui sont utilisés ensemble pour une
application spécifique, comme le traitement, la manipulation, le déplacement et la
préparation de matériaux
•
un ensemble de machines qui, afin de fonctionner, sont regroupées et reliées de telle
manière qu'elles fonctionnent sous la forme d'un ensemble.
•
un équipement interchangeable visant à modifier le fonctionnement d'une machine qui
est ajouté après la mise en circulation par l'opérateur lui-même sur sa machine ou sur
un ensemble de plusieurs machines, le cas échéant à un véhicule tracteur, dans la
mesure où cet équipement n'est pas une pièce détachée ou un outil.
Dispositif de sécurité, dans la mesure où il ne s'agit pas d'un équipement interchangeable,
un dispositif qui est mis en circulation par le fabricant ou par ses représentants établis dans
la communauté dans l'objectif d'assurer une fonction de sécurité dans le transport et dont la
panne ou le dysfonctionnement met en danger la sécurité ou la santé des personnes se
trouvant à proximité de la machine.
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21
Principes et mesures de base
Réglementations et normes de l'UE
Exceptions
Un certain nombre de produits n'est pas concerné par la directive : moyen de transport pour
les personnes, chaudières, installations nucléaires, armes, etc.
Directive sur les basses tensions
Titre détaillé
Le titre détaillé de la directive sur les basses tensions est :
Directive européenne 73/23/CEE concernant la sécurité de dispositifs électriques
Objectif de la directive sur les basses tensions
La directive sur les basses tensions (1973) a pour objectif d'harmoniser au sein de l'UE les
exigences en matière de sécurité pour les dispositifs électriques à basses tensions afin
d'éviter toute entrave aux échanges commerciaux.
Validité
La directive sur les basses tensions s'applique aux dispositifs électriques utilisés avec une
tension nominale comprise entre 50 et 1 000 V c.a, respectivement 75 et 1 500 V c.c.
Exceptions :
22
•
dispositif électrique utilisé dans une atmosphère explosive
•
dispositif électroradiologique et électromédical
•
pièces électriques des ascenseurs et monte-charge
•
compteurs électriques
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Réglementations et normes de l'UE
Principes et mesures de base
Comment trouver des directives européennes et
des normes harmonisées
Pourquoi uniquement les sources provenant d'Internet
Internet s'est développé a tel point qu'il est devenu le premier outil de recherche
d'informations. C'est pourquoi nous ne citons que des sites Internet.
Recherche de directives européennes
Vous trouverez le texte original des directives européennes sur le site Web de la
Commission européenne. Ce site est disponible dans chacune des langues officielles de
l'UE.
Etape
Procédure
1
Allez sur le site de la Commission européenne à l'adresse suivante : http://ec.europa.eu/.
2
Sélectionnez : Législation en vigueur
3
Sélectionnez Matériel électrique.
> Politique industrielle et marché intérieur.
Résultat : vous accédez à la liste des directives européennes relatives au matériel électrique,
chacune comportant un lien vers le texte complet de la directive.
Recherche de normes harmonisées
Vous trouverez une liste actualisée des normes européennes harmonisées pour chaque
directive européenne sur le site du CENELEC, le comité européen de normalisation
électrotechnique :
Etape
Procédure
1
Allez sur le site du CENELEC à l'adresse suivante : http://www.cenelec.eu.
2
Sélectionnez Search
> Standardization Activities.
Résultat : un formulaire s'affiche, avec différents champs qui vous permettent d'entrer vos
critères de recherche.
3
33002440.11
Dans la zone de liste Keywords, sélectionnez un thème. Par exemple, EMC.
23
Principes et mesures de base
Etape
Réglementations et normes de l'UE
Procédure
4
Dans la liste Directive(s), sélectionnez une directive européenne. Par exemple, 73/23/CEE.
5
Confirmez vos définitions en cliquant sur OK.
Résultat : vous obtenez une liste de normes correspondant à vos critères de recherche.
24
33002440.11
Normes internationales
Principes et mesures de base
Normes internationales
Contenu de ce chapitre
Rôles des normes ....................................................................25
Normes internationales ............................................................26
Normes adéquates pour les utilisateurs de systèmes
d'automate ..............................................................................27
Introduction
Ce chapitre concerne les normes techniques internationales relatives aux installations et
machines utilisant des systèmes d'automate.
Il explique l'objectif des normes et leur rôle dans le cadre des réglementations légales. Il
donne également quelques notes concrètes sur les normes pertinentes.
Rôles des normes
Importance des normes
Les composants d'un système d'automate sont finalisés, contrôlés et certifiés ou autorisés
en fonction des normes et lois applicables dans chacun des pays d'utilisation.
Le fabricant, mais également l'utilisateur de systèmes d'automate, doivent être au courant
de la législation et des normes en vigueur. En effet, un système automatisé comprenant des
composants d'un système d'automate doit répondre à certaines exigences légales. Pour
respecter les réglementations légales, les normes s'avèrent très utiles, voire indispensables,
car elles représentent l'état de la technique.
Normes et législation
NOTE: Même si les normes peuvent apporter une certaine sécurité en matière juridique
pour les questions de garantie du produit, elles ne sont en aucun cas des normes
légales. Les instituts de normalisation n'engagent en aucun cas leur responsabilité lors
de l'utilisation des normes. L'applicabilité des normes est contrôlée par le fabricant
concerné à l'aide d'une analyse des risques, conformément à la directive sur les
machines.
33002440.11
25
Principes et mesures de base
Normes internationales
Qu'est-ce que la normalisation ?
La normalisation est l'uniformisation d'éléments matériels et immatériels à l'usage de la
collectivité. Cette harmonisation est menée de manière planifiée et communautaire via les
groupes techniques concernés. A l'exception des normes d'entreprise, la normalisation a
lieu au niveau national et international.
La normalisation a les objectifs suivants :
•
encouragement de la rationalisation et de l'assurance qualité dans les domaines
économiques, techniques et administratifs.
•
amélioration de la sécurité pour les personnes et les biens
•
amélioration de la qualité dans tous les domaines de la vie
Normes internationales
Normes internationales
Il existe dans de nombreux domaines des normes reconnues au niveau mondial, en
particulier pour l'électrotechnologie. Les efforts entrepris au niveau international ont permis
d'élaborer 10 000 normes qui peuvent être directement appliquées ou être intégrées dans
les normes définies par les différents pays. Ces normes internationales sont élaborées par
des instituts de normalisation internationaux.
ISO
L'organisation internationale de normalisation (ISO) comprend 90 pays qui travaillent
ensemble via leurs instituts de normalisation nationaux. Les normes internationales
concernant les systèmes d'assurance qualité ISO 9000 à 9004 sont un exemple très connu
du travail mené par cette organisation.
IEC
La commission électrotechnique internationale (IEC) est responsable de la normalisation
dans le domaine de l'électrotechnologie. On constate dans ce domaine une conformité
presque parfaite avec les normes harmonisées européennes, ce qui se reflète également
dans la numérotation des normes qui est très souvent identique.
26
33002440.11
Normes internationales
Principes et mesures de base
CISPR
Le CISPR est le Comité international spécial des perturbations radioélectriques. L'objectif
des publications et recommandations du CISPR est la lutte contre les interférences radio.
Les publications du CISPR comprennent en particulier des recommandations relatives aux
procédures de contrôle et aux valeurs limites d'émission spécifiques aux produits
électriques et électroniques.
Normes adéquates pour les utilisateurs de
systèmes d'automate
Introduction
Les normes indiquées ci-après sont une sélection des principales normes européennes et
internationales concernant les utilisateurs de systèmes d'automate.
Normes de produit
NOTE: Même si les normes peuvent apporter une certaine sécurité en matière juridique
pour les questions de garantie du produit, elles ne sont en aucun cas des normes
légales. Les instituts de normalisation n'engagent en aucun cas leur responsabilité lors
de l'utilisation des normes. Seules les réglementations légales de chaque état sont
obligatoires.
Les normes européennes et internationales suivantes définissent des exigences en matière
de sécurité et de CEM pour les utilisateurs de systèmes d'automate. Nous avons sciemment
limité cette sélection qui comprend principalement des normes spécifiques aux produits.
Sous chaque norme, vous trouverez une liste d'autres normes qui ne dépendent pas du
produit et qui peuvent s'appliquer à votre mode d'utilisation.
N° EN
N° IEC correspondant
Titre
EN 61131-4
IEC 61131-4
Automates programmables Partie 4 : directives
pour l'utilisateur
EN 50178
IEC 62103
Equipement électronique utilisé dans les
installations de puissance
EN 60439-1
IEC 60439-1
Ensembles d'appareillages à basse tension
EN 60950
IEC 950
Sécurité des matériels de traitement de
l'information
33002440.11
27
Principes et mesures de base
Normes internationales
Normes indépendantes des produits
Les normes européennes et internationales suivantes définissent des exigences en
matières de sécurité et de CEM qui ne dépendent pas des produits et qui peuvent
s'appliquer à votre mode d'utilisation.
N° EN
N° IEC correspondant
Titre
HD 384.4.41
IEC 60364-4-41
Installations électriques des bâtiments - Partie 4 :
Protection pour assurer la sécurité
Chapitre 41 : Protection contre les chocs
électriques
28
EN 61140
IEC 61140
Protection contre les chocs électriques. Aspects
communs aux installations et aux matériels
EN 60204-1
IEC 60204-1
Sécurité des machines - Equipements électriques
des machines
EN 50310
Application de liaison équipotentielle et de mise à
la terre dans les locaux avec équipement de
technologie de l'information
EN 50174-1
Technologies de l'information - Installation de
câblage - Partie 1 : Spécification et assurance
qualité
DIN EN 50174-2
Technologies de l'information - Installation de
câblage - Partie 2 : Planification et pratiques
d'installation à l'intérieur des bâtiments
33002440.11
Principes et mesures de base
Mise à la terre et compatibilité
électromagnétique (CEM) - Principes de base
Contenu de cette partie
Mise à la terre - Principes de base.............................................30
Interférences électromagnétique et CEM ...................................40
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique ...................................................................69
Introduction
Cette partie comprend les principes de base sur les différents thèmes abordés dans ce
manuel : mise à la terre et compatibilité électromagnétique.
Cette partie comprend des définitions de termes et des explications des rapports physiques
qui sont utiles et nécessaires pour l'exécution ultérieure des mesures concernées.
Les directives relatives à la configuration se trouvent dans la rubrique Mesures de CEM et
de mise à la terre dans un système automatisé - Directives, page 80 et dans les directives
sur les mesures de CEM et de mise à la terre spécifiques aux produits.
33002440.11
29
Principes et mesures de base
Mise à la terre - Principes de base
Mise à la terre - Principes de base
Contenu de ce chapitre
Définitions : mise à la terre, mise à la masse, système de
commun d'alimentation.............................................................30
Prises de terre dans des systèmes en courant alternatif TT,
TN et IT...................................................................................32
Dangers pour les personnes dus à l'alimentation
électrique ................................................................................34
Choc électrique : causes et remèdes .........................................35
Classes de protection pour les outillages électriques ..................37
Terre de protection ...................................................................38
Introduction
Ce chapitre explique les termes relatifs à la mise à la terre qui sont utiles ou nécessaires
pour comprendre les mesures de mise à la terre d'une installation ou d'une machine.
Définitions : mise à la terre, mise à la masse,
système de commun d'alimentation
Terre et masse
Sur presque tous les appareils et systèmes, on fait la différence entre la terre (conducteur
de protection) et la masse (commun d'alimentation/conducteur neutre). La masse et la terre
sont, en règle générale, reliées à un endroit. Il y a cependant une différence :
NOTE: Les conducteurs de mise à la terre ne font passer du courant qu'en cas de
panne, les conducteurs de mise à la masse font passer du courant de fonctionnement et
représentent souvent le conducteur de retour commun de plusieurs circuits de signaux.
Terre
La terre est la masse conductrice de notre Terre. Son potentiel électrique est nul. Au sein
d'une installation, on entend par terre le conducteur de protection qui sert à protéger les
personnes, les animaux et les biens.
30
33002440.11
Mise à la terre - Principes de base
Principes et mesures de base
Voici quelques synonymes du terme "terre" : conducteur de protection, mise à la terre,
terre de protection, terre sur châssis, terre de station
Masse
La masse représente l'ensemble de toutes les pièces inactives et conductrices d'un
équipement électrique qui sont reliées entre elles et qui, en cas de panne, n'acceptent
aucune tension de fonctionnement. La masse est le réseau d'équilibrage du potentiel d'une
installation et sert de surface équipotentielle de référence des circuits électriques.
Sur une installation stationnaire, le réseau d'équilibrage du potentiel est normalement relié à
la terre (mis à la terre). La masse ne doit cependant pas être absolument reliée à la terre
(comme par exemple pour les avions).
La masse se distingue par les fonctions suivantes :
•
surface équipotentielle pour le système de commun d'alimentation de l'électronique
•
équilibrage du potentiel et protection contre les surtensions pour toutes les installations
en métal, les installations électriques, les dispositifs parafoudre et la mise à la terre
•
fonction de protection pour les personnes : le potentiel de la masse est maintenu à un
niveau tellement bas par rapport au potentiel terrestre qu'une personne ne peut pas se
blesser en touchant les pièces de l'installation.
•
dérivation des surtensions (en cas de dysfonctionnement du système, de foudre)
Voici quelques synonymes du terme "masse" : réseau d'équilibrage du potentiel,
conducteur neutre, masse du circuit, référence du signal, masse du signal, mise à la terre, 0
V, commun d'alimentation
Exemples de masses
Exemples de masses :
•
élément de la structure métallique d'un bâtiment (ossature porteuse, conduites, etc.)
•
bâti d'une machine
•
armoires métalliques, plaques de fond non laquées de boîtiers
•
chemins de câbles métalliques
•
cuves de transformateur, cuves de sol des machines
•
fil jaune-vert (PE -PEN) vers la terre
33002440.11
31
Principes et mesures de base
Mise à la terre - Principes de base
Commun d'alimentation, système de commun
d'alimentation
Le commun d'alimentation d'un outillage électronique représente le potentiel de référence. Il
est relié à la masse.
Le système de commun d'alimentation représente la connexion galvanique de tous les
conducteurs 0 V des circuits d'alimentation nécessaires pour l'outillage électronique.
Aucune différence de tension ne doit exister entre les différents points du commun
d'alimentation électronique sous peine de simuler des tensions de signaux qui n'existent
pas.
Généralement, plusieurs circuits d'alimentation sont utilisés sur un même système de
commun d'alimentation pour l'échange de signal nécessaire.
Voici un synonyme de l'expression "système de commun d'alimentation" : (système
de) conducteur neutre
Prises de terre dans des systèmes en courant
alternatif TT, TN et IT
Systèmes de distribution
En matière de prise de terre, nos systèmes d'alimentation c.a. (systèmes monophasés et
triphasés) peuvent être regroupés en trois systèmes principaux (IEC 60364) :
Nom du système
Type de la prise de terre sur la source
d'alimentation (première lettre)
Type de la prise de terre sur l'outillage
(deuxième lettre)
Système TN
Un point du conducteur neutre, la plupart du
temps à proximité de la source
d'alimentation, est directement mis à la
terre.
Les parties conductibles de l'outillage sont
reliées au point mis à la terre via des
conducteurs de protection.
Variantes
Système TN-S
32
En fonction de l'utilisation du conducteur
N, on fait la différence entre trois variantes
pour le système TN :
Système TN-C
•
S : conducteur neutre et de
protection séparés
Système TN-C-S
•
C : conducteur neutre et de
protection combinés (PEN)
•
C-S : système avec un ou plusieurs
segments TN-C et TN-S
33002440.11
Mise à la terre - Principes de base
Principes et mesures de base
Nom du système
Type de la prise de terre sur la source
d'alimentation (première lettre)
Type de la prise de terre sur l'outillage
(deuxième lettre)
Système TT
Un point du conducteur neutre, la plupart du
temps à proximité de la source
d'alimentation, est relié à une prise de terre.
Les masses de l'outillage sont reliées avec
d'autres prises de terre, à savoir des
prises de terre qui ne dépendent pas de la
prise de terre du conducteur neutre.
Système IT
Aucun point du système n'est directement
mis à la terre.
Les masses de l'outillage sont mises à la
terre.
NOTE: Les exigences de sécurité pour ces différents systèmes (par exemple en matière
de mise hors circuit) sont incluses dans la norme IEC 60364-4-41.
Signification des lettres
Les lettres ont la signification suivante :
Lettre
Origine
Signification
T
français : terre
Connexion directe d'un point à la terre
I
isolé
Toutes les pièces sont déconnectées de la terre ou un point
est relié à la terre via une impédance
N
neutre
Les masses sont directement reliées avec le point de mise à
la terre du système
(Dans les réseaux d'alimentation en c.a., le point mis à la
terre est généralement le point neutre ou, si aucun point
neutre n'est disponible, le conducteur extérieur.)
S
séparé
Un conducteur séparé du conducteur neutre ou du
conducteur extérieur mis à la terre est prévu à des fins de
protection.
C
anglais : combined (combiné)
Fonction de conducteur neutre et de conducteur de
protection combinée dans un seul conducteur (conducteur
PEN)
Affectation de la première et de la deuxième lettre
Les caractères d'identification pour les systèmes de distribution de courant sont affectés
comme suit :
•
première lettre : identifie la connexion à la terre sur la source d'alimentation (par
exemple le transformateur)
•
deuxième lettre : identifie la connexion à la terre de l'outillage
33002440.11
33
Principes et mesures de base
Mise à la terre - Principes de base
Dangers pour les personnes dus à l'alimentation
électrique
Courants de choc (choc électrique)
Un choc électrique est la conséquence d'un courant passant dans le corps humain. Des
courants d'environ 1 mA peuvent provoquer des réactions sur des personnes en bonne
santé et entraîner des réactions de panique. Des courants supérieurs peuvent entraîner des
blessures plus importantes. Dans des conditions sèches, des tensions s'élevant jusqu'à
42,4 V de valeur de crête ou 60 V de tension continue ne sont pas considérées comme
dangereuses.
Les pièces devant être saisies ou touchées doivent être reliées au conducteur de protection
ou correctement isolées.
Dangers relatifs à l'énergie
Les courts-circuits entre des pôles voisins d'un dispositif d'alimentation électrique
d'ampérage élevé ou de circuits à forte capacité peuvent entraîner la formation d'arcs
électriques ou la pulvérisation de particules métalliques à température très élevée, ce qui
peut provoquer des brûlures. Les circuits électriques de faible tension peuvent également
être dangereux en cas de court-circuit.
Ces courts-circuits peuvent être évités par isolement ou grâce à des verrouillages.
Incendies
Un incendie peut être causé par des températures élevées dues à une surcharge, un
dysfonctionnement d'un élément de l'installation, une erreur d'isolation ou à des connexions
lâches ou à fortes résistances de transition.
Les mesures de protection consistent à éviter les incendies, à choisir des matériaux
résistant au feu et à prendre des mesures évitant la propagation des incendies, etc.
Dangers indirects divers
Dangers indirects divers
•
34
dangers dus à la chaleur : risque de blessure lors de la manipulation de pièces chaudes
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Mise à la terre - Principes de base
Principes et mesures de base
•
dangers dus aux radiations : danger dû à l'émission de radiations, par exemple
émissions sonores, radiations haute fréquence, radiations infrarouge, lumière visible et
cohérente de haute intensité, radiations aux ultraviolets et ionisantes et autres
radiations similaires
•
dangers chimiques : danger dû au contact avec des matières chimiques dangereuses
Choc électrique : causes et remèdes
Tensions dangereuses
Les tensions suivantes sont dangereuses :
•
tension alternative avec une valeur de crête de 42,4 V ou supérieure
•
tension continue de 60 V ou supérieure
Causes
Un choc électrique peut survenir lorsqu'une personne manipule une pièce qui se trouve
soumise à une tension dangereuse. Deux cas de figure sont à distinguer pour la
manipulation :
Type de manipulation
Définition
Manipulation directe
Manipulation de pièces sous tension en conditions de
fonctionnement non perturbées
Manipulation indirecte
Manipulation de pièces qui sont sous tension suite à un
dysfonctionnement
Mesures en cas de manipulations directes
Si des pièces sont parcourues, en condition normale de fonctionnement, par des tensions
dangereuses, il faut éviter qu'une personne puisse se blesser en les manipulant
directement.
Les mesures suivantes doivent être étudiées :
•
séparation sécurisée des circuits électriques
•
boîtier ou revêtement
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35
Principes et mesures de base
Mise à la terre - Principes de base
•
isolation des pièces actives
•
limite en matière d'énergie (décharge à condensateur, impédance de protection)
•
limite en matière de tension
•
dispositif de protection supplémentaire contre les courants de court-circuit
Mesures en cas de manipulations directes
Même en cas de dysfonctionnement, il faut éviter que toute personne puisse subir un choc
électrique (par une manipulation indirecte).
Les mesures suivantes doivent être étudiées :
•
isolation renforcée/double
•
isolation de base et mise à la terre de protection
•
dispositif de protection supplémentaire contre les courants de court-circuit
Normes applicables
Les normes suivantes regroupent des recommandations relatives aux mesures à prendre
contre les chocs électriques :
•
norme de base en matière de sécurité :
IEC 61140 : protection contre les chocs électriques. Exigences communes pour les
installations et outillages (norme de base en matière de sécurité)
•
norme de groupe en matière de sécurité :
IEC 60364-4-41 : Installations électriques des bâtiments - Partie 4 : mesures de
protection, chapitre 41 : protection contre les chocs électriques
•
pour les installations :
IEC 62103 et EN 50178 : équipement électronique utilisé dans les installations de
puissance
•
pour les machines :
IEC 60204 : Sécurité des machines - Equipements électriques des machines
36
33002440.11
Mise à la terre - Principes de base
Principes et mesures de base
Classes de protection pour les outillages
électriques
Classes de protection
Les outillages électriques sont répartis dans les classes de protection 0, I, II et III. Ces
classes de protection sont définies en fonction du type de protection utilisé contre les chocs
électriques (IEC 61140).
Les périphériques et automates programmables doivent répondre aux exigences des
classes de protection I, II ou III (conformément à la norme IEC 61131-2).
Classe de protection 0
La classe de protection 0 regroupe les équipements électriques dont la protection contre les
courants de choc s'appuie uniquement sur l'isolation de base. Cela signifie qu'aucun
dispositif n'est prévu dans le câblage fixe de l'installation pour le raccordement des pièces
conductrices au conducteur de protection (conducteur de mise à la terre). En cas de
dysfonctionnement au niveau de l'isolation de base, le système s'appuie sur les conditions
de l'environnement.
Classe de protection I
La classe de protection I regroupe les équipements électriques dont la protection contre les
courants de choc ne s'appuie pas uniquement sur l'isolation de base. Un raccordement des
pièces conductrices au conducteur de protection (conducteur de mise à la terre) est prévu
dans le câblage fixe de l'installation. Ainsi, en cas de dysfonctionnement de l'isolation de
base, les pièces pouvant être touchées ne peuvent pas être sous tension.
Classe de protection II
La classe de protection II regroupe les outillages dont la protection contre les courants de
choc ne s'appuie pas uniquement sur l'isolation de base. Un dispositif supplémentaire est
ajouté, comme par exemple une isolation double ou renforcée, mais pas de mise à la terre
de protection.
33002440.11
37
Principes et mesures de base
Mise à la terre - Principes de base
Classe de protection III
La classe de protection III regroupe les outillages dont la protection contre les courants de
choc est assurée par une alimentation en très basse tension de sécurité (SELV). Aucune
tension supérieure à la SELV n'est générée dans ces dispositifs.
SELV
SELV (Safety extra-low voltage, très basse tension de sécurité) est définie comme une
tension qui, dans toutes les conditions de fonctionnement, ne dépasse pas 42,4 V de valeur
de crête ou de tension continue, mesurée entre les conducteurs ou entre un conducteur et
la terre. Le circuit dans lequel cette tension est observée doit être séparé de l'alimentation
secteur par un transformateur de sécurité ou un dispositif équivalent.
Terre de protection
Alternatives : isolation ou mise à la terre de protection
Tous les éléments d'une installation ou d'une machine qui peuvent être parcourus par une
tension dangereuse en cas de dysfonctionnement doivent être étudiés. Afin d’assurer la
sécurité de l’ensemble, ces éléments doivent être doublement isolés, leur isolation doit être
renforcée ou ils doivent être équipés d’une mise à la terre de protection.
Terre de protection : Définition
La mise à la terre de protection est une mise à la terre qui sert principalement à assurer la
sécurité des personnes.
La mise à la terre de protection est une mesure permettant d’éviter tout choc électrique dû à
une manipulation indirecte, c’est-à-dire la manipulation de pièces qui, suite à une panne,
comme par exemple la défaillance d'une isolation de base, sont parcourues par une tension
dangereusement élevée.
NOTE: La terre de protection est distincte de la terre fonctionnelle. La mise à la terre
fonctionnelle ne sert pas à la sécurité mais est liée au fonctionnement de l’installation ;
elle sert par exemple de tension de référence ou à la dérivation des courants parasites.
38
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Mise à la terre - Principes de base
Principes et mesures de base
Mesures de mise à la terre et conducteurs de protection
La connexion au potentiel terrestre dépend des pièces et outillages utilisés ainsi que du type
de réseau de distribution électrique (système TT, TN, IT).
Les principes généraux suivants sont très importants en matière de mise à la terre de
protection :
•
les sections de conducteur du conducteur de protection doivent être conçues pour le
courant de décharge maximal attendu.
•
les liaisons électriques doivent être adaptées aux charges présentes sur le système
lors de son fonctionnement.
•
la mise à la terre de protection doit être garantie même lors des opérations d’entretien
et de maintenance.
•
la mise à la terre de protection est prioritaire sur la mise à la terre fonctionnelle. Elle ne
doit pas par exemple être désactivée afin d’améliorer la compatibilité
électromagnétique.
NOTE: Le système de mise à la terre et le conducteur de protection doivent respecter
les dispositions de la norme IEC 60364-5-54.
Mise à la terre de protection des automates
Les périphériques et automates programmables, qui appartiennent à la classe de protection
I, sont équipés d’une connexion de mise à la terre de protection.
Il existe deux possibilités pour la connexion au système de mise à la terre :
•
le conducteur de protection se trouve sur la ligne secteur en cas d’alimentation directe
depuis le secteur.
•
le périphérique dispose d’une borne de connexion pour conducteur de protection
permettant le raccordement d’un conducteur de protection externe.
Toutes les pièces du périphérique qui peuvent être touchées (par exemple les boîtiers,
supports, châssis) sont reliées électriquement entre elles et la borne de connexion du
conducteur de protection de manière à ce qu’aucune tension dangereuse ne puisse les
parcourir. La connexion du conducteur de protection doit demeurer intacte lors de toute
intervention sur le périphérique aussi longtemps que l’alimentation secteur est reliée au
dispositif.
Les exigences relatives à la construction des automates et de leurs périphériques sont
stipulées dans la norme IEC 61131-2 Automates programmables, Partie 2 :
spécifications et essais des équipements.
33002440.11
39
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Interférences électromagnétique et CEM
Contenu de ce chapitre
Différents types d’interférences, leurs effets et leurs
causes ....................................................................................40
Superposition de signaux utiles et parasites dans les
lignes ......................................................................................50
Couplages des interférences ....................................................55
Introduction
Ce chapitre reprend les principes électrotechniques de base relatifs aux interférences
électromagnétiques. Il s’agit des points suivants :
•
quelles peuvent être les conséquences des interférences électromagnétiques sur les
installations industrielles ?
•
quelles sont les différentes sources d’interférences ?
•
de quelle manière les signaux utiles et parasites peuvent-ils se recouvrir sur un circuit
électrique ?
•
quels sont les mécanismes de couplage qui existent et quelles mesures de base
peuvent aider à y remédier ?
Il est nécessaire de connaître ces éléments afin de comprendre les phénomènes parasites
pouvant survenir ainsi que les mesures à prendre lors de la conception et l’installation de
l’outillage électrique sur une installation industrielle.
Différents types d’interférences, leurs effets et
leurs causes
Introduction
Dans les installations industrielles, les interférences électromagnétiques peuvent affecter le
fonctionnement à différents niveaux : cela peut aller d’une influence acceptable sur le
fonctionnement à la destruction d'éléments. Les sources d'interférences peuvent être
situées à l'extérieur ou à l'intérieur de l'installation et peuvent être classifiées en fonction de
différents points de vue. Les interférences elles-mêmes peuvent être très différentes les
unes des autres et sont également classifiées en fonction de différents points de vue.
40
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Ce sous-chapitre traite des effets des différents types d’interférences ainsi que de leurs
effets et causes. Il comprend principalement la définition des termes applicables et la
classification. Il est donc nécessaire à la bonne compréhension des autres sections de ce
document.
Effets des interférences sur une installation industrielle
Niveau des effets
Des tensions et flux de courants indésirables au sein d’installations industrielles ont des
effets pouvant aller d’une détérioration acceptable du fonctionnement à des pannes totales
de composants ou de l’installation toute entière, en passant par un dysfonctionnement
inacceptable de l’équipement.
Les effets sont classés en fonction de leur niveau :
Niveau de l’effet
Description
Exemple
Détérioration du
fonctionnement
Une détérioration non négligeable
du fonctionnement qui reste
cependant acceptable
Ces interférences, qui sont couplées à un
circuit de transmission de signaux, réduisent
la précision des mesures. Celle-ci reste
cependant dans la plage de tolérance
requise.
Dysfonctionnement
Une détérioration inacceptable du
fonctionnement qui se termine par
la désactivation de la perturbation
Un codeur incrémental est lié à un module
compteur de l’automate pour la capture du
trajet. En cas de court-circuit dans un
conducteur moteur fondu disposé en
parallèle, une impulsion parasite est
superposée au signal utile du conducteur du
codeur incrémental via un couplage
inducteur, qui est interprété par la
commutation suivante comme une impulsion
de comptage. Ainsi, certaines fonctions de la
machine ne sont pas exécutées au moment
adéquat.
Panne
Une détérioration inacceptable du
fonctionnement qui ne peut être
rétabli que par des mesures
techniques (par ex : réparation,
remplacement).
Lors d’une opération de service, un ajusteurmécanicien chargé en énergie
électrostatique touche un module. Cela
produit une décharge électrostatique qui
détruit ou détériore le module.
Autres exemples
Autres exemples des effets produits par les interférences sur une installation :
33002440.11
41
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
•
impulsions individuelles, c’est-à-dire des surtensions ayant la forme d'une impulsion qui
se produisent par exemple lors du câblage de récepteurs inductifs, comme des moteurs
ou des soupapes électriques. Celles-ci ont un effet négatif sur le fonctionnement des
systèmes numériques : réinitialisation ou effacement de mémoires lorsque le seuil
d’interférences du périphérique est dépassé.
•
un bâtiment est équipé d'un parafoudre externe, mais d'aucun parafoudre interne : si la
foudre s’abat sur le bâtiment, une partie du courant de décharge s’introduit dans le
bâtiment et y détruit les circuits électriques.
Principe de l'influence des interférences - Modèle
d'influence
Modèle d’influence
L’influence électromagnétique des dispositifs se fait via des perturbations qui sont
transmises par les sources d’interférences sur des dispositifs susceptibles via des
couplages.
La description de l’influence électromagnétique se fait selon un modèle d’influence qui
comprend la source d’interférences, le couplage et le dispositif susceptible :
Source d’interférences
Les sources d’interférences sont l'origine des perturbations. Tous les dispositifs dans
lesquels des transformations d’énergie électromagnétique ont lieu sont des sources
potentielles d’interférences.
Ces sources d’interférences peuvent se trouver dans le système en question (propre au
système) ou en dehors (étrangère au système).
Couplage
Le couplage des perturbations sur les dispositifs susceptibles peut être effectué de diverses
manières :
42
•
galvanique : couplage via un circuit commun
•
capacitif : couplage via un champ électrique
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
•
inducteur : couplage via le champ magnétique
•
influence des rayonnements ou des ondes : couplage via le champ électromagnétique
Dispositifs susceptibles
Les dispositifs susceptibles sont tous les équipements ou pièces dont le fonctionnement est
influencé par les perturbations.
Perturbation
Les perturbations peuvent être des tensions électriques, des courants et des champs
magnétiques et électriques. Elles sont générées par des phénomènes électromagnétiques,
ont une large plage de fréquence et d’amplitude connaissant des variations dans le temps et
causent des perturbations de différente intensité sur le fonctionnement des dispositifs
susceptibles.
Sources d’interférences
Classification des sources d’interférences
Dans la pratique, la classification suivante des sources d'interférences s'avère utile :
•
sources naturelles et techniques
•
sources ayant un spectre de fréquences à bande large ou étroite
•
sources de perturbations à rayonnement ou transmises par le câblage
•
réseaux d’alimentation servant de sources d’interférences
•
sources régulières et involontaires
•
sources continues et intermittentes
Sources d’interférences naturelles et techniques
On fait une différence entre les sources d’interférences naturelles et techniques :
33002440.11
43
Principes et mesures de base
Sources d’interférences naturelles
•
Eclairs
•
Brouillage d’origine naturelle et cosmique
•
Décharge d’électricité statique
Interférences électromagnétique et CEM
Sources d’interférences techniques
Par exemple :
•
thyristors qui émettent des interférences via de
forts flancs d'impulsions électriques
•
activation et désactivation de grosses
puissances
•
générateurs HF
•
postes émetteurs
•
fours
•
oscillateurs locaux
Sources d’interférences à bande étroite
Les sources d’interférences à bande étroite sont des sources de signaux ayant des
fréquences discrètes, comme les éléments suivants :
•
émetteurs radio amateur et de radiodiffusion
•
walkies-talkies
•
radars
•
générateurs HF industriels
•
appareils à micro-ondes
•
circuits d’alimentation
•
postes de soudure
•
récepteurs sonores ou FX
•
appareils à ultrasons
•
circuits de convertisseurs statiques
Ceux-ci peuvent générer des champs électromagnétiques considérables dans leur
environnement proche.
Sources d’interférences à bande large
Les sources d’interférences à bande large provenant des perturbations à rayonnement ou
transmises par le câblage sont très redoutées sur les automates électroniques car elles ont
des fractions de fréquence très élevées en plus d'un large spectre de fréquences.
Les éléments suivants font partie des sources d’interférences à bande large :
44
•
moteurs
•
lampes à décharge
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
•
contacteurs de ligne
•
disjoncteurs des réseaux fournisseurs de puissance
•
brouillage
•
commutation à semi-conducteurs
•
appareils de distribution (relais, contacteurs électromagnétiques)
•
décharge d’électricité statique
•
décharges atmosphériques
•
effet de couronne
•
décharges nucléaires
Sources d'interférences provenant d'un câblage, réseau
d'alimentation (secteur)
L’influence provenant du câblage se propage via des conducteurs métalliques (lignes ou
conducteurs structurels), des transformateurs, des bobines et des condensateurs. Etant
donné que les conducteurs fonctionnent également comme des antennes, une interférence
générée par le câblage peut se transformer en une interférence à rayonnement, et
inversement.
Exemples : spectres de fréquences des perturbations propagées par câblage :
Source
Spectre de fréquences dominant en MHz
Tubes fluorescents
0,1 ... 3
Lampes à vapeur de mercure
0,1 ... 1
Dispositifs informatiques
0,05 ... 20
Commutateurs
2 ... 4
Contacts d’un disjoncteur
10 ... 20
Contacteurs électromagnétiques, relais
0,05 ... 20
Commutateurs principaux
0,5 ... 25
Blocs d’alimentation C.C. (cadencés)
0,1 ... 25
Effet de couronne
0,1 ... 10
Aspirateurs de poussières
0,1 ... 1
La plupart des sources d’interférences indiquées ci-dessus sont reliées à l'alimentation. Les
perturbations sont alors transmises dans le réseau électrique dans lequel elles se
33002440.11
45
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
déplacent. Ainsi, le réseau électrique tout entier peut être considéré comme une source de
perturbations continues et discontinues.
Sources d'interférences à rayonnement
Si la taille des composants est petite par rapport à la longueur d’onde de la perturbation, il
est possible de considérer séparément l’influence à rayonnement du champ électrique et du
champ magnétique.
Pour les fréquences plus élevées, le champ électromagnétique doit être pris en compte
globalement. Il faut alors considérer comme sources d’interférences potentielles tous les
appareils dans lesquels des perturbations de fréquence élevée sont générées et sur
lesquels les éléments agissent comme des antennes, de manière volontaire ou non.
Exemple : spectres de fréquences des perturbations à rayonnement :
Source
Spectre de fréquences dominant en MHz
Chirurgie HF
0.4 ... 5
Commutation bistable
0.015 ... 400
Contacts de thermostat (arcs électriques)
30 ... 1000
Moteur
0,01 ... 0,4
Arcs électriques de commutateur
30 ... 200
Appareil d’alimentation C.C.
0,1 ... 30
Couvercles de transistor non traités
0,01 ... 10
Tubes fluorescents, arcs électriques
0,1 ... 3
Multiplexeurs à semi-conducteurs
0,3 ... 0,5
Contacts à came
10 ... 200
Circuits à disjoncteur
0,1 ... 300
Sources régulières et involontaires
Il peut être utile lors des travaux de CEM de faire la différence entre les sources
involontaires et régulières s’il convient de définir des plages de fréquences pour les
équipements, des mesures d’amélioration de la sécurité anti-interférences ou des mesures
de recherche des sources d’interférences inconnues. Les émissions des sources régulières
doivent être prises en compte lors de la planification comme des valeurs données.
46
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Sources permanentes ou intermittentes
Il est nécessaire de faire la différence entre les sources d’interférences permanentes et
intermittentes si par exemple une influence peut être désactivée par l’utilisation équilibrée
d’une source d’interférences et d’un dispositif susceptible.
Exemple : coupure des récepteurs lors d’un orage
Interférences et signaux parasites
Vue d'ensemble
Les perturbations et les signaux parasites qui en sont dérivés recouvrent une large plage
d’amplitudes et de fréquences. Ils peuvent apparaître dans de nombreuses formes de
courbe et sont classés selon différentes perspectives.
En ce qui concerne leur apparition dans le temps, on fait la différence entre les interférences
périodiques et non périodiques.
Interférences périodiques :
Les interférences périodiques sont des signaux de forme sinusoïdale. Les sources
d'interférences externes de forme sinusoïdale sont les émetteurs radio et TV et les walkiestalkies.
Dans les installations industrielles, des perturbations périodiques sont générées par les
dispositifs c.a. et triphasés, les convertisseurs statiques, les tubes fluorescents, les
éléments du réseau de distribution et les PC. Ces perturbations génèrent des déformations
continues de la tension d'alimentation, des variations de tension, des interruptions de
tension et des déséquilibres sur le réseau triphasé.
Interférences périodiques :
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47
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Interférences non-périodiques - transitoires
Les interférences non périodiques sont des impulsions parasites momentanées
(transitoires).
Ces transitoires se caractérisent par la vitesse des variations de tension dU/dt et de courant
di/dt. Dans les réseaux industriels, des surtensions de rupture peuvent atteindre 10 kV, avec
des temps de montée de l'ordre de la ns à la s et des fréquences pouvant s'élever à 100
MHz. Les vitesses d'accroissement de tension de ces sursauts redoutés sont comprises
entre 2 et 5 kV/ns avec une durée d'impulsion de 100 ns à 1 ms.
Les impulsions transitoires nécessitent une attention particulière dans les systèmes
numériques car elles peuvent en empêcher le bon fonctionnement en réinitialisant ou en
effaçant des mémoires.
Les transitoires et les sursauts sont principalement générés par des décharges en arc ou
des ondes de commutation lors des phénomènes suivants :
•
phénomènes de commutation et de couplage normaux sur des équipements de
commutation haute ou basse tension, en particulier via les contacts mécaniques
•
courts-circuits de ligne, décharges de tension, éclairs
Interférences non périodiques :
Interférences non périodiques sur les tensions d'alimentation
Les tensions parasites sur les lignes du réseau d’alimentation ou sur les lignes de données
causées par des phénomènes non périodiques peuvent atteindre la plage des kV.
48
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Différentes formes d'interférences sur les réseaux industriels :
1 Effondrement de commutation
2 Réglage de l’angle de phase
3 Phénomènes transitoires
4 Sursaut
Paramètres d'interférences actifs
Paramètre d'interférences
Les paramètres des perturbations sont les suivants :
•
(-:Rise time:)=101%(temps de montée : représente l’importance de la durée de la
perturbation créée
•
(-:Rate of change du/dt, di/dt:)=101%(rapidité de réponse du/dt, di/dt : représente la
taille de la perturbation créée
•
(-:Peak value:)=101%(valeur de crête : représente l’énergie de l’impulsion parasite
Causes des perturbations actives
NOTE: Les causes des interférences actives sont exclusivement les variations
d’amplitude des paramètres électriques par unité de temps. La durée de la perturbation
est identique à la durée de la modification de la source d’interférences.
33002440.11
49
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Influence de la fréquence
Le spectre de fréquences d’une perturbation est significatif car les résistances inductive et
capacitive d’une ligne dépendent de la fréquence. Plus la fréquence d’une perturbation est
élevée, plus le signal parasite superposé est important. Des signaux parasites hautes
fréquences entraînent une chute de tension sur la résistance inductive des lignes qui
ressemble à une tension parasite. Au niveau de la capacité de la ligne, ils entraînent un flux
porteur de charge qui ressemble à un courant parasite.
Spectre de fréquences d'une impulsion parasite
On peut simplifier les choses en considérant une impulsion parasite comme une impulsion
rectangulaire. Elle peut être simulée comme la somme de fonctions sinusoïdales. Plus cette
impulsion est simulée précisément, plus les flancs d’impulsion sont raides et plus les
tensions nécessaires à cette simulation ont une fréquence élevée.
Superposition de signaux utiles et parasites dans
les lignes
Introduction
La structure des circuits détermine la manière dont un signal parasite recouvre le signal utile
et dans quelle mesure le signal parasite est ensuite de nouveau séparable du signal utile.
Ce sous-chapitre explique les principes de circuits symétriques et asymétriques ainsi que
d’interférences en phase et symétriques comme étant les moyens principaux de
recouvrement du signal parasite et utile dans les circuits.
Ces explications de base sont nécessaires pour comprendre les mesures de CEM
s'appuyant sur l’équilibrage des circuits.
Circuits électriques symétriques et asymétriques
Circuits symétriques
Sur les circuits électriques symétriques, les conducteurs directs et de retour sont séparés de
la masse de référence. Le circuit est relié à la masse de référence via un troisième
conducteur de manière à ce qu’un circuit symétrique forme un système à trois conducteurs.
50
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Le signal utile passe sur l’appareil via le conducteur direct puis revient via le conducteur de
retour.
Une connexion symétrique permet de réduire de nombreux cas d'interférences - et c’est
d’ailleurs la raison principale de leur utilisation.
Circuit symétrique type :
•
connexion entre les capteurs et l’électronique sur les systèmes de mesure
•
liaisons sur les connexions de données symétriques (RS422 ou V.11)
•
connexions téléphoniques entre les abonnés et le standard
Circuits asymétriques
Sur un circuit électrique asymétrique, le circuit est complété par la connexion à la masse de
référence. Le signal utile passe sur l’appareil via une ligne mono-conducteur et revient via la
masse de référence.
NOTE: Toutes les connexions passant via un câble coaxial font partie des connexions
asymétriques.
Interférences symétriques (mode différentiel) et en phase (mode
commun)
Lorsqu'il est symétrique, le signal utile est alimenté dans le circuit, ce qui signifie que le
courant utile se déplace sur le conducteur direct et revient via le conducteur de retour, ou la
masse de référence.
Les interférences peuvent également être alimentées comme un signal symétrique. Elles
peuvent cependant également être alimentées comme un signal en phase. Pour les
interférences en phase, le courant parasite se déplace sur les deux noeuds du circuit
électrique, dans le même sens, puis revient via la masse de référence. En cas de mauvaise
connexion du commun d’alimentation, le courant parasite généré par l'interférence en phase
peut également être transmis sur les autres lignes de signaux reliées au même équipement.
Interférence symétrique
Interférence symétrique
Une interférence symétrique est générée lorsqu'une tension parasite n'est couplée que sur
un nœud d'un circuit. Cela crée une différence de potentiel entre la ligne directe et la ligne
de retour. Ce phénomène est dû à des courants circulant en sens contraire dans les lignes
33002440.11
51
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
directe et de retour par rapport à la masse de référence. Le circuit parasite se complète
uniquement par des connexions galvaniques.
Schémas de connexion pour un circuit symétrique et asymétrique avec une interférence
symétrique
Interférence symétrique dans un circuit électrique
symétrique
Interférence symétrique dans un circuit électrique
asymétrique
Signification des caractères
Caractère
Signification
UN
Tension utile
US
Tension parasite
Z
Impédance (par exemple dans l'appareil de mesure)
Causes
Les interférences symétriques sont dues à diverses causes et sont couplées de manière
inductive ou galvanique :
•
fréquence de commutation et ondes harmoniques liées
•
oscillations (parasites) pouvant être générées via des capacités ou une inductance
provenant des composants ou du tracé de la ligne
•
conversion en phase-symétrique sur les asymétries involontaires du circuit
Possibilité de séparer le signal utile du signal parasite
NOTE: Les signaux utiles et parasites ne peuvent pas être séparés l'un de l'autre en
fonctionnement symétrique comme en fonctionnement asymétrique. Il faut donc éviter
l'apparition d'interférences symétriques.
52
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Interférence en phase
Définition de l'interférence en phase
Une interférence en phase est générée lorsqu'une interférence est couplée dans les deux
nœuds d'un circuit électrique. Cela augmente le potentiel dans les lignes directe et de
retour. Les courants parasites en phase parcourent les lignes de raccordement dans le
même sens. Le circuit se complète via la masse de référence ou via des capacités
involontaires.
Schémas de connexion pour un circuit symétrique et asymétrique avec une interférence en
phase
Interférence en phase dans un circuit électrique
symétrique
Interférence en phase dans un circuit électrique
asymétrique
Signification des caractères
Caractère
Signification
US
Tension parasite
UN
Tension utile
Z
Impédance (par exemple dans l'appareil de mesure)
Causes
Les interférences en phase sont dues à diverses causes et sont couplées de manière
inductive ou galvanique :
•
couplage inductif, lorsque des champs électromagnétiques chargent l'espace entre la
paire de nœuds symétrique et la terre
33002440.11
53
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
•
l'émetteur d'un système de transmission envoie un signal en phase à une paire de
nœuds voisine qui est couplée sur d'autres paires de nœuds comme composante
longitudinale de la tension
•
les boîtiers des transistors de commutation dans la fréquence de l'oscillateur sont,
alternativement, au potentiel de la tension de fonctionnement ou à zéro ; ces sauts de
tension sont couplés de manière capacitive sur le dissipateur thermique et ainsi sur la
masse de référence
Conversion en phase-symétrique
La plupart du temps, les interférences apparaissent comme des tensions en phase ou des
composantes longitudinales de la tension et génèrent un signal symétrique parasite en
raison d'une symétrie insuffisante.
En cas d'impédance inégale des lignes ou de capacités de dispersion, on aboutit à une
conversion en phase-symétrique. Les ratios asymétriques demandent alors une tension
symétrique qui recouvre le signal utile.
Cependant, dès qu'une asymétrie survient, la source d'interférences est couplée à la charge
utile.
Conversion en phase-symétrique
Conversion en phase-symétrique
En cas d’impédance inégale des lignes ou des capacités de dispersion, on aboutit à une
conversion en phase-symétrique. Les ratios asymétriques demandent alors une tension
symétrique qui recouvre le signal utile.
Schéma de connexion pour la conversion en phase-symétrique via des impédances de
dispersion ZSt entre la circuit et la masse de référence ainsi que via différentes impédances
de lignes ZL.
54
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Signification des caractères
Caractères
Signification
UN
Tension utile
US
Courant parasite sur la source d’interférences
US’
La tension utile recouvre la tension parasite ; cette répartition provient de la conversion en
phase-symétrique.
Z
Impédance (par exemple l’appareil de mesure)
ZL 1,2
Différentes impédances de ligne du conducteur 1 et 2
ZSt 1,2
Impédances de diffusion
IS
Courant parasite
IS1,2
Courants partiels dans les deux branches du circuit
Couplages des interférences
Introduction
Les interférences peuvent entrer dans les dispositifs électriques de différentes manières ou
s'y coupler et se développer. Les différents types et mécanismes de couplage sont décrits
dans ce sous-chapitre. Vous apprendrez également quels sont les paramètres qui
définissent la taille du signal parasite couplé. Un tableau est situé à la fin du sous-chapitre :
il fournit une vue d’ensemble des mesures pouvant aider à influer sur chaque type de
couplage.
Il est nécessaire de connaître les mécanismes de couplage, les paramètres influents et les
principales mesures correctrices afin de comprendre les mesures de CEM concrètes qu'il
convient de mettre en oeuvre au sein d’une installation industrielle et sélectionner celles qui
sont adéquates à votre application.
Mécanismes de couplage des interférences
Vue d'ensemble
Afin de pouvoir exécuter des mesures de compatibilité électromagnétique adaptées lors de
la planification et lors des interventions de service, il faut connaître le type de perturbations
33002440.11
55
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
couplées ainsi que leurs effets et leurs voies de propagation. Ce n’est que de cette façon
que l'on peut prendre des mesures correctrices efficaces.
Le couplage suit les lois physiques générales sur la transmission d’énergie dans les champs
électromagnétiques.
Voies de transmission
Les perturbations peuvent être transmises (rayonnées) au travers d'un espace libre en
dépendant ou non des lignes. Dans la pratique, les perturbations surviennent généralement
groupées comme des éléments à rayonnement et liés à la ligne. Elles sont couplées aux
entrées, aux sorties, à l’alimentation et aux lignes de données.
"Grandes" longueurs d’onde
Si les longueurs d’onde des perturbations sont plus grandes que la mesure caractéristique
de la source et du dispositif susceptible, les mécanismes de transmission des champs
électriques et magnétiques sont pris en compte séparément :
•
couplage galvanique via des impédances communes des circuits s’influençant
mutuellement (source et dispositif susceptible)
•
couplage inductif via le champ magnétique commun de la source et du dispositif
susceptible (couplage de champ à basse fréquence)
•
couplage capacitif via le champ électrique entre la source et le dispositif susceptible
(couplage de champ à basse fréquence)
"Petites" longueurs d’onde
Si les longueurs d'onde des perturbations sont du même ordre de grandeur ou plus petites
que les mesures caractéristiques de la source et du dispositif susceptible, il faut prendre en
compte le couplage via le champ électromagnétique. Dans ce cas, les mécanismes
d'influence suivants sont effectifs :
56
•
influence des ondes avec des phénomènes d'ondes sur les lignes
•
couplage de rayonnement via l'espace libre
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Mécanismes de couplage
Le couplage des interférences est effectué via les mécanismes suivants :
Couplage galvanique
Mécanisme
Le couplage galvanique est un couplage lié à la ligne. Il se produit lorsque des circuits trop
différents appartiennent à la même section de ligne. A chaque modification du courant dans
un des circuits, une modification de la tension se produit sur l'ensemble du conducteur si
bien que les circuits s'influencent les uns les autres.
Le couplage galvanique se produit généralement sur les commutations suivantes :
•
couplage de différents circuits sur la même alimentation réseau
•
couplage entre les circuits électriques et les circuits de mise à la terre (couplage par
boucles de mise à la terre)
•
couplage de différents circuits via un système de commun d'alimentation
33002440.11
57
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Exemple
Le schéma de connexion suivant indique deux circuits avec un commun d'alimentation.
Signification des caractères :
Caractères
Signification
U1
Tension sur le circuit 1
U2
Tension sur le circuit 2
USt
Tension parasite
ZL
Impédance de l'ensemble de la ligne des circuits 1 et 2
Dans le cas d'un câblage identique au schéma de connexion ci-dessus, la mise en circuit de
la protection dans le circuit 1 génère une tension de déchet sur l'impédance de ligne
commune ZL. Cette tension de déchet recouvre le signal utile du circuit 2 comme une
perturbation.
Taille de l'interférence
La taille de l'interférence dépend de l'impédance du conducteur commun et de la taille de la
modification du courant.
NOTE: Les courants parasites transitoires haute fréquence peuvent entraîner des
tensions de déchet considérables.
Tensions de déchet sur le conducteur commun en cas de modification du courant
58
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Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Signification des caractères
Caractères
Signification
I
Modification du courant
USt
Tension parasite
LL
Inductivité propre du conducteur commun (dépend de la fréquence)
RL
Résistance ohmique du conducteur commun
RSK
Résistance supplémentaire du conducteur commun via l'effet pelliculaire (dépend de la
fréquence)
Résistance ohmique RL
La résistance en courant continu ohmique RL est valide pour les courants ayant des
fréquences allant jusque dans les kilohertz. Elle est généralement négligeable en cas
d'utilisation de sections de conducteur de taille suffisante.
Résistance via l'effet pelliculaire RSK
L'augmentation de la résistance par l'effet pelliculaire augmente approximativement selon la
formule suivante
Signification des caractères
Caractères
Signification
K
Facteur géométrique (petit en cas de large surface de conducteur)
f
Fréquence parasite
Inductivité du conducteur LL
L'inductivité propre LL dépend de la géométrie du conducteur et de l'écart par rapport à
l'environnement de masse et peut être réduit au facteur 10 avec un conducteur ayant une
large surface. Pour les autres câblages et circuits d'acheminement des signaux, elle a la
valeur approximative suivante :
33002440.11
59
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Influence de la géométrie du conducteur
L'effet de la géométrie du conducteur sur la résistance active dépendant de la fréquence R
suit le diagramme suivant. Le diagramme de gauche représente la relation pour un
conducteur ayant une section ronde et celui de droite pour un conducteur ayant une section
rectangulaire.
R Résistance active
R0 Résistance en courant continu
NOTE: La résistance active et, par conséquent, l'influence des circuits haute fréquence
peuvent être réduites par l'utilisation de larges surfaces de conducteur.
Couplage inductif
Mécanisme
Le couplage inductif, également appelé couplage transformateur, est un couplage par
champ magnétique. Il se produit entre des boucles de conducteurs en parallèle. Les
modifications de courant sur une ligne entraînent un champ magnétique variable. Ses lignes
de champ agissent sur les lignes en parallèle et y induisent une tension parasite. Un
courant, qui recouvre le signal utile comme un signal parasite, se propage.
Le couplage inductif se produit au niveau de lignes en parallèle sur les câbles, sur les
faisceaux de câbles et dans les chemins de câbles.
Les sources d'interférences marquantes sont les suivantes :
60
•
lignes et outillages électriques avec des courants parasites ou de fonctionnement
élevés et très variables (courants de court-circuit)
•
courants produits par un éclair
•
câblage de capacités
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
•
Principes et mesures de base
générateurs de courant de soudage
Le schéma de câblage suivant explique le mécanisme du couplage inductif. Les
modifications de courant dans le circuit 1, créés par la connexion de dissipateurs de grande
taille ou produits par un court-circuit, génèrent un champ magnétique variable.
Taille de l'interférence
La tension parasite provenant du couplage inductif dépend de l'inductivité du couplage MC
entre les deux conducteurs et de la modification du courant dans le temps di/dt sur la ligne
de courant de force :
33002440.11
61
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Inductivité de couplage MC
L'inductivité de couplage MC est définie par la disposition des circuits. Le couplage est
maximal lorsque les circuits sont placés très près les uns des autres, comme pour un
transformateur conventionnel.
1 Circuit 1
2 Circuit 2
h Espace entre les conducteurs direct et de retour de la boucle de conducteurs ou entre le
conducteur porteur du signal et la plaque de fond
d Espace entre les boucles de conducteurs (écart entre câbles)
l Longueur du cheminement parallèle de la boucle de conducteurs
Exemple réaliste de valeurs pour l'inductivité de couplage :
•
câbles serrés : h = 2 mm, d = 4 mm
MC = 80 nH/m
•
écart entre câbles de 10 cm : h = 2 mm, d = 100 mm
MC = 1,5 nH/m
Exemple : influence de l'écart entre câbles
L'exemple de calcul suivant du couplage inductif de deux circuits indique l'influence de
l'écart entre câbles sur l'importance de la tension parasite induite : si l'on augmente l'écart
entre câbles de 4 mm (câbles serrés) à 10 cm, la tension induite dans le circuit parasite est
réduite de 98 % !
•
62
longueur de câbles en parallèle
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
•
courant de commutation dans le câble de puissance
•
durée du saut de courant :
La tension induite dans le circuit parasite est obtenue comme suit :
Ecart entre câbles d
Inductivité de couplage MC
Tension induite dans le circuit
parasite USt
4 mm
80 nH/m
80 V
1,5 nH/m
1,5 V
(câbles serrés)
10 cm
Couplage capacitif
Mécanisme
Le couplage capacitif est un couplage via le champ électrique. Il a lieu entre des circuits
voisins - lignes de signal et de transport de force. Une différence de potentiel variable entre
deux circuits laisse passer un courant électrique via le support isolant entre les deux, par
exemple l'air. Les deux lignes voisines doivent être considérées comme les électrodes d'un
condensateur qui est décrit par la capacité de couplage CK.
Les sources d'interférences marquantes sont les suivantes :
•
déconnexion des lignes de transport de force
•
connexion des inductances
•
éclairs
•
décharges électrostatiques
33002440.11
63
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Le schéma de câblage suivant explique le mécanisme du couplage capacitif. Le circuit 1
représente par exemple une ligne de transport de force et le circuit 2 un câble de jonction à
l'appareil de mesure. En cas de déconnexion de la ligne de transport de force, la différence
de potentiel entre les deux lignes voisines se modifie. Un courant parasite iK passe via la
capacité de couplage :
Explication des caractères :
Caractères
Signification
1
Circuit 1 : Source d'interférences (par exemple la ligne de transport de force)
2
Circuit 2 : Dispositif susceptible avec l'impédance Z2
CK
Capacité de couplage
iK
Courant parasite qui passe via la capacité de couplage
Taille de l'interférence
La taille du courant parasite ISt via le couplage capacitif dépend de la capacité de couplage
CK entre les deux conducteurs et de la variation dans le temps de la tension du/dt sur la
ligne de transport de force.
La tension parasite créée dans le dispositif susceptible (circuit 2) s'élève à :
64
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
NOTE: La tension parasite créée dans le dispositif susceptible est proportionnelle à la
taille de l'impédance du dispositif en question. Et l'impédance augmente avec la
fréquence du signal parasite. D'où les relations.
•
les lignes de mesure de transmission à haute impédance sont plus sensibles aux
parasites que les circuits de basse impédance.
•
le courant parasite augmente avec la fréquence de la tension présente sur les
"bornes de connexion" de la capacité parasite.
•
les capacités de couplage de grande taille forment pour les interférences HF un
court-circuit entre les circuits s'influençant l'un l'autre.
Capacité de couplage CK
La capacité de couplage CK augmente de façon linéaire avec la longueur du cheminement
parallèle des deux conducteurs et diminue de manière logarithmique si l'écart entre les
conducteurs croît :
l Longueur du cheminement parallèle des conducteurs
d Ecart entre les conducteurs
D Diamètre du conducteur
Exemple réaliste de valeurs de capacité de couplage CK pour un diamètre de conducteur de
d = 1 mm :
•
câbles serrés : CK jusqu'à 100 pF/m
•
écart câble 10 cm : CK = env. 5 pF/m
NOTE: A partir d'un écart D = 20 cm CK n'augmente plus de manière significative.
33002440.11
65
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Couplage à rayonnement
Mécanisme
Lors de l'excitation de pièces du système par des ondes électromagnétiques ayant des
longueurs d'onde de l'ordre de grandeur des mesures de ces pièces, de l'énergie est
rayonnée et transmise aux dispositifs susceptibles (récepteurs) via le champ
électromagnétique. Les antennes, qui peuvent se composer de boucles, de dipôles ou de
lignes mises à la terre asymétriques, agissent comme des dispositifs susceptibles.
Les sources d'interférences marquantes sont les suivantes :
•
dispositifs haute fréquence pas suffisamment déparasités
•
émetteurs radio et TV
•
tubes fluorescents
•
walkie-talkie, téléphones radio (portables)
Taille de l'interférence
L'intensité de l'excitation et du rayonnement dépend du rapport entre la mesure et la
longueur d'onde. L'importance de la tension reçue peut être évaluée à :
Explication des caractères
Caractères
Signification
U0
Tension reçue dans le dispositif susceptible
E0
Intensité du champ électrique active au point de réception
heff
Hauteur d'antenne effective
NOTE:
66
•
Le couplage à rayonnement prend tout son sens avec des fréquences de signaux
parasites de 30 MHz et plus.
•
La perturbation est au maximum si les longueurs des "antennes" sont égales à
plusieurs fois la longueur d'onde.
33002440.11
Interférences électromagnétique et CEM
Principes et mesures de base
Influence des ondes
Mécanisme
L'influence des ondes est la combinaison du couplage inducteur et capacitif sur les lignes
parallèles lorsque les longueurs d'onde des signaux sont de l'ordre de grandeur de leurs
mesures, c'est-à-dire dans le cas de signaux haute fréquence.
Une onde qui se propage sur la ligne, et qui crée un champ électrique et un champ
magnétique, agit comme une source d'interférences.
La distribution du potentiel et du courant sur la ligne dépend entre autres choses de
l'importance des éléments suivants :
•
impédance caractéristique de la ligne
•
charge mobile de la ligne
Le signal est réfléchi sur la ligne ou à l'extrémité si l'impédance caractéristique se modifie au
point de transition ou si l'impédance caractéristique et la charge mobile ne sont pas de la
même importance. Les réflexions recouvrent l'onde entrante.
Les lignes dans la zone des champs variables agissent comme des dispositifs susceptibles.
Le couplage entre les différentes lignes se fait via les impédances caractéristiques des
sections correspondantes.
Taille de l'interférence
L'importance des tensions parasites couplées dépend des impédances de la ligne
parasitée. Des relations permettant le calcul des rapports ont été développées dans le
domaine de la théorie des lignes.
Quelle mesure pour quel type de couplage ?
Mesures
En fonction du type de propagation (couplage) des interférences, différentes mesures sont
disponibles afin de procéder à une réduction ou un découplage. Vous trouverez l'explication
des différentes mesures dans le chapitre suivant :
33002440.11
67
Principes et mesures de base
Interférences électromagnétique et CEM
Couplage
galvanique
68
Couplage
inducteur
Couplage
capacitif
Couplage à
rayonnement
Mise en symétrie des
circuits
X
X
X
Torsion des
conducteurs directs et
de retour
X
X
X
Réorganisation des
lignes
X
X
X
Réorganisation des
équipements
X
X
X
Blindage
X
X
X
X
X
X
Mise à la masse
X
Séparation de
potentiel
X
Filtrage
X
Choix des câbles
X
Disposition des
commutations
X
Influence des
ondes
X
X
X
X
X
X
33002440.11
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Principes et mesures de base
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Contenu de ce chapitre
Compatibilité électromagnétique des systèmes de mise à la
masse.....................................................................................70
Compatibilité de câblage CEM ..................................................73
Mise en symétrie des circuits ....................................................73
Torsion....................................................................................74
Réorganisation spatiale ............................................................74
Mesures relatives au câblage....................................................75
Blindage..................................................................................75
Filtrage ...................................................................................78
Introduction
Une fois que l'on connaît les sources d'interférences et les mécanismes de couplage, il
existe différentes façons de réduire les influences électromagnétiques :
•
prendre des mesures au niveau des sources d'interférences qui réduisent l'envoi
d'interférences
•
prendre des mesures qui réduisent la propagation des interférences
Ce chapitre vous présente une description détaillée des mesures de base à prendre au
niveau des sources d'interférences ainsi que des mesures permettant de réduire leur
propagation (couplage).
Vous aurez besoin des informations présentées dans ce chapitre afin de comprendre les
mesures de CEM à prendre au sein d'une installation, afin de concevoir une installation
adéquate du point de vue de la CEM et afin de comprendre les mesures à prendre lors de
l'installation.
Pour comprendre les concepts développés dans ce chapitre, il convient de connaître les
différents types de source d'interférences, les différents types de recouvrement des signaux
utiles et parasites dans un circuit ainsi que les mécanismes de couplage.
33002440.11
69
Principes et mesures de base
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Compatibilité électromagnétique des systèmes de
mise à la masse
Fonctions CEM du système de mise à la masse
En matière de CEM, le système de mise à la masse assure les fonctions suivantes :
•
dériver les courants parasites ;
•
éviter les couplages ;
•
maintenir le blindage antiparasite à des potentiels déterminés.
Le système de mise à la masse doit répondre à ces critères sans interférer avec
l'équipement et le câblage.
NOTE: en général, les conducteurs verts-jaunes de mise à la masse des équipements
ne sont pas conçus pour ces tâches. Les conducteurs de mise à la masse ne peuvent
dériver que les signaux basse fréquence (50 à 60 Hz) et ne garantissent pas une liaison
équipotentielle des signaux haute fréquence car leur impédance est trop élevée.
Influence de la masse
La masse influe sur le couplage galvanique. En cas de mise à la masse inadéquate ou de
connexions incorrectes, les interférences peuvent se propager à l'ensemble de l'installation
via la masse.
Compatibilité électromagnétique des systèmes de mise à
la masse
Les mesures de compatibilité électromagnétique suivantes existent pour les systèmes de
mise à la masse :
70
•
sélection et combinaison optimales des systèmes de mise à la masse (en forme d'étoile
ou maillée) si nécessaire
•
pour les installations maillées : surface suffisamment réduite de la boucle entre les
pièces conductrices exposées
•
section transversale suffisante des lignes à faible induction et à faible résistance du
conducteur de masse, produisant une liaison équipotentielle efficace pour les signaux
haute et basse fréquence
•
bonne connexion du châssis pour réduire la résistance de contact
33002440.11
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Principes et mesures de base
Types de système de mise à la masse
Deux types de système de mise à la masse sont utilisés :
•
Type S : installation en forme d'étoile
•
Type M : installation maillée
Sur les installations de grande taille, les deux types de système sont combinés, car ils
s'adaptent à des cas d'utilisation différents. Les avantages et inconvénients des deux
systèmes sont décrits ci-après.
Système de mise à la masse de type S
Lors de la mise à la masse en étoile des communs d'alimentation, chaque commun
d'alimentation à relier à la masse dans un circuit n'est connecté qu'une seule fois à la masse
en un point central.
Système de mise à la masse en étoile
Avantages et inconvénients de la mise à la masse en
étoile
Avantages de la mise à la masse en étoile des communs d'alimentation
•
En basse fréquence, aucun couplage galvanique des communs d'alimentation et aucun
courant généré dans ceux-ci par les tensions induites
33002440.11
71
Principes et mesures de base
•
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
En basse fréquence, différence de potentiel réduite ou nulle entre la masse et le
commun d'alimentation
Inconvénients de la mise à la masse en étoile des communs d'alimentation
•
Système de mise à la masse en étoile possible que via une isolation supplémentaire
pouvant entraîner des frais importants
•
Couplages haute fréquence possibles
•
Potentiels de référence différents susceptibles d'apparaître en haute fréquence
•
Réorganisation isolée des châssis nécessaire par rapport au commun d'alimentation
Système de mise à la masse de type M
Lors d'une mise à la masse maillée, les communs d'alimentation sont reliés plusieurs fois au
potentiel de masse. Ceci crée un système maillé.
Les connexions sont établies entre les masses des équipements, les chemins de câbles,
des structures métalliques en cours de configuration ou déjà disponibles, etc. Les
blindages, les conducteurs de retour des composants de filtrage, etc. sont reliés
directement à ce câble.
Système de mise à la masse maillé
Avantages et inconvénients de la mise à la masse maillée
Avantages de la mise à la masse maillée des communs d'alimentation
•
Différence de potentiel réduite pour les interférences haute fréquence au sein du
système de mise à la masse
•
Aucune réorganisation isolée du châssis des équipements par rapport au commun
d'alimentation
Inconvénients de la mise à la masse maillée des communs d'alimentation
72
33002440.11
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
•
Principes et mesures de base
Possibilité de couplages galvaniques entre différents circuits électriques via des
courants et impédances communs, suite à la tension induite dans la boucle du
conducteur
Compatibilité de câblage CEM
Règles de câblage
Les circuits électroniques doivent être disposés suivant les exigences de CEM. Il convient
dans ce cas de prendre en compte les mesures de CEM suivantes :
•
construction symétrique et mise en symétrie des perturbations asymétriques ou
couplées de façon asymétrique
•
impédances d'entrée faibles
•
largeur de bande de la fréquence effective réduite
•
tracé de ligne soigneux
•
connexions à la masse correctes
•
évitement des couplages internes
•
disposition des éléments du réseau dans le respect des exigences de CEM
Mise en symétrie des circuits
Mise en symétrie
La mise en symétrie des circuits électriques sert à modifier les perturbations asymétriques
ou couplées de façon asymétrique afin qu'elles deviennent symétriques. Les perturbations
symétriques peuvent alors être réduites par exemple grâce à un amplificateur différentiel.
Voir également : Superposition de signaux utiles et parasites dans les lignes, page 50.
Possibilités de câblage
Pour mettre des circuits en symétrie, les possibilités techniques suivantes, propres aux
circuits électriques, peuvent être utilisées :
•
résistances supplémentaires
33002440.11
73
Principes et mesures de base
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
•
réorganisation des conducteurs en circuit fantôme
•
câblage des lignes
•
torsadage
Torsion
Torsion
La torsion des conducteurs directs et de retour a pour but de supprimer les interférences
dues à un couplage inductif dans un circuit. Les tensions induites dans les boucles de
conducteurs disposées les unes après les autres sont pivotées dans la phase à 180o l'une
de l'autre. Ainsi, elles se compensent les unes les autres.
Cette méthode de torsion est encore plus efficace avec des épaisseurs de boucle
croissantes.
Dans la pratique, une bonne valeur est de 30 pas par mètre.
Réorganisation spatiale
Réorganisation spatiale en tenant compte des exigences
de CEM
Réorganiser les composants dans l'espace en tenant compte des exigences de CEM
signifie en définitive que des écarts minimums donnés doivent être maintenus entre les
différents composants afin de réduire le couplage capacitif, inductif et à rayonnement. Dans
un système complet, cela signifie le regroupement des dispositifs susceptibles et des
sources d'interférences lorsque cela est possible. Les tracés de champ indiquent de
manière optimale les écarts nécessaires.
74
33002440.11
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Principes et mesures de base
Mesures relatives au câblage
Rôle des câbles dans la CEM
Un câble sert à transmettre des signaux utiles. Dans le même temps, il peut cependant
également être une source d'interférences ou transmettre des interférences reçues. Tous
les types de couplage jouent ici un rôle.
Principe de catégorisation des câbles
En fonction du type de signal qu'ils transmettent, les câbles utilisés dans un système sont
divisés en différentes catégories. Le comportement du signal en terme de CEM est le critère
de classification.
Dans un environnement industriel, il est possible de diviser les câbles en trois catégories ou
classes principales :
•
signal sensible
•
signal non sensible, potentiel d'interférences réduit
•
signal qui est une source d'interférences active
Le but de cette catégorisation est de permettre de séparer les signaux ayant des
comportements différents en terme de CEM.
Pour cela, vous disposez des possibilités suivantes :
•
maintenir un écart entre les différentes catégories
•
protéger les câbles de différentes catégories les uns par rapport aux autres
Blindage
Utilisation d'un blindage
Lorsqu'il n'est pas possible dans un système d'empêcher le couplage entre les dispositifs
susceptibles et les sources d'interférences en laissant un espace suffisant, il faut avoir
recours au blindage.
33002440.11
75
Principes et mesures de base
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Blindage
Un blindage est un composant métallique qui est inséré entre la source d'interférences et le
dispositif susceptible. Il influence le parcours du champ entre les sources et les dispositifs
susceptibles. Le couplage est ainsi réduit.
Forme du blindage
Les blindages peuvent prendre différentes formes :
•
blindage par câble
•
châssis de blindage
•
blindage de la pièce
•
plaques de séparation servant de blindage
Effet du blindage
L'efficacité d'un blindage dépend de son impédance de couplage. Afin d'obtenir un blindage
efficace, l'impédance de couplage doit être la plus faible possible.
Plus l'impédance de couplage est faible, plus le courant de décharge peut être important.
76
33002440.11
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Principes et mesures de base
Impédance de couplage de différents blindages par câble
Le schéma suivant représente l'impédance de couplage de différents blindages par câble en
fonction de la fréquence :
Mise à la terre du blindage
Le blindage est relié à la masse afin de permettre de dériver les flux de courant. Pour les
dérivations, la section transversale est un facteur important car les courants de décharge
peuvent prendre des valeurs importantes dans les installations étendues.
Double blindage
Il est possible d'améliorer le blindage en ayant recours à un double blindage. Le blindage
supplémentaire est relié à la masse à un endroit précis.
33002440.11
77
Principes et mesures de base
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Blindage avec contrôle du potentiel
Il est également possible d'améliorer le blindage via un contrôle du potentiel du blindage de
protection. Ainsi, le blindage est maintenu au potentiel de la tension du signal.
Cela est par exemple possible via un rétrocouplage d'une sortie d'amplificateur. Ainsi les
courants parasites capacitifs entre le conducteur et le blindage intérieur sont évités.
Filtrage
Filtre
Un filtre se compose d'éléments tels que des condensateurs, des bobines d'arrêt ou des
noyaux de ferrite et est inséré dans un circuit électrique.
Les filtres ont pour fonction de ne laisser passer que les signaux utiles et de réduire au
maximum les parties indésirables du signal transmis.
Les filtres sont insérés pour différentes raisons :
78
•
protéger les réseaux d'alimentation électrique des interférences via les équipements
alimentés
•
protéger les équipements des interférences provenant du réseau d'alimentation
électrique
•
protéger le circuit électrique des interférences via les équipements s'y trouvant
33002440.11
Mesures de base en matière de compatibilité
électromagnétique
Principes et mesures de base
Mode de fonctionnement des filtres
A l'entrée des filtres, les signaux utiles et les signaux parasites sont recouverts, et à la
sortie, seul le signal utile est transmis. Le signal parasite filtré est dérivé par le filtre via la
connexion à la masse.
Types de filtres
On distingue les types de filtre suivants :
•
filtre pour les interférences en phase
•
filtre pour les interférences symétriques
•
filtre combiné pour les interférences en phase et symétriques
Absorbeur de ferrite
Les absorbeurs de ferrite sont des filtres pour les courants parasites en phase haute
fréquence. Ils se composent de matériaux à haute perméabilité magnétique.
L'absorbeur de ferrite agit selon deux principes de fonctionnement :
•
inductivité par rapport aux courants parasites en phase
•
absorption des courants parasites hautes fréquences induits avec restitution d'énergie
simultanée (échauffement)
33002440.11
79
Principes et mesures de base
Mesures de CEM et de mise à la terre dans un
système automatisé - Directives
Contenu de cette partie
Mesures pour l'ensemble de l'installation ...................................81
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre............................85
Alimentation .......................................................................... 105
Armoires électriques et machines............................................ 108
Câblage ................................................................................ 123
Introduction
Cette partie contient des directives sur les mesures de mise à la terre et de CEM dans les
systèmes automatisés. Ces mesures ne sont pas spécifiques au produit mais s'appliquent
globalement aux machines et installations modernes dans lesquelles des systèmes
d'automate sont utilisés.
80
33002440.11
Mesures pour l'ensemble de l'installation
Principes et mesures de base
Mesures pour l'ensemble de l'installation
Contenu de ce chapitre
Mesures pour les sources d'interférences ..................................81
Directives pour la réorganisation des équipements .....................82
Protection contre les décharges électrostatiques........................83
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives en matière de mesures de CEM qui s'appliquent à
une installation complète dans laquelle des systèmes d'automate sont utilisés.
Mesures pour les sources d'interférences
Mesures pour les sources d'interférences
Les mesures prises au niveau des sources d'interférences ont pour objectif de supprimer les
perturbations là où elles sont générées ou de les réduire fortement.
Nous indiquons ci-après les mesures à prendre :
•
blindage des charges inductives commutées
•
réduction de l'influence des décharges électrostatiques
•
évitement de l'influence exercée par les Walkies-talkies
•
évitement de l'influence des champs magnétiques à basse fréquence
•
évitement de l'influence des flashs électroniques
33002440.11
81
Principes et mesures de base
Mesures pour l'ensemble de l'installation
Directives pour la réorganisation des équipements
Organiser les équipements dans des zones ayant des
niveaux d'interférences différents
Au sein de l'installation, il convient de définir des zones ayant des environnements
d'interférences différents dans lesquelles les équipements sont placés en fonction de leur
sensibilité ou de leur potentiel d'interférences.
En principe, les différentes zones sont les suivantes :
•
process
•
système de commande
•
traitement de données avec poste de travail informatisé
Système d'automate
La séparation du système d'automate est garantie par son placement dans des armoires
électriques ou des châssis de machine. Vous trouverez les directives pour l'organisation
d'une armoire électrique dans le chapitre Directives pour l'organisation des équipements
dans l'armoire électrique ou dans une machine, page 108.
process
L'installation du process avec des composants affectés par les interférences représente une
seule zone.
Les équipements et câbles sensibles servant à la collecte des données du process et à la
commande, qui se trouvent dans cette zone, doivent être blindés.
Les dispositifs de forte intensité sont les éléments qui génèrent le plus d'interférences via
leur champ magnétique, comme par exemple :
82
•
des dispositifs de forte intensité dans les installations de la société fournissant l'énergie
•
la fusion dans les installations de chimie
•
les transformateurs
•
la distribution d'énergie par les sociétés de fabrication
33002440.11
Mesures pour l'ensemble de l'installation
Principes et mesures de base
Postes de travail informatisés
Les postes de travail informatisés doivent, dans la mesure du possible, être placés dans des
pièces protégées séparées, avec un réseau de compensation de potentiel à mailles serrées
dans le sol, voir Directives pour le système de mise à la masse dans les bâtiments, page 88.
Dans la pratique, il est souvent nécessaire d'installer les postes de travail informatisés à
proximité du process. Dans ce cas, les écrans peuvent subir des interférences tellement
fortes dues à la proximité des dispositifs de forte intensité qu'il n'est plus possible de les
utiliser.
Si les champs magnétiques générés dépassent les valeurs autorisées pour les écrans, il
convient de prendre des mesures correctrices, comme par exemple :
•
augmenter la distance par rapport à la source d'interférences
•
blinder la source d'interférences
•
utiliser des écrans à plasma
•
blinder les écrans
Protection contre les décharges électrostatiques
Mécanisme de la suralimentation et de la décharge
statiques
Les calculateurs, les unités centrales et les organes de commande sont généralement
disposés dans des pièces équipées d'un revêtement de sol non conducteur. Par temps sec
et en cas d'humidité relative faible, le personnel génère une suralimentation électrostatique
très importante qui peut entraîner des décharges dangereuses sur les équipements :
•
Lorsque l'on se déplace avec des chaussures en caoutchouc bien isolées sur un tapis
isolant fabriqué dans un autre matériau (synthétique), cela produit sur la surface des
semelles une charge excessive car deux matériaux isolants différents sont séparés l'un
de l'autre.
•
Le corps humain pouvant être considéré comme électriquement conducteur, une
charge d'influence électrostatique se forme sur le corps humain via les semelles des
chaussures chargées, c'est-à-dire que les porteurs positifs et négatifs sont séparés.
Cette charge s'accumule à chaque pas.
•
Si des parties métalliques de l'équipement sont touchées, des étincelles de décharge
avec une forte impulsion de courant sont générées. L'énergie de décharge est
proportionnelle au carré de la tension de charge.
33002440.11
83
Principes et mesures de base
Mesures pour l'ensemble de l'installation
Directives pour la protection contre les décharges
électrostatiques
Pour éviter l'endommagement des outillages électroniques, il convient de respecter les
directives suivantes :
84
•
utiliser des sols conducteurs avec une résistance transversale comprise entre 105 et
109 ohms.
•
ne pas traiter les sols lisses avec de la cire, mais avec un produit antistatique.
•
pulvériser les sols couverts de tapis avec un produit antistatique.
•
augmenter l'humidité relative avec un humidificateur ou un climatiseur afin d'atteindre
une valeur de plus de 50 %.
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Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Contenu de ce chapitre
Combinaison de mise à la terre, mise à la masse et protection
contre la foudre et règles de sécurité primordiales ......................85
Directives pour le système de mise à la masse dans les
bâtiments ................................................................................88
Directives pour la mise à la masse locale sur les équipements
et machines.............................................................................90
Directives pour l'installation d'un système de mise à la terre
sur un îlot ................................................................................91
Directives pour le système de mise à la terre et l'installation
de mise à la terre .....................................................................94
Directives pour la protection contre les surtensions et le
dispositif parafoudre.................................................................97
Directives pour la mise à la terre et la mise à la masse pour
les installations couvrant plusieurs bâtiments .............................99
Directives pour la création de connexions à la masse ............... 100
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives pour l'utilisation de systèmes de mise à la masse,
de mise à la terre et parafoudre dans une installation utilisant des systèmes d'automate.
Combinaison de mise à la terre, mise à la masse et
protection contre la foudre et règles de sécurité
primordiales
Vue d'ensemble
Dans un bâtiment, les systèmes de mise à la terre et de mise à la masse ainsi que de
protection contre la foudre doivent être considérés ensemble, car ils sont toujours combinés
les uns aux autres.
Les fonctions des trois systèmes sont les suivantes :
33002440.11
85
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
•
système de mise à la masse : le système de mise à la masse a pour fonction de
générer une surface équipotentielle pour l'installation. En combinant la mise à la masse
au système de mise à la terre, le système de mise à la masse acquiert également un
aspect de sécurité important.
•
système de mise à la terre : le système de mise à la terre crée une connexion
électrique à la terre, utile à la liaison équipotentielle nécessaire au bon fonctionnement
de l'installation et contribuant également à la sécurité. Les différents types de système,
à savoir les systèmes TT, TN et IT, ont des exigences différentes en terme de sécurité
et de CEM.
•
système parafoudre : le système de protection contre la foudre protège l'installation et
les personnes des décharges orageuses.
Règles de sécurité primordiales
Lors de la configuration, il faut respecter les deux règles de sécurité primordiales suivantes :
•
En situation de fonctionnement normal comme en cas de panne, il faut éviter que des
personnes soient blessées. Cela signifie qu'il faut éviter que les personnes ne touchent
des pièces conduisant des tensions dangereuses.
Les tensions dangereuses sont les suivantes :
•
◦
tension alternative avec une valeur de crête de 42,4 V ou supérieure ;
◦
tension continue de 60 V ou supérieure.
Si les exigences de sécurité et de CEM s'opposent, il faut toujours donner la priorité aux
exigences de sécurité.
La sécurité prime sur la CEM !
NOTE: Lors de la configuration des systèmes de mise à la masse et de mise à la terre,
donnez toujours la priorité aux exigences de sécurité par rapport aux exigences de
CEM, si elles sont contradictoire.
86
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
Exemple d'installation
Ce schéma donne un aperçu de la manière dont il convient de configurer dans un bâtiment
les systèmes de mise à la terre, de mise à la masse et de protection extérieure contre la
foudre tout en respectant la CEM :
33002440.11
87
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Directives pour le système de mise à la masse
dans les bâtiments
Système de mise à la masse pour une installation
étendue
Pour les installations étendues, il convient de faire la différence entre la liaison
équipotentielle locale et la liaison équipotentielle couvrant plusieurs installations :
•
système de mise à la masse couvrant plusieurs installations : système de mise à la
masse qui couvre l'ensemble du bâtiment
•
système de mise à la masse local : système de mise à la masse au niveau local
(équipement, machine, armoire de commande)
Directives pour le système de mise à la masse d'un
bâtiment
Pour le système de mise à la masse d'une installation étendue et couvrant plusieurs
installations au sein d'un bâtiment, il convient de respecter les directives suivantes pour la
CEM :
•
il faut prévoir, par étage, un niveau de masse ainsi qu'une tresse de mise à la masse
rotative.
Il est pour cela possible d'utiliser les éléments suivants : treillis soudés scellés dans une
couche de béton, planchers creux avec grillages de conducteurs en cuivre, etc.
•
88
les écarts entre les conducteurs de masse ne doivent pas dépasser les valeurs
suivantes :
◦
hall de production : 3 ... 5 m
◦
zones comprenant des ordinateurs et d'autres équipements de mesure sensibles : <
2m
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
•
Principes et mesures de base
toutes les structures métalliques d'un bâtiment doivent être intégrées à la borne de
connexion.
◦
constructions métalliques
◦
armatures en béton soudées ensemble
◦
canalisations métalliques
◦
chemins de câbles
◦
convoyeurs
◦
châssis de porte métalliques
◦
grilles
◦
...
NOTE: Les câbles de masse ne doivent pas être plus longs que 10/(fréquence en MHz).
Des câbles de masse trop longs provoquent des potentiels non définis dans
l'installation, entraînent inévitablement l'apparition de différences de potentiel entre les
équipements et laissent passer des courants indésirables.
33002440.11
89
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Exemple : niveaux de masse dans un bâtiment
Le schéma suivant donne un exemple d'installation; répondant aux exigences de CEM, d'un
système de mise à la masse dans un bâtiment industriel.
Directives pour la mise à la masse locale sur les
équipements et machines
Mise à la masse
En plus du système de mise à la masse couvrant plusieurs installations, il faut également,
en cas d'installation étendue dans un bâtiment, prévoir un dispositif local pour un bon
90
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
équilibrage du potentiel. Les systèmes de mise à la masse locaux s'insèrent dans le
système couvrant l'ensemble de l'installation.
Directives pour la mise à la masse locale
Pour obtenir un bon équilibrage du potentiel local, les directives suivantes doivent être
respectées :
•
•
il faut établir une interconnexion (concaténation) entre toutes les structures métalliques
des équipements et machines :
◦
armoires électriques
◦
tôle de masse sur le sol de l'armoire électrique
◦
conduites pour câbles
◦
tuyaux et conduites
◦
éléments porteurs et bâtis métalliques des équipements, moteurs, etc.
en cas de nécessité, il faut prévoir des conducteurs de masse particuliers pour
compléter le réseau de masse.
Exemple : les deux extrémités d'un conducteur de câble non occupé sont reliées à la
masse.
•
le réseau de masse local doit être intégré au réseau de l'installation de rang supérieur
en tentant d'établir un nombre maximum de connexions à la masse distribuées.
Directives pour l'installation d'un système de mise
à la terre sur un îlot
Définition : Système de mise à la terre sur un îlot
En milieu industriel, les équipements électriques sont généralement regroupés dans des
zones spécifiques appelées îlots. Il n'est donc pas nécessaire de mailler la totalité d'un
bâtiment. En revanche, les îlots regroupant les équipements électroniques doivent être
définis.
Lorsque les équipements électroniques sont regroupés dans une zone dont la dimension
dépasse une dizaine de mètres au carré, on réalise un maillage de 3 m2 à 5 m2 par
l'interconnexion des différentes structures de masse et des boîtiers.
33002440.11
91
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Une cellule de mise à la terre est créée par le chaînage "en marguerite" des points de
masse. Il peut s'agir d'armoires, de châssis de machines et de chemins de câbles
métalliques :
NOTE: Les câbles des capteurs et des actionneurs hors-îlots doivent être
soigneusement blindés.
Exemple de chaînage "en marguerite"
Lorsque les équipements sont regroupés dans plusieurs boîtiers côte à côte, ces derniers
sont boulonnés entre eux et constituent ainsi un îlot. Plusieurs armoires ou châssis de
machines peuvent être connectés à un îlot par le chaînage "en marguerite" de leurs points
de masse.
92
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
Connexions de masses pour armoires et composants constitutifs :
Directives et recommandations relatives aux systèmes
de mise à la terre sur un îlot
Recommandations relatives à la création d'une cellule de mise à la terre :
•
La dimension d'un îlot ne doit pas dépasser 3 à 5 m2.
•
Les faux planchers conducteurs permettent de créer un système efficace de mise à la
terre sur un îlot. Pour des raisons pratiques, on se contentera de ne connecter qu'une
chandelle sur trois. Ce qui donne une cellule de 1,80 m2.
•
Les connexions peuvent être réalisées à l'aide de fil de cuivre, de vis courtes ou larges,
ou de barres de masse.
•
Lorsque cela est possible, un contact positif direct doit être effectué, par exemple, pour
la connexion de chemins de câbles métalliques.
•
Lorsque deux châssis ou armoires sont côte à côte, on les interconnecte par au moins
2 contacts, en haut et en bas, par exemple.
•
Assurez-vous qu'aucune peinture ou autre revêtement n'affecte le contact électrique.
L'utilisation de rondelles éventails est conseillée.
33002440.11
93
Principes et mesures de base
•
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
La section des bandes n'a que peu d'importance, seule leur longueur compte. Les
connexions de masse ne doivent pas dépasser 50 cm.
Directives pour le système de mise à la terre et
l'installation de mise à la terre
Objectifs de l'installation de mise à la terre
L'installation de mise à la terre d'une installation électrique constitue la connexion à la terre
et doit remplir les objectifs suivants :
•
dérivation des tensions des pièces métalliques de l'installation pouvant être touchées
(masses) afin de protéger les personnes de tout choc électrique
•
dérivation des surintensités provenant d'un coup de foudre direct via la terre
•
dérivation des courants induits par les décharges atmosphériques entre deux points
d'une ligne électrique aérienne via la terre
Comportement de CEM et directives pour les systèmes
de mise à la terre
Système
Comportement de CEM
TT
Relativement bon
Des courants de fuite, causés par les contacts
à la terre internes à l'installation, circulent entre
la connexion à la terre du réseau de
distribution de rang supérieur et celui de
l'installation électrique. De même, des
différences de potentiels surviennent pour les
courants transitoires en raison des courants de
fuite provenant des équipements. Ces
courants transitoires peuvent entraîner des
couplages d'interférences ainsi que des
détériorations au sein de l'installation.
Directives pour la mise en œuvre
•
Il est obligatoire d'utiliser des
disjoncteurs de protection FI afin
d'assurer la sécurité des personnes.
•
Des coupe-circuits de surtension sont
également prévus (distribution via des
lignes électriques aériennes).
•
Ce type de réseau nécessite de prendre
des mesures adéquates pour les
équipements ayant un potentiel de
courant différentiel élevé et qui se
trouvent vers la sortie, derrière les
disjoncteurs de protection FI.
•
Laissez le parcours du conducteur PEN
libre en cas d'extension de l'installation !
L'utilisation d'un conducteur d'équipotentialité
entre les équipements reliés directement à la
terre peut permettre de résoudre ce problème.
Cette mesure transforme presque le système
TT en système TN-S.
TN-C
Mauvais
TN-C-S
94
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Système
TN-S
Comportement de CEM
•
En raison des courants élevés dans le
conducteur PEN, ce système n'est pas
autorisé sur les sites comprenant des
sources de danger particulières.
•
Si l'installation entraîne l'utilisation
d'équipements ayant des dépassements
importants, ce système n'est pas
recommandé.
Très bon
•
Laissez le parcours du conducteur PE
libre en cas d'extension de l'installation !
•
A des fins de protection contre les
incendies, un disjoncteur FI de 500 mA
doit être prévu.
•
Pour les équipements ayant un potentiel
de courant différentiel élevé et se
trouvant vers la sortie après les
disjoncteurs FI, des mesures adéquates
sont à prévoir.
•
Laissez le parcours du conducteur PE
libre en cas d'extension de l'installation !
•
Des filtres pour les courants parasites
asymétriques ne peuvent pas être
utilisés.
•
Une bonne CEM ne peut être assurée
qu'au sein d'un système (bâtiment) où
tous les équipements sont reliés à la
même connexion à la terre.
•
Nécessite selon les circonstances de
partager l'installation afin de limiter les
longueurs de câble et les courants
différentiels.
Mauvais
Remarque : En matière de sécurité des biens,
seul le système IT est à recommander comme
étant de sécurité intrinsèque car aucun arc
électrique ne peut survenir.
33002440.11
Directives pour la mise en œuvre
Comme les fonctions d'utilisation normale et du
conducteur de protection sont combinées sur
les systèmes TN-C et TN-C-S, en condition
normale d'utilisation, des courants de retour
sont générés sur les conducteurs PEN. Le
courant de retour provenant des équipements
et traversant les conducteurs PEN peut
entraîner des couplages d'interférences.
Du point de vue de la CEM, le système TN-S
correspond à la meilleure solution. En mode de
fonctionnement normal, les conducteurs PE
sont hors tension.
IT
Principes et mesures de base
95
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Schéma de connexion recommandé pour l'installation de
mise à la terre
Le schéma suivant représente un schéma de connexion type d'installation de mise à la
terre :
A Descente de l'installation de protection contre la foudre
B Réseau souterrain de terre maillé avec renforcement particulier au pied de la descente
C Connexion de mise à la terre de l'installation, reliée aux barres de raccordement,
auxquelles les conducteurs PE ou PEN sont à leur tour reliés
D Réseau de masse pour une partie de l'installation, avec connexion des structures
métalliques ou des connexions à la masse supplémentaires (E)
E Connexions transversales entre les descentes de l'installation de protection contre la
foudre et le réseau de masse ainsi que les autres structures métalliques se trouvant dans un
environnement proche
NOTE: Une connexion de mise à la terre unique et correctement installée est obligatoire
et suffisante pour chaque installation électrique.
96
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
Directives pour la protection contre les
surtensions et le dispositif parafoudre
Définition : parafoudre intérieur et extérieur
Dans un bâtiment comprenant une installation électrique, on différencie le parafoudre
extérieur et intérieur :
•
Parafoudre extérieur : le parafoudre extérieur correspond à l'installation de systèmes
d'interception avec dérivations de la foudre vers la terre via des systèmes de mise à la
terre spécialement conçus à cet effet.
•
Parafoudre intérieur, protection contre les surtensions : le parafoudre intérieur
inclut des mesures contre les conséquences de la foudre et de ses champs électriques
et magnétiques sur les installations métalliques et les équipements électriques. Il s'agit
principalement de mesures de la liaison équipotentielle et de protection contre les
surtensions.
Directives pour le parafoudre
Il convient de respecter les directives suivantes en matière de parafoudre et de protection
contre les surtensions :
•
L'installation doit être divisée en zones parafoudre appliquant des mesures de
protection progressives, voir tableau ci-dessous.
•
Tous les éléments conducteurs qui interviennent dans la zone sont reliés entre eux
ainsi qu'avec les barres de raccordement aux limites des zones.
•
Les blindages de cette zone doivent également être reliés à ces barres.
•
Il faut également établir une connexion sur les barres de raccordement des zones de
protection supérieures et inférieures.
NOTE: Toutes les lignes qui arrivent dans l'installation protégée ou en sortent doivent
être reliées directement à l'installation de mise à la terre via des éclateurs ou des
équipements de protection (parafoudres). Ainsi, en cas de foudre, le potentiel de
l'installation concernée augmente provisoirement mais aucune différence de potentiel
dangereuse ne se produit à l'intérieur.
Zones de protection parafoudre
La division de l'installation en zones de protection contre la foudre avec des protections
progressives se déroule de la façon suivante :
33002440.11
97
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Zone
Définition
Mesures
0
Tous les éléments sont exposés à la foudre
directe.
Parafoudre extérieur via un court-circuit de
surtension et descente dans l'installation de
mise à la terre
1
Les éléments ne sont pas exposés à la
foudre directe, le champ magnétique est
atténué par des mesures de blindage.
Blindage du bâtiment (armature)
2 et zones
supplémentaires
éventuelles
Les éléments ne sont pas exposés à la
foudre directe, le champ magnétique est
fortement atténué, les courants dérivés sont
encore réduits.
Blindage de la pièce par treillis
(1)
Blindage de l'équipement (châssis métallique)
Déflecteur de courant de foudre
1 : si nécessaire, configurez des zones supplémentaires avec des courants et des champs électromagnétiques
encore plus réduits.
Le schéma suivant illustre la division d'un bâtiment en zones de protection contre la foudre.
98
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
Directives pour la mise à la terre et la mise à la
masse pour les installations couvrant plusieurs
bâtiments
Problématique pour les installations couvrant plusieurs
bâtiments
Une installation ne concerne pas toujours uniquement un bâtiment mais elle peut s'étendre
sur deux bâtiments ou plus. Cela signifie que des câbles de puissance et/ou de signaux
passent d'un bâtiment à l'autre.
Si les deux bâtiments ont une connexion à la terre et des systèmes de mise à la masse
séparés, il est possible que des différences de potentielles gênantes surviennent entre les
extrémités d'une ligne couvrant plusieurs bâtiments.
En cas de foudre dans l'un des bâtiments, cette différence de potentielle peut devenir
extrêmement élevée jusqu'à générer des courants transitoires destructeur sur la ligne. Les
personnes et les animaux peuvent ainsi être mis en danger si certains éléments de l'un des
bâtiments peuvent simultanément faire contact.
Directives pour la mise à la terre et la mise à la masse
couvrant plusieurs bâtiments
Si une installation couvre plusieurs bâtiments, il convient de respecter les directives
suivantes en matière de mise à la terre et à la masse :
•
Les éléments mis à la terre qui peuvent entrer en contact doivent être reliés à la même
connexion de mise à la terre.
•
Une ligne d'équilibrage du potentiel suffisamment importante, pouvant dériver les
courants transitoires générés par la foudre, doit être placée entre les systèmes de mise
à la masse des bâtiments.
NOTE: Toutes les lignes arrivant dans l'installation protégée ou en sortant doivent être
reliées directement à l'installation de mise à la terre via des éclateurs ou des
équipements de protection (déflecteurs de courant de foudre). Ainsi, en cas de foudre,
le potentiel de l'installation concernée augmente provisoirement mais aucune différence
de potentiel dangereuse ne se produit à l'intérieur.
33002440.11
99
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Directives pour la création de connexions à la
masse
Directives pour de bonnes connexions à la masse
Il convient de respecter les directives suivantes lors de la création de connexions à la masse
:
100
•
Les connexions à la masse doivent être réalisées avec soin et correspondre aux
charges de fonctionnement.
•
Pour les connexions à la masse, il faut éviter les résistances de contact élevées en
prenant les mesures suivantes :
◦
utiliser des éléments de fixation et des plaques de montage galvanisés
◦
maintenir les contacts laqués ou appliquer d'autres revêtements exempts de
fronçures et les protéger de la corrosion avec une graisse spéciale conduisant
l'électricité
◦
visser directement les corps métalliques, c'est-à-dire sans conducteur électrique
supplémentaire, par exemple les canalisations électriques
◦
pour l'interconnexion des masses, utiliser des rails de masse et des bandes de
connexion à la masse vissées ou soudées (au lieu de câbles de mise à la terre
flexibles)
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
Installation des rails de masse, des bandes de connexion
à la masse
Pour l'interconnexion des masses, utiliser des rails de masse et des bandes de connexion à
la masse vissées ou soudées (au lieu de câbles de mise à la terre flexibles)
Exemple : porte d'armoire électrique
Pour relier la porte de l'armoire électrique au châssis, utiliser des bandes de connexion à la
masse au lieu d'un câble de masse flexible
33002440.11
101
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Aucun revêtement
Enlevez la peinture ou les revêtements des points de contact et protégez-les de la corrosion
avec une graisse spéciale conduisant l'électricité.
102
33002440.11
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Principes et mesures de base
Vissage direct des éléments métalliques
Vissez directement les corps métalliques, c'est-à-dire sans conducteur électrique
supplémentaire, par exemple les canalisations électriques.
33002440.11
103
Principes et mesures de base
Mise à la masse, mise à la terre et parafoudre
Connexion à la masse des blindages par câble
Le schéma suivant indique comment établir la connexion à la masse des blindages par
câble.
NOTE: La connexion à la masse des blindages par câble doit toujours couvrir
l'ensemble du câble.
104
33002440.11
Alimentation
Principes et mesures de base
Alimentation
Contenu de ce chapitre
Comment planifier l'alimentation ............................................. 105
Directives pour l'alimentation .................................................. 106
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives pour la préparation et l'installation de
l'alimentation d'une installation à utiliser sur les systèmes d'automate
Comment planifier l'alimentation
Interférences potentielles dans le réseau d'alimentation
Le réseau d'alimentation tout entier peut être considéré comme une source de perturbations
continues et discontinues. Dans le réseau public, les interférences de l'alimentation peuvent
déjà être présentes lors de l'entrée dans l'installation. D'autres interférences sont couplées
via les équipements de l'installation qui sont reliés au réseau d'alimentation.
Procédure de rédaction d'un cahier des charges
Voici la marche à suivre pour rédiger un cahier des charges spécifique à l'alimentation :
Etape
33002440.11
Manipulation
1
Faites la liste des perturbations potentielles côté alimentation (caractéristique, puissance,
fréquence).
2
Faites la liste des différents équipements à alimenter ainsi que des différents types
d'interférences pouvant influer sur le fonctionnement de l'installation qu'ils génèrent.
3
Evaluez l'effet de ces interférences sur l'installation.
4
Evaluez les conséquences (est-ce que l'influence de ces interférences est supportable ?)
5
Sur la base de l'évaluation de l'effet des interférences, établissez un cahier des charges
spécifique à l'alimentation. Définissez dans ce document les caractéristiques clés auxquelles
doit répondre l'alimentation électrique à installer.
105
Principes et mesures de base
Alimentation
Directives pour l'alimentation
Directives générales
Il convient de respecter les directives générales suivantes en matière d'alimentation :
•
Des limiteurs de surtension doivent être installés au point d'entrée du câble réseau
dans le bâtiment.
•
Les perturbations de la tension du secteur sont atténuées par l'utilisation d'un filtre
secteur industriel au point d'entrée dans l'installation.
•
Les équipements sensibles sont protégés par l'installation de limiteurs de surtension et
de coupe-circuits de surtension au point d'entrée.
•
Des transformateurs peuvent également être utilisés comme filtre. Pour les
perturbations haute fréquence, le transformateur doit être équipé d'un blindage simple
ou, encore mieux, double.
Exemple : solution pour l'alimentation
Le schéma suivant décrit une solution permettant de filtrer la tension du secteur via un
transformateur à double isolation :
NOTE: Lors de l'installation des transformateurs, veillez à ce que les connexions à la
masse soient correctes. Le châssis du transformateur doit être vissé avec un niveau de
masse conducteur.
106
33002440.11
Alimentation
Principes et mesures de base
Directives pour la distribution dans l'installation
Il faut câbler l'alimentation des différents équipements en forme d'étoile à partir du point
d'entrée :
En cas d'utilisation simultanée d'équipements extrêmement sensibles et à fort niveau
d'interférences au sein d'un même réseau, il convient de séparer les voies d'alimentation.
Il faut connecter les équipements à fort potentiel de perturbations le plus près possible de
l'entrée et les équipements sensibles le plus loin possible de l'entrée :
33002440.11
107
Principes et mesures de base
Armoires électriques et machines
Armoires électriques et machines
Contenu de ce chapitre
Directives pour l'organisation des équipements dans l'armoire
électrique ou dans une machine.............................................. 108
Directives pour la mise à la masse et la mise à la terre dans
une armoire électrique............................................................ 111
Exemples de raccordement .................................................... 114
Directives pour le système de commun d'alimentation dans
l'armoire électrique................................................................. 115
Directives pour le câblage dans une armoire électrique............. 117
Directives pour les matériaux et l'éclairage dans l'armoire
électrique .............................................................................. 118
Directives pour l'installation de filtres dans une armoire
électrique .............................................................................. 119
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives pour la disposition des armoires électriques par
rapport à la CEM et pour l'installation de composants spécifiques.
Certaines directives s'appliquent également aux machines équipées d'automates et pour
lesquelles le châssis peut être mis sur le même plan que le châssis de l'armoire électrique.
Directives pour l'organisation des équipements
dans l'armoire électrique ou dans une machine
Domaine CEM
Les câbles et les éléments électriques sensibles et générant des interférences doivent être
séparés les uns des autres. Cela est possible en les plaçant dans des armoires séparées ou
en utilisant des compartiments équipés de tôles de séparation blindées.
L'armoire électrique doit être divisée en plages de CEM :
108
•
Il faut créer dans l'armoire des zones ayant des niveaux d'interférences différents
(plages de CEM). C'est-à-dire qu'il faut séparer les sources d'interférences et les
dispositifs susceptibles.
•
Les plages de CEM doivent être découplées les unes des autres
33002440.11
Armoires électriques et machines
Principes et mesures de base
NOTE: Pour les machines :
Les commandes NC, les automates et les translateurs peuvent être installés dans une
armoire électrique ou le châssis d'une machine sous les conditions suivantes :
•
Les câbles du translateur doivent être blindés.
•
Les directives de câblage doivent être respectées, voir Câblage, page 123.
Séparation des inductances
Une séparation via des tôles de séparation est nécessaire pour la partie de l'armoire dans
laquelle les inductances sont montées. La tôle de séparation doit être connectée à l'armoire
électrique (masse) avec un conducteur correct.
Voici ci-dessous quelques exemples de telles inductances :
•
transformateur
•
Soupapes électriques
•
Protections
33002440.11
109
Principes et mesures de base
Armoires électriques et machines
Exemple : plages de CEM via des tôles de séparation
Exemple de configuration des petites armoires : une division via des tôles de séparation
reliées à la masse en plusieurs points permet de réduire l'influence des interférences.
110
33002440.11
Armoires électriques et machines
Principes et mesures de base
Solution : plages de CEM via deux armoires électriques
Exemple de configuration des armoires électriques de grande taille : une armoire est
configurée pour les éléments de commande et les éléments de puissance ; les connexions
des câbles sont effectuées dans une canalisation pour câbles métallique :
Directives pour la mise à la masse et la mise à la
terre dans une armoire électrique
Directives pour la mise à la terre et la mise à la masse
dans une armoire électrique
Il convient de respecter les directives suivantes pour la mise à la masse dans une armoire
électrique :
•
Un plan ou un rail de masse non laqué doit être inséré au pied de l'armoire pour
mesurer le potentiel de référence.
•
Toutes les pièces métalliques de l'armoire doivent être reliées les unes aux autres.
•
Le châssis métallique de l'armoire doit être intégré dans le réseau de masse supérieur.
•
Tous les conducteurs de mise à la terre de protection doivent être reliés à la terre.
33002440.11
111
Principes et mesures de base
Armoires électriques et machines
Installation de la mise à la terre et à la masse dans une
armoire électrique
Le schéma suivant indique comment le système de mise à la masse et à la terre est conçu
dans une armoire.
EB Armoire voisine ou support de montage
FE Prise de terre fonctionnelle, par exemple poutre en fer de la structure de la pièce,
conduite d'eau ou de chauffage, point neutre de la prise de terre du bâtiment
HS Rails DIN pour la fixation des châssis ou de l'accessoire d'installation
M Système de commun d'alimentation ou rails de commun d'alimentation (larges rails en
cuivre ou bloc de jonction ponté)
MA Mise à la masse (plan ou rail de masse) utilisée comme prise de terre fonctionnelle
112
33002440.11
Armoires électriques et machines
Principes et mesures de base
PE Conducteur de protection PE, éventuellement via une bobine de conducteur de
protection
Directives pour l'installation de la mise à la masse dans
une armoire électrique
Il existe, dans les armoires et les machines, de nombreuses structures de masses qui
permettent de bénéficier au maximum d'effets protecteurs.
Il convient de respecter les directives suivantes lors de l'installation de la mise à la masse
dans une armoire électrique :
•
Il faut installer au pied de l'armoire un plan ou un rail de masse non laqué comme
potentiel de référence commun.
•
La tôle ou le grillage métallique qui sert de plan / rail de masse, sont reliés en plusieurs
points au châssis métallique de l'armoire qui à son tour est intégrée au réseau de
masse de l'installation.
•
Tous les composants électriques (filtres, etc.) sont vissés directement sur ce plan / rail
de masse.
•
Tous les câbles sont fixés directement sur ce plan / rail de masse.
•
Le contact circulaire du blindage de câble est réalisé par des colliers directement vissés
sur ce plan / rail de masse.
•
Tous ces branchements électriques doivent être effectués avec une attention
particulière afin d'obtenir une connexion à faible résistance.
•
Les chemins de câbles plastiques sont autorisés dans les boîtiers s'ils sont
systématiquement installés sur le maillage de fond ou sur des rails DIN eux-mêmes
raccordés aux masses du boîtier.
•
La conception des boîtiers fait que de nombreux éléments, dont les portes, ne sont
assemblés que par points (vis, soudure, charnière, etc.). Il en résulte de nombreux
espaces vides. Les points d'entrée et de sortie des câbles doivent être
systématiquement placés à proximité de ces points de montage ou doublés par une
tresse de masse. Cette disposition permet de masquer les espaces vides et de
conserver les effets protecteurs.
•
Pour effectuer un raccordement de câbles blindés, page 104, il est conseillé d'utiliser
une prise d'écran fixe en traversée de paroi par un presse-étoupe de compression
métallique. Cette solution se révèle plus efficace qu'aucune autre, à condition de gratter
la peinture pour assurer un bon contact électrique. Il est également possible d'utiliser un
cavalier pour assurer un contact au moins sur 180°.
NOTE: Le raccordement des câbles blindés détermine directement l'effet protecteur HF.
Si le raccordement est réalisé à l'aide d'une "queue de cochon", à savoir un seul fil,
l'effet protecteur HF n'est plus garantit. L'utilisation de la "queue de cochon" est
déconseillée.
33002440.11
113
Principes et mesures de base
Armoires électriques et machines
Exemples de raccordement
Bornier à vis
Lors du raccordement sur bornier à vis avec impossibilité d'utiliser un cavalier pour le
blindage des connexions, la longueur de la queue de cochon doit être minimale. Ce type de
raccordement est à éviter.
Le schéma ci-dessous montre comment réaliser un raccordement sur bornier à vis :
Connecteur
Lorsqu'un connecteur est utilisé, sa mécanique doit assurer une continuité électrique sur
360° entre le blindage du câble et la masse de la machine.
114
33002440.11
Armoires électriques et machines
Principes et mesures de base
Le graphique ci-dessous montre comment réaliser un raccordement par connecteur :
Directives pour le système de commun
d'alimentation dans l'armoire électrique
Systèmes de commun d'alimentation
L'armoire comprend différents systèmes de commun d'alimentation découplés les uns des
autres :
•
Un plan de masse non laqué doit être prévu au pied de l'armoire comme potentiel de
référence commun.
33002440.11
115
Principes et mesures de base
•
•
Armoires électriques et machines
Les systèmes de commun d'alimentation pour les zones suivantes doivent être séparés
les uns des autres :
◦
Eléments analogiques (avec des communs d'alimentation disposés en forme
d'étoile)
◦
Eléments analogiques (avec des communs d'alimentation disposés en forme
d'étoile)
◦
Eléments de puissance (principalement avec des communs d'alimentation disposés
en forme d'étoile)
Le couplage galvanique des systèmes de commun d'alimentation doit être minimisé.
Exemple : systèmes de commun d'alimentation
Exemple de division des systèmes de commun d'alimentation et de leur découplage
galvanique :
116
33002440.11
Armoires électriques et machines
Principes et mesures de base
Directives pour le câblage dans une armoire
électrique
Directives pour le câblage
Il convient de respecter les directives suivantes pour le câblage dans une armoire électrique
:
•
Comme pour les câblages extérieurs, les directives de câblage s'appliquent également
à l'intérieur de l'armoire électrique, Câblage, page 123.
•
Le couplage galvanique entre la dérivation du courant parasite par des filtres et des
blindages de câble avec le système de commun d'alimentation doit être évité.
•
Pour les signaux de traitement analogiques, il convient de choisir des câbles entrants et
sortants blindés torsadés.
Directives pour les conduites de câbles dans l'armoire
électrique
Il convient de respecter les directives suivantes lors de l'acheminement et la combinaison
de câbles dans les conduites :
•
Les câbles de signaux et d'alimentation 115/230 VCA et les câbles de signaux 24/60
VCC doivent être disposés dans des conduites différentes. L'écart entre les deux
conduites doit être d'au moins 100 mm. Les croisements inévitables doivent se faire à
angles droits.
•
Les câbles de signaux numériques (24/50 VCC) peuvent être non blindés dans une
conduite commune.
•
Les câbles suivants peuvent être combinés dans une conduite :
◦
câble de bus blindé,
◦
câble de signaux de traitement analogique blindé,
◦
câbles de signaux 24/60 VCC non blindés.
Directives pour l'installation des câbles
Il convient de respecter les directives suivantes pour l'installation de câbles dans des
armoires électriques :
33002440.11
117
Principes et mesures de base
Armoires électriques et machines
•
Le choix des passages de câbles dans le châssis doit faire l'objet d'un soin particulier,
car il s'agit du raccordement au système de mise à la masse.
•
Les câbles affectés par des interférences doivent être filtrés avant leur entrée dans
l'armoire électrique.
Directives pour les filtres
Il convient de respecter les directives suivantes pour l'utilisation de filtres :
•
Le filtre doit disposer d'un bon raccordement à la masse conductrice.
•
Le câble d'entrée des filtres ne doit pas être combinée avec le câble de sortie des filtres
ni avec d'autres câbles d'alimentation ou de signaux.
•
Lors de l'installation du filtre à proximité d'une entrée de câbles (distance par rapport au
sol ou à la paroi < 100 mm), le câble d'alimentation du filtre n'est que torsadé.
•
Lors de l'installation du filtre à plus de 100 mm de l'entrée des câbles, le câble
traversant l'armoire doit être torsadé et blindé.
Directives pour les matériaux et l'éclairage dans
l'armoire électrique
Directives pour les matériaux
Afin d'assurer une bonne connexion conductrice durable entre les pièces métalliques
devant être en contact de l'armoire électrique, des paires métalliques spécialement conçues
doivent être formées :
Il faut sélectionner les pièces métalliques à relier à l'aide d'une séquence électrochimique
de manière à ce que les différences de potentiel générées soient les plus petites possible,
au maximum 0,5 V. Cela s'applique également à la sélection des éléments de connexion
comme les vis, les rondelles plates, les rivets, etc.
Directives pour l'éclairage
Il ne faut pas utiliser de tubes fluorescents usuels pour l'éclairage des armoires électriques.
Les moyens d'éclairage suivants peuvent être utilisés à la place :
•
118
lampes incandescentes
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Armoires électriques et machines
Principes et mesures de base
•
lampes permettant des économies d'énergie
•
tubes fluorescents avec des électrodes d'amorçage électroniques
Directives pour l'installation de filtres dans une
armoire électrique
Directives d'installation de filtres
L'efficacité d'un filtre d'alimentation CA est déterminée en HF par son montage et non par
son fonctionnement électrique. Il convient de respecter les directives suivantes lors de
l'installation de filtres dans une armoire électrique :
•
Le filtre doit être installé, si possible, directement à la sortie du câble dans l'armoire.
•
Le filtre est vissé directement sur le mur non laqué ou sur le plan de masse au bas de
l'armoire.
•
Les câbles amont et aval ne peuvent pas être installés en parallèle.
•
Les câbles amont et aval doivent être raccordés de chaque côté du filtre afin de limiter
le couplage mutuel entre l'entrée et la sortie.
•
Le câble du filtre doit traverser la paroi ou le fond de l'armoire.
NOTE: Attention aux courants de fuite du filtre. Des mesures de sécurités spéciales
doivent être prises pour les courants de fuite supérieurs à 3,5 mA en courant alternatif et
10 mA en courant continu. Reportez-vous aux normes applicables dans votre pays.
33002440.11
119
Principes et mesures de base
Armoires électriques et machines
Exemple : Emplacements d'installation optimaux
Le schéma ci-dessous propose deux solutions d'installation de filtre dans une armoire :
120
33002440.11
Armoires électriques et machines
Principes et mesures de base
Exemple : Installation des filtres
Le schéma ci-dessous montre comment installer les câbles de filtres sur la paroi ou le fond
de l'armoire :
33002440.11
121
Principes et mesures de base
Armoires électriques et machines
Exemple : Installation optimale
Le schéma ci-dessous présente une installation optimale de filtre :
122
33002440.11
Câblage
Principes et mesures de base
Câblage
Contenu de ce chapitre
Classification des signaux selon leur comportement en
matière de CEM..................................................................... 123
Directives pour le choix des câbles.......................................... 124
Directives pour la combinaison de signaux dans les câbles,
les faisceaux de conducteurs et les fiches de
raccordement ........................................................................ 126
Directives pour la pose en parallèle et le croisement de
câbles ................................................................................... 127
Directives pour la connexion à la masse des blindages de
câble..................................................................................... 129
Directives pour la mise à la masse des conducteurs non
utilisés .................................................................................. 132
Directives pour l'installation des câbles.................................... 132
Directives pour le cheminement du câblage ............................. 134
Directives pour les câbles couvrant plusieurs bâtiments............ 137
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives pour le câblage des installations utilisant des
systèmes d'automates.
Classification des signaux selon leur
comportement en matière de CEM
But de la classification
Les signaux présents dans les environnements industruels sont classés en quatre
catégories en fonction de leur comportement en matière de CEM. Cette classification est
nécessaire pour l'utilisation de règles de câblage.
Classification des signaux
Le tableau suivant reprend les différentes classes de signaux en fonction de leur
comportement en matière de CEM :
33002440.11
123
Principes et mesures de base
Câblage
Classification
Comportement
CEM
Classe 1
Le signal est très
sensible.
Sensible
Classe 2
Le signal est
sensible.
Peu sensible
Il peut perturber un
câble de classe 1.
Classe 3
Peu sujet aux
interférences
Classe 4
Affecté par les
interférences
Ces signaux
perturbent les câbles
de classe 1et 2.
Ces signaux
perturbent les
signaux des autres
classes
Exemple de circuits électriques ou d'équipements avec
des câbles de cette classe
•
équipements faible puissance avec sortie analogique,
transducteur...
•
circuit de mesure (sondes, transducteur, ...)
•
technique numérique de faible puissance (bus, ...)
•
équipements faible puissance avec sortie numérique
(transducteur, ...)
•
circuits de commande avec charges de résistance
•
sections d'un réseau à courant continu pour faible
puissance
•
circuits de commande pour charges inductives (relais,
protections, bobines, onduleur,etc.) avec la protection
correspondante
•
sections d'un réseau à courant alternatif
•
alimentation principale des équipements haute
puissance
•
soudeuses automatiques
•
circuits de charge en général
•
régulateur de vitesse électronique, sections du réseau
de régulation électrique, ...
Directives pour le choix des câbles
Directives pour le choix des câbles
Il convient de respecter les directives suivantes pour le choix des câbles utilisés dans un
environnement industriel :
•
Utilisez des câbles avec conducteurs direct et de retour torsadés.
•
Pour les signaux de process analogiques, utiliser principalement des câbles avec des
conducteurs directs et de retour torsadés et un blindage par grillage.
Pour les signaux de process analogiques hors des bâtiments, utilisez des câbles à
double blindage.
124
•
Pour les perturbations à rayonnement haute fréquence (5-30 MHz), utilisez des câbles
à blindage à grillage.
•
Pour les signaux affectés par les interférences (classe 4) utilisez des câbles blindés ;
assurez un blindage supplémentaire en acheminant le câble dans un tube métallique
ou un chemin de câbles métallique.
33002440.11
Câblage
Principes et mesures de base
Exemple pour les signaux de classe 1
Exemples pour la mise en place de câbles pour les signaux de classe 1 (sensibles)
Exemple pour les signaux de classe 2
Exemples pour la mise en place de câbles pour les signaux de classe 2 (peu sensibles) :
33002440.11
125
Principes et mesures de base
Câblage
Exemple pour les signaux de classe 3
Exemples pour la mise en place de câbles pour les signaux de classe 3 (peu sujet aux
interférences) :
Exemple pour les signaux de classe 4
Exemples pour la mise en place de câbles pour les signaux de classe 4 (affectés par les
interférences) :
Directives pour la combinaison de signaux dans
les câbles, les faisceaux de conducteurs et les
fiches de raccordement
Combinaison de signaux dans les câbles et faisceaux de
conducteurs
Seuls des signaux de la même classe peuvent être combinés dans un même câble ou
faisceau de conducteurs.
126
33002440.11
Câblage
Principes et mesures de base
Combinaison de signaux dans les fiches de
raccordement
Il ne faut pas utiliser la même fiche de raccordement pour des signaux de différentes
classes.
Les signaux analogiques et numériques peuvent être combinés sur une fiche de
raccordement si une rangée de broches de connecteur avec des liaisons 0 V se trouve entre
les deux.
Directives pour la pose en parallèle et le
croisement de câbles
Directives pour la pose en parallèle de câbles
Il convient de respecter les directives suivantes pour la pose en parallèle de câbles avec
des signaux de différentes classes :
•
Les câbles non blindés avec des signaux de différentes classes doivent être disposés
en parallèle sur des longueurs les plus courtes possible.
•
Lors de la pose en parallèle de câbles non blindés avec des signaux de différentes
classes, il faut respecter des écarts de protection maximums.
•
Si des câbles avec des signaux de différentes classes sont posés en parallèle sur plus
de 30 m ou si les écarts de protection ne sont pas respectés, il faut utiliser des câbles
blindés.
33002440.11
127
Principes et mesures de base
Câblage
Valeurs indicatives pour les écarts de protection
Le schéma suivant indique les valeurs indicatives pour les écarts de protection à respecter
entre des câbles blindés avec des signaux de différentes classes pour une pose en parallèle
jusqu'à 30 m. Plus la longueur est importante, plus l'écart à respecter est important.
Directives pour le croisement des câbles
Les câbles qui transmettent des signaux de différentes classes doivent se croiser à angles
droits.
128
33002440.11
Câblage
Principes et mesures de base
Directives pour la connexion à la masse des
blindages de câble
Directives pour le choix de la méthode de connexion
NOTE: Evitez dans tous les cas les blindages de câble sans connexion à la masse. Ce
mode d'installation est sans effet du point de vue de la CEM et inacceptable pour des
raisons de sécurité si une protection contre les contacts n'est pas assurée.
Le tableau indique, en fonction de l'application, comment le blindage du câble doit être relié
à la masse :
Application
Câbles de jonction blindés à l'appareil de mesure dans
l'armoire électrique
Câbles de jonction blindés à l'appareil de mesure hors
des armoires électriques dans des bâtiments fermés
33002440.11
Connexion à la masse du blindage de câble
•
Généralement connexion à la masse d'un seul
côté sur la sortie de l'armoire
•
Pour les niveaux de perturbation extrêmes, mise
à la masse bilatérale du blindage du câble
•
S'il ne faut compter qu'avec des interférences
capacitives : mise à la masse unilatérale du
blindage du câble
•
Si les lignes de signaux sont soumises à une
influence haute fréquence : mise à la masse
bilatérale du blindage du câble
•
Si les lignes de signaux sont longues : en plus de
la mise à la masse bilatérale, placer d'autres
connexions à la masse le long du câble à des
intervalles de 10 à 15 m
129
Principes et mesures de base
Câblage
Longues lignes
Pour les lignes blindées plus longues, il est recommandé d'utiliser plusieurs connexions à la
masse à des intervalles de 10 ... 15 m le long du câble :
Caractéristiques des méthodes de connexion
La connexion à la masse du blindage est très importante pour que celui-ci soit efficace. Les
possibilités de connexion à la masse suivantes ont divers effets :
130
33002440.11
Câblage
Connexion à la masse du
blindage du câble
Connexion à la masse aux
deux extrémités du câble
Extrêmement efficace
Connexion à la masse à
une seule extrémité du
câble
Efficacité moyenne du
blindage
Blindage sans connexion à
la masse
Pas recommandé
33002440.11
Principes et mesures de base
Effets et avantages
•
les signaux haute fréquence avec
des champs parasites de forte
puissance peuvent induire dans
les câbles de grande longueur
(>50 m) des courants de perte à
la terre.
Permet de protéger les lignes
isolées (transducteur,etc.) des
champs électriques basse
fréquence
•
Aucun effet sur les interférences
externes générées par des
champs électriques haute
fréquence
Permet d'éviter les ronflettes (=
interférences basse fréquence)
•
Le blindage peut se transformer
en résonance via l'effet
d'antenne. L'effet des
interférences est alors plus
important qu'en l'absence de
blindage !
•
différence de potentiel entre le
blindage et la masse au niveau
de l'extrémité qui n'est pas reliée
à la terre ; danger en cas de
contact !
•
Aucun effet contre les
interférences externes (toutes
fréquences)
•
Aucun effet contre les champs
magnétiques
•
Différence de potentiel entre le
blindage et la masse ; danger en
cas de contact !
•
très efficace contre l'influence des
interférences externes (haute et
basse fréquence)
•
très bon effet de blindage même
sur la fréquence de résonance du
câble
•
aucune différence de potentiel
entre le câble et la masse
•
permet de regrouper des câbles
propageant des signaux de
différentes classes
•
très bonne élimination des
interférences haute fréquence
•
•
•
Restrictions
Limite le couplage capacitif
131
Principes et mesures de base
Câblage
Directives pour la mise à la masse des
conducteurs non utilisés
Directives pour les conducteurs non utilisés
Les conducteurs libres ou inutiles d'un câble doivent être reliés à la masse au niveau des
deux extrémités.
Le schéma suivant montre le raccordement des conducteurs non utilisés à la masse.
Directives pour l'installation des câbles
Evitement des boucles de masse
Pour éviter les boucles de masse, il faut poser les câbles à proximité des structures de
masse ou des câbles de masse.
132
33002440.11
Câblage
Principes et mesures de base
Le schéma indique par exemple la pose des câbles à proximité des potentiels de masse :
Pose des conducteurs direct et de retour proches l'un de
l'autre
Les conducteurs directs et de retour des signaux doivent toujours être posés à proximité l'un
de l'autre.
L'utilisation de câbles à deux fils avec des conducteurs torsadés permet de réduire au
maximum l'écart sur l'ensemble de la longueur.
33002440.11
133
Principes et mesures de base
Câblage
Ce schéma indique comment poser les conducteurs direct et de retour proches l'un de
l'autre. La pose en parallèle n'est possible que pour les signaux de même classe.
Directives pour le cheminement du câblage
Directives pour l'organisation des câbles dans le
cheminement du câblage
Les câbles sensibles (classes 1 et 2) doivent être placés aux coins de la canalisation pour
câbles :
134
33002440.11
Câblage
Principes et mesures de base
Directives pour la connexion des cheminements du
câblage
La connexion des cheminements de câblage doit être exécutée avec soin, à savoir par
vissage direct.
NOTE: La connexion à la masse des cheminements de câblage doit être effectuée avec
soin, voir Vissage direct des éléments métalliques, page 103.
Cheminement de câblage non métallique
NOTE: Les cheminements de câblage qui ne sont pas conducteurs, comme par
exemple les tubes en PVC, les plinthes en plastique ou composants similaires, ne sont
pas recommandés car ils n'offrent aucun blindage. Sur les installations existantes par
exemple, ils ne sont tolérés que sur des longueurs de 3 m maximum.
Cheminements de câblages recommandés :
Les cheminements de câblage suivants sont recommandés :
33002440.11
135
Principes et mesures de base
136
Câblage
Tube d'acier
Chemin de câbles en acier
Canal
Chemin de câble en acier
33002440.11
Câblage
Principes et mesures de base
Câble de mise à la terre
Goulottes à câbles ou poutre en tôle d'acier
Chemins de câbles encastrés, forme fermée
Chemins de câbles encastrés, ouverts ou ventilés
Directives pour les câbles couvrant plusieurs
bâtiments
Problème posé par les câbles en dehors des bâtiments
Si des câbles de signaux sont posés en dehors des bâtiments, il convient de prendre en
compte les aspects suivants :
•
une différence de potentiel peut survenir entre les bâtiments, ce qui peut générer des
erreurs lors de la transmission.
•
en cas d'augmentation rapide et temporaire du potentiel d'un des bâtiments suite à la
foudre, un courant de forte intensité peut parcourir la ligne couvrant plusieurs
bâtiments.
33002440.11
137
Principes et mesures de base
Câblage
Directives pour les câbles en dehors des bâtiments
Pour les câbles de signaux posés en dehors des bâtiments, il convient de prendre en
compte les directives suivantes :
•
en général, il faut utiliser des câbles blindés.
•
le blindage doit pouvoir porter le courant et être relié à la terre des deux côtés.
Si le blindage ne peut pas porter le courant, un conducteur de décharge posé
directement à côté du câble de signal peut servir à la dérivation du courant. Le
conducteur de décharge doit avoir une section transversale d'environ 35 mm2.
•
pour les lignes de signaux analogiques, il faut utiliser un câble à double blindage : le
blindage intérieur ne doit être relié à la terre que d'un côté et l'extérieur des deux côtés.
•
les lignes de signaux doivent être équipées d'éléments de protection contre les
surtensions qui, si possible, doivent être situés à l'entrée du câble dans le bâtiment ou
au plus tard à son entrée dans l'armoire électrique.
Il convient également de prendre en compte les éléments suivants : Directives pour la mise
à la terre et la mise à la masse pour les installations couvrant plusieurs bâtiments, page 99.
Recommandation pour le transfert de données entre les
bâtiments
Il est recommandé d'utiliser des câbles en fibre de verre pour le transfert des données entre
les bâtiments. Il n'y a alors presque jamais de problème de boucles de masse en cas de
foudre.
138
33002440.11
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Contenu de cette partie
Famille Quantum ................................................................... 140
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants de la
famille de produits Quantum.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
33002440.11
139
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Famille Quantum
Contenu de ce chapitre
Utilisation de piles comme sources d'alimentation CC............... 140
Informations générales........................................................... 141
Alimentation CA et mise à la terre ........................................... 143
Alimentation CC et mise à la terre ........................................... 147
Considérations relatives à la terre analogique .......................... 152
Installation d'un système fermé ............................................... 159
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants de la
famille de produits Quantum.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
Utilisation de piles comme sources d'alimentation
CC
Introduction
Les alimentations proposent habituellement la protection adaptée contre le bruit RF haute et
basse fréquence grâce aux sorties filtrées. Les piles proposent une bonne capacité de
filtrage contre le bruit basse fréquence uniquement.
Pour protéger des réseaux alimentés par piles, des filtres de protection contre les
perturbations radioélectriques supplémentaires sont nécessaires :
140
•
filtres de protection contre les perturbations radioélectriques (RFI) CURTIS F2800 ;
•
filtres FL Series TRI-MAG, Inc. ou équivalent.
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Informations générales
Vue d'ensemble
DANGER
ELECTROCUTION
L'utilisateur est responsable de la conformité aux réglementations électriques locales et
nationales en ce qui concerne la mise à la terre de tous les équipements. Veuillez lire,
comprendre et appliquer les règles de câblage et de mise à la terre exposées dans cette
section.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
Les configurations de mise à la terre et d'alimentation requises pour les systèmes alimentés
en courant continu et alternatif sont illustrées ci-après, de même que les configurations
permettant d'assurer leur conformité avec la norme CE*.
NOTE: Chacun des racks illustrés dispose de sa propre connexion de masse ; il s'agit
d'un fil séparé raccordé au point de mise à la terre principal, et non d'un système de
chaînage "en marguerite" entre les alimentations ou les platines.
Le point de mise à la terre principal est la connexion du commun local de la terre du
panneau, de l'équipement et de la prise de terre.
Conformité CE
La marque CE indique la conformité avec la directive européenne sur la compatibilité
électromagnétique (CEM) (89/336/CEE) et la directive sur les basses tensions (73/23/CEE).
NOTE: Pour garantir la conformité CE, le système Quantum doit être installé
conformément à ces instructions.
Mise à la terre du châssis
Chaque rack nécessite un fil de masse. Ce fil relie l'une des quatre vis de terre (situées sur
le rack) au point de mise à la terre principal du système d'alimentation. Il doit être vert (ou
vert avec une rayure jaune) et son calibre AWG doit correspondre (au minimum) au courant
nominal des fusibles du circuit d'alimentation.
33002440.11
141
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Mise à la terre de l'alimentation
Chaque connecteur d'alimentation comporte un raccordement à la terre. Il est recommandé
d'effectuer ce raccordement entre la borne de terre du connecteur d'alimentation et l'une
des vis de terre du rack. Le fil doit être vert (ou vert avec une rayure jaune) et d'un calibre
AWG au minimum égal à celui des raccordements électriques de l'alimentation.
Dans les racks comportant plusieurs alimentations, chaque alimentation doit avoir un
raccordement à la terre entre son connecteur d'entrée et les vis de terre du rack.
NOTE: Le raccordement au point de mise à la terre principal du courant d'alimentation
des modules d'E/S est recommandé.
Mise à la terre des autres équipements
Les autres équipements de l'installation ne doivent pas partager le fil de terre du système.
Chaque équipement doit posséder son propre fil de terre retournant au point de mise à la
terre principal à partir duquel cet équipement est alimenté.
Systèmes à alimentations multiples
Pour les systèmes à alimentations multiples, la procédure de mise à la terre est la même
que pour les systèmes à alimentation simple. Une différence de potentiel de zéro volt doit
toutefois être maintenue entre les fils de terre des équipements des différents systèmes
pour éviter le flux de courant sur les câbles de communication.
142
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Alimentation CA et mise à la terre
Systèmes alimentés en CA
NOTE: *CA N doit être mis à la terre. S'il ne l'est pas, il doit être protégé par des fusibles
(voir les codes locaux).
Système alimenté en CA pour conformité CE
NOTE: Les alimentations électriques 140 CPS 111 00, 140 CPS 114 20 et
140 CPS 124 20 sont conçues pour ne pas nécessiter de filtre externe EMI, de rondelle
de centrage de ferrite ni de câble Olflex.
33002440.11
143
Principes et mesures de base
Famille Quantum
NOTE: pour garantir la conformité CE avec la directive européenne sur la compatibilité
électromagnétique (CEM) (89/336/CEE), les alimentations en courant alternatif doivent
être installées conformément à cette norme.
NOTE: les connecteurs modèles 140 XTS 001 00 et 140 XTS 005 00 doivent être
utilisés dans des systèmes devant satisfaire aux critères du système fermé définis dans
la norme EN 61131-2 (sans utilisation d'un boîtier externe).
Les filtres de ligne externes doivent être protégés par un boîtier indépendant répondant
aux normes de sécurité IEC 529, classe IP20.
144
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Détail
La figure suivante illustre de manière détaillée les systèmes alimentés en CA pour conformité CE.
NOTE: un seul fil de mise à la terre est nécessaire par rack. Dans les systèmes
sommables et redondants, ce fil n'est pas relié pour le filtre de ligne/l'alimentation
supplémentaire.
NOTE: Pour plus de détails sur les schémas de câblage, reportez-vous à la partie
Modules d'alimentation Modules d'alimentation (voir Quantum sous EcoStruxure™
Control Expert, Matériel, Manuel de référence).
33002440.11
145
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Nomenclature
Repère
de la
nomenclature
Fournisseur (ou
équivalent)
Référence
Description
Instruction
1
Olflex Series 100 cy
35005
Cordon secteur
Arrêtez le blindage au niveau
de la mise à la terre du
panneau ; le côté filtre du
blindage n'est pas arrêté.
2
Stewart
28 B 0686-200
Rondelle de centrage de ferrite
Fairite
2643665702
Montez la rondelle contre le
filtre et fixez-la avec une
attache de câble à chaque
extrémité.
Schaffner
FN670-3/06
Filtre de ligne (à fixer sur les
bornes)
A monter contre l'alimentation.
3
Dimensions :
Longueur :85 mm (3,4 pouces)
Largeur : 55 mm (2,2 pouces)
Hauteur : 40 mm (1,6 pouce)
Trous de fixation : 5,3 mm
(0,2 pouce) de diamètre
75 mm (3 pouces) en montage
sur axe médian.
Fixation sur bornes : 6,4 mm
(0,25 pouce)
4
sans objet
sans objet
Tresse de mise à la terre
sans objet
Tresse plate de 134 mm
(0,5 pouce) d'une longueur
maximum de 100 mm (4 pouces)
5
Olflex Series 100cy
35005
Câble blindé
Longueur maximum : 215 mm
(8,5 pouces)
146
Le troisième fil (vert/jaune)
n'est pas utilisé ; arrêtez le
blindage au niveau de la
borne de masse de
l'alimentation.
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Alimentation CC et mise à la terre
Système alimenté en 24 V cc
La figure suivante représente un système alimenté en 24 V cc.
NOTE: Il est recommandé de mettre à la terre l'alimentation 24 V cc.
33002440.11
147
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Système alimenté en 24 V cc pour conformité CE
La figure suivante montre un système alimenté en courant 3 A, 24 V cc pour conformité CE.
ATTENTION
NON CONFORMITE A LA MARQUE CE
Les modules 140 CPS 211 00, 140 CRA 211 20 et 140 CRA 212 20 doivent être installés
conformément à la directive européenne sur la compatibilité électromagnétique (CEM)
(89/336/CEE) et la directive sur les basses tensions (73/23/CEE).
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
148
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Figure détaillée en 24 V cc
La figure suivante montre l'installation détaillée d'un système alimenté en courant 3 A,
24 V cc pour conformité CE.
NOTE: Pour plus de détails sur les schémas de câblage, reportez-vous à la partie
Modules d'alimentation Modules d'alimentation (voir Quantum sous EcoStruxure™
Control Expert, Matériel, Manuel de référence).
Nomenclature
Repère
de la
nomenclature
Fournisseur (ou
équivalent)
Référence
Description
Instruction
1
Olflex Series
100cy
35005
Prolongateur
secteur
Arrêtez le blindage au niveau de la
borne de terre de l'alimentation.
2
Sreward
28 BO686-200
Fairite
2643665702
Rondelle de
centrage de
ferrite
Montez la rondelle contre le filtre et
fixez-la avec une attache de câble
à chaque extrémité.
33002440.11
149
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Système alimenté en 125 V cc
La figure suivante montre le système alimenté en courant 125 V cc pour conformité CE.
ATTENTION
NON CONFORMITE A LA MARQUE CE
Les modules 140 CPS 511 00 et 140 CPS 524 00 doivent être installés conformément à la
directive européenne sur la compatibilité électromagnétique (CEM) (89/336/CEE) et la
directive sur les basses tensions (73/23/CEE).
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
150
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Figure détaillée en 125 V cc
La figure suivante illustre de manière détaillée l'installation du système alimenté en 125 V cc
pour conformité CE.
NOTE: Pour plus de détails sur les schémas de câblage de tous les modules
d'alimentation, reportez-vous à la partie Modules d'alimentation (voir Quantum sous
EcoStruxure™ Control Expert, Matériel, Manuel de référence).
Nomenclature
Repère de
la
nomenclature
Fournisseur (ou
équivalent)
Référence
Description
Instruction
1
Olflex Series
100cy
35005
Prolongateur
secteur
Arrêtez le blindage au niveau de
la borne de terre de l'alimentation.
2
Sreward
28 BO686-200
Fairite
2643665702
Rondelle de
centrage de
ferrite
Montez la rondelle contre le filtre
et fixez-la avec une attache de
câble à chaque extrémité.
33002440.11
151
Principes et mesures de base
Famille Quantum
ATTENTION
CONFORMITE AVEC LES DIRECTIVES EUROPEENNES
Les modules 140 CPS 511 00 et 140 CPS 524 00 doivent être installés conformément à la
directive européenne sur la compatibilité électromagnétique (CEM) (89/336/CEE) et la
directive sur les basses tensions (73/23/CEE).
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
Considérations relatives à la terre analogique
Présentation
Pour les Modules d'entrée analogiques (voir Quantum sous EcoStruxure™ Control Expert,
Entrées/sorties TOR et analogiques, Manuel de référence), la mise à la terre doit être
effectuée par des câbles analogiques. Les fils analogiques doivent être directement mis à la
terre dès leur entrée dans l'armoire. Vous devez utiliser un rail de mise à la terre de câbles
analogique. Cette section décrit cette approche.
Principe
Les parasites à fréquence élevée ne peuvent être déchargés que par des grandes surfaces
ou des câbles de courte longueur.
Instructions
Respectez les instructions de câblage suivantes :
•
152
Utilisez un câblage à paire torsadée blindée.
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
•
Exposez 2,5 cm (1 pouce) comme indiqué :
•
Assurez-vous que le câble est correctement relié à la terre (connexion entre la barrette
de terre et les boucles de serrage).
NOTE: Il est recommandé d'utiliser le kit de mise à la terre STB XSP 3000 et les
raccords de mise à la terre STB XSP 3010 ou STB XSP 3020.
Assemblage du kit STB XSP 3000
Le kit suivant est utilisé pour augmenter la qualité du signal analogique.
Le tableau suivant décrit le kit de mise à la terre STB XSP 3000.
33002440.11
153
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Eléments
Description
Supports
latéraux et
barrettes de
terre
L'illustration suivante décrit l'assemblage des supports latéraux et de la barrette de terre.
Le tableau suivant décrit la procédure d'assemblage du kit de mise à la terre
STB XSP 3000 :
154
Etape
Description
1
Poussez les supports latéraux contre les parois et serrez les vis.
2
Choisissez la longueur de la barre de terre.
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Etape
Description
3
Insérez le bornier de terre fonctionnel et serrez la vis.
33002440.11
155
Principes et mesures de base
156
Etape
Description
4
Fixez la barre de terre sur les supports latéraux.
5
La figure suivante décrit l'assemblage final du STB XSP 3000.
Famille Quantum
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Kit STB XSP 3010 et STB XSP 3020
Le tableau suivant décrit les différentes sections de câble (en AWG et mm²) :
Référence
AWG
mm2
STB XSP 3010
16 à 9
1,5 à 6,5
STB XSP 3020
10 à 7
5 à 11
33002440.11
157
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Montage final
La figure suivante représente le montage final :
158
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Installation d'un système fermé
Présentation
Pour les installations devant satisfaire aux critères de système fermé définis dans la norme
EN 61131-2 (sans utilisation d'un boîtier externe) dans lesquelles un filtre de ligne externe
est utilisé, le système fermé doit être protégé par un boîtier indépendant répondant aux
normes de sécurité norme IEC 529, classe IP20.
33002440.11
159
Principes et mesures de base
Famille Quantum
Installation CA/CC
La figure suivante illustre les systèmes alimentés en CA et CC en conformité avec la norme CE
des systèmes fermés.
* Un seul fil de mise à la terre est nécessaire par rack. Dans les systèmes sommables et
redondants, ce fil n'est pas relié pour le filtre de ligne/l'alimentation supplémentaire.
** Les connecteurs 140 XTS 005 00 (pour les modules d'alimentation) et 140 XTS 001 00 (pour les
modules d'E/S) doivent être commandés séparément
NOTE: Pour plus de détails sur les schémas de câblage, reportez-vous à la partie
Modules d'alimentation Modules d'alimentation (voir Quantum sous EcoStruxure™
Control Expert, Matériel, Manuel de référence).
160
33002440.11
Famille Quantum
Principes et mesures de base
Capot de protection
Le capot de protection doit entièrement renfermer le filtre de ligne. Les dimensions
approximatives du capot sont de 12,5 x 7,5 cm. L'entrée/sortie du câble doit s'effectuer à
travers des passages de soulagement de traction.
Connexions du filtre de ligne
33002440.11
161
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Contenu de cette partie
Famille Momentum ................................................................ 163
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants de la
famille de produits Momentum.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
162
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Contenu de ce chapitre
Structure du système d'alimentation ........................................ 163
Sélection des alimentations .................................................... 165
Configuration avec source d'alimentation unique ...................... 166
Circuits de protection pour actionneurs CC .............................. 169
Circuits de protection pour actionneurs CA .............................. 171
Valeurs conseillées des composants des actionneurs CA et
CC........................................................................................ 172
Mise à la terre des appareils Momentum.................................. 172
Mise à la terre des armoires et des bornes du rail DIN............... 174
Mise à la terre des lignes d'E/S analogiques ............................ 176
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants de la
famille de produits Momentum.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
Structure du système d'alimentation
Vue d'ensemble
Cette section contient les instructions de planification et de câblage de votre système
d'alimentation.
Utilisez une alimentation séparée pour les sorties
La tension de fonctionnement et la tension d'entrée peuvent être dérivées à partir d'une
seule source d'alimentation (PS). Il est recommandé d'utiliser une source d'alimentation
séparée pour la tension de sortie (par exemple, 10 A ou 25 A, référencées comme PS1 et
PS2).
33002440.11
163
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Cette précaution évite que les interférences dues aux processus de commutation n'affectent
la tension des instruments électroniques. Lorsque les courants de sortie requis sont plus
importants, prévoyez des sources d'alimentation complémentaires (PS3, etc.).
Utilisez une configuration en étoile
ATTENTION
RISQUES DE COURTS-CIRCUITS ET/OU DE PICS DE TENSION
Prévoyez des fusibles externes au niveau de la tension de fonctionnement afin de
protéger le module. Des valeurs appropriées pour ces fusibles sont indiquées dans les
schémas de câblage. Un module non protégé peut être soumis à des courts-circuits ou
même à des pics de montée ou de chute de puissance.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
Chaque embase doit être alimentée selon une configuration en étoile, c'est-à-dire reliée à la
source d'alimentation par des connexions séparées.
Evitez les boucles d'induction
Ne créez pas de boucles d'induction. (Cela peut survenir lorsque les conducteurs
d'alimentation L+/M-, ... sont disposés par paires.). Pour éviter ce type de problème, utilisez
un câblage à paires torsadées.
Evitez les connexions série
Les connexions série, fréquentes dans les disjoncteurs automatiques, sont à éviter, car ils
augmentent la composante inductive au niveau de la tension de sortie.
Ilots d'isolement Fieldbus
Le potentiel électrique des adaptateurs de bus est conçu de manière à ce que les stations
d'E/S individuelles forment des îlots isolés (par exemple, en isolant le bus interstation
arrivant de l'Interbus). Pour savoir s'il est nécessaire d'équilibrer les potentiels, référez-vous
aux instructions d'installation de l'adaptateur de communication utilisé.
164
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Sélection des alimentations
Présentation
Cette section fournit les instructions de sélection de l'alimentation.
Utilisation de ponts triphasés
ATTENTION
RISQUE DE CHOC ELECTRIQUE
Vous devez isoler électriquement le convertisseur CA/CC entre l'entrée (primaire) et la
sortie (secondaire). Dans le cas contraire, des tensions peuvent se propager vers la sortie
en cas de panne du convertisseur CA/CC.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
Vous avez la possibilité d'utiliser des ponts triphasés sans filtre dans les alimentations
24 VCC pour les embases, les capteurs et les actionneurs. Dans l'optique de l'ondulation
autorisée maximum de 5 %, il est nécessaire de contrôler les ruptures de phase. Pour le
redressement monophasé, les alimentations 24 VCC doivent être mises en tampon pour
garantir la conformité aux spécifications décrites dans la section Caractéristiques du
système (voir Modicon Momentum Embase d'E/S, Guide de l'utilisateur) (20 à 30 V ;
ondulation max 5 %).
Capacité de réserve
Un démarrage transitoire, des câbles très longs et une faible efficacité de section peuvent
entraîner des chutes de tension. Par conséquent, vous devez choisir une alimentation ayant
suffisamment de capacité de réserve et sélectionner des longueurs de câble et des sections
adéquates.
33002440.11
165
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Configuration avec source d'alimentation unique
Présentation
Cette section propose des schémas de circuit électrique, de diagramme schématique du
potentiel électrique et de l'isolement pour une configuration avec source d'alimentation
unique.
Fusibles des schémas électriques
Chaque dérivation ci-dessous doit être protégée par des fusibles (signalés par F dans la
figure ci-après). Lorsque la longueur de la ligne est importante, la dérivation doit être
équipée d'un circuit d'arrêt OVP 001/OVP 248. Cette protection permet de couper
sélectivement une dérivation à l'aide du fusible correspondant, même si la diode est déjà
court-circuitée.
166
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Illustration
L'illustration ci-dessous représente un exemple de schéma électrique pour une
configuration avec source d'alimentation unique.
F Disjoncteur automatique ou fusible (voir schéma de câblage en unité dans la description
de l'embase d'E/S)
F10 Disjoncteur optionnel (avec protection contre les surtensions)
PS Alimentation 24 VCC, 25 A max.
V1 Circuit de protection contre les surtensions OVP 001, OVP 002
Fusibles dans les schémas de câblage
Les fusibles des schémas ci-dessous doivent être sélectionnés en fonction du type et du
nombre de capteurs et d'actionneurs utilisés.
33002440.11
167
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Topologie du potentiel électrique
Dans cet exemple, la tension de sortie est fournie par une source d'alimentation séparée.
Isolement
Dans cet exemple, la tension de sortie est fournie par une source d'alimentation séparée.
168
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Circuits de protection pour actionneurs CC
Vue d'ensemble
Cette section traite des cas particuliers pour lesquels les charges inductives aux points de
sortie nécessitent des circuits de protection supplémentaires (directement sur l'actionneur).
Il fournit également deux exemples de circuit de protection.
Cas 1 :
Lorsque les charges inductives sont mises en contact avec des éléments du circuit (pour
des verrous de sécurité, par exemple) dans les conducteurs de sortie.
Cas 2 :
Lorsque les charges sont très longues.
Cas 3 :
Lorsque les actionneurs inductifs fonctionnent via des contacts à relais à l'embase (pour
allonger la durée de vie des contacts et à des fins de conformité CEM).
Types de circuits de protection
Dans les trois cas, le circuit de protection est une diode de niveau.
Le tableau suivant fournit des conseils de sélection génériques.
Type de charge
Equipement antiparasitage
Charge minimale de l'appareil
circuits CC
diode de niveau polarisée en
inverse au travers de la charge
2 A et toute valeur supérieure à deux fois la tension
de charge maximale
Consultez les catalogues de relais et de contacteurs pour trouver un équipement
antiparasitage compatible avec les produits que vous utilisez.
33002440.11
169
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Exemple 1
Le schéma ci-dessous représente un exemple de circuit de protection d'actionneurs CC
inductifs :
K1 Contact, pour des verrous de sécurité par exemple
V1 Diode de blocage utilisée comme circuit de protection
Exemple 2
Le schéma ci-dessous représente un autre exemple de circuit de protection d'actionneurs
CC inductifs :
V2 Diode de blocage utilisée comme circuit de protection
170
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Circuits de protection pour actionneurs CA
Vue d'ensemble
Afin de réduire les potentiels de bruit et à des fins de conformité CEM, vous pouvez équiper
les actionneurs inductifs de filtres de bruit, tels que des condensateurs anti-parasites, au
point d'interférence.
Types de circuits de protection
Le tableau suivant fournit des conseils de sélection génériques.
Type de charge
Equipement antiparasitage
Charge minimale de l'appareil
Circuits CA
résistance de 50 Ω en série avec
condensateur non-polarisé de 0,47
μF travers de la charge
pour des charges alimentées en
120 Vca
200 Vca
pour des charges alimentées en
220 Vca
400 Vca
Consultez les catalogues de relais et de contacteurs pour trouver un équipement
antiparasitage compatible avec les produits que vous utilisez.
Exemple
Le schéma ci-dessous représente un exemple de circuit de protection d'actionneurs CA
inductifs :
33002440.11
171
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Valeurs conseillées des composants des
actionneurs CA et CC
Valeurs conseillées uniquement
Le courant nominal avant de la diode de niveau doit être supérieur ou égal à la valeur du
courant de charge. La valeur nominale de la tension inverse de crête de la diode doit être
trois ou quatre fois supérieure à la valeur de la tension d'alimentation à 24 VCC et 8 à 10
fois supérieure à la tension d'alimentation à 110 VCA. Le condensateur-limitateur (CA) non
polarisé doit présenter une valeur nominale deux ou trois fois supérieure à celle de la
tension d'alimentation.
Ces valeurs peuvent être les suivantes :
Inductance de charge
Capacité
25 ... 70 mH
0,50 microF
70 ... 180 mH
25 microF
180 mH
10 microF
Les résistances du limitateur peuvent présenter des valeurs comprises entre 1 et 3 Ohms, 2
W. Ces valeurs peuvent atteindre 47 Ohms/5 W pour un RL supérieur à 100 Ohm.
Mise à la terre des appareils Momentum
Vue d'ensemble
Cette section indique comment fournir deux types de mise à la terre aux appareils
Momentum assemblés :
172
•
la terre fonctionnelle (FE), utilisée pour décharger des perturbations à fréquence
élevée, garantissant ainsi la conformité CEM ;
•
la terre de protection (PE), utilisée afin d'éviter des dommages corporels conformément
aux normes IEC et VDE.
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Mise à la terre des appareils Momentum
Les appareils Momentum se composent d'une embase assemblée avec un adaptateur de
communication ou un adaptateur de processeur et éventuellement avec un adaptateur
optionnel. La terre de protection des adaptateurs est reliée électriquement avec celle de
l'embase ; il n'est pas nécessaire de fournir une autre mise à la terre pour l'adaptateur.
Règles particulières pour la mise à la terre
Respectez les règles suivantes :
•
veillez à établir des contacts de mise à la terre corrects ;
•
connectez la vis de mise à la terre à la terre de protection (PE) pour les modules CA et
CC. Le couple de serrage maximum recommandé est de 0,5 Nm à l'aide d'un tournevis
PZ2.
Caractéristiques des câbles
Lorsque vous utilisez un câble de mise à la terre de 10 cm (4 po) maximum, son diamètre
minimal doit être de 2,5 mm2 (12 AWG). Lorsque des câbles plus longs sont utilisés, des
diamètres plus élevés sont nécessaires, comme le montre l'illustration suivante.
33002440.11
173
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Schéma de mise à la terre
L'illustration ci-dessous présente la mise à la terre correcte des modules et des pistes.
1 Bride de mise à la terre, telle que EDS 000
2 Rail de mise à la terre de câbles (CER 001), composant optionnel des liaisons de mise à
la terre à proximité du rail PE/FE
3 Rail PE/FE de l'armoire ou vis PE/FE de l'armoire du bornier
NOTE: Le rail DIN inférieur présente un rail de mise à la terre de câbles (CER 001),
composant optionnel de la mise à la terre des lignes analogiques. Pour connaître la
procédure relative à la mise à la terre des lignes d'E/S analogiques, reportez-vous à la
section. Mise à la terre des lignes d'E/S analogiques, page 176.
Mise à la terre des armoires et des bornes du rail
DIN
Vue d'ensemble
Cette section explique comment mettre à la terre les armoires et les bornes du rail DIN.
174
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Illustration
L'illustration ci-dessous montre comment mettre à la terre les armoires et les bornes du rail
DIN :
1 Rail DIN de connexion de l'appareil Momentum et de ses accessoires
2 Système conducteur de référence ou rail (cuivre massif ou bornes reliées)
3 Barre de mise à la terre de l'armoire
4 Armoire latérale
5 Vis de mise à la terre (PE/FE) de l'armoire
FE Terre fonctionnelle
PE Terre de protection
XY Bobine de mise à la terre
* La section d'un conducteur dépend de la charge du système
33002440.11
175
Principes et mesures de base
Famille Momentum
Mise à la terre des lignes d'E/S analogiques
Vue d'ensemble
Les fils analogiques doivent être directement mis à la terre dès leur entrée dans l'armoire.
Vous devez utiliser soit des supports isolants ou des barrettes disponibles dans le
commerce, soit un rail de mise à la terre de câbles analogique. Cette section décrit les deux
méthodes.
Principe
Les parasites à fréquence élevée ne peuvent être déchargés que par des grandes surfaces
ou des câbles de courte longueur.
Instructions
Respectez les instructions de câblage suivantes :
•
Utilisez un câblage à paire torsadée blindée.
•
Dénudez un côté du blindage (à la sortie de la console, par exemple).
•
Assurez-vous que la piste est correctement mise à la terre, page 172.
La mise à la terre du câble bus est déterminée par l'adaptateur de bus utilisé. Pour plus de
détails, reportez-vous au manuel de votre adaptateur de bus.
176
33002440.11
Famille Momentum
Principes et mesures de base
Utilisation de barrettes ou de supports isolants
Les barrettes ou les supports isolants peuvent être montés directement sur le rail de terre
(rail PE/FE rail) de l'armoire, comme indiqué dans l'illustration ci-dessous. Assurez-vous
que les barrettes ou les supports sont bien en contact.
33002440.11
177
Principes et mesures de base
Famille Premium
Contenu de cette partie
Conformité standard et données assignées à la CEM ............... 179
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY.............................................................. 187
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP ................ 201
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY......................................... 214
Modules de sécurité TSX PAY................................................. 225
Modules de comptage TSX CTY ............................................. 230
Modules de commande axiale TSX CAY.................................. 238
Modules de commande du moteur pas à pas TSX CFY ............ 239
Modules de came électroniques TSX CCY 1128....................... 243
Modules analogiques TSX AEY/ASY....................................... 256
Module de pesage TSX ISPY100/101...................................... 259
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants de la
famille de produits Premium.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
178
33002440.11
Conformité standard et données assignées à la CEM
Principes et mesures de base
Conformité standard et données assignées à
la CEM
Contenu de ce chapitre
Normes et Certifications ......................................................... 179
Conditions de service et prescriptions liées à
l'environnement ..................................................................... 180
Introduction
Ce sous-chapitre présente une vue d'ensemble des normes auxquelles les produits
matériels Premium répondent ainsi que les normes pour la CEM. Vous y trouvez également
des données précises sur la résistance aux interférences et les émissions d'interférences
des produits.
Normes et Certifications
Généralités
Les automates Premium et Atrium ont été développés de façon conforme aux normes
nationales et internationales principales relatives à l'équipement industriel électronique
d'automates.
•
Automates programmables : exigences spécifiques : caractéristiques fonctionnelles,
robustesse, sécurité, etc.
CEI 61131-2, CSA 22.2 N° 142, UL 508
•
Exigences pour la marine marchande des principales organisations internationales :
ABS, BV, DNV, GL, LROS, RINA, RRS, CCS...
•
Respect des Directives Européennes :
Basse Tension : 73/23/CEE amendement 93/68/CEE
Compatibilité Électromagnétique : 89/336/CEE amendements 92/31/CEE et 93/68/CEE
•
Qualités électriques et autoextinguibilité des matériaux isolants : UL 746C, UL 94
33002440.11
179
Principes et mesures de base
•
Conformité standard et données assignées à la CEM
Zones dangereuses Cl1 Div2 CSA 22.2 N° 213
DANGER
RISQUE DE CHOC ELECTRIQUE, EXPLOSION
Ne pas débrancher lorsque le circuit est sous tension, à moins que la zone soit
reconnue comme exempte de risque.
Cet équipement est destiné à une utilisation conforme à la Classe i, Division 2,
Groupes a, b, c ou d, ou dans des lieux non dangereux uniquement.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures
graves.
Conditions de service et prescriptions liées à
l'environnement
Température de fonctionnement/hygrométrie/altitude
Tableau de données :
Température ambiante en fonctionnement
0 °C à +60 °C (CEI 1131-2 = +5 °C à +55 °C)
Humidité relative
10 % à 95 % (sans condensation)
Altitude
0 à 2 000 mètres
Tensions d'alimentation
Tableau de données :
Tension
Fréquence
Micro coupures
180
nominal
24 VCC
48 VCC
100...240 VCA
100...120/200...240 VCA
limite
19...30 VCC
19...60 VCC (1)
90...264 VCA
90...140/190...264 VCA
nominale
-
-
50/60 Hz
50/60 Hz
limite
-
-
47/63 Hz
47/63 Hz
durée
≤ 1 μs
≤ 1 μs
≤ 1/2 période
≤ 1/2 période
répétition
≥1s
≥1s
≥1s
≥1s
33002440.11
Conformité standard et données assignées à la CEM
Principes et mesures de base
Taux
d'harmoniques
-
-
10 %
10 %
Ondulation
résiduelle
incluse
5%
5%
-
-
(1) Possible jusqu'à 34 VCC, limitée à 1 heure par 24 heures.
Avec les alimentations TSX PSY 1610 et TSX PSY 3610, et si utilisation de modules à
sorties relais, cette plage est réduite à 21,6 V...26,4 V.
Sécurité des biens et des personnes
Tableau de données :
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Rigidité diélectrique et résistance
d'isolement *
CEI 61131-2
Alimentation 24-48 V
1 500 Veff
UL 508
Alimentation 100-220 V
2 000 Veff
CSA 22-2 N°142
E/S TOR < 48 V
500 Veff
CEI 60950
E/S TOR > 48 V
2000 Veff
>10 MΩ
Continuité des masses *
CEI 61131-2
< 0,1 Ω / 30 A / 2 min
UL 508
CSA 22-2 N°142
Courant de fuite *
CSA 22-2 N°142
Equipement fixe < 3,5 mA
CEI 60950
Protection par les enveloppes *
CEI 61131-2
IP 20
CSA 22-2 N°142
CEI 60950
Robustesse aux impacts
CSA 22-2 N°142
Chute / 1,3 m / sphère 500 g
CEI 60950
Légende
* Tests demandés par les directives CE
33002440.11
181
Principes et mesures de base
Conformité standard et données assignées à la CEM
NOTE: Les équipements doivent être installés et câblés en respectant les consignes
données par le manuel TSX DG KBL•.
Immunité des appareils aux perturbations B.F imposées
à l'alimentation
Tableau de données :
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Variation de tension et de fréquence
*
EN 50082-1
Un 15 % / Nf 5 % 30 min x 2
Un 20 % / Nf 10 % 5 s x 2
Variation de tension continue *
EN 50082-1
0,85 Un - 1,2 Un 30 + 30 min
+ ondulation 5 % crête
Harmonique 3 *
CEI 61131-2
10 % Un
0° / 5 min - 180° / 5 min
Interruptions momentanées *
CEI 61131-2
CA 10 ms
CC 1 ms
Chutes et reprises de tension *
CEI 61131-2
Un-0-Un ; Un / 60 s 3 cycles séparés de 10 s
Un-0-Un ; Un / 5 s 3 cycles séparés de 1 à 5 s
Un-0,9-Un ; Un / 60 s 3 cycles séparés de 1 à 5 s
Légende
Un : tension nominale Nf : fréquence nominale Ud : niveau de détection de mise sous tension
* Tests demandés par les directives CE
NOTE: Les équipements doivent être installés et câblés en respectant les consignes
données par le manuel TSX DG KBL•.
Immunité aux perturbations H.F
Tableau de données :
182
33002440.11
Conformité standard et données assignées à la CEM
Principes et mesures de base
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Onde oscillatoire amortie *
CEI 61131-2
CA / CC 1 kV MS
CEI 61000-4-12
E/S TOR 24 V 1 kV MS
EN 50082-1
Alimentation CA / CC 2 kV MF / MC
CEI 61000-4-4
E/S TOR > 48 V 2 kV MC
Transitoires rapides en salves *
autres ports 1 kV MC
Onde de choc hybride
CEI 61000-4-5
Alimentation CA/CC 2 kV MF / 1 kV MS
E/S TOR CA 2 kV MF / 1 kV MS
E/S TOR CC 2 kV MF / 0,5 kV MS
Câble blindé 1 kV MC
Décharges électrostatiques *
Champ électromagnétique *
Perturbations conduites *
CEI 61131-2
6 kV contact
CEI 61000-4-2
8 kV air
EN 50082-2
10 V/m ; 80 MHz - 2 GHz
CEI 61000-4-3
Modulation amplitude sinusoïdale 80 % / 1 kHz
EN 50082-2
10 V ; 0,15 MHz - 80 MHz
CEI 61000-4-6
Modulation amplitude sinusoïdale 80 % / 1 kHz
Légende
MS : mode série MC : mode commun MF : mode filaire
* Tests demandés par les directives CE
NOTE: Les équipements doivent être installés et câblés en respectant les consignes
données par le manuel TSX DG KBL•.
Emissions électromagnétiques
Tableau de données :
33002440.11
183
Principes et mesures de base
Conformité standard et données assignées à la CEM
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Limites en conduction *
EN55022/55011
Classe A
EN50081-2
150 kHz - 500 kHz quasi crête 79 dB mV
moyenne 66 dB mV
500 kHz - 30 kHz quasi crête 73 dB mV
moyenne 60 dB mV
Limites en rayonnement *
(1)
EN55022/55011
Classe A d = 10 m
EN50081-2
30 kHz - 230 kHz quasi crête 30 dB mV/m
230 kHz - 1 kHz quasi crête 37 dB mV/m
Légende
(1) Ce test est effectué hors armoire, appareils fixés sur grille métallique et câblés selon les recommandations
du manuel TSX DG KBL•.
* Tests demandés par les directives CE
NOTE: Les équipements doivent être installés et câblés en respectant les consignes
données par le manuel TSX DG KBL•.
Immunité aux variations climatiques
Tableau de données :
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Chaleur sèche
CEI60068-2-2 Bd
60 °C / 16 h (E.O)
40 °C / 16 h (E.F)
Froid
CEI60068-2-1 Ad
0 °C / 16 h
Chaleur humide continue
CEI60068-2-30 Ca
60 °C / 93 % Hr / 96 h (E.O)
40 °C / 93 % Hr / 96 h (E.F)
Chaleur humide cyclique
CEI60068-2-30 Db
(55 °C E.O / 40 °C E.F) ; -25 °C / 93-95 % Hr
2 cycles : 12 h - 12 h
Variations cycliques de
température
CEI60068-2-14 Nb
0 °C ; -60 °C / 5 cycles : 6 h - 6 h (E.O)
0 °C ; -40°C / 5 cycles : 6 h - 6 h (E.F)
Echauffement
184
CEI 61131-2
Température ambiante : 60°C
33002440.11
Conformité standard et données assignées à la CEM
Désignation de l'essai
Normes
Principes et mesures de base
Niveaux
UL508
CSA22-2 N°142
Légende
E.O : équipement ouvert E.F : équipement fermé Hr : humidité relative
Immunité aux contraintes mécaniques
Tableau de données :
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Vibrations sinusoïdales
CEI60068-2-6 Fc
3 Hz - 100 Hz / 1 mm amplitude / 0,7 Gn
Endurance : fr / 90 min / axe (Q limite) < 10
3 Hz - 150 Hz / 1,5 mm / 2 Gn
Endurance : 10 cycles (1 octave / min)
Chocs demi-sinus
CEI60068-2-27 Ea
15 Gn x 11 ms 3 chocs / sens / axe
Légende
fr : fréquence de résonance Q : coefficient d'amplification
Immunité aux variations climatiques
Tableau de données :
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Chaleur sèche hors
fonctionnement
CEI60068-2-2 Bb
70 °C / 96 h
Froid hors fonctionnement
CEI60068-2-1 Ab
-25 °C / 96 h
Chaleur humide hors
fonctionnement
CEI60068-2-30 dB
60 °C ; -25 °C / 93-95 % Hr
2 cycles : 12 h - 12 h
Chocs thermiques hors
fonctionnement
33002440.11
CEI60068-2-14 Na
-25°C ; -70°C / 2 cycles : 3 h - 3 h
185
Principes et mesures de base
Conformité standard et données assignées à la CEM
Immunité aux contraintes mécaniques
Tableau de données :
186
Désignation de l'essai
Normes
Niveaux
Chute libre à plat
CEI60068-2-32 Ed
10 cm / 2 chutes
Chute libre position contrôlée
CEI60068-2-31 Ec
30° ou 10 cm / 2 chutes
Chute libre aléatoire matériel conditionné
CEI60068-2-32 Méhode1
1 m / 5 chutes
33002440.11
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
Eléments de base : Châssis TSX RKY,
alimentations électriques TSX PSY
Contenu de ce chapitre
Connexion d'un rack TSX RKY à la terre.................................. 187
Comment monter les modules processeurs ............................. 188
Précautions à prendre lors du remplacement d’un processeur
PCX 57 ................................................................................. 191
Règles de raccordement des alimentations TSX PSY ............... 191
Raccordement de modules d'alimentation pour réseau à
courant alternatif .................................................................... 194
Raccordement des modules d'alimentation à courant continu
à partir d’un réseau à courant alternatif .................................... 196
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des éléments de base du matériel Premium en matière de mise à la terre et de
CEM.
Connexion d'un rack TSX RKY à la terre
Mise à la terre de racks
La mise à la terre fonctionnelle des racks est assurée par la face arrière en métal.
Ceci signifie que la conformité des automates aux normes environnementales est garantie ;
à condition, cependant, que les racks soient fixés à un support en métal dûment mis à la
terre. Les différents racks pouvant constituer une station automate TSX P57/TSX H57
doivent être montés soit sur le même support, soit sur des supports différents, dans la
mesure où ils sont correctement reliés les uns aux autres.
33002440.11
187
Principes et mesures de base
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
DANGER
CHOC ELECTRIQUE - MISE A LA TERRE INCORRECTE
•
Reliez chaque borne de mise à la terre à la terre de protection.
•
Utilisez un fil vert / jaune d'une section minimum de 2,5 mm (12 AWG) et d'une
longueur la plus réduite possible.
•
Couple maximum de la vis de raccordement à la terre : 2,0 Nm.
•
Votre installation doit être conforme à tous les règlements locaux et nationaux.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
Illustration :
NOTE: le 0V interne du PC est relié au raccordement à la terre. Le raccordement à la
terre est lui-même relié à la terre.
Comment monter les modules processeurs
Introduction
AVIS
DESTRUCTION D'UN MODULE D'AUTOMATE
Mettez hors tension l'alimentation du rack avant de monter un module processeur.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des dommages matériels.
188
33002440.11
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
NOTE: mis à part cela, le montage ou le retrait de modules processeur s'effectue de
façon identique au montage ou retrait d'autres modules.
Pour retirer / insérer des modules sous tension, il faut débrancher le bornier ou le
connecteur HE10. Vous devez également veiller à couper l'alimentation des capteurs /
pré-actionneurs.
Mise en place d'un module processeur sur un rack
Effectuez les étapes suivantes :
Etape
Action
1
Positionnez les broches situés à l'arrière du module
dans les trous de centrage situés sur la partie
inférieure du rack (repère 1 voir schéma 1).
2
Faites pivoter le module afin de l'amener en contact
avec le rack (repère 2).
3
Fixez le module processeur sur le rack par vissage de
la vis située sur la partie supérieure du module (repère
3).
Illustration
NOTE: le montage de modules processeur s'effectue de façon identique au montage
d'autres modules.
NOTE: couple de serrage maximum : 2,0 Nm.
33002440.11
189
Principes et mesures de base
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
AVIS
DESTRUCTION D'UN MODULE D'AUTOMATE
Mettez hors tension l'alimentation du rack avant de monter un module processeur.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des dommages matériels.
Mise à la terre des modules
La mise à la terre des modules processeur est réalisée par des plages métalliques situées
en face arrière du module. Lorsque le module est en place, ces plages métalliques sont en
contact avec la tôle du rack, assurant ainsi la liaison avec la masse.
Illustration
190
33002440.11
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
Précautions à prendre lors du remplacement d’un
processeur PCX 57
Important
AVERTISSEMENT
FONCTIONNEMENT IMPREVU DE L'EQUIPEMENT
Si le processeur PCX P57 est remplacé par un autre processeur non vierge (le
processeur a déjà été programmé et contient une application), il faut couper l'alimentation
de toutes les unités de commande de la station automate.
Avant de remettre les unités de commande sous tension, vérifiez que le processeur
contient l'application requise.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures graves
ou des dommages matériels.
Règles de raccordement des alimentations TSX
PSY
Généralités
Les modules d'alimentation TSX PSY ••• sur chaque rack sont équipés d'un bornier non
amovible, possédant un volet de protection, qui est utilisé pour le raccordement de
l'alimentation, le relais d'alarme, la terre de protection et, pour les alimentations en courant
alternatif, l'alimentation de capteurs 24 VCC.
Ce bornier à vis est équipé de vis à bride prisonnière pouvant raccorder un maximum de
2 fils d'une section de 1,5 mm 2 (14 AWG) avec embouts, ou un fil d'une section de 2,5 mm 2
(12 AWG) (couple de serrage maximum sur le bornier terminal : 0,8 N.m).
Les fils sortent verticalement vers le bas. Ceux-ci peuvent être maintenus par un collier
serre-câble.
33002440.11
191
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
Dessin d'illustration
Ce diagramme présente le bornier à vis :
(1) 24V-48V alternatif pour l'alimentation TSX PSY 5520
DANGER
CHOC ELECTRIQUE - TENSION D'ALIMENTATION INCORRECTE
Pour les modules d'alimentation TSX PSY 5500/8500, positionnez le sélecteur de tension
en fonction de la tension secteur utilisée (110 ou 220 VCA).
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
Prévoyez un dispositif de protection et de coupure de l'alimentation en amont de la station
automate.
Lors du choix des organes de protection, l'utilisateur devra tenir compte des courants
d'appels définis dans les tableaux de caractéristiques de chaque alimentation.
192
33002440.11
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
NOTE: Comme les modules d'alimentation en courant continu TSX PSY 1610/2610/
5520 ont un fort courant d'appel, il est déconseillé de les utiliser sur des réseaux à
courant continu ayant une protection en limitation de courant réentrante (flood back).
Lorsqu'un module d'alimentation est raccordé au réseau de courant continu, il est
impératif de restreindre la longueur du câble d'alimentation, ce qui contribue à
empêcher les pertes de transmission.
•
•
Module d'alimentation TSX PSY 1610 :
◦
longueur limitée à 30 mètres (60 mètres aller et retour) avec fils de cuivre et
section de 2,5 mm2 (12 AWG),
◦
longueur limitée à 20 mètres (40 mètres aller et retour) avec fils de cuivre et
section de 1,5 mm2 (14 AWG).
Module d'alimentation TSX PSY 3610 et TSX PSY 5520 :
◦
longueur limitée à 15 mètres (30 mètres aller et retour) avec fils de cuivre et
section de 2,5 mm2 (12 AWG),
◦
longueur limitée à 10 mètres (20 mètres aller et retour) avec fils de cuivre et
section de 1,5 mm2 (14 AWG).
AVERTISSEMENT
MISE A LA TERRE DE L'ALIMENTATION EN COURANT CONTINU
Le 0 V et la terre physique sont reliés en interne dans les automates, les accessoires de
câblage réseau et certaines consoles de commande.
Pour les applications utilisant une installation "flottante", il faut prendre certaines mesures
en ce qui concerne les raccordements. Elles dépendent du mode d'installation retenu.
Dans ces cas, il est impératif d'utiliser des alimentations en courant continu isolées.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures graves
ou des dommages matériels.
33002440.11
193
Principes et mesures de base
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Raccordement de modules d'alimentation pour
réseau à courant alternatif
Raccordement d'une station automate constituée d'un
seul rack
Illustration :
Q : sectionneur général
KM : contacteur de ligne ou disjoncteur
(1) barrette d'isolement pour recherche d'un défaut de mise à la masse
(2) courant disponible :
194
•
0,6 A avec module d'alimentation TSX PSY 2600 (voir Premium et Atrium sous
EcoStruxure™ Control Expert, Processeurs, racks et alimentations, Manuel de mise en
œuvre)
•
0,8 A avec module d'alimentation TSX PSY 5500 (voir Premium et Atrium sous
EcoStruxure™ Control Expert, Processeurs, racks et alimentations, Manuel de mise en
œuvre)
•
1,6 A avec module d'alimentation TSX PSY 8500 (voir Premium et Atrium sous
EcoStruxure™ Control Expert, Processeurs, racks et alimentations, Manuel de mise en
œuvre)
33002440.11
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
NOTE: Fusibles de protection: les modules d'alimentation à courant alternatif
TSX PSY 2600/5500/8500 sont équipés d'origine d'un fusible de protection. Ce fusible,
en série avec l'entrée L, est situé à l'intérieur du module et donc inaccessible.
Raccordement d'une station automate constituée de
plusieurs racks
Illustration :
NOTE: Dans le cas de plusieurs stations automates alimentées à partir d'un même
réseau, le principe de raccordement est identique.
Q : sectionneur général
KM : contacteur de ligne ou disjoncteur
(1) barrette d'isolement pour recherche d'un défaut de mise à la masse
(2) courant disponible :
33002440.11
195
Principes et mesures de base
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
•
0,6 A avec module d'alimentation TSX PSY 2600 (voir Premium et Atrium sous
EcoStruxure™ Control Expert, Processeurs, racks et alimentations, Manuel de mise en
œuvre)
•
0,8 A avec module d'alimentation TSX PSY 5500 (voir Premium et Atrium sous
EcoStruxure™ Control Expert, Processeurs, racks et alimentations, Manuel de mise en
œuvre)
•
1,6 A avec module d'alimentation TSX PSY 8500 (voir Premium et Atrium sous
EcoStruxure™ Control Expert, Processeurs, racks et alimentations, Manuel de mise en
œuvre)
NOTE: Fusibles de protection: les modules d'alimentation à courant alternatif
TSX PSY 2600/5500/8500 sont équipés d'origine d'un fusible de protection. Ce fusible,
en série avec l'entrée L, est situé à l'intérieur du module et donc inaccessible.
Raccordement des modules d'alimentation à
courant continu à partir d’un réseau à courant
alternatif
Modules d'alimentation non isolés TSX PSY 1610/3610
Raccordement d’une station automate constituée d’un seul rack, avec réseau
référencé à la terre :
196
33002440.11
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
Q : sectionneur général
KM : contacteur de ligne ou disjoncteur
(1) : shunt externe fourni avec le module alimentation
(2) : barrette d’isolement pour recherche d’un défaut de mise à la masse ; il est nécessaire
dans ce cas de débrancher l’alimentation afin de déconnecter le réseau de la masse
(3) : possibilité d’utiliser une alimentation process
(4) : fusible de protection, (4 A, type temporisé) uniquement nécessaire dans le cas d’un
module alimentation TSX PSY 3610
Le module d'alimentation TSX PSY 1610 est équipé d’origine d’un fusible de protection situé
sous le module et en série sur l’entrée 24 V (fusible 3,5 A, 5x20, de type temporisé).
Raccordement d’une station automate constituée de plusieurs racks, avec réseau
référencé à la terre :
33002440.11
197
Principes et mesures de base
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Q : sectionneur général
KM : contacteur de ligne ou disjoncteur
(1) : shunt externe fourni avec le module alimentation
(2) : barrette d’isolement pour recherche d’un défaut de mise à la masse ; il est nécessaire
dans ce cas de débrancher l’alimentation afin de déconnecter le réseau de la masse
(3) : possibilité d’utiliser une alimentation process
(4): fusible de protection, (4 A, type temporisé) uniquement nécessaire dans le cas d’un
module alimentation TSX PSY 3610
Le module d'alimentation TSX PSY 1610 est équipé d’origine d’un fusible de protection situé
sous le module et en série sur l’entrée 24 V (fusible 3,5 A, 5x20, de type temporisé).
NOTE: dans le cas de plusieurs stations automates alimentées à partir d’un même
réseau, le principe de raccordement est identique.
Module d'alimentation isolé TSX PSY 5520
Raccordement d’une station automate constituée d’un seul rack, avec réseau
référencé à la terre :
Q : sectionneur général
KM : contacteur de ligne ou disjoncteur
198
33002440.11
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
Principes et mesures de base
(1) : barrette d’isolement pour recherche d’un défaut de mise à la masse
(2) : possibilité d’utiliser une alimentation process
NOTE: fusible de protection : les modules d'alimentation TSX PSY 5520 sont équipés
d’origine d’un fusible de protection. Ce fusible, en série avec l’entrée 24/48 V, est situé à
l’intérieur du module et n'est pas accessible.
Raccordement d’une station automate constituée de plusieurs racks, avec réseau
référencé à la terre :
Q : sectionneur général
KM : contacteur de ligne ou disjoncteur
(1) : barrette d’isolement pour recherche d’un défaut de mise à la masse
(2): possibilité d’utiliser une alimentation process
33002440.11
199
Principes et mesures de base
Eléments de base : Châssis TSX RKY, alimentations
électriques TSX PSY
NOTE: fusible de protection : les modules d'alimentation TSX PSY 5520 sont équipés
d’origine d’un fusible de protection. Ce fusible, en série avec l’entrée 24/48 V, est situé à
l’intérieur du module et n'est pas accessible.
NOTE: dans le cas de plusieurs stations automates alimentées à partir d’un même
réseau, le principe de raccordement est identique.
200
33002440.11
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Principes et mesures de base
Alimentation des modules Process et AS-i
TSX SUP
Contenu de ce chapitre
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1011/1021................. 202
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1051......................... 204
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1101 ......................... 205
Raccordement des modules d'alimentation TSX SUP
A02....................................................................................... 207
Raccordement des modules d'alimentation TSX SUP
A05....................................................................................... 209
Précautions générales............................................................ 211
Introduction
Cette section comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation de l'alimentation des modules Process et AS-i-Bus en matière de mise à la terre
et de comptabilité électromagnétique.
33002440.11
201
Principes et mesures de base
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1011/1021
Dessin d'illustration
Schéma de câblage :
Règles de raccordement
Primaire : si le module est alimenté avec un courant de 100/240 VCA, il est impératif de
respecter les exigences de câblage pour la phase et le neutre lors du raccordement du
module. En revanche si le module est alimenté en 125 VCC, il n'est pas nécessaire de
respecter les polarités.
•
202
une tension de fonctionnement ≥ 600 VCA avec une section de câble de1,5 mm2
(14 AWG) pour le raccordement au réseau,
33002440.11
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Principes et mesures de base
DANGER
CHOC ELECTRIQUE
Raccordez le bornier de mise à la terre du module à la terre de protection à l'aide d'un fil
vert/jaune.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
La borne d’alimentation est protégée par un volet qui permet l’accès aux bornes de câblage.
La sortie des fils s'effectue verticalement vers le bas. Ceux-ci peuvent être maintenus par un
collier serre-câble.
Secondaire : pour assurer la conformité aux exigences d'isolement (EN 60950) par une très
basse tension de sécurité isolée de 24 V, on utilise le câblage suivant :
•
une tension de fonctionnement ≥ 300 VCA avec une section de câble de2,5 mm2
(12 AWG) pour les sorties 24 V et la terre.
33002440.11
203
Principes et mesures de base
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1051
Dessin d’illustration
Schéma de câblage :
Règles de raccordement
Primaire : respectez les règles concernant la phase et le neutre lors du câblage.
•
204
une tension de fonctionnement ≥ 600 VCA avec une section de câble de1,5 mm2 (14
AWG) pour le raccordement au réseau,
33002440.11
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Principes et mesures de base
DANGER
CHOC ELECTRIQUE
Raccordez le bornier de mise à la terre du module à la terre de protection à l'aide d'un fil
vert/jaune.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
La borne d’alimentation est protégée par un volet qui permet l’accès aux bornes de câblage.
La sortie des fils s'effectue verticalement vers le bas. Ceux-ci peuvent être maintenus par un
collier serre-câble.
Secondaire : pour assurer la conformité aux exigences d'isolement (EN 60950) par une très
basse tension isolée de 24 V, on utilise le câblage suivant :
•
une tension de fonctionnement ≥ 300 VCA avec une section de câble de2,5 mm2 (12
AWG) pour les sorties 24 V et la terre.
Raccordement d'alimentations TSX SUP 1101
Illustration 1
Schéma de câblage normal :
33002440.11
205
Principes et mesures de base
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Illustration 2
Schéma de câblage parallèle (parallélisation) :
(1) Connexion pour une alimentation 100-120 VCA.
(2) Fusible externe sur phase (Fu) : Temporisation 250 V 6,3 A.
Règles de raccordement
Primaire : respectez les règles relatives à la phase et le neutre lors du câblage.
•
206
une tension de fonctionnement ≥ 600 VCA avec une section de câble de1,5 mm2 (14
AWG) ou de 2,5 mm2 (12 AWG) pour le raccordement au réseau,
33002440.11
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Principes et mesures de base
DANGER
CHOC ELECTRIQUE
Raccordez le bornier de mise à la terre du module à la terre de protection à l'aide d'un fil
vert/jaune.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
La borne d’alimentation est protégée par un volet qui permet l’accès aux bornes de câblage.
La sortie des fils s'effectue verticalement vers le bas. Ceux-ci peuvent être maintenus par un
collier serre-câble.
Secondaire : pour assurer la conformité aux exigences d'isolement (EN 60950) par une très
basse tension isolée de 24 V, on utilise le câblage suivant :
•
une tension de fonctionnement ≥ 300 VCA avec une section de câble de2,5 mm2 (12
AWG) pour les sorties 24 V et la terre.
•
Câblez les deux bornes 24 V en parallèle, ou répartissez la charge sur les deux sorties
24 V si le courant total devant être fourni dépasse 5 A.
Raccordement des modules d'alimentation TSX
SUP A02
Illustration
Schéma de câblage :
33002440.11
207
Principes et mesures de base
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Présentation du raccordement
Le module d'alimentation TSX SUP A02 est conçu pour l'alimentation du bus AS-i et des
esclaves connectés (30 VCC/2,4 A).
Règles de raccordement
Primaire : respectez les règles concernant la phase et le neutre lors du câblage.
DANGER
RISQUE DE CHOC ELECTRIQUE
Raccordez le bornier de mise à la terre du module à la terre de protection à l'aide d'un fil
vert/jaune.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
La borne d'alimentation est protégée par un volet qui permet l'accès aux bornes de câblage.
La sortie des fils s'effectue verticalement vers le bas. Ceux-ci peuvent être maintenus par un
collier serre-câble.
Afin d'assurer la conformité aux exigences d'isolement (EN 60950) pour une très basse
tension isolée de 24 V, on utilise le câblage suivant :
208
•
une tension de fonctionnement ≥ 600 VCA avec une section de câble de1,5 mm2 (14
AWG) pour le raccordement au réseau,
•
une tension de fonctionnement ≥ 300 VCA avec une section de câble de2,5 mm2 (12
AWG) pour les sorties 24 V et la terre.
33002440.11
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Principes et mesures de base
L'emploi d'un câble blindé pour le bus AS-i n'est nécessaire que si l'installation est très
perturbée du point de vue CEM (compatibilité électromagnétique).
Raccordement des modules d'alimentation TSX
SUP A05
Illustration
Schéma de câblage :
(1) Raccordement si l'alimentation provient d'un réseau alternatif 100...120 V.
(2) Fusible de protection externe sur phase (Fu) : Temporisation 6,3 A 250 V.
(3) Ecran câble AS-i blindé si l'environnement est perturbé.
Présentation du raccordement
Le module d'alimentation TSX SUP A05 est conçu pour l'alimentation du bus AS-i y compris
les esclaves qui y sont connectés (sortie 30 V/5 A). Il possède également une alimentation
auxiliaire (24 VCC/7 A) pour les capteurs / actionneurs qui consomment beaucoup
d'énergie. Dans ce cas, un câble plat AS-i noir est utilisé.
33002440.11
209
Principes et mesures de base
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Schéma de principe :
Règles de raccordement
Primaire : respectez les règles concernant la phase et le neutre lors du câblage.
•
une tension de fonctionnement ≥ 600 VCA avec une section de câble de1,5 mm2 (14
AWG) ou de 2,5 mm2 (12 AWG) pour le raccordement au réseau,
DANGER
RISQUE DE CHOC ELECTRIQUE
Raccordez le bornier de mise à la terre du module à la terre de protection à l'aide d'un fil
vert/jaune.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
Les bornes AS-i « Réseau d'alimentation CA » et « Sortie 24 V et 30 VCC » sont protégées
par un volet permettant l'accès aux bornes de câblage. La sortie des fils s'effectue
verticalement vers le bas. Ceux-ci peuvent être maintenus par un collier serre-câble.
Secondaire : pour assurer la conformité aux exigences d'isolement (EN 60950) par une très
basse tension isolée de 24 V, on utilise le câblage suivant :
210
•
une tension de fonctionnement ≥ 300 VCA avec une section de câble de2,5 mm2 (12
AWG) pour les sorties 24 V et la terre.
•
Raccordez les deux bornes 24 V en parallèle, ou distribuez la charge sur les deux
sorties 24 V si le courant total devant être fourni dépasse 5 A.
33002440.11
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Principes et mesures de base
L'emploi d'un câble blindé pour le bus AS-i n'est nécessaire que si l'installation est très
perturbée du point de vue CEM (compatibilité électromagnétique).
Compte tenu du courant important que peut fournir cette alimentation, son positionnement
sur le bus a une grande importance.
Si le module d'alimentation est positionné à l'une des extrémités du bus, il fournira un
courant nominal (p. ex. 5 A) à l'ensemble du bus. La chute de tension à l'autre extrémité du
bus est donc proportionnelle aux 5 A.
S'il est positionné au milieu du bus, la chute de tension aux extrémités est proportionnelle à
2,5 A seulement, à supposer que la consommation est la même sur les deux sections du
bus.
S'il n'y a pas d'esclave gros consommateur d'énergie, il est préférable de positionner
l'alimentation au centre de l'installation. A l'inverse, si l'installation comporte un ou plusieurs
gros consommateurs d'énergie, il sera judicieux de disposer l'alimentation à proximité de
ceux-ci.
NOTE: aux endroits où il y a présence d'actionneurs gros consommateurs d'énergie
(contacteur, bobine de solénoïde, etc.) le module d'alimentation TSX SUP A05 peut être
mis en œuvre pour fournir les 24 VCC auxiliaires, étant isolé de la ligne AS-i.
Précautions générales
Introduction
Lors de l'installation du câble AS-i jaune, il est essentiel de le placer dans un chemin de
câbles séparé des câbles d'alimentation. Il est également recommandé de le mettre à plat
sans le tordre. Cela permet d'avoir les deux fils du câble AS-i aussi symétriques que
possible.
L'installation du câble AS-i sur une surface connectée au potentiel électrique de la machine
(le châssis, par exemple) est conforme aux exigences de la directive CEM (compatibilité
électromagnétique).
33002440.11
211
Principes et mesures de base
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
L'extrémité du câble, ou les extrémités dans le cas d'un bus avec une forme en étoile, doit
être protégée :
•
par un raccordement à la dérivation T,
•
ou en prenant garde de ne pas la sortir de son dernier point de raccordement.
Important
Il est important de répartir efficacement l'alimentation sur le bus AS-i de façon à ce que
chaque équipement sur le bus soit alimenté par une tension suffisante lui permettant de
fonctionner correctement. Pour ce faire, certaines règles doivent être observées.
Règle 1
Sélectionnez la capacité du module d'alimentation en fonction de la consommation totale du
segment AS-i. Les capacités disponibles sont 2,4 A (TSX SUP A02) et 5 A (TSX SUP A05).
Une capacité de 2,4 A est en général suffisante si l'on se base sur une consommation
moyenne de 65 mA par esclave pour un segment composé de 31 esclaves maximum.
Règle 2
Afin de minimiser les effets des chutes de tension et de réduire les coûts du câblage, il faut
déterminer le meilleur emplacement possible du module d'alimentation sur le bus ainsi que
la taille minimum du câble adaptée pour la répartition du courant.
La chute de tension entre le maître et le dernier esclave sur le bus ne doit pas dépasser 3 V.
Pour vous aider dans votre choix, le tableau ci-dessous énonce les points essentiels à
considérer pour la sélection de la section du câble AS-i.
Tableau de caractéristiques :
Mesure de section du câble ASi
0,75 mm2 (28 AWG)
1,5 mm2 (14 AWG)
2,5 mm2 (12 AWG)
Résistance linéaire
52 milli-ohms/mètre
27 milli-ohms/mètre
16 milli-ohms/mètre
Chute de tension pour 1 A sur
100 mètres
5,2 V
2,7 V
1,6 V
Un câble d'une section de 1,5 mm2 (14 AWG) convient à la plupart des applications. Il s'agit
du modèle de bus AS-i standard (le câble est proposé dans le catalogue SCHNEIDER).
212
33002440.11
Alimentation des modules Process et AS-i TSX SUP
Principes et mesures de base
Des câbles plus courts peuvent être utilisés pour les capteurs de faible consommation.
NOTE: La longueur maximum de tous les segments composant le bus AS-i sans relais
est de 100 mètres. Tenez compte des longueurs des câbles reliant un esclave à un
répartiteur passif.
33002440.11
213
Principes et mesures de base
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Contenu de ce chapitre
Choix des alimentations à courant continu pour capteurs et
pré-actionneurs associés aux modules d'entrées/sorties
TOR...................................................................................... 214
Précautions et règles générales de câblage des modules
d'entrées/sorties TOR ............................................................ 215
Raccordement des modules d'E/S TOR : modules à
connecteur HE10 ................................................................... 219
Méthodes de connexion des modules d'E/S TOR :
raccordement des modules à bornier à vis ............................... 221
Raccordement des modules d'E/S TOR aux interfaces
TELEFAST à l'aide d'un connecteur HE10 ............................... 222
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des modules d'E/S numériques du matériel Premium en matière de mise à la
terre et de CEM.
Choix des alimentations à courant continu pour
capteurs et pré-actionneurs associés aux modules
d'entrées/sorties TOR
Vue d'ensemble
Voici une présentation des précautions à prendre lors de la sélection de capteurs et de préactionneurs associés aux modules d'E/S TOR.
Alimentations externes à courant continu
Dans le cas d'alimentations externes 24 VCC, il est conseillé d'utiliser:
•
214
des alimentations régulées,
33002440.11
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
•
Principes et mesures de base
ou des alimentations non régulées, mais avec :
◦
un filtrage de 1000 mF/A en redressement monophasé double alternance et 500
mF/A en redressement triphasé,
◦
un taux d'ondulation crête à crête maximum de 5 %,
◦
une variation de tension maximum : -20 % à +25 % de la tension nominale
(ondulation incluse).
NOTE: les alimentations redressées sans filtrage sont proscrites.
Alimentations par batterie nickel-cadmium
Ce type d'alimentation peut être utilisé pour alimenter les capteurs et pré-actionneurs ainsi
que les entrées/sorties associées qui admettent en fonctionnement normal une tension
maximale de 30 VCC.
Pendant la charge de ce type de batterie, la tension de cette dernière peut atteindre,
pendant une durée d'une heure, une tension de 34 VCC. De ce fait, l'ensemble des modules
d'entrées/sorties fonctionnant en 24 VCC admettent cette tension de 34 VCC, limitée à une
heure par 24 heures. Ce type de fonctionnement entraîne les restrictions suivantes :
•
A 34 VCC, le courant maximum supporté par les sorties ne devra en aucun cas
dépasser celui défini pour une tension de 30 VCC.
•
Un déclassement en température entraîne les restrictions suivantes :
◦
80 % des E/S à 1 jusqu'à 30 °C;
◦
50% des E/S à 1 jusqu'à 60 °C.
Précautions et règles générales de câblage des
modules d'entrées/sorties TOR
Présentation
Les entrées/sorties TOR intègrent des protections assurant une très bonne tenue aux
ambiances industrielles. Cependant, certaines règles, illustrées ci-dessous, doivent être
observées.
33002440.11
215
Principes et mesures de base
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Alimentations externes pour capteurs et pré-actionneurs
Les alimentations externes pour capteurs et pré-actionneurs associées aux modules
d'entrées/sorties TOR doivent être protégées contre les courts-circuits et les surcharges par
des fusibles à fusion rapide.
Pour les modules d'E/S TOR à connecteur HE10, l’alimentation pour capteurs/préactionneurs doit être reliée à chaque connecteur, sauf si les voies correspondantes ne sont
pas utilisées et n’ont été affectées à aucune tâche.
NOTE: si un module d'entrées/sorties avec bornier à vis ou connecteur HE10 est
présent dans l'automate, la tension capteur ou pré-actionneur doit être raccordée au
module, sinon le défaut "alimentation externe" est signalé et le voyant I/O s'allume.
Dans le cas où l'installation en 24 VCC n'est pas réalisée selon les normes TBTS (très
basse tension de sécurité), les alimentations 24 VCC doivent avoir le 0 V relié à la
masse mécanique, elle-même reliée à la terre et au plus près de l'alimentation. Cette
contrainte est nécessaire pour la sécurité des personnes dans le cas où une phase du
secteur viendrait en contact avec le 24 VCC.
Entrées
Les conseils d’utilisation concernant les entrées des modules d'E/S TOR sont les suivants :
•
216
Pour les modules d’entrées rapides (TSX DEY 16 FK/DMY 28FK/DMY 28RFK) :
◦
Dans le cas d’entrées à courant continu 24 VCC, il est conseillé d’adapter le temps
de filtrage à la fonction désirée.
◦
Si le temps de filtrage est réduit à une valeur inférieure à 3 ms, l’utilisation des
capteurs avec sorties à contacts mécaniques est déconseillée pour éviter la prise en
compte des rebonds lors de la fermeture des contacts.
◦
Afin d’obtenir un fonctionnement plus rapide, il est recommandé d’utiliser des
entrées et capteurs à courant continu, les entrées à courant alternatif ayant des
temps de réponse beaucoup plus élevés.
33002440.11
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
•
Principes et mesures de base
Pour les entrées 24 VCC et le couplage de ligne avec un réseau à courant alternatif :
◦
Un couplage trop important entre les câbles véhiculant un courant alternatif et les
câbles véhiculant des signaux à destination des entrées à courant continu peut
perturber le fonctionnement (voir schéma de principe ci-dessous).
Lorsque le contact sur l'entrée est ouvert, un courant alternatif traversant les
capacités parasites du câble peut générer un courant dans l'entrée qui risque de
provoquer sa mise à l'état 1.
◦
Les valeurs des capacités de ligne à ne pas dépasser, pour un couplage avec une
ligne 240 VCA/50 Hz, sont données dans le tableau récapitulatif à la fin de ce
paragraphe. Pour un couplage avec une tension différente, il est possible
d'appliquer la formule suivante :
Capacité admissible = (Capacité à 240 VCA x 240) / tension de ligne
•
Pour les entrées de 24 à 240 VCA et le couplage de ligne :
◦
Dans ce cas, lorsque la ligne contrôlant l'entrée est ouverte, le courant circule par la
capacité de couplage du câble (voir schéma de principe ci-dessous).
◦
Les valeurs des capacités de ligne à ne pas dépasser sont données dans le tableau
récapitulatif à la fin de ce paragraphe.
33002440.11
217
Principes et mesures de base
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Le tableau récapitulatif ci-dessous présente les valeurs des capacités de ligne admissibles.
Module
Capacité de couplage maximum
Entrées 24 VCC
TSX DEY 32 /
TSX DEY 64D2K
25 nF (1)
TSX DEY 16D2
45 nF (1)
TSX DEY 16FK /
TSX DMY 28FK /
TSX DMY 28RFK
10 nF (1) (2)
30 nF (1) (3)
60 nF (1) (4)
Entrées 24 à 240 VCA
TSX DEY 16A2
50 nF
TSX DEY 16A3
60 nF
TSX DEY 16A4
70 nF
TSX DEY 16A5
85 nF
Légende
(1)
Capacité de couplage max. admissible avec ligne 240 VCA/50 Hz
(2)
Filtrage = 0,1 ms
(3)
Filtrage = 3,5 ms
(4)
Filtrage = 7,5 ms
Sorties
Les conseils d’utilisation concernant les sorties des modules d'E/S TOR sont les suivants :
218
•
Si les courants sont importants, il est recommandé de segmenter les départs en
protégeant chacun de ceux-ci par un fusible à fusion rapide.
•
Il est préférable d’utiliser des fils de section suffisante pour éviter les chutes de tension
et les échauffements.
33002440.11
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Principes et mesures de base
Cheminement des câbles
Les précautions d'utilisation à observer concernant le système de câblage sont les
suivantes :
•
A l’intérieur et à l’extérieur de l’équipement, afin de limiter les couplages en alternatif,
les câbles des circuits de puissance (alimentations, contacteurs de puissance, etc.)
doivent être séparés des câbles d’entrées (capteurs) et de sorties (pré-actionneurs).
•
A l'extérieur de l'équipement, les câbles à destination des entrées/sorties doivent être
placés dans des gaines distinctes de celles renfermant des câbles véhiculant des
énergies élevées. Ils doivent, de préférence, être mis dans des goulottes métalliques
séparées, elles-mêmes reliées à la terre. Les parcours de ces divers câbles doivent
être séparés d’au moins 100 mm.
Raccordement des modules d'E/S TOR : modules
à connecteur HE10
Vue d'ensemble
Le raccordement des modules à connecteur HE10 à des capteurs, pré-actionneurs ou
borniers se fait au moyen d'un toron précâblé destiné à permettre la transition aisée et
directe en fil à fil des entrées/sorties du module.
Torons précâblés TSX CDP 301 / 501
Les torons précâblés TSXCDP301 de 3 mètres ou TSXCDP501 de 5 mètres sont composés
des éléments suivants :
•
à l'une des extrémités, un connecteur HE10 surmoulé, duquel sort une gaine de 20 fils
de section 2 mm2 ;
•
à l'autre extrémité, de fils libres différenciés par un code couleur selon la norme DIN
47100.
NOTE: un fil de nylon intégré au câble permet de dénuder facilement la gaine.
NOTE: l'embrochage ou le débrochage des connecteurs HE10 doit être effectué après
la coupure de l'alimentation des capteurs et préactionneurs.
33002440.11
219
Principes et mesures de base
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Le schéma ci-dessous montre le raccordement du toron précâblé au module :
220
33002440.11
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Principes et mesures de base
Méthodes de connexion des modules d'E/S TOR :
raccordement des modules à bornier à vis
Vue d'ensemble
Les borniers des modules d'E/S TOR comportent un dispositif de transfert automatique de
codage activé lors de la première utilisation. Cette fonction permet d'éviter les erreurs de
montage lors du remplacement du module. Ce codage garantit la compatibilité électrique
par type de module.
Description des borniers à vis
Chaque bornier peut recevoir des fils nus ou des fils comportant des terminaisons ou des
bornes embrochables.
La capacité de chacune des bornes est la suivante :
•
minimum : 1 fil de 0,2 mm2(AWG 24) sans terminaison,
•
maximum : 1 fil de 2 mm2 sans terminaison ou 1 fil de 1,5 mm2 avec terminaison.
Illustration de la terminaison et de la borne embrochable.
(1) 5,5 mm maximum.
La capacité maximale du bornier est de 16 fils de 1 mm2 (AWG) + 4 fils de 1,5 mm2 (AWG).
Les vis étriers sont munies d'une empreinte acceptant les types de tournevis suivants :
•
Pozidriv n° 1,
•
tête plate de 5 mm de diamètre.
Les borniers à vis comportent des vis imperdables. Ils sont livrés vis desserrées.
NOTE: le couple de serrage maximum des vis de raccordement des borniers est de 0,8
N.m.
NOTE: l'embrochage ou le débrochage des borniers à vis doit être effectué avec les
alimentations capteurs et pré-actionneurs coupées.
33002440.11
221
Principes et mesures de base
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Le schéma ci-dessous montre la méthode d'ouverture de la porte du bornier à vis.
Raccordement des modules d'E/S TOR aux
interfaces TELEFAST à l'aide d'un connecteur
HE10
Présentation
Le raccordement des modules d'entrées/sorties TOR aux interfaces TELEFAST pour relier
et adapter des connecteurs HE10 de câblage rapide, s'effectue à l'aide des éléments
suivants :
•
une gaine de plusieurs torons de 0,08 mm2 (jauge 28) ;
•
un câble de raccordement de 0,34 mm 2 (jauge 22).
Câble de raccordement TSX CDP 102/202/302
Le câble de raccordement jauge 28 (0,08 mm2) est disponible en trois longueurs différentes
:
222
•
un mètre : TSX CDP 102 ;
•
deux mètres : TSX CDP 202 ;
•
trois mètres : TSX CDP 302.
33002440.11
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Principes et mesures de base
Ce câble est composé de deux connecteurs HE10 et d'un câble ruban gainé de plusieurs
torons, comportant des fils de section 0,08 mm2.
En raison de la taille de la section, il est conseillé de l'utiliser uniquement pour les faibles
courants d'entrée ou de sortie (< 100 mA par entrée ou sortie).
Câble de raccordement TSX CDP 053/103/203/303/503
Le câble de raccordement jauge 22 (0,34 mm2) est disponible en cinq longueurs différentes
:
•
0,5 mètres : TSX CDP 053 ;
•
un mètre : TSX CDP 103 ;
•
deux mètres : TSX CDP 203 ;
•
trois mètres : TSX CDP 303 ;
•
cinq mètres : TSX CDP 503.
Ce câble est composé de deux connecteurs HE10 gainés et d'un câble sectionné (0,34 mm
pouvant prendre des courants plus élevés (> 500 mA).
2)
33002440.11
223
Principes et mesures de base
Modules d'E/S TOR TSX DEY/DSY
Illustration
L'illustration ci dessous montre deux types de connexions à l'interface TELEFAST via un
câble de plusieurs torons ou un autre câble.
NOTE: Vérifiez la cohérence entre le calibre du fusible intégré au TELEFAST 2 et le
fusible à utiliser sur les entrées/sorties (voir Raccordements aux modules).
224
33002440.11
Modules de sécurité TSX PAY
Principes et mesures de base
Modules de sécurité TSX PAY
Contenu de ce chapitre
Description générale du module de sécurité............................. 225
Précautions en matière de câblage ......................................... 226
Dimensions et longueur des câbles ......................................... 227
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des modules de sécurité du matériel Premium en matière de mise à la terre et
de CEM.
Description générale du module de sécurité
Description
Le module TSX PAY 262 peut s'utiliser pour des fonctions de sécurité :
•
sécurité des machines conformément à la norme EN ISO 13849-1 ;
•
sécurité fonctionnelle des équipements électroniques programmables conformément à
la norme CEI 61508.
Les modules de sécurité TSX PAY 262 et leurs accessoires TSX CPP 301/•02 et
TELEFAST 2 ABE-7CPA13 permettent de couper un ou plusieurs circuits de commande de
sécurité ou d'arrêt d'urgence de catégorie 0 (composants de sécurité) en toute sécurité. Le
système de sécurité est intégralement conforme aux normes européennes EN ISO 13850
sur les arrêts d'urgence et EN 60204-1 sur les circuits de sécurité.
Ces modules sont également conformes aux exigences de sécurité concernant la
surveillance électrique des commutateurs de position activés par des dispositifs de
protection.
Les modules de sécurité TSX PAY 262 intègrent :
•
un système de sécurité conçu pour contrôler les circuits d'arrêt d'urgence des
machines, en toute sécurité. Ces modules sont équipés d'un bloc de sécurité logique
câblé, destiné à contrôler les arrêts d'urgence.
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225
Principes et mesures de base
•
Modules de sécurité TSX PAY
un diagnostic complet du système de sécurité grâce à l'état des commutateurs de
position et des boutons-poussoirs de la séquence d'entrée d'arrêt d'urgence, de l'entrée
de réactivation, de la boucle de retour, de la commande des deux circuits de sortie et
de l'état d'alimentation du système de sécurité. Toutes ces informations sont envoyées
à l'UC du contrôleur sous la forme d'entrées TOR 28 bits.
NOTE: le contrôleur n'a aucun effet sur les modules de sécurité, et la section du
système de sécurité est connectée à une alimentation externe.
Précautions en matière de câblage
Général
Le câblage du système de sécurité doit être conforme à la norme EN60204-1. Cette section
décrit les règles à respecter en matière de câblage et de protection mécanique des câbles.
Le système de sécurité en entier, les SS ESD (capteurs de sécurité et dispositifs d'arrêt
d'urgence) ou les PS (commutateurs de position), le module TSX PAY 262, les fusibles de
protection et les relais auxiliaires sont intégrés dans des boîtiers présentant au minimum
l'indice de protection IP54, conformément à la norme EN954-1.
Mise à la terre
Le module n'a aucune borne de mise à la terre sur son panneau avant. Selon le câble TSX
CPP •02 utilisé, la borne 0 VCC peut être mise à la terre (voir la norme EN60204-1)
directement via la TELEFAST ABE-CPA13.
NOTE: le câble TSX CPP 301 n'a aucune connexion à la terre.
Protection du système de sécurité
Les erreurs internes des modules de sécurité peuvent se propager à l'extérieur, notamment
à l'alimentation externe utilisée : les courts-circuits au sein du module peuvent provoquer
une avalanche de tension ou un dysfonctionnement de l'alimentation, s'il n'est pas protégé.
C'est pourquoi un fusible de 1 A (gL) à fusion rapide est placé dans la section de commande
des relais, car la consommation maximum est de 200 mA.
NOTE: ce fusible, F1, est un élément actif du système de sécurité.
Le module contient également un dispositif de limitation du courant à 750 mA pour détecter
les courts-circuits intercanaux sur les SS ESD ou les PS. L'alimentation externe est
protégée contre ces phénomènes et le système de sécurité signale une erreur détectée.
226
33002440.11
Modules de sécurité TSX PAY
Principes et mesures de base
Dans l'ordre
Pour garantir la fonction de sécurité, l'utilisation des éléments ci-dessous est obligatoire :
•
•
•
Sur l'entrée
◦
SS ESD ou PS à double contact
◦
Contacts NF des relais auxiliaires à contact guidé dans la boucle de retour
Sur la sortie
◦
Deux ou quatre relais auxiliaires à contact guidé
◦
Un fusible de protection de 4 A gL, F2
Sur l'alimentation du module externe : un fusible de protection de 1 A (gL), F1
Protection des sorties de sécurité
Les tensions de sortie peuvent atteindre 230 VCA ou 127 VCC.
Les sorties ne sont pas protégées dans le module, même si une protection de type GMOV
(pour une charge continue) ou cellule RC (pour une charge alternative) est appliquée
directement aux bornes de la charge utilisée. Ces mesures de protection doivent être
adaptées à la charge.
L'utilisation de relais auxiliaires à contact guidé et le câblage de la boucle de retour rendent
possible la détection d'un court-circuit des sorties de sécurité.
Un fusible de 4 A (gL) à fusion rapide est placé dans le circuit d'alimentation auxiliaire pour
protéger les contacts des relais de sécurité du module et les charges connectées : ce fusible
est identique à celui utilisé dans les modules PREVENTA.
Le fusible F2, situé sur les sorties de sécurité, protège contre les courts-circuits et les
surcharges. Il évite la fusion des contacts des relais de sécurité dans un module TSX PAY
262.
Dimensions et longueur des câbles
Généralités
La longueur des câbles du système de sécurité peut provoquer une chute de tension du
courant. Cette chute de tension est due à la somme des courants circulant sur la boucle de
retour 0 VCC du circuit électrique. Il est habituel de doubler, voire tripler, les câbles 0 VCC.
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227
Principes et mesures de base
Modules de sécurité TSX PAY
Pour garantir le bon fonctionnement du système de sécurité (réactivation des relais) et une
lecture correcte des informations de diagnostic, il est important que la tension mesurée
entre les bornes A1 et A2 soit supérieure à 19 VCC.
Section des câbles TELEFAST
Chaque borne TELEFAST ABE-7CPA13 accepte des fils dénudés ou équipés de
terminaison, ainsi que des bornes embrochables ou à œillet.
La capacité de chaque borne est la suivante :
•
Minimum : 1 fil de 0,28 mm2 sans terminaison,
•
Maximum : 2 fils de 1 mm2 ou 1 fil de 1,5 mm2 avec terminaison.
La section maximum des fils sur le bornier est la suivante : 1 fil de 2,5 mm2 sans
terminaison.
Calcul de la longueur des câbles
La résistance de chaque système de sécurité (canal (+) et canal (-)) ne doit pas excéder 75
Ohms. La résistance maximum du canal entre un SS ESD ou un PS et l'entrée
correspondante du module doit être ≤ 6 Ω.
La longueur et la section du câble étant connues, la résistance de celui-ci peut se calculer
comme suit :
Paramètres de l'équation
Paramètre
Signification
R
Résistance du câble en ohms
Résistivité : 1,78 x 10-8 Ω.m pour le cuivre
l
Longueur du câble en m
S
Section en m2
Il est possible de câbler le système afin d'autoriser une distance plus importante entre les
SS ESD ou les PS et le module :
228
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Modules de sécurité TSX PAY
Principes et mesures de base
Câblage standard :
Longueur de câblage optimisée :
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229
Principes et mesures de base
Modules de comptage TSX CTY
Modules de comptage TSX CTY
Contenu de ce chapitre
Principe de raccordement des capteurs de comptage de type
codeur .................................................................................. 230
Règles générales de mise en œuvre ....................................... 231
Connexion de l'alimentation du codeur .................................... 234
Précautions de câblage .......................................................... 235
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des modules de comptage du matériel Premium en matière de mise à la terre et
de CEM.
Principe de raccordement des capteurs de
comptage de type codeur
Illustration
Le câblage du module TSX CTY 4A est le suivant. Pour un module TSX CTY 2A ou TSX
CTY 2C, seuls les éléments associés aux voies 0 et 1 doivent être connectés.
230
33002440.11
Modules de comptage TSX CTY
Principes et mesures de base
Description des différents éléments de raccordement :
Raccordement du codeur au connecteur SUB-D 15 broches standard, situé sur le module
TSX CTY 2A/4A/2C. Compte tenu des différents types de codeurs, la réalisation de ce
raccordement est de votre responsabilité. Il est constitué des éléments suivants :
•
un connecteur pour le raccordement au codeur (définit par le connecteur du codeur
utilisé ; généralement un connecteur DIN 12 broches femelle) ;
•
un connecteur SUB-D 15 broches standard mâle, à raccorder au connecteur SUB-D 15
broches femelle sur le module TSX CTY 2A/4A/2C. Ce connecteur est disponible sous
la référence TSX CAP S15.
•
un câble :
◦
avec paires torsadées (jauge 26) et un blindage pour un codeur incrémental avec
des sorties à émetteur de ligne de norme RS 422 ou un codeur absolu ;
◦
multiconducteur (jauge 24) avec blindage pour un codeur incrémental avec des
sorties Totem Pôle.
Le type de blindage du câble doit être "tresse et feuillard". Les câbles doivent être
entièrement pris en charge afin de garantir le raccordement de la tresse et du feuillard à la
prise de terre de chaque connecteur.
Le raccordement du câble aux deux connecteurs peut varier en fonction du type
d'alimentation du codeur (5 VCC ou 10…30 VCC) et du type de sorties (RS 422, Totem
Pôle). Certains types de raccordements sont décrits dans les pages suivantes au moyen
d'un exemple.
Règles générales de mise en œuvre
Installation
Il est déconseillé de connecter ou déconnecter les connecteurs SUB-D à 15 broches
standards des modules TSX CTY 2A/ 4A/ 2C avec les alimentations codeur et capteur
présentes, au risque de détériorer le codeur. En effet, certains codeurs ne supportent pas
les mises sous tension ou les coupures soudaines et simultanées des signaux et des
alimentations.
Prescriptions générales de câblage
Sections des fils
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231
Principes et mesures de base
Modules de comptage TSX CTY
Utilisez des fils de section suffisante, afin d'éviter les chutes de tension (principalement en
5 V) et les échauffements.
Exemple de chutes de tension pour des codeurs alimentés en 5 V avec une longueur de
câble de 100 mètres :
Section du fil
Consommation du codeur
50 mA
100 mA
150 mA
200 mA
1,1 V
2,2 V
3,3 V
4,4 V
0,12 mm2 (jauge 26)
-
1,4 V
-
-
0,22 mm2 (jauge 24)
-
0,8 V
-
-
0,34 mm2 (jauge 22)
0,25 V
0,5 V
0,75 V
1V
0,5 mm2
0,17 V
0,34 V
0,51 V
0,68 V
1 mm2
0,09 V
0,17 V
0,24 V
0,34 V
0,08
mm2
(jauge 28)
Câble de raccordement
Tous les câbles véhiculant les alimentations des capteurs (codeurs, DDP, etc.) et les
signaux de comptage doivent :
•
être éloignés des câbles véhiculant des énergies élevées ;
•
être blindés avec le blindage relié à la masse mécanique côté automate comme côté
codeur ;
•
ne jamais transporter de signaux autres que les signaux de comptage et les
alimentations relatifs aux capteurs de comptage.
Le câble de raccordement module/codeur doit être le plus court possible afin de ne pas
créer de boucles, donc des capacités de couplage pouvant perturber le fonctionnement.
NOTE: Si nécessaire, véhiculez dans un même câble le flux du signal avec les
alimentations. Pour ce faire utilisez de préférence des câbles avec des paires
torsadées.
Alimentation des codeurs et des capteurs auxiliaires
Alimentation des codeurs
Celle-ci doit :
•
232
être réservée exclusivement à l'alimentation du codeur, pour s'affranchir des impulsions
parasites qui pourraient perturber les codeurs qui comportent une électronique
sensible ;
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Modules de comptage TSX CTY
Principes et mesures de base
•
être placée le plus près possible de l'embase TELEFAST 2, afin de réduire les chutes
de tension et les couplages avec d'autres câbles ;
•
être protégée contre les courts-circuits et les surcharges, par des fusibles de type
fusion rapide ;
•
avoir une bonne autonomie afin de s'affranchir des micro-coupures.
Alimentation des capteurs auxiliaires
Se reporter aux règles générales de mise en œuvre des modules TOR.
NOTE: La polarité – 0 VCC des alimentations codeur et capteur auxiliaires doit être
mise à la masse au plus près des alimentations.
Les câbles véhiculant les tensions d'alimentation devront avoir leur blindage mis à la
masse.
Mise en œuvre logicielle
La mise en œuvre logicielle et les objets langage associés aux différentes fonctions de
comptage sont décrits dans le manuel "métier comptage".
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233
Principes et mesures de base
Modules de comptage TSX CTY
Connexion de l'alimentation du codeur
Schéma de principe
Ce schéma illustre la connexion de l'alimentation du codeur :
Longueur des câbles :
Câble
Longueur
TSX CDP 053
0,5 m
TSX CDP 103
1m
TSX CDP 203
2m
TSX CDP 303
3m
TSX CDP 503
5m
NOTE: La longueur maximum des fils entre les sorties d'alimentation et les points de
connexion sur le TELEFAST doit être inférieure à 0,5 m.
Une seule alimentation est nécessaire si les codeurs sont du même type sur les deux
voies.
234
33002440.11
Modules de comptage TSX CTY
Principes et mesures de base
Fusibles
Ce module intègre plusieurs systèmes de protection de base contre les erreurs de câblage
et les courts-circuits accidentels sur le câble :
•
inversions de polarité des alimentations
•
inversion des alimentations 5 V <–> 10/30 V
•
court-circuit 10/30 V sur le signal CLOCK de la liaison série
Le module ne peut pas les supporter très longtemps, il doit donc y avoir une fusion très
rapide des fusibles. Les fusibles doivent donc être du type " rapide " et de calibre 1A
maximum. Les alimentations doivent avoir un courant de limitation tel que la fusion du
fusible doit pouvoir se faire correctement.
Précautions de câblage
Généralités
Les entrées I0, I1, I3 sont des entrées rapides qui doivent être connectées au capteur par
du fil torsadé si celui-ci est un contact sec, ou par des câbles blindés s'il s'agit d'un détecteur
de proximité 2 fils ou 3 fils.
Le module intègre une protection de base contre les courts-circuits ou les inversions de
tension. Le module ne peut toutefois pas fonctionner longtemps avec une erreur. Aussi
devez-vous vous assurer que les fusibles en série avec l'alimentation assurent leur fonction
de protection. Ces fusibles seront du type rapide et d'un calibre maximum de 1A, l'énergie
délivrée par l'alimentation devra être suffisante pour en assurer la fusion.
Note importante : câblage des sorties statiques Q0
L'actionneur connecté sur la sortie Q0 a son point partagé au 0V de l'alimentation. Si pour
une raison quelconque (mauvais contact ou débranchement accidentel), il y a une coupure
du 0V de l'alimentation de l'amplificateur de sortie alors que le 0V des actionneurs reste
connecté au 0V de l'alimentation, il pourrait y avoir un courant en sortie de l'amplificateur de
quelques mA suffisant pour maintenir enclenché des actionneurs de faible puissance.
33002440.11
235
Principes et mesures de base
Modules de comptage TSX CTY
Illustration :
Connexion par TELEFAST
C'est le type de connexion qui apporte le plus de garanties à condition de connecter les
actionneurs partagés sur la barrette des points partagés 200 à 215 (cavalier en position 12). Dans ce cas, il ne peut y avoir de coupure du module partagé sans coupure des
actionneurs partagés.
Connexion par laizes
C'est le type de connexion qui devra être réalisé avec le plus d'attention. Il est recommandé
le plus grand soin dans la réalisation du câblage, en utilisant par exemple des embouts de
câblage au niveau des bornes à vis. Au besoin il sera nécessaire de doubler les connexions
afin d'assurer la permanence des contacts. Lorsque l'alimentation des actionneurs est
éloignée des modules et proche des actionneurs partagés, il peut y avoir rupture
accidentelle de la liaison entre ce commun et le bornier de 0 V ou des modules.
236
33002440.11
Modules de comptage TSX CTY
Principes et mesures de base
Illustration :
En cas de rupture du tronçon d'alimentation compris entre A et B, les actionneurs RL
risquent de ne pas rester opérationnels. Il faut, si cela est possible, doubler les connexions
de 0V d'alimentation des modules.
Avec les laizes TSX CDP 301/501 :
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237
Principes et mesures de base
Modules de commande axiale TSX CAY
Modules de commande axiale TSX CAY
Contenu de ce chapitre
Prescriptions générales de câblage......................................... 238
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des modules de commande axiale du matériel Premium en matière de mise à la
terre et de CEM.
Prescriptions générales de câblage
Généralités
L'alimentation des capteurs et actionneurs doit être protégée contre les surcharges et les
surtensions par des fusibles à action rapide.
Pour le câblage, utilisez des fils de section suffisante afin d'éviter les chutes de tension en
ligne et les échauffements.
Eloignez les câbles des capteurs et des actionneurs de toute source de rayonnement
entraîné par la commutation de circuit électrique de forte puissance.
Tous les câbles reliant les codeurs incrémentaux ou absolus doivent être blindés. Le
blindage doit être de bonne qualité et relié à la terre de protection côté module et côté
codeur. La continuité doit être assurée tout au long des connexions. Dans le câble, ne
transmettez pas d'autres signaux que ceux des codeurs.
Pour des raisons de performance, les entrées auxiliaires du module ont un temps de
réponse court. Il faut donc veiller à ce que l'autonomie des alimentations de ces entrées soit
suffisante en cas de coupures brèves afin d'assurer la continuité du bon fonctionnement du
module. Il est conseillé d'utiliser des alimentations régulées qui garantissent une meilleure
fiabilité des temps de réponse des actionneurs et des capteurs. L'alimentation 0 V doit être
reliée à la terre de protection la plus proche de la sortie de l'alimentation.
238
33002440.11
Modules de commande du moteur pas à pas TSX
CFY
Principes et mesures de base
Modules de commande du moteur pas à pas
TSX CFY
Contenu de ce chapitre
Précautions générales de câblage .......................................... 239
Précautions de câblage .......................................................... 240
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des modules de commande du moteur pas à pas du matériel Premium en
matière de mise à la terre et de CEM.
Précautions générales de câblage
Généralités
L'alimentation des capteurs et actionneurs doit être protégée contre les surcharges et les
surtensions par des fusibles à action rapide.
•
Pour le câblage, utilisez des fils de section suffisante afin d’éviter les chutes de tension
en ligne et les échauffements.
•
Eloignez les câbles des capteurs et actionneurs de toute source de rayonnement
engendré par la commutation de circuits électriques de forte puissance.
•
Tous les câbles reliant les translateurs doivent être blindés ; le blindage doit être de
bonne qualité et relié à la terre de protection du module et du translateur. La continuité
doit être assurée tout au long des connexions. Dans les câbles, ne transmettez pas
d’autres signaux que ceux des translateurs.
Pour des raisons de performances, les entrées auxiliaires du module ont des temps de
réponse courts. Il faut donc veiller à ce que l’autonomie des alimentations de ces entrées
soit suffisante en cas de coupure brève afin d’assurer la continuité du bon fonctionnement
du module. Il est conseillé d’utiliser une alimentation régulée qui garantit des temps de
réponse plus fiables des actionneurs et des capteurs. L'alimentation 0 V doit être reliée à la
terre de protection la plus proche de la sortie du module d'alimentation.
33002440.11
239
Principes et mesures de base
Modules de commande du moteur pas à pas TSX
CFY
Précautions de câblage
Généralités
Pour garantir des performances optimales, les entrées I0 à I5 sont des entrées rapides. Si
l’actionneur est un contact sec, les entrées doivent être raccordées par une paire torsadée
ou un câble blindé si le capteur est un détecteur de proximité à 2 ou 3 fils.
Le module intègre une protection de base standard contre les courts-circuits ou les
inversions de tension. Le module ne peut toutefois pas rester longtemps opérationnel avec
un défaut. Vous devez donc vérifier que les fusibles en série avec l'alimentation assurent
leur rôle de protection. Ces fusibles sont à fusion rapide et d’un calibre maximum de 1 A. Le
courant délivré doit être suffisant pour en assurer la fusion.
Remarque importante : câblage des sorties statiques Q0
Le point commun de l'actionneur connecté à la sortie de frein Q0 est relié à la borne 0 V de
l'alimentation. Si pour une raison quelconque (mauvais contact ou arrachement accidentel,
par exemple), la liaison 0 V de l’alimentation de l’amplificateur de sortie est coupée alors
que la borne 0 V des actionneurs reste reliée à l'alimentation 0 V, l'amplificateur peut
générer un courant de sortie en mA suffisant pour maintenir le déclenchement des
actionneurs de faible puissance.
240
33002440.11
Modules de commande du moteur pas à pas TSX
CFY
Principes et mesures de base
Illustration :
Connexion via TELEFAST
Si les actionneurs communs sont reliés à la barre via les points communs 200 à 215
(cavalier en position 1-2), l'alimentation du module commun ne peut pas être coupée si celle
des actionneurs communs n'est pas coupée.
Raccordement par toron précâblé TSX CDP 301 / 501
Ce type de raccordement doit être réalisé avec une grande attention. Le plus grand soin est
recommandé dans ce câblage, en utilisant par exemple des embouts de câble au niveau
des bornes à vis. Il peut être nécessaire de doubler les connexions afin d’assurer la
permanence des contacts. Lorsque l’alimentation de l'actionneur est éloignée des modules
et proche des actionneurs communs, il peut se produire une rupture accidentelle de la
liaison entre ces derniers et la borne 0 V du ou des modules.
33002440.11
241
Principes et mesures de base
Modules de commande du moteur pas à pas TSX
CFY
Illustration :
La rupture du tronçon d’alimentation entre A et B peut provoquer la mise hors service des
actionneurs RL. Dans la mesure du possible, doublez les raccordements de l'alimentation 0
V aux modules.
Raccordement par toron précâblé TSX CDP 301 / 501 :
242
33002440.11
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Principes et mesures de base
Modules de came électroniques TSX CCY
1128
Contenu de ce chapitre
Précaution d’installation du TSX CCY 1128.............................. 243
Instructions générales de câblage ........................................... 244
Sélection et protection des alimentations auxiliaires ................. 245
Choix des codeurs pour le TSX CCY 1128 ............................... 246
Raccordement de l'alimentation codeur du TSX CCY
1128 ..................................................................................... 249
Règles de câblage et précautions spécifiques à
TELEFAST ............................................................................ 252
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des modules de cames électroniques TSX CCY 1128 du matériel Premium en
matière de mise à la terre et de CEM.
Précaution d’installation du TSX CCY 1128
Installation
Afin de garantir un bon fonctionnement, certaines précautions devront être prise lors de la
mise en place et l’extraction d’un module, l’embrochage et débrochage des connecteurs en
face avant du module et le serrage des vis de fixation du module et du connecteur SUB D
15 points.
Mise en place et extraction d’un module
La mise en place ou l’extraction d’un module peut être faite sans couper l’alimentation du
rack. La conception du module permet cette manipulation sous tension afin d’assurer la
disponibilité de l’équipement.
33002440.11
243
Principes et mesures de base
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Embrochagfe et débrochage des connecteurs en face
avant du module
Il est déconseillé d’embrocher ou de débrocher les connecteurs situés en face avant du
module si les alimentations capteurs/préactionneurs sont présentent.
Raisons:
•
les codeurs ne supportent pas une mise en route ou une coupure simultanée des
signaux et des alimentations.
•
les sorties pistes peuvent subir des dommages si celles-ci sont à l’état 1 et connectées
à des charges inductives
Serrage des vis et verrouillage des connecteurs HE10
Afin d’assurer de bons contacts électriques des masses entre elles et ainsi obtenir une
bonne tenue aux perturbations électrostatiques et électromagnétique:
•
•
les vis de fixation du module et du connecteur SUB D 15 points devront être
correctement vissées.
◦
couple de serrage sur la vis de fixation du module: 2.0 N.m
◦
couple de serrage sur les vis de fixation du connecteur SUB D 15 points: 0.5 N.m
Les connecteurs HE10 devront être correctement verrouillées.
Instructions générales de câblage
Introduction
Afin de garantir le bon fonctionnement de l’automatisme, il est nécessaire de respecter
certaines règles élémentaires.
Section des fils utilisés
Elle doit être suffisante afin d’éviter les chutes de tension en ligne et les échauffements.
244
33002440.11
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Principes et mesures de base
Chemin des câbles
Les câbles de raccordement des codeurs, des autres capteurs et des pré-actionneurs
doivent être éloignés de toute source de rayonnement engendrée par la commutation de
circuits électriques de forte puissance pouvant provoquer des dysfonctionnements.
Câbles de raccordement des signaux du codeur
Les câbles de raccordement du module/codeur doivent respecter les règles suivantes :
•
Un blindage de bonne qualité doit être utilisé.
•
Ils ne doivent véhiculer que les signaux relatifs au codeur.
•
Le blindage des câbles doit être relié à la masse mécanique côté module et côté
codeur.
•
La continuité des masses doit être assurée sur l’intégralité du raccordement.
Sélection et protection des alimentations
auxiliaires
Introduction
Les codeurs, les capteurs et les préactionneurs associés au module nécessitent des
alimentations auxiliaires (5 VCC et/ou 24 VCC).
Type d'alimentation
Utilisez uniquement des alimentations régulées pour :
•
garantir un temps de réponse fiable et optimal pour les capteurs et les préactionneurs ;
•
augmenter la fiabilité des équipements en limitant le plus possible l'échauffement des
circuits d'E/S du module.
Ces alimentations doivent être suffisamment indépendantes (>10ms) afin d'annuler les
microcoupures et de garantir le bon fonctionnement du module.
33002440.11
245
Principes et mesures de base
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Protection des alimentations
Les alimentations des codeurs, autres capteurs et préactionneurs doivent utiliser des
fusibles à fusion rapide calibrés contre les surcharges et les courts-circuits.
Connexion de l'alimentation 0 V à la terre de protection :
L'alimentation 0 V doit être connectée à la terre de protection la plus proche de la sortie du
module d'alimentation.
Règles générales d'installation du module d'alimentation
du codeur
•
Il doit être utilisé pour l'alimentation du codeur uniquement.
•
Il doit être suffisamment indépendant pour annuler les microcoupures (> 10ms).
•
Il doit être situé le plus près possible du module TSX CCY 1128 afin de réduire les
capacités de couplage.
Choix des codeurs pour le TSX CCY 1128
Introduction
Les entrées du module TSX CCY 1128 peuvent recevoir des signaux en provenance d'un
codeur :
•
incrémental ;
•
absolu à sorties série SSI ;
•
absolu à sorties parallèle. Ce dernier type nécessite l'utilisation d'une interface
spécifique TELEFAST ABE-7CPA11.
En fonction des besoins, l'utilisateur peut choisir parmi ces types de codeur.
246
33002440.11
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Principes et mesures de base
Interface de sortie des codeurs
Le tableau ci-dessous présente les principales caractéristiques de l'interface de sortie des
types de codeurs les plus utilisés.
Type
Alimentation
Sortie
de codeur
tension
tension
Incrémental
5 VCC
Différentielle 5 VCC
Sorties à émetteur de ligne au standard
RS 422 avec 2 sorties par signal A+/A-, B
+/B-, Z+/Z-
10-30 VCC
10-30 VCC
Sorties totem-pôle avec une sortie par
signal A, B, Z
10-30 VCC
Différentielle 5 VCC
Sortie à émetteur de ligne au standard
RS 422 pour le signal des données (SSI
Data)
Absolu à
sorties SSI
Types d'interfaces
Entrée compatible RS 422 pour le signal
d'horloge (CLK SSI).
Absolu à
sorties
parallèle
5 VCC ou
5 VCC ou 10-30 VCC
10-30 VCC
Sorties parallèle. Nécessitent l'utilisation
de l'interface Telefast ABE-7CPA11 pour
la transformation des signaux de sorties
parallèle en signaux série.
Alimentation du codeur
La conception du module permet une alimentation du codeur :
•
5 VCC
•
24 VCC, tension normalisée dans la plage 10-30 VCC.
Le choix de la tension d'alimentation dépend de la tension d'alimentation du codeur.
Alimentation des codeurs en 5 VCC
Pour les codeurs alimentés en 5 VCC, il y a lieu de tenir compte des chutes de tension. Ces
chutes sont fonction :
•
de la longueur du câble entre le module et le codeur (longueur aller/retour),
•
de la section du fil,
•
de la consommation du codeur.
Le codeur admet généralement une chute de tension de 10 % de la tension nominale.
33002440.11
247
Principes et mesures de base
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Le tableau ci-dessous donne en fonction de la section du fil, la chute de tension en ligne
pour une longueur de fil de 100 mètres et une consommation codeur donnée.
Section du fil
Chute de tension pour une longueur de fil de 100 mètres et pour une
consommation codeur de :
50 mA
100 mA
150 mA
200 mA
0,22 mm = jauge 24
0,4 V
-
-
-
0,34 mm = jauge 22
0,25 V
0,5 V
-
-
0,5 mm
0,17 V
0,34 V
0,51 V
-
1 mm
0,09 V
0,17 V
0,24 V
0,34 V
ATTENTION
RISQUE DE DETERIORATION DU MODULE
N'augmentez pas la tension d'alimentation du codeur pour compenser une chute de
tension en ligne. Sur rupture de charge, il y a risque de surtension sur les entrées du
module.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
Alimentation des codeurs en 24 VCC
Les codeurs avec une tension d'alimentation de 24 VCC sont recommandés pour les
raisons suivantes :
•
La source d'alimentation n'a pas besoin d'être très précise. En règle générale, ces
codeurs disposent d'une plage d'alimentation de 10 à 30 V.
•
Une chute de tension en ligne a peu d'importance en raison de la distance conséquente
entre le module et le codeur importante.
Continuité de la mise à la masse
Pour assurer un bon fonctionnement en cas d'interférences, il est essentiel :
•
248
de choisir un codeur dont l'enveloppe métallique est référencée à la masse mécanique
de l'équipement connecté ;
33002440.11
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
•
Principes et mesures de base
que la continuité de la mise à la masse soit assurée entre :
◦
le codeur,
◦
le blindage du câble de raccordement,
◦
le module.
Raccordement de l'alimentation codeur du TSX
CCY 1128
Introduction
Le raccordement de l’alimentation du codeur s’effectue :
•
soit par l’intermédiaire d’une interface de câblage TELEFAST ABE-7H16R20, ellemême raccordée au module par un câble TSX CDP ••3.
•
soit directement par l’intermédiaire d’un toron précâblé TSX CDP •01
Schéma de principe du raccordement de l’alimentation
codeur à l’interface TELEFAST
La figure ci-dessous présente le raccordement de l’alimentation codeur :
•
soit en 24 VCC, pour codeur avec plage d’alimentation de 10 à 30 VCC ;
•
soit en 5 VCC, pour codeur avec alimentation 5 VCC.
33002440.11
249
Principes et mesures de base
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Catalogue des câbles de raccordement TSX CDP ••3
Le tableau ci-dessous indique les différentes références des câbles de raccordement du
TELEFAST au module et leurs longueurs respectives.
250
Références de câbles
Longueur de câbles
TSX CDP 053
0,5 mètre
TSX CDP 103
1 mètre
TSX CDP 203
2 mètres
TSX CDP 303
3 mètres
TSX CDP 503
5 mètres
33002440.11
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Principes et mesures de base
Schéma de principe du raccordement de l’alimentation
avec un toron précâblé TSX CDP •01
La figure ci-dessous présente le raccordement de l’alimentation codeur :
•
soit en 24 VCC, pour codeur avec plage d’alimentation de 10 à 30 VCC ;
•
soit en 5 VCC, pour codeur avec alimentation 5 VCC.
Catalogue des câbles de raccordement TSX CDP •01
Le tableau ci-dessous indique les différentes références des câbles de raccordement du
TELEFAST au module et leurs longueurs respectives.
Référence des câbles
Longueur des câbles
TSX CDP 301
3 mètres
TSX CDP 501
5 mètres
33002440.11
251
Principes et mesures de base
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Recommandations
•
Longueur maximale des fils entre les sorties alimentation et les points de raccordement
sur le TELEFAST : obligatoirement inférieure à 0,5 mètre
•
Protections sur le + de l'alimentation : bien que le module intègre plusieurs systèmes de
protection contre les erreurs de câblage et les court-circuits accidentels sur les câbles,
il est impératif d’installer sur le + de l'alimentation un fusible (Fu) de calibre 1 A
maximum et à fusion rapide.
•
Mise à la masse mécanique de l'alimentation 0 V : au plus prés de la sortie de
l’alimentation.
Règles de câblage et précautions spécifiques à
TELEFAST
Connexion ou déconnexion du TELEFAST
Vous devez toujours connecter ou déconnecter les connecteurs du TELEFAST ainsi que les
différents fils de raccordement lorsqu'il est HORS TENSION :
•
connexion ou déconnexion des connecteurs du câble reliant le module au connecteur
TELEFAST ;
•
connexion ou déconnexion des fils reliant le connecteur TELEFAST au codeur.
Longueur du câble de raccordement entre le module et le
TELEFAST
Le tableau ci-dessous présente la fréquence de l'horloge de la transmission série en
fonction de la distance.
252
Si
Alors
la longueur du câble est < 10 mètres
la fréquence de l'horloge de transmission série est de 1 MHz
la longueur du câble est < 20 mètres
la fréquence de l'horloge de transmission série est de 750 kHz
la longueur du câble est < 50 mètres
la fréquence de l'horloge de transmission série est de 500 kHz
la longueur du câble est < 100 mètres
la fréquence de l'horloge de transmission série est de 375 kHz
la longueur du câble est < 150 mètres
la fréquence de l'horloge de transmission série est de 200 kHz
la longueur du câble est < 200 mètres
la fréquence de l'horloge de transmission série est de 150 kHz
33002440.11
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Principes et mesures de base
Section du fil raccordant le module et le TELEFAST
Afin de réduire au maximum les chutes de tension en ligne, respectez les précautions
suivantes :
Si
Et
Alors
Le codeur utilise une
alimentation de 5 VCC
La distance entre le module et le
TELEFAST est < 100 m
Utilisez un fil avec une section minimale de
0,08 mm (jauge 28)
La distance entre le module et le
TELEFAST est > 100 m
Utilisez un fil avec une section minimale de
0,34 mm (jauge 22)
Raccordement de l’alimentation du codeur
Afin de réduire les chutes de tension avec un 0 V, engendrées par le courant d'alimentation
du codeur, il est conseillé de relier le 0 V comme suit :
33002440.11
253
Principes et mesures de base
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Câblage des sorties du codeur sur le TELEFAST
Si les sorties du codeur ont une logique positive ou négative avec un nombre inférieur à 24,
utilisez la procédure de raccordement suivante :
Si
Et
les sorties du
codeur ont une
logique positive
leur nombre est
inférieur à 24
les sorties du
codeur ont une
logique négative
leur nombre est
inférieur à 24
Alors
•
Reliez les sorties du codeur aux entrées du TELEFAST, du poids
le plus faible au poids le plus fort.
•
Reliez les entrées du TELEFAST inutilisées à la borne 0 V
•
Reliez les sorties du codeur aux entrées du TELEFAST, du poids
le plus faible au poids le plus fort.
•
Ne reliez pas les entrées du TELEFAST inutilisées.
Protection de l’alimentation du codeur
Selon la tension d'alimentation du codeur, l'alimentation doit être protégée comme suit :
254
33002440.11
Modules de came électroniques TSX CCY 1128
Principes et mesures de base
Si
Alors
La tension d'alimentation du
codeur est de 10…30 VCC
Le fusible de protection est intégré au TELEFAST :
La tension d'alimentation du
codeur est de 5 VCC
•
taille : 1A
•
type : à fusion rapide
Prévoir un fusible série (Fu) pour l'alimentation positive :
•
calibre : à déterminer par l'utilisateur, en fonction du TELEFAST et de
la consommation du codeur
•
type : à fusion rapide
Surveillance de l’alimentation du codeur
Si la tension d'alimentation du codeur diminue de plus de 15 %, le défaut (signal EPSR) est
renvoyé au module. Si le codeur n'a pas de retour d'alimentation, procédez comme suit :
Si
Alors
Pas de retour
d'alimentation du
codeur
Connectez l'EPSR positif et négatif au TELEFAST :
33002440.11
•
la borne EPSR positive du TELEFAST à la borne positive de l'alimentation du
codeur ;
•
la borne EPSR négative du TELEFAST à la borne négative de l'alimentation du
codeur.
255
Principes et mesures de base
Modules analogiques TSX AEY/ASY
Modules analogiques TSX AEY/ASY
Contenu de ce chapitre
Précautions de câblage des modules analogiques ................... 256
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des modules analogiques du matériel Premium en matière de mise à la terre et
de CEM.
Précautions de câblage des modules analogiques
Introduction
Afin de protéger le signal des parasites extérieurs induits en mode série et des parasites en
mode commun, il est conseillé de prendre les précautions ci dessous.
Type de conducteurs
Utilisez les paires torsadées et blindées avec un diamètre minimum de 0,28 mm2 (jauge
AWG24).
Blindage des câbles
•
Pour les modules équipés d'un bornier à vis (TSX AEY 414 et TSX ASY 410) :
Reliez chaque extrémité du blindage des câbles aux bornes de reprise de blindage
(bornes de terre).
256
33002440.11
Modules analogiques TSX AEY/ASY
•
Principes et mesures de base
Pour les modules équipés de connecteur(s) Sub-D (TSX AEY 16••/8••/420 et TSX ASY
800) :
◦
Raccordement au niveau des connecteurs Sub-D :
En raison du nombre de voies élevé, un câble 13 paires torsadées minimum avec un
blindage général (diamètre extérieur de 15 mm maximum), équipé d'un connecteur
Sub-D 25 points mâle est utilisé pour la liaison directe au module.
Reliez le blindage des câbles au capot du connecteur Sub-D mâle. L'automate est
ensuite mis à la terre par les petites colonnes de serrage du connecteur Sub-D. Par
conséquent, le connecteur Sub-D mâle doit être vissé au socle femelle.
◦
Raccordement par TELEFAST :
Reliez le blindage des câbles aux bornes prévues à cet effet et l'ensemble à la
masse de l'armoire.
Association de connecteurs de câble
Des paires multiples de câbles peuvent être groupées pour des signaux du même type et
avec la même référence par rapport à la masse.
Cheminement des câbles
Eloignez autant que possible les fils de mesure des câbles d'entrées/sorties TOR (sorties à
relais en particulier) des câbles émettant des signaux électriques.
Référence des capteurs par rapport à la terre
Pour assurer un bon fonctionnement de la chaîne d'acquisition, il est recommandé de
prendre les précautions suivantes :
•
les capteurs doivent être proches les uns des autres (quelques mètres) ;
•
tous les capteurs sont référencés sur un même point qui est relié à la terre du module.
33002440.11
257
Principes et mesures de base
Modules analogiques TSX AEY/ASY
Utilisation des capteurs référencés par rapport à la terre
Les capteurs sont connectés selon le schéma suivant :
Si les capteurs sont référencés par rapport à la terre, cela peut dans certains cas, ramener
un potentiel de terre éloigné sur la borne ou le connecteur Sub-D. Il est donc impératif de
respecter les règles suivantes :
•
Le potentiel doit être inférieur à la tension de sécurité : par exemple, une crête de 48 V
en France.
•
La mise à un potentiel de référence d'un point du capteur provoque la génération d'un
courant de fuite. Vous devez donc vérifier que l'ensemble des courants de fuite générés
ne perturbe pas le système.
Utilisation de pré-actionneurs référencés par rapport à la
terre
Il n'y a pas de contrainte technique particulière pour référencer les pré-actionneurs à la
terre. Pour des raisons de sécurité, il est cependant préférable d'éviter de ramener un
potentiel de terre éloigné sur le bornier, celui-ci pouvant être très différent du potentiel de
terre à proximité.
258
33002440.11
Module de pesage TSX ISPY100/101
Principes et mesures de base
Module de pesage TSX ISPY100/101
Contenu de ce chapitre
Recommandations pour l'installation d'un système de
mesure ................................................................................. 259
Recommandations pour le câblage ......................................... 261
Raccordement des sorties TOR des modules de
pesage.................................................................................. 262
Introduction
Ce sous-chapitre comprend les directives et recommandations pour la configuration et
l'installation des éléments de base du matériel Premium en matière de mise à la terre et de
CEM.
Recommandations pour l'installation d'un système
de mesure
Introduction
La qualité de la mesure fournie par le module peut varier considérablement si la procédure
d'installation et de mise en place des capteurs n'a pas été respectée. Les sections suivantes
décrivent certaines opérations à effectuer.
Répartition des charges
Dans un système de mesure, les capteurs de pesage supportent les poids suivants :
•
le poids maximum à peser ;
•
le poids du récepteur de charge et de ses structures (ou tare de mesure).
Ce poids total est réparti entre 1, 2, 3, 4, 6 ou 8 capteurs. La conception des structures
mécaniques, la forme du récepteur de charge et la répartition de la charge sur ou dans le
récepteur font que le poids total n'est pas toujours réparti équitablement entre les capteurs
(sauf s'il n'y a qu'un capteur).
Vérifiez que les capteurs de pesage sont dimensionnés pour supporter le poids total (poids
maximum + tare) auxquels ils seront soumis.
33002440.11
259
Principes et mesures de base
Module de pesage TSX ISPY100/101
Blocage des interférences sur le récepteur de charge
La déflexion d'un capteur de pesage étant très faible (quelques dixièmes de millimètre),
toute interférence sur le récepteur de charge ou tout frottement sur sa structure permanente
entraîne une mesure de poids erronée et empêche tout réglage du module.
Montage mécanique des capteurs de pesage
Utilisez les capteurs en traction ou en compression verticalement, en respectant leur sens
de fonctionnement (traction ou compression). La tolérance maximale admise sur la
verticalité du montage est de l'ordre du degré, selon le montage et la précision recherchée.
Protection des capteurs contre les courants parasites
Il est recommandé de doter les capteurs d'une tresse de masse jouant le rôle de shunt
électrique, pour les protéger contre les courants susceptibles de circuler dans la structure
métallique (courants de terre, à partir de la borne à connecter, décharges
électrostatiques…).
Cette tresse aura une longueur suffisante pour ne pas engendrer de contraintes
mécaniques et sera placée juste à côté des capteurs entre la structure fixe et le récepteur
de charge.
Contact avec de l'eau et des produits corrosifs
Les capteurs de pesages sont conçus pour être étanches à l'eau. Cependant, évitez tout
contact avec de l'eau, des produits corrosifs et l'exposition directe au soleil.
Maintenance préventive de l'installation et des
accessoires
Le module de pesage ne requiert aucune maintenance particulière. Cependant, les capteurs
de pesage doivent être nettoyés régulièrement s'ils sont utilisés dans un environnement
difficile.
Testez et vérifiez régulièrement le fonctionnement mécanique du récepteur de charge.
•
260
Nettoyez le récepteur et ses structures car un dépôt de produits ou de matériaux peut
faire varier la tare de manière significative.
33002440.11
Module de pesage TSX ISPY100/101
Principes et mesures de base
•
Vérifiez la verticalité des capteurs de pesage.
•
Vérifiez l'état des capteurs et des actionneurs en fonction de leur durée d'utilisation.
•
Etc.
NOTE: les statistiques montrant que 90 % des pannes concernant une installation de
pesage/dosage ne sont pas imputables au dispositif de commande électrique, mais à
l'installation elle-même (par exemple, détecteurs de limite inopérants, machinerie
inopérante).
Recommandations pour le câblage
Introduction
Pour protéger le signal contre les bruits externes induits par le mode série et contre les
bruits en mode commun, suivez ces instructions.
Type de conducteurs
Utilisez des paires torsadées blindées d'une section minimale de 0,28 mm2 (calibre
AWG24).
Blindage des câbles
Ne connectez le blindage du câble de mesure qu'à la terre sur le module. Vous pouvez
également raccorder les deux extrémités du blindage à la terre, si les terres des deux côtés
de la connexion sont de bonne qualité.
Sur les connecteurs Sub-D, connectez le blindage du câble au capot du connecteur, la terre
de l'automate étant raccordée par les vis de serrage du connecteur Sub-D. C'est pour cette
raison que le connecteur Sub-D mâle est vissé à son embase femelle.
Cheminement des câbles
Maintenez les fils de mesure aussi loin que possible des câbles d'E/S TOR (notamment des
sorties relais) et des câbles qui transmettent des signaux de « puissance ».
33002440.11
261
Principes et mesures de base
Module de pesage TSX ISPY100/101
Au lieu de faire cheminer les câbles parallèlement (en conservant un écartement d'au moins
20 cm), faites-les se croiser à angle droit.
NOTE: l'entrée de mesure est mise à la terre via le module.
Raccordement des sorties TOR des modules de
pesage
Généralités
Les sorties TOR des modules de pesage permettent de déclencher des actions sur le
franchissement du seuil. Cette fonction est utilisée dans l'application de "doseuse".
Les sorties TOR sont connectées à l'aide d'un bornier à vis :
Les sorties communes 2 et 3 sont reliées par la carte.
Caractéristiques des sorties TOR
Le tableau suivant présente les caractéristiques des sorties TOR du module TSX ISP Y100/
101 :
262
Sortie TOR
Caractéristiques
Nombre de voies
2
Type
Transistors A
33002440.11
Module de pesage TSX ISPY100/101
Principes et mesures de base
Sortie TOR
Caractéristiques
Temps de réponse
Discrimination de 1 ms. Le point où le seuil entre deux
mesures est atteint est calculé par l'interpolation en
millisecondes.
Tension d'alimentation nominale
24 V
Tension d'isolement
1 500 Veff
Courant maximum
500 mA
Protection
Inversion de polarité et court-circuit
Prévoir un fusible sur les pré-actionneurs +24 V
Protection
Les sorties sont protégées par une mise à la terre galvanique.
Chacune des deux voies de sortie est protégée contre :
•
les courts-circuits et surcharges ;
•
les inversions de polarité.
NOTE: Afin d'obtenir une protection optimale contre les inversions de polarité, il est
essentiel de placer un fusible à fusion rapide sur l'alimentation, en amont de la charge
(indiqué Fu dans le schéma ci-dessus).
33002440.11
263
Principes et mesures de base
Réseaux
Contenu de cette partie
Profibus ................................................................................ 265
Interbus................................................................................. 275
Ethernet ................................................................................ 282
Réseau Modbus Plus ............................................................. 304
Réseau RIO .......................................................................... 310
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les réseaux.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
264
33002440.11
Profibus
Principes et mesures de base
Profibus
Contenu de ce chapitre
Câblage ................................................................................ 265
Mise à la terre et blindage sur les équipements à
équipotentielle ....................................................................... 267
Mise à la terre et blindage sur les équipements sans
équipotentielle ....................................................................... 268
Protection contre les surtensions sur les lignes de bus
(parafoudre) .......................................................................... 270
Décharge statique des câbles longs PROFIBUS DP................. 272
Borne de décharge capacitive GND 001 .................................. 273
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants
Profibus.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
Câblage
Directives pour l'installation du segment de bus
Lors de l'installation du segments de bus, observez les directives suivantes :
•
Utilisez le câble de bus le type "A" conforme à la norme PROFIBUS.
•
Le câble du bus ne doit pas être tordu, écrasé ou tiré.
•
Un segment de bus doit être équipé sur les deux extrémités d'une terminaison de ligne.
L'esclave correspondant doit toujours rester sous tension pour que la terminaison de
ligne reste efficace.
•
Les abonnés du bus n'étant pas en bout de ligne peuvent être séparés du bus sans
interrompre les autres transmissions sur la ligne.
•
Les câbles de dérivation ne sont pas autorisés.
33002440.11
265
Principes et mesures de base
Profibus
Pose des conducteurs dans les bâtiments
A l'intérieur des armoires
Pour l'immunité aux parasites, la disposition des câbles joue un rôle important. Veuillez
observer les directives suivantes :
•
Les lignes de transmission de données doivent être séparées de tous les conducteurs
de tension continue et de tension alternative >= 60 V.
•
Entre les lignes de données et les conducteurs d'alimentation, veuillez observer une
distance minimale de 20 cm.
•
Les conducteurs de tension continue et alternative > 60 V et <= 230 V doivent être
posées séparément des conducteurs de tension continue et alternative > 230 V.
Une pose par faisceaux et canaux de câbles séparés est considérée comme une
séparation.
•
Les presse-étoupe PG avec mise à la terre intégrée ne sont pas admis.
•
Les éclairages d'armoire sont toujours à effectuer avec des lampes sans starter ou
protégées CEM.
A l'extérieur des armoires
•
Les câbles sont à poser en continu sur des supports de câbles métalliques (chemin,
goulotte, ou tube).
•
Un support de câbles ne doit comporter que des conducteurs de < 60 V ou de < 230 V
blindés.
Vous pouvez utiliser des cloisons étanches sur les supports de câbles métalliques si
vous respectez la distance minimale de 20 cm.
•
Les lignes de données PROFIBUS doivent être posées séparément sur les supports de
câbles métalliques.
Pose de lignes à l'extérieur des bâtiments
Pour la pose de lignes à l'extérieur des bâtiments veuillez d'une manière générale observer
les mêmes directives qu'à l'intérieur des bâtiments.
De plus, respectez les instructions pour le câble de bus :
•
Il doit être posé dans un tube plastique approprié.
•
Lorsque des câbles sont enterrés, utilisez un câble prévu à cet effet.
Veuillez également observer la plage de température admissible.
•
266
Pour la pose entre bâtiments, prévoir une Protection contre les surtensions sur les
lignes de bus (parafoudre), page 270.
33002440.11
Profibus
Principes et mesures de base
•
Pour les vitesses de transmission de plus de 500 kBaud, nous recommandons d'utiliser
des lignes en fibre optique.
Mise à la terre et blindage sur les équipements à
équipotentielle
Protection équipotentielle centralisée
Chaque blindage de câble doit être connecté par couplage galvanique à une surface
suffisante avec la masse (barrette FE/PE) immédiatement après l’entrée du câble dans une
armoire électrique.
L'exemple suivant montre la connexion du blindage du câble PROFIBUS sur la barrette FE/
PE.
NOTE: En raison des fluctuations du potentiel terrestre, il se peut qu’un courant de
compensation circule dans un blindage connecté des deux côtés. Pour empêcher cela, il
est absolument nécessaire de prévoir une équipotentielle sur toutes les pièces et tous
les appareils de l’installation.
33002440.11
267
Principes et mesures de base
Profibus
L'exemple suivant montre les composants et appareils d'une installation dans un système à
équipotentielle.
Mise à la terre et blindage sur les équipements
sans équipotentielle
Principe
NOTE: En règle générale, il est préférable de procéder à une mise à la terre et à un
blindage avec équipotentielle.
Si ceci n'est pas possible pour des raisons dues à la construction des appareils, nous
recommandons de procéder à une mise à la terre avec dérivation capacitive des signaux
parasites à haute fréquence. Procédures
268
33002440.11
Profibus
Principes et mesures de base
Vue d'ensemble
La figure suivante montre une mise à la terre décentralisée avec dérivation capacitive
Mise à la terre décentralisée avec couplage capacitif
Le tableau suivant indique les étapes à suivre afin de procéder à une mise à la terre
décentralisée par couplage capacitif.
Etape
Action
1
Procéder à une mise à la terre galvanique du
blindage sur (uniquement) une extrémité du
bus et sur une grande surface dans l'armoire
centrale.
2
Faire cheminer le câble depuis cette position
jusqu'au dernier abonné au bus sans
procéder à d'autres connexions de la masse.
3
Procéder à une mise à la terre des blindages
de tous les abonnés au bus de manière
"uniquement capacitive".
Utiliser pour ceci p.ex. la borne de décharge
GND 001.
4
33002440.11
Commentaire
Cette mesure assure au moins une dérivation
des perturbations à haute fréquence.
Remarque : Sans connexion galvanique, un
courant de compensation ne peut pas circuler.
Observer l'Exemple de connexion, page 273
et le Montage de la liaison de blindage, page
274 ainsi que les instructions livrées avec
l'appareil.
269
Principes et mesures de base
Profibus
Protection contre les surtensions sur les lignes de
bus (parafoudre)
Protection contre les surtensions pour les lignes de bus
jusqu'à des signaux de 12 Mbps
Pour protéger les systèmes de transmission contre les surtensions parasites (foudre), la
ligne PROFIBUS DP doit être équipée d'un équipement de protection contre les surtensions
adapté dès qu'elle s'étend à l'extérieur d'un bâtiment.
A cet effet, le courant nominal de décharge devrait être de 5 kA.
Pour la protection d’un câble PROFIBUS DP, il est nécessaire de prévoir deux groupes
d’équipements de protection dans chaque bâtiment. Installé directement à l’entrée de la
ligne dans le bâtiment, le premier groupe d’équipements de protection (type B110) sert à
dériver le courant de foudre, tandis que le deuxième groupe de protection (type MD/HF5),
situé à proximité du premier abonné, fait fonction de limiteur de tension.
Règles de raccordement des équipements de protection
Avant de raccorder les équipements de protection, veuillez observer les règles suivantes :
•
Installer une ligne de terre fonctionnelle (barre d'équilibrage du potentiel).
•
Monter les équipements de protection à proximité de la prise de terre fonctionnelle, afin
que le trajet de dérivation du courant de choc soit court.
Prévoir la ligne vers la terre fonctionnelle aussi courte que possible (min. 6 mm2).
•
270
La longueur maximale de ligne dépend de la vitesse de transmission.
◦
Jusqu'à 500 kbauds, vous pouvez prévoir au maximum 4 sections en extérieur
avec 8 paires d'appareils de protection (CT B110 et CT MD/HF5).
◦
A partir de 1 Mbaud jusqu'à la vitesse de transmission la plus élevée possible, vous
ne pouvez prévoir qu'une seule section en extérieur avec 2 paires d'équipements
de protection.
•
Ne pas permuter les côtés IN et OUT du parafoudre (IN = côté extérieur).
•
Vérifier que vous effectuez la Mise à la terre du blindage pour les équipements de
protection, page 271 selon le type de parafoudre (CT B110 ou CT MD/HF5) utilisé.
33002440.11
Profibus
Principes et mesures de base
Plan de connexion des équipements de protection
Plan de connexion des équipements de protection :
Type et nombre de parafoudres de la société Dehn und Söhne GmbH &Co KG pour un
câble PROFIBUS DP
N°
Modèle
Nombre par groupe
1
CT MD/HF 5
2
2
CT B110
2
NOTE: veuillez consulter les informations de montage et de raccordement des lignes
dans les notices de montage afférentes, livrées avec les parafoudres.
Mise à la terre du blindage pour les équipements de
protection
Les équipements de protection permettent une mise à la terre directe ou indirecte du
blindage. Une mise à la terre indirecte est réalisée au moyen d’un parafoudre à gaz.
Dans les deux cas, les bornes à ressorts CEM servent au raccordement du blindage de
câble du côté entrée et du côté sortie.
33002440.11
271
Principes et mesures de base
Profibus
NOTE: lorsque le système le permet, nous vous recommandons d'utiliser une mise à la
terre de protection directe.
Types d'exécution de la mise à la terre du blindage
Type de mise à la terre
Exécution
Mise à la terre directe du
blindage
Raccordez le blindage du câble d’arrivée à la borne de raccordement IN et
celui du câble de départ à la borne de raccordement OUT. Les blindages sont
maintenant reliés à PE par couplage galvanique.
Mise à la terre indirecte du
blindage au moyen d’un
parafoudre à gaz
Reliez les blindages selon la procédure décrite pour la mise à la terre directe
du blindage. Placez le parafoudre à gaz dans le tiroir situé en dessous de la
borne de raccordement de l'armoire côté entrée.
NOTE: pour toutes autres informations concernant la mise à la terre et la mise à la terre
du blindage, veuillez vous référer aux notices de montage afférentes, livrées avec les
parafoudres.
Décharge statique des câbles longs PROFIBUS DP
Décharge électrostatique
Lors de la pose de câbles de bus de grande longueur, supprimez la charge statique avant
que les câbles ne soient connectés en procédant de la manière suivante :
Étape
Action
1
Sélectionnez le connecteur PROFIBUS DP qui se trouve le plus près du rail FE/PE.
2
Mettez le rail FE/PE de l'armoire électrique en contact avec le métal du boîtier métallique du
connecteur afin de provoquer une décharge électrostatique.
3
Enfichez alors le connecteur du bus sur le périphérique.
4
Déchargez les autres connecteurs de câble PROFIBUS DP comme décrit aux étapes 2 et 3.
Remarques
NOTE: Lorsque le câble est monté, l'insert métallique du connecteur PROFIBUS-DP est
relié, au niveau interne, au blindage du câble. Lorsque le connecteur du câble du bus
est inséré dans le port PROFIBUS du module, une courte liaison s'établit
automatiquement entre le blindage et le conducteur de protection FE/PE.
272
33002440.11
Profibus
Principes et mesures de base
Borne de décharge capacitive GND 001
Vue d'ensemble
La mise à la terre décentralisée avec décharge capacitive est effectuée dans des systèmes
sans équilibrage du potentiel.
A cette fin, montez la borne de décharge GND 001 de Schneider conformément aux deux
figures suivantes.
Exemple de connexion
Cet exemple indique la connexion du câble PROFIBUS à la borne de décharge.
1 GND 001
2 Blindage
3 Liaison vers rail DIN
4 Câble PROFIBUS à l'entrée dans l'armoire
5 Câble PROFIBUS à la sortie de l'armoire
33002440.11
273
Principes et mesures de base
Profibus
Montage de la liaison de blindage
Cet exemple montre le montage de la liaison de blindage sur le câble PROFIBUS.
NOTE: Aux deux extrémités du bus, ne prévoir qu'un seul câble de dérivation.
274
33002440.11
Interbus
Principes et mesures de base
Interbus
Contenu de ce chapitre
Installation de la vis de mise à la terre de l'adaptateur de
communication Momentum..................................................... 275
Protection équipotentielle centralisée de l'INTERBUS............... 278
Protection contre les surtensions sur les lignes de bus distant
(parafoudres)......................................................................... 279
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants
Interbus.
Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les documents accompagnant le
produit.
Installation de la vis de mise à la terre de
l'adaptateur de communication Momentum
Présentation
Récemment revus pour répondre aux nouvelles normes Interbus sur l'immunité au bruit
électrique, les produits Momentum ont été modifiés et intègrent une vis de mise à la terre
supplémentaire. Cette deuxième vis de mise à la terre est disponible avec tous les
nouveaux produits Momentum ou les produits Momentum mis à niveau. A l'heure actuelle,
quatre adaptateurs de communication ont été mis à niveau. Il s'agit des adaptateurs
suivants :
•
Adaptateur de communication Momentum Interbus (170 INT 110 03), prenant en
charge les fonctions de diagnostic d'un maître Interbus de génération 4, et conforme à
la certification Interbus, de version 2
•
Adaptateur de communication Momentum Ethernet (170 ENT 110 01), de version 2
•
Adaptateur de communication Momentum Ethernet (170 ENT 110 02), de version 1
•
Adaptateur de communication Momentum FIPIO (170 FNT 110 01), de version 2
Ces adaptateurs de communication contiennent un nouveau système de mise à la terre, à
l'origine requis pour répondre à la norme Interbus révisée sur l'immunité au bruit électrique
33002440.11
275
Principes et mesures de base
Interbus
(capacité à réussir un test de transmission par salves transitoire rapide électrique de 2,2
kV). Ce système de mise à la terre comprend une cheville mâle/femelle et une vis dans
l'adaptateur de communication, reliée à un écrou-cheville de mise à la terre fixe sur le circuit
imprimé sur des modules d'E/S Momentum sélectionnés.
NOTE: les conditions d'immunité au bruit électrique s'appliquent uniquement aux
systèmes qui requièrent la certification Interbus, version 2 et à aucun autre réseau de
communication en cours d'utilisation par les E/S Momentum.
Modules d'E/S Momentum
Les modules d'E/S Momentum comprennent le montage écrou-cheville de mise à la terre
fixe. La cheville mâle/femelle et les vis de mise à la terre se trouvent dans les adaptateurs
de communication reconçus.
276
Nom
Description
170 AAI 030 00
Module d'entrée analogique différentiel à 8 voies
170 AA1 140 00
Module analogique d'entrée mono à 16 voies
170 ADI 340 00
Module d'entrée 16 points 24 V cc
170 ADI 350 00
Module d'entrée 32 points 24 V cc
170 ADM 350 10
Module 16 entrées/ 16 sorties 24 V cc
170 ADM 350 11
Module d'entrée / de sortie 16 points 24 VCC - réponse rapide
170 ADM 350 15
Module d'entrée / de sortie 16 points 24 VCC - bas véritable
170 ADM 370 10
Module à 2 ampères 16 entrées/ 8 sorties 24 V cc
170 ADM 390 10
Module 16 entrées / 12 sorties 24 VCC - avec surveillance
170 ADM 390 30
Module 10 entrées 24 VCC / 8 sorties relais
170 ADM 390 31
Module 10 entrées 24 VCC / 8 sorties relais (24 VCC)
170 ADM 850 10
Module de sortie 16 points de 10 à 60 V cc
170 ADO 340 00
Module de sortie 16 points 24 V cc
170 ADO 350 00
Module de sortie 32 points 24 V cc
170 ADO 830 30
Module 6 sorties à relais
170 AEC 920 00
Module compteur rapide
170 AMM 090 00
Module 4 entrées / 2 sorties analogiques - 4 entrées / 2 sorties numériques
170 AMM 090 01
Module d'entrée analogique 4 points / de sortie 2 voies 12 VCC
170 AMM 110 30
Module 2 entrées / 2 sorties analogiques - 16 entrées / 8 sorties numériques
33002440.11
Interbus
Principes et mesures de base
Nom
Description
170 ANR 120 90
Module 6 entrées / 4 sorties analogiques - 8 entrées / 8 sorties numériques
170 ANR 120 91
Module 6 entrées / 4 sorties analogiques - 8 entrées/sorties numériques 10/10 V
170 ARM 370 30
Module d'alimentation 120 V ca, 10 entrées/ 8 sorties 24 V cc
Outils requis
Le seul outil requis pour installer la vis de mise à la terre est un tournevis cruciforme PZ 2.
Le couple maximum recommandé sur la vis de mise à la terre est de 0,5 Nm (4.4 in/lb).
Installation
ATTENTION
RISQUE DE DETERIORATION DU MODULE
Lorsque vous utilisez la nouvelle version des modules d'E/S ci-dessus avec n'importe
quel adaptateur de communication ou de processeur qui ne possède pas la fonction
"seconde vis de terre", n'installez pas la cheville dans le montage écrou-cheville de mise
à la terre fixe sur la carte à circuits imprimés du module d'E/S. La cheville risque de
toucher certains composants de l'adaptateur, pouvant provoquer la défaillance d'une
opération ou du produit.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
Pour installer la vis de mise à la terre, suivez les instructions ci-après. Pour connaître
l'emplacement de la vis, reportez-vous au schéma ci-après.
Etape
33002440.11
Action
1
Installez la cheville dans le montage écrou-cheville de mise à la terre fixe fileté, qui se trouve sur
le circuit imprimé du module d'E/S.
2
Emboîtez l'adaptateur de communication sur le module d'E/S. Suivez la même procédure que
pour tous les autres produits Momentum. (Pour plus d'informations sur les adaptateurs de
communication, reportez-vous au manuel Embase d'E/S Modicon Momentum Guide de
l'utilisateur (870 USE 002).
3
Insérez la vis de mise à la terre à travers la partie supérieure de l'adaptateur de communication.
277
Principes et mesures de base
Interbus
Installation de la vis de mise à la terre :
Compatibilité amont
Les modules d'E/S ci-dessus peuvent également être utilisés avec n'importe quel
adaptateur ou processeur de communication Momentum ne comprenant pas la vis de mise
à la terre.
Protection équipotentielle centralisée de
l'INTERBUS
Protection équipotentielle centralisée
Pour la mise en service, reliez sur une grande surface, chaque blindage de câble à la
masse (rail FE/PE), dès leur introduction dans l'armoire.
Décharge statique
Lors de la pose de câbles de bus très long, supprimez la charge statique avant que les
câbles ne soient connectés en procédant de la manière suivante :
278
33002440.11
Interbus
Principes et mesures de base
Etape
Action
1
Procédez à la décharge statique en commençant par le connecteur INTERBUS le plus proche du
rail FE/PE.
2
Mettez le rail FE/PE de l’armoire électrique en contact avec le métal du boîtier de connexion.
3
Branchez ensuite le connecteur de bus dans l'équipement, à condition d’avoir déjà supprimé la
charge statique de celui-ci.
4
Supprimez la charge statique des autres connecteurs INTERBUS du câble, en procédant de la
même manière, puis branchez-les sur les équipements.
Remarques relatives au raccordement du blindage de
câble à la terre
NOTE: Lorsque le câble est monté, l’insert métallique du connecteur INTERBUS est
relié, au niveau interne, au blindage de câble. Lors du branchement du connecteur de
câble de bus sur l’interface INTERBUS du module, une courte liaison s’établit
automatiquement entre le blindage et le conducteur de protection PE.
Protection contre les surtensions sur les lignes de
bus distant (parafoudres)
Protection contre les surtensions
Pour protéger les équipements de transmission contre les surtensions induites par couplage
sur les lignes (foudre), il convient d'intégrer des dispositifs de protection contre les
surtensions dans les câbles de bus distants dès lors qu'ils sont posés à l'extérieur de
bâtiments.
A cet effet, le courant nominal de décharge devrait être de 5 kA.
Vous pouvez, par exemple, utiliser les parafoudres de type VT RS485 et CT B110 de la
société Dehn und Söhne GmbH & Co KG. Pour l'adresse du fournisseur ainsi que les
références de ces équipements et des accessoires, reportez-vous au document TSX
Momentum, Adaptateur de bus pour INTERBUS, Manuel utilisateur.
Pour la protection d'un câble INTERBUS, deux groupes d'équipements de protection dans
chaque bâtiment sont nécessaires. Le premier groupe (de type B110) est placé à l'entrée du
câble dans le bâtiment et sert de paratonnerre. Le second groupe (de type RS485), situé à
proximité du premier abonné, protège des surtensions.
33002440.11
279
Principes et mesures de base
Interbus
Règles de raccordement des équipements de protection
Avant de raccorder les équipements de protection, veuillez observer les règles suivantes :
•
Installez une ligne de terre fonctionnelle (barre d'équilibrage du potentiel).
•
Montez les équipements de protection à proximité de la prise de terre du bâtiment afin
que le trajet de dérivation du courant de choc soit court.
Le câble entre le bâtiment et la terre fonctionnelle doit être aussi court que possible
(minimum 6mm2).
•
Vous pouvez connecter jusqu'à 10 équipements de protection en série avec 4 sections
en extérieur sur les câbles INTERBUS pour relier les bâtiments entre eux.
•
Procédez à la mise à la terre du blindage, page 281 de la ligne INTERBUS en fonction
du parafoudre utilisé (type CT B110 ou type VT RS485).
Plan de connexion des équipements de protection
Type et nombre de parafoudres de la société Dehn und Söhne GmbH &Co KG pour un
câble de bus distant LiYCY (INTERBUS) :
280
N°
Type
Nombre par groupe
1
VT RS485
1
2
CT B110
3
33002440.11
Interbus
Principes et mesures de base
NOTE: Veuillez consulter les informations de montage et de raccordement des lignes
dans les notices de montage afférentes, livrées avec les parafoudres.
Mise à la terre du blindage pour les équipements de
protection
Les équipements de protection permettent une mise à la terre directe ou indirecte du
blindage. Une mise à la terre indirecte est réalisée au moyen d’un parafoudre à gaz.
La procédure de mise à la terre du blindage dépend du type de parafoudre.
Type de
parafoudre
Mise à la terre directe du blindage
Mise à la terre indirecte du blindage au
moyen d'un parafoudre à gaz
CT B110
Raccordez le blindage du câble d'arrivée
du bus distant à la borne de
raccordement IN et celui du câble de
départ à la borne de raccordement OUT.
Les blindages sont maintenant reliés à
PE par couplage galvanique.
Reliez les blindages selon la procédure décrite
pour la mise à la terre directe du blindage.
Placez le parafoudre à gaz dans l'unité située
sous la borne de raccordement du blindage
côté entrée.
Les bornes de la bride de serrage CEM fixent le blindage de câble du bus distant côté entrée
et côté sortie.
VT RS485
Raccordez le blindage du câble d'arrivée
du bus distant à la borne de
raccordement IN2 et celui du câble de
départ à la borne de raccordement OUT2.
Raccordez le blindage du câble d'arrivée du
bus distant à la borne de raccordement IN1 et
celui du câble de départ à la borne de
raccordement OUT1. Le parafoudre à gaz est
installé dans l'équipement.
Remarque : Connectez les bornes de la mise à la terre du parafoudre au conducteur PE.
NOTE: Pour toute autre information concernant la mise à la terre et la mise à la terre du
blindage, veuillez vous référer aux notices de montage afférentes, livrées avec les
parafoudres.
33002440.11
281
Principes et mesures de base
Ethernet
Ethernet
Contenu de ce chapitre
Règles de base...................................................................... 282
Règles de câblage ................................................................. 289
Utilisation des chemins de câbles............................................ 291
Liaisons entre bâtiments......................................................... 300
Utilisation de la fibre optique ................................................... 302
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants
Ethernet. Il s'agit des mêmes informations que celle incluses dans les documents
accompagnant le produit pour 'Transparent Factory". Ces informations s'appliquent
cependant à l'Ethernet dans son ensemble.
Règles de base
Introduction
Le chapitre suivant décrit les règles et les précautions à prendre pour installer un câblage
Ethernet dans des conditions optimales.
Pésentation
Description
L'installation d'un système Transparent Factory nécessite le respect de quelques
précautions. Ce qui suit explique quels câblages choisir, pourquoi, et comment les installer
pour obtenir toute satisfaction.
Principes
•
282
Les équipements répondant aux normes industrielles (compatibilité électromagnétique,
ou « CEM ») fonctionnent bien de façon autonome.
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
•
Des précautions sont à prendre lorsqu'on connecte des équipements entre eux de
manière à ce qu'ils fonctionnent dans leur environnement électromagnétique,
conformément à leur destination.
L'utilisation exclusive de câbles isolants à fibres optiques pour Transparent Factory est le
moyen de s'affranchir de tout problème de CEM sur ces liaisons
NOTE: Le marquage CE est réglementaire en Europe. Il ne garantit pas à lui seul les
performances réelles des systèmes vis-à-vis de la CEM.
Raccordement à la terre et mise à la masse
Introduction
Un réseau de mise à la terre transporte un courant de fuite et des défauts de courant en
provenance des équipements, un courant en mode commun issu des câbles externes
(électricité et télécommunications principalement) et des courants produits directement par
la foudre.
Description
Physiquement, la faiblesse de la résistance (du fait de la distance à la terre) est moins
préoccupante que l'équipotentialité locale du bâtiment. En réalité, les lignes les plus
sensibles sont celles qui relient les équipements entre eux. Pour limiter la circulation des
courants en mode commun des câbles qui ne quittent pas le bâtiment, il est nécessaire de
limiter la tension entre les équipements interconnectés sur le site.
Une terre mécanique est une pièce conductrice matérielle qui est exposée, qui n'est pas
sous tension en temps normal, mais qui peut l'être en cas de défaillance.
Respectez toutes les normes et consignes de sécurité locales et nationales.
DANGER
RISQUE D'ELECTROCUTION
Lorsqu'il est impossible de prouver que l'extrémité d'un câble blindé est reliée à la masse
locale, ce câble doit être considéré comme dangereux et les équipements de protection
individuelle (EPI) doivent être utilisés.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
33002440.11
283
Principes et mesures de base
Ethernet
Principe
En principe, aucun autre élément n'a d'incidence sur la sécurité des personnes, en
particulier la résistance de la mise à la terre ou la méthode de raccordement des terres
mécaniques à la terre.
Les équipements et les systèmes électroniques sont interconnectés. Le meilleur moyen de
s'assurer que tout fonctionne correctement est de maintenir la bonne équipotentialité entre
les équipements. En dehors de la sécurité du personnel, qui est une contrainte LF (basse
fréquence), l'équipotentialité entre les équipements doit être satisfaisante, en particulier
pour les équipements numériques même à très haute fréquence.
Respectez toutes les normes et consignes de sécurité locales et nationales.
DANGER
RISQUE D'ELECTROCUTION
Lorsqu'il est impossible de prouver que l'extrémité d'un câble blindé est reliée à la masse
locale, ce câble doit être considéré comme dangereux et les équipements de protection
individuelle (EPI) doivent être utilisés.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures graves.
284
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Mode Différentiel et Mode Commun
Mode Différentiel
Le mode différentiel est la façon normale de transmettre les signaux électriques et
électroniques. Les données Transparent Factory sous forme électrique sont transmises en
mode différentiel. Le courant se propage sur un conducteur et revient sur l'autre conducteur.
La tension différentielle se mesure entre les conducteurs.
Lorsque les conducteurs aller et retour sont d'une part côte à côte, comme dans les câbles
Transparent Factory, et d'autre part éloignés des courants perturbateurs, les interférences
du mode différentiel sont généralement négligeables.
Mode Différentiel
Mode Commun
Le mode commun est un mode parasite où le courant se propage dans le même sens sur
tous les conducteurs et revient par la masse.
Mode Commun
Une masse (un coffret conducteur par exemple) sert de référence de potentiel pour les
électroniques, et de retour pour les courants de mode commun. Tout courant, même fort, qui
passe par un câble, en mode commun dans un équipement isolé des masses, en ressort
par les autres câbles, y compris les câbles Transparent Factory lorsqu'ils existent.
33002440.11
285
Principes et mesures de base
Ethernet
Câblage des masses et du neutre
Maillage des masses
Le maillage des masses à l'intérieur d'une armoire ou d'une petite machine est un
paramètre essentiel, ces masses étant directement accessibles pour les composants
électroniques.
Lorsque les masses sont mal maillées, un câble supportant un courant de mode commun
perturbe tous les autres (y compris les câbles électriques Transparent Ready). Le bon
maillage des masses réduit ce phénomène.
Toutes les structures métalliques de la baie seront donc interconnectées. Les connexions
équipotentielles pour la sécurité doivent être renforcées par des connexions directes entre
tous les éléments de la machine ou de l'armoire.
Les bonnes méthodes de câblage et de maillage des masses doivent être appliquées aux
armoires, aux machines et aux bâtiments.
NOTE: Les perturbations HF conduites en mode commun sur les câbles sont le
principal problème en CEM.
286
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Vous devez systématiquement utiliser une grille ou un maillage de masses dans l'armoire
afin de placer tous les équipements.
NOTE: Toutes les fixations doivent être réalisées avec un contact électrique : Vous
devez donc gratter la peinture.
Câblage du neutre
Le schéma de neutre TN-C, en confondant le conducteur neutre (noté N, qui est actif) avec
le conducteur de protection (noté PE), permet à de forts courants de circuler à travers les
masses.
Ce schéma est donc néfaste à l'environnement magnétique.
Le schéma de neutre TN-S (avec ou sans protection à courant différentiel résiduel) est très
préférable.
NOTE: Il convient de toujours respecter scrupuleusement les réglementations de
sécurité locales.
33002440.11
287
Principes et mesures de base
Ethernet
Choix du câblage électrique Transparent Factory
Câbles blindés
Le choix de la qualité d'écran dépend du type de liaison. SCHNEIDER ELECTRIC définit les
câbles pour chaque bus de terrain et chaque réseau local de manière à garantir la
compatibilité électromagnétique de l'installation.
Un câble blindé constitue une excellente protection contre les interférences
électromagnétiques, particulièrement en hautes fréquences. L'efficacité d'un câble blindé
dépend du choix de l'écran et surtout de sa mise en œuvre.
NOTE: Les câbles Transparent Factory comportent un feuillard et une tresse.
Câbles à feuillard
Le problème des câbles à feuillard est leur fragilité. L'effet protecteur en HF d'un feuillard est
endommagé par les différentes manipulations du câble.
Les tractions et torsions des câbles Transparent Factory doivent donc être réduites au
minimum, notamment lors de l'installation.
Avec une simple tresse et à partir de quelques MHz, l'effet protecteur peut atteindre
plusieurs centaines de MHz, si les connexions de l'écran sont acceptables.
Le raccordement bilatéral de l'écran aux masses permet de se protéger contre les
interférences les plus importantes. C'est pourquoi il est primordial d'équiper correctement
chaque extrémité des câbles blindés Transparent Factory de connecteurs RJ45 blindés à
paire torsadée.
L'utilisation de câbles autres que des câbles à paire torsadée, blindés et à feuillard peut
provoquer des défauts de communication intermittents et risque d'affecter le fonctionnement
de votre équipement.
AVIS
DEFAUTS DE COMMUNICATION
Utilisez des câbles à paire torsadée, blindés et à feuillard pour éviter tout défaut de
communication.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des dommages matériels.
288
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Câble à paire torsadée, blindé et à feuillard
Sensibilité des différentes familles de câbles
Description
Tableau descriptif
Famille
Câbles
Comportant
Comportement CEM
1
…analogique
circuits d’alimentation et de mesure
des capteurs analogiques
Ces signaux sont sensibles
2
….numérique et
télécom
circuits numériques et bus de
données, dont Transparent Factory
Ces signaux sont sensibles. Ils
provoquent des interférences pour
la famille 1 si leur blindage n'est
pas suffisant.
3
….de relayage
circuits des contacts secs avec
risques de réamorçages
Ces signaux sont perturbateurs
pour les familles 1 et 2
4
…d'alimentation
circuits d'alimentation
Ces signaux provoquent des
interférences.
Règles de câblage
Introduction
Le monteur doit, dans la mesure du possible, respecter les règles suivantes.
33002440.11
289
Principes et mesures de base
Ethernet
Première règle de câblage
Principe
Il est souhaitable de plaquer toute liaison contre des structures équipotentielles de
masse afin de bénéficier de l'effet protecteur HF.
L'utilisation de chemins de câbles conducteurs permet d'obtenir un niveau de protection
satisfaisant dans la plupart des cas. Vois devez au minimum vous assurer que les câbles de
liaisons inter ou intra bâtiments sont reliés à la masse : câble de terre ou chemin de câbles.
Pour les liaisons internes aux armoires et aux machines, les câbles doivent
systématiquement être plaqués contre la tôle.
Pour conserver un effet protecteur correct, il est conseillé de respecter une distance entre
les câbles supérieure à 5 fois le rayon "R" du plus gros d'entre eux :
Positionnement des câbles
Deuxième règle de câblage
Principe
Seules des paires de signaux analogiques, numériques et de télécommunication
peuvent être attachées ensemble dans un même faisceau.
290
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Les circuits de relayage, variateurs, d'alimentation et de puissance doivent être séparés des
paires précédentes.
Attention, notamment lors de la mise en oeuvre des variateurs de vitesse, à bien séparer les
raccordements électriques des liaisons de données.
Chaque fois que cela est possible, une goulotte doit être réservée aux raccordements
électriques, même dans les armoires.
Troisième règle de câblage
Principe
Les câbles de puissance n'ont pas besoin d'être blindés s'ils sont filtrés.
Ainsi, les sorties électriques des variateurs de vitesse doivent être impérativement blindées
ou filtrées.
Utilisation des chemins de câbles
Introduction
Ce chapitre décrit les principes de base de l'installation des chemins de câbles.
Principes de base sur l'utilisation des chemins de câbles
Chemins de câbles métalliques
À l'extérieur des armoires, au-delà d'une longueur de 3 m, les goulottes doivent être
métalliques. Ces chemins de câbles doivent être reliés électriquement de bout en bout par
des éclisses ou par des clinquants.
Il est très important de réaliser ces raccordements à l'aide d'éclisses ou de clinquants plutôt
qu'en utilisant une tresse et à fortiori un conducteur rond. Ces chemins de câbles doivent
être raccordés, de la même façon, aux raccordements des armoires et des machines, après
grattage éventuel des peintures pour assurer le contact.
Le câble d'accompagnement ne sera utilisé que dans les cas où toute autre solution n'est
pas réalisable.
33002440.11
291
Principes et mesures de base
Ethernet
Exemple : utilisation d'une goulotte métallique
Les câbles non blindés doivent être fixés dans les coins des goulottes comme indiqué dans
la figure ci-dessous.
292
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Evolutions futures
Attention aux évolutions futures. Une séparation verticale dans la goulotte permet d'éviter
de mélanger des câbles incompatibles. Il est préférable de placer un capot métallique sur la
demi-goulotte des signaux. Notez qu'un capot métallique complet sur la goulotte n'améliore
pas la CEM.
Efficacité des différents types de goulottes
Effeciency
equivalent to
equivalent to
Transparent Factory
Pour Transparent Factory, comme pour chaque réseau de communication, une première
limite maximale de longueur de segment (sans répéteur) doit être respectée. Cette limite,
égale à 100 mètres, ne peut être atteinte que si les conditions d'installation sont
satisfaisantes vis-à-vis de la CEM (notamment : câbles posés dans des goulottes
métalliques en continuité électrique de bout en bout, réunies au maillage des masses et à la
terre).
Il est donc nécessaire de définir une longueur théorique maximale de compatibilité
électromagnétique. Cette seconde limite est théorique. Elle sert à optimiser les conditions
d'installation et doit être respectée en même temps que la limite précédente.
La longueur théorique CEM est de 400 mètres pour Transparent Factory.
Séparation des câbles en fonction de leur type
Utilisez, dans la mesure du possible, deux goulottes métalliques :
•
une réservée à la puissance, au relayage et aux variateurs,
33002440.11
293
Principes et mesures de base
•
Ethernet
la seconde aux câbles signaux (capteurs, données, télécoms, etc.).
Ces deux goulottes peuvent se toucher si leur longueur est inférieure à 30 m. De 30 à
100 m, on les séparera de 10 cm, indifféremment côte à côte ou superposées.
Exemple d'installation avec 2 goulottes
Power cable
Relay cables
(Non shielded)
digital cables
(Non shielded) analog
cables
TF Ethernet cables
(Shielded) analog
cables
Ces limites particulières sont toutes issues de la même Longueur Théorique CEM ou "ETL".
Atteindre cette ETL suppose que les deux conditions optimales suivantes sont remplies :
•
une seconde goulotte, éloignée de 30 cm au minimum, est réservée aux câbles de
puissance et de relayage,
•
les goulottes ne sont pas remplies à plus de 50 % de leur capacité.
Coefficient Ki
Selon le type de réseau de communication, cette valeur peut être différente.
294
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
•
Chaque fois que l'une des deux conditions n'est pas remplie de bout en bout, et afin de
respecter la compatibilité électromagnétique, un coefficient doit être affecté à la
longueur physique de la goulotte. Ces coefficients Ki, définis dans le tableau ci-après,
mesurent la diminution de l'effet protecteur. La longueur autorisée qui en résulte sera
alors inférieure à la ETL.
•
De même, dans le cas d'une goulotte unique pour des câbles de puissance et de signal,
le coefficient tient compte de l'absence d'une séparation ou d'un couvercle métallique
sur la demi-goulotte de signal.
Tableau récapitulatif
Symbole
Condition
Illustration
Coefficient
Longueur
totale (1)
Ki
ETL x 1/
Ki
K50
Goulotte unique remplie
à 50 % ou plus
2
200 m
K10
Goulottes proches de 10
cm (au lieu de 30 cm)
2
200 m
K6
Goulotte unique ou 2
goulottes jointives avec
séparation et couvercle
sur 1/2 goulotte de signal
4
100 m
K8
Goulotte unique ou 2
goulottes jointives sans
couvercle sur 1/
2 goulotte de signal
6
60 m
K0
Goulotte unique ou 2
goulottes jointives sans
séparation
12
30 m
(1) Longueur totale maximale s'il s'agit de l'unique condition défavorable (avec ETL =
400 m)
33002440.11
295
Principes et mesures de base
Ethernet
Modes de vérification de la longueur d'un câble
homogène
Introduction
Il existe deux modes d'utilisation des coefficients Ki.
•
Pour obtenir la longueur physique autorisée, on part de la ETL et on la divise par Ki
(exemples 1 et 2 ci-après).
•
A l'inverse, lorsque les longueurs physiques sont imposées, multipliez-les par Ki et
comparez le résultat à la ETL pour vérifier qu'elles sont conformes aux exigences CEM
(exemples 3, 4 et 5).
Exemple 1 : Liaisons Transparent Factory inférieures à 30 m
Les câblages peuvent alors être réalisés dans un chemin métallique unique (pour ETL = 400
m ou plus).
En effet, si la goulotte n'est pas remplie à plus de 50 % (attention aux évolutions futures),
seul le coefficient K0 est alors à prendre en compte, ce qui donne une longueur maximale
de 400 m : 12 = 30 m.
Les câbles de puissance et les liaisons numériques blindées seront fixés dans les coins de
la goulotte comme indiqué dans la figure ci-dessous:
296
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Exemple 2 : Liaisons Transparent Factory jusqu'à moins de 100
m
Si la longueur calculée dans une condition d'installation est insuffisante (30 m dans le
premier exemple), une amélioration de la configuration sur l'aspect CEM est nécessaire.
Une séparation verticale dans la goulotte permet d'éviter de mélanger des câbles
incompatibles. Un capot métallique sur la demi-goulotte des câbles signaux limite le
parasitage des signaux.
C'est pourquoi la valeur du coefficient passe alors de 12 (=K0) à seulement 4 (=K6), ce qui
donne (avec ETL = 400 m) la longueur maximale : ETL / 4 = 100 m.
Les conditions CEM à respecter sont alors :
•
Chaque demi-goulotte est, au maximum, remplie à 50 %.
•
La séparation est métallique et au contact de la goulotte sur toute sa longueur.
•
Le capot est en contact avec la séparation sur toute la longueur.
NOTE: Attention aux évolutions futures.
Illustration
Exemple 3 : Projet de pose de 30 m de câble Transparent Factory
Il est prévu de le poser dans une goulotte unique remplie à 70 %, sans séparation, en
présence d'un câble de puissance et d'un câble analogique.
Cette condition d'installation, d'après le tableau des symboles Ki, est liée à deux coefficients
: K0 (=12) et K50 (=2); il faut donc multiplier la longueur physique par 2 et par 12.
Le résultat, qui est de 720 m (30 m x 24), est supérieur à ETL = 400 m, la longueur de 30 m
n'est donc pas conforme aux exigences CEM. L'exemple 4 explique une solution possible.
33002440.11
297
Principes et mesures de base
Ethernet
Mode de vérification de la longueur d'un câble
hétérogène
Introduction
Lorsque les conditions d'installation sont multiples sur la longueur d'un chemin de câble,
chaque longueur physique d'un même type de pose est à multiplier par les coefficients
concernés suivant les mêmes règles que ci-dessus.
La somme des différents résultats doit être inférieure à ETL (Transparent Factory).
Exemple 4 : Nouveau projet de pose de 30 m de câble
Transparent Factory
Le câble de signal de l'exemple 3 est posé sur 10 m selon le type de pose ci-dessus ; les
20 m restants sont placés à 10 cm du premier, dans une goulotte distincte de celle du câble
de puissance.
Table de calcul
Longueur
concernée
Coefficients Ki concernés
Calculs
Résultats
10 m
K0 (=12) et K50 (=2)
10 m x 24
240 m
20 m
K10 (=2) et K50 (=2)
20 m X 4
80 m
240 m + 80 m
320 m
Total (30 m)
Le résultat de 320 m est maintenant inférieur à ETL = 400 m, la longueur de 30 m installée
est donc conforme aux exigences CEM.
Exemple 5 : Projet de pose d'un câble FIP de 1 000 m
La documentation du système indique que la première limite est respectée, à condition de
n'utiliser que le câble principal (une paire 150 Ohms de jauge importante).
La valeur de ETL pour cette technologie est de 2 000 m.
Supposons que les deux conditions optimales soient respectées sur 700 m et que, sur le
reste de la longueur la goulotte de puissance soit :
298
•
remplie à plus de 50 %,
•
et distante seulement de 10 cm de la goulotte de signal.
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Table de calcul
Longueur
Coefficients Ki concernés
700 m
non
300 m
K50 (=2) et K10 (=2)
Total (1 000 m)
Calculs
Résultats
700 m
300 m X 4
1 200 m
700 m + 1 200 m
1 900 m
Le résultat de 1 900 m est inférieur à ETL = 2000 m, la longueur installée est donc conforme
aux exigences CEM et seule la contingence précédente subsiste (pas de paire de faible
jauge).
Autres effets protecteurs
Introduction
L'effet protecteur d'un chemin de câbles est d'environ 50 entre 1 MHz et 100 MHz.
Dans le cas où vous ne pouvez pas utiliser ce type de matériel, d'autres effets protecteurs
sont possibles. Les chemins de câbles en fils soudés "cablofils" sont moins efficaces et
souvent plus coûteux que les goulottes en tôle.
Cablofil
33002440.11
299
Principes et mesures de base
Ethernet
Câble de masse
Liaisons entre bâtiments
Présentation
Ce chapitre indique les précautions et recommandations concernant le câblage entre
bâtiments.
NOTE: Il est vivement recommandé d'utiliser du câble en fibre optique pour les liaisons
de données et donc pour Transparent Factory entre les bâtiments. Ce type de liaison est
utilisé pour éliminer des problèmes de boucle entre les bâtiments.
Câblage des liaisons électriques
Principe
Les liaisons inter-bâtiments présentent deux particularités induisant des risques pour
l'installation :
300
•
la mauvaise équipotentialité entre les masses des installations,
•
les grandes surfaces de boucles entre les câbles de données et les masses.
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
NOTE: Avant l'installation et le raccordement d'un câble de données entre deux
bâtiments, il est impératif de vérifier que les deux prises de terre des bâtiments sont
interconnectées.
Toutes les masses simultanément accessibles doivent être raccordées à une même prise
de terre (ou au moins à un ensemble de prises de terre interconnectées). Cette contrainte
est fondamentale pour la sécurité des personnes.
Le second risque lié aux liaisons inter-bâtiments est la surface de boucle comprise entre les
câbles de données et les masses.
Cette boucle est particulièrement essentielle lors d'un foudroiement indirect du site. La
surtension induite dans ces boucles lors d'un impact de foudre indirect est d'environ 100
Volts par mètre carré.
NOTE: Afin de limiter ce risque, tout cheminement de câble entre deux bâtiments doit
être doublé par une liaison équipotentielle de forte section (»35 mm carré).
Protection contre les intrusions
Principe
Les courants de mode commun provenant de l'extérieur doivent être déchargés vers le
réseau de terre à l'entrée du site pour limiter les tensions entre équipements.
NOTE: Toute canalisation conductrice (câble conducteur, tuyauterie conductrice ou
tuyauterie isolante qui véhicule un fluide conducteur) entrant dans un bâtiment doit être
raccordée à la terre à l'entrée de celui- au plus court.
Des parasurtenseurs doivent être placés sur les câbles électriques, de télécommunications
et de signaux (des données, alarmes, contrôles d'accès, surveillance vidéo,…), à l'entrée
des bâtiments. L'efficacité de tels dispositifs est en grande partie conditionnée par leur
installation.
Les parasurtenseurs (varistances, éclateurs, etc.) doivent être connectés directement à la
masse du panneau électrique ou aux équipements qu'ils protègent. Un simple
raccordement du parasurtenseur à la terre (au lieu de la masse) est inefficace.
Dans la mesure du possible, les panneaux où sont installés les protections électriques, de
télécommunications et de signaux doivent se trouver à proximité d'une barrette de terre.
33002440.11
301
Principes et mesures de base
Ethernet
Utilisation de la fibre optique
Introduction
Ce chapitre fournit les recommandations nécessaires pour le choix des fibres optiques.
Choix du type de connexion optique
Choix des fibres optiques
Schneider Electric propose des équipements Transparent Factory avec des ports optiques :
modules, hubs et switches. Ces équipements sont utilisés pour raccorder des fibres
multimodes en silice. Chaque liaison optique nécessite deux fibres.
Ces fibres doivent être, de bout en bout, de type 62.5/125 et spécifiées pour permettre la
communication aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm.
Choix des câbles optiques
Le câble doit inclure une quantité minimale de fibres de qualité maximale, comme indiqué
dans le paragraphe précédent. Il peut, de plus, comporter d'autres fibres ou conducteurs
électriques.
Sa protection doit être compatible avec ses conditions d'installation.
Mise en place des chemins optiques
Définition
Les chaînes optiques nécessaires au raccordement des modules, des concentrateurs et
des commutateurs Control Intranet sont disponibles dans une longueur de 5 mètres avec
les options des connecteurs optiques adaptés.
302
33002440.11
Ethernet
Principes et mesures de base
Chemin optique duplex MT-RJ / SC (490NOC00005)
Chemin optique duplex MT-RJ / ST (490NOT00005)
Chemin optique MT-RJ / MT-RJ (490NOR00005)
Deux précautions importantes doivent être observées lors de l'installation et de
l'utilisation :
•
1. Ne pas plier ces chaînes (le rayon minimal est de 10 cm).
•
2. Eviter de tirer ou de tordre le câble et les connecteurs.
De plus, aucune distance minimale n'est à respecter entre un câble optique et un câble ou
un équipement pouvant entrer en contact avec celui-ci. Les cas spéciaux concernant les
rayons ionisants puissants ne sont pas traités dans ce manuel.
33002440.11
303
Principes et mesures de base
Réseau Modbus Plus
Réseau Modbus Plus
Contenu de ce chapitre
Raccordement et mise à la terre de Modbus Plus ..................... 304
Répéteurs à fibre optique ....................................................... 308
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants du
réseau Modbus Plus. Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les
documents accompagnant le produit.
Raccordement et mise à la terre de Modbus Plus
Raccordement des prises
Une prise est nécessaire à chaque extrémité du câble principal afin de permettre le
branchement du câble principal et du câble de dérivation. Chaque prise comprend une
résistance de terminaison interne qui peut être connectée à l'aide de deux cavaliers. Les
deux cavaliers sont livrés avec la prise mais ne sont pas installés. Vous devez installer les
cavaliers au niveau des prises des extrémités d'un câble pour obtenir l'impédance de
terminaison correcte pour le réseau. Les cavaliers des prises de sites en ligne doivent être
retirés. L'impédance est maintenue indépendamment du fait qu'un équipement d'abonné
soit connecté au câble de dérivation ou non. Tout connecteur peut être déconnecté de son
équipement sans affecter l'impédance du réseau.
304
33002440.11
Réseau Modbus Plus
Principes et mesures de base
Le schéma suivant montre la connexion d'un réseau Modbus Plus avec résistances de
terminaison et mise à la terre.
Mise à la terre au niveau de la prise
Chaque prise dispose d'une vis de mise à la terre pour une connexion à la terre du panneau
du site. Les câbles de station Schneider Electric sont livrés avec une cosse de mise à la
terre. Cette cosse doit être fermement soudée ou sertie au câble et connectée à la vis de
terre de la prise.
33002440.11
305
Principes et mesures de base
Réseau Modbus Plus
Le schéma suivant montre un câble de dérivation connecté et mis à la terre avec une prise.
L'extrémité de l'équipement abonné du câble de dérivation dispose d'une cosse qui doit être
connectée à la terre du panneau de l'équipement abonné. Le câble réseau doit être mis à la
terre via cette connexion à chaque site abonné, même lorsque l'équipement abonné est
absent. Le point de mise à la terre ne doit pas rester ouvert. Aucune autre méthode de mise
à la terre ne peut être utilisée.
Mise à la terre au niveau du panneau de l'équipement
Les câbles de station du réseau Modbus Plus doivent être connectés au rack par un
raccordement à la terre. La liaison est établie au moyen d'une boucle métallique de serrage
qui relie le blindage du câble au point de mise à la terre.
L'illustration suivante montre la mise à la terre Modbus Plus au niveau du panneau de
l'équipement.
306
33002440.11
Réseau Modbus Plus
Principes et mesures de base
NOTE: Pour respecter la conformité CE avec la directive européenne CEM (89/336/
CEE), les câbles de station Modbus Plus doivent être installés conformément à ces
instructions.
Préparation du câble pour la mise à la terre
Le tableau suivant montre les étapes de préparation du câble pour la mise à la terre.
Étape
Action
1
Déterminez la distance entre le connecteur de fin de câble et le point de mise à la terre souhaité
sur le rack ou le panneau.
2
Dénudez la gaine externe du câble.
Remarque : Gardez à l'esprit que la distance maximale autorisée entre le point de mise à la terre
et le connecteur d'extrémité du câble est de 30 cm (11,8 pouces).
33002440.11
3
Retirez 13-25 mm (0,5 à 1 pouce) de la gaine externe du câble pour dégager la tresse blindée
comme le montre la figure ci-dessus.
4
Si le panneau dispose d'un point de mise à la terre adapté au montage de la bride de serrage du
câble, installez-la à ce point.
307
Principes et mesures de base
Réseau Modbus Plus
Répéteurs à fibre optique
Mise à la terre d'un répéteur à fibre optique Modbus Plus
Étape
1
Action
Connectez le répéteur au point de mise à la terre du site.
Résultat : Le répéteur est relié à la terre par les vis de terre du châssis ou le fil (-) CC.
2
A l'aide d'un testeur, vérifiez que le répéteur est bien relié au point de terre du site.
Application de l'alimentation CA au répéteur.
Étape
Action
1
Coupez le courant à sa source.
2
Si nécessaire, installez un connecteur différent sur le câble destiné à l'alimentation électrique du
site.
Remarque : Le câble d'alimentation en courant alternatif fourni avec le répéteur est adapté les
prises nord-américaines 110-120 VCA.
3
Retirez le câble d'alimentation en courant alternatif du répéteur.
4
Réglez le sélecteur de puissance sur 110-120 VCA ou 220-240 VCA selon l'alimentation du site.
Pour ce faire :
1. retirez le sélecteur de puissance en faisant levier avec un petit tournevis ;
2. réglez le sélecteur sur la tension correcte, conformément aux instructions mentionnées sur
le corps du sélecteur ;
3. réinsérez le connecteur.
5
Insérez le câble d'alimentation CA dans le connecteur du panneau arrière.
6
Insérez le câble d'alimentation CA dans la source électrique.
Appliquez l'alimentation CC au répéteur.
Étape
308
Action
1
Coupez le courant à sa source.
2
Connectez la source aux bornes d'alimentation CC, en respectant la polarité.
33002440.11
Réseau Modbus Plus
Principes et mesures de base
Commutateur blindage-châssis d'E/S distantes
Le blindage de câble RIO doit être défini de façon à spécifier la relation NRP avec la terre du
châssis. Le commutateur du cavalier est fourni en position neutre comme l'indique
l'illustration ci-dessous :
Il doit être réglé :
Position du
commutateur
Fonction
1
Le NRP joue le rôle de station du côté du CRP (le blindage du câble d'E/S distantes est
isolé de la mise à la terre du châssis à l'aide d'un condensateur), si la basse fréquence
pose problème.
2
Le NRP joue le rôle de module de communication du côté du CRA (le blindage du câble
d'E/S distantes est directement connecté à la mise à la terre du châssis), ce qui signifie
qu'il utilise la même terre que le module principal de communication d'E/S distantes.
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309
Principes et mesures de base
Réseau RIO
Réseau RIO
Contenu de ce chapitre
Mise à la terre de réseaux d'E/S distantes................................ 310
Introduction
Ce chapitre comprend les directives, instructions d'installation et recommandations
spécifiques au produit en matière de mise à la terre et de CEM pour les composants du
réseau d'E/S distantes. Il s'agit des mêmes informations que celles incluses dans les
documents accompagnant le produit.
Mise à la terre de réseaux d'E/S distantes
Introduction
La communication d'E/S distantes repose sur un point unique de mise à la terre situé au
niveau du module de communication. Le câble coaxial et les prises ne disposent d'aucune
autre connexion à la terre permettant d'éliminer les boucles de mise à la terre basse
fréquence.
Mise à la terre manquante
Un système de câblage doit toujours être relié à la terre pour assurer le fonctionnement
correct des nœuds du réseau. Le système est relié à la terre via le processeur du module de
communication d'E/S distantes. Si le câble est supprimé, la mise à la terre ne se fait plus.
Blocs de mise à la terre
Les blocs de mise à la terre assurent la mise à la terre même en l'absence de câble.
Les propriétés supplémentaires sont les suivantes :
310
33002440.11
Réseau RIO
•
Principes et mesures de base
Perte d'insertion basse
Ces blocs doivent être pris en compte dans l'affaiblissement du câble principal (à raison
de 0,2 dB chacun) uniquement s'ils sont utilisés au nombre de cinq au minimum.
L'impédance est de 75 Ω et la perte de retour de >40 dB.
•
Fréquence des applications à grande échelle
Structure d'un bloc de mise à la terre
Le bloc de mise à la terre 60-0545-000 est composé de deux connecteurs femelles F en
ligne et d'un trou de vissage distinct permettant de connecter un fil de terre. Il présente deux
trous de montage permettant de l'installer sur une surface plane.
1 Connecteur femelle F en ligne
2 Bloc de mise à la terre
3 Vis de verrouillage (pour le fil de terre)
4 Vis de fixation
NOTE: Des réglementations de construction locales peuvent exiger que le câble blindé
soit mis à la terre, lorsque le système de câblage quitte et/ou pénètre un nouveau
bâtiment (article NEC 820-33).
33002440.11
311
Principes et mesures de base
Réseau RIO
Protection contre la surtension
Une protection contre la surtension est disponible pour les câbles principaux de réseaux
coaxiaux qui passent d'un bâtiment à un autre et sont exposés à la foudre. Le produit
recommandé dispose de protecteurs de surtension internes contre les décharges
électriques capables d'absorber des courants très élevés induits dans le système de
câblage par la foudre. L'équipement indiqué subit des pertes d'insertion inférieures à 0,3 dB
à la fréquence de fonctionnement du réseau. Les ports de station inutilisés doivent être
fermés à l'aide d'un bouchon de terminaison de port 52-0402-000. Si vous le souhaitez, il
est possible d'utiliser une gaine thermorétractable pour sceller les connexions F.
L'équipement doit être accessible afin d'en assurer la maintenance, et protégé des éléments
extérieurs en cas d'installation à l'air libre. Les plots filetés doivent être connectés à la mise
à la terre du bâtiment.
Le produit recommandé est Relcom Inc. Réf. CBT-22300G. Coordonnées
Relcom Inc.
2221 Yew Street Forest Grove, Oregon 97116, USA
Tél : (800) 382-3765
www.relcominc.com
312
33002440.11
Principes et mesures de base
Index
A
alimentation ............................................. 105
armoires électriques ................................. 108
C
câblage ................................................... 123
CEM .........................................................40
mesures.................................................69
connexion à la terre
racks.................................................... 187
D
décharge électrostatique
mesures.................................................81
E
Ethernet
câblage ................................................ 282
chemins de câble.................................. 282
fibre optique ......................................... 282
liaisons entre bâtiments......................... 282
règles de base...................................... 282
EU
normes ..................................................16
I
Interbus
adaptateur de communication................ 275
blindage ............................................... 275
protection contre les surtensions............ 275
interférences
couplage ................................................40
mesures.................................................81
interférences électromagnétiques................40
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M
machines................................................. 108
mesures
décharge électrostatique .........................81
interférences ..........................................81
mise à la masse .........................................85
mise à la terre ............................................85
principes de base....................................30
Modbus Plus
mise à la masse.................................... 304
répéteurs à fibre optique........................ 304
terminaison .......................................... 304
Momentum
alimentations ........................................ 163
circuits de protection ............................. 163
mise à la masse.................................... 163
N
normes
internationales........................................25
UE .........................................................16
normes internationales ...............................25
P
parafoudre.................................................85
précautions de câblage............................. 235
Précautions de câblage ............................ 240
Premium
alimentations ......................... 178, 187, 201
AS-i TSX SUP ...................................... 201
circuits de protection ............................. 178
commande du moteur pas à pas ............ 239
données assignées à la CEM................. 179
embase................................................ 187
mise à la masse.................................... 178
modules analogiques ............................ 256
modules d'E/S TOR .............................. 214
modules de came électroniques............. 243
modules de commande axiale................ 238
modules de comptage ........................... 230
modules de pesage............................... 259
modules de sécurité .............................. 225
normes ................................................ 179
Profibus
313
Principes et mesures de base
blindage ............................................... 265
câblage ................................................ 265
mise à la masse.................................... 265
Q
Quantum
alimentations ........................................ 140
installation d'un système fermé .............. 140
mise à la masse.................................... 140
R
réglementations
UE .........................................................16
réseau RIO
mise à la masse.................................... 310
S
système de mesure
tare...................................................... 259
T
tare ......................................................... 259
TSXCDP053/503 ..................................... 234
U
UE
réglementations......................................16
314
33002440.11
Schneider Electric
35 rue Joseph Monier
92500 Rueil Malmaison
France
+ 33 (0) 1 41 29 70 00
www.se.com
Les normes, spécifications et conceptions pouvant changer
de temps à autre, veuillez demander la confirmation des
informations figurant dans cette publication.
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Manuels associés