KE PLc | gefran K7 PLc Manuel utilisateur

KE PL ‘c’ - K7 PL ‘c’
MANUEL UTILISATEUR
Le présent document est la propriété de GEFRAN et ne peut être reproduit ni transmis à des tiers sans l’autorisation du fabricant.
cod. 80177F Edit. 10/2021 - FRA
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ATTENTION!
Le présent manuel doit être considéré comme
faisant partie intégrante du produit et il doit toujours
être accessible aux personnes qui interagissent avec
ce dernier.
Le manuel doit toujours accompagner le
produit, y compris lors de sa cession à un autre utilisateur.
Les installateurs et les agents de maintenance
sont tenus de lire le présent manuel et de respecter
scrupuleusement les prescriptions contenues dans
ce dernier ainsi que dans ses annexes. GEFRAN ne
saurait être tenue pour responsable des dommages
corporels et/ou matériels résultant du non-respect des
prescriptions ci-contenues.
Le Client étant tenu au secret industriel, la
présente documentation et ses annexes ne peuvent
être altérées, modifiées, reproduites ou cédées à des
tiers sans l’autorisation de GEFRAN.
1
TABLE DES MATIERES
1. Informations générales
pag 3
2. Dimensions mécaniques
pag 3
3. Installation et mise en place sur la machine
pag 3
3a. Réalisation du logement
pag 4
3b. Câblage et étalonnage
pag 7
4. Conformité avec les spécifications NE21 et NE43
pag 7
5. Spécifications techniques du capteur
pag 8
5a. Série KE niveau de performance “c”
pag 8
5b. Série K7 niveau de performance “c”
pag 10
6. Transport, stockage et mise au rebut
pag 10
7. Sécurité
pag 10
8. Notes sur la sécurité fonctionelle (uniquement pour les versions certifiées PL c)
pag 10
9. Notes relatives a l’utilisation du relais
pag 22
2
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1. INFORMATIONS GENERALES
Le présent Manuel concerne les gammes KE - K7 avec un Niveau de Performances “c”, fabriquées par
GEFRAN spa, via Sebina, 74 - 25050 PROVAGLIO D’ISEO - BS - ITALIE.
1.1
Informations générales
Le présent Manuel doit être conservé à proximité des installations de travail, dans un endroit accessible qui facilite sa lecture.
Le présent Manuel doit être lu, compris et respecté dans son intégralité, afin d’éviter des accidents
et/ou des dysfonctionnements.
Gefran ne pourra être tenue pour responsable d’éventuels dommages corporels et/ou matériels occasionnés par le non-respect des consignes contenues dans le présent Manuel.
1.2
Copyright
Toute reproduction, même partielle ou à usage interne, du présent Manuel requiert l’accord préalable
de Gefran.
1.3
Utilisation correcte
Les capteurs de pression de Melt Gefran avec sortie électrique amplifiées, sont conçus et réalisés
afin de mesurer les variables de pression et de température des matières plastiques fondues à différentes températures, en fonction du fluide de remplissage utilisé.
La plage correcte de température atteint 315°C.
Si les capteurs sont utilisés en tant que composants de sécurité selon la Directive Machines, lire attentivement le Manuel de Sécurité (chapitre 8, page 10).
2. DIMENSIONS MECANIQUES
Pour les dimensions mécaniques, se reporter aux fiches techniques des produits ou visiter le site
www.gefran.com
3. INSTALLATION ET MISE EN PLACE SUR LA MACHINE
CARACTERISTIQUES TECHNIQUES
Les processus d’extrusion sont caractérisés par des températures élevées et le contrôle de la pression d’extrusion peut être obtenu à l’aide de transducteurs spécialement étudiés à cet effet.
Cette résistance à de telles températures est le résultat de la construction mécanique du capteur, dont
l’élément de mesure est maintenu éloigné de la zone de contact avec le Melt.
Le principe de construction se fonde sur la transmission hydraulique de la pression ; le transfert de la contrainte mécanique s’effectue par le biais d’un fluide de transmission incompressible.
La technologie extensométrique permet de convertir la grandeur physique de pression en un signal électrique. Voici quelques conseils utiles pour prolonger au maximum la durée de vie des transducteurs.
a) Eviter les chocs et les abrasions au niveau de la membrane de contact.
Il est recommandé de la protéger à l’aide du cache prévu à cet effet chaque fois qu’on retire le transducteur
de son siège.
b) Le siège de montage doit être parfaitement réalisé, en utilisant des équipements mécaniques appropriés
afin de respecter la profondeur et l’axialité des perçages et du taraudage.
Une attention particulière doit être portée à la coaxialité du perçage par rapport au filet, car tout désaxement
supérieur à 0,2 mm entraîne la rupture du transducteur dès sa phase de montage.
Il est indispensable que la profondeur des perçages garantisse l’absence d’espaces ou d’interstices dans
lesquels le matériau en extrusion pourrait stagner.
La membrane avant ne doit pas dépasser de la paroi interne de l’extrudeuse, afin d’éviter les contacts avec
la vis d’extrusion ou avec les outils de nettoyage de la chambre d’extrusion.
c) Avant le montage du transducteur dans des machines qui ont déjà travaillé, s’assurer de l’état de propreté
du siège et éliminer les éventuels résidus de matière en utilisant l’outil prévu pour le nettoyage du siège.
d) d) Le transducteur ne doit être retiré que dans des conditions de machine vide (sans pression) mais
encore chaude.
e) Le transducteur doit être nettoyé avec les solvants de la matière usinée.
Toute action mécanique sur la membrane de contact en modifie la fonctionnalité et peut en provoquer la
rupture.
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3
3a - Réalisation du logement
L’orifice d’installation doit être usiné comme suit:
D1
1/2-20UNF
M18x1.5
D2
.313 ±.001”
[7.95 ±0.02mm]
.398 ±.001”
[10.10 ±0.02mm]
.515” [13mm]
minimo
.790” [20mm]
minimo
D3
D4
A
C
.240” [6.10mm]
minimo
.75” [19mm]
.99” [25mm]
Dimensions de la pointe du capteur
D1
1/2-20UNF
D2
.307/.305”
[7.80/7.75mm]
D3
A
B
.634 ±.004”
[16.10 ±0.1mm]
.225” [5.72mm]
minimo
.17” [4.3mm]
massimo
B
Capillaire exposée
.454 ±.004”
[11.53 ±0.1mm]
.16” [4.0mm]
massimo
Montage dimensions des trous
.414/.412”
[10.52/10.46mm]
.125/.120”
[3.18/3.05mm]
.318/.312”
[8.08/7.92mm]
C
81” [20.6mm]
Un orifice d’installation hors spécifications peut entraîner un comportement erroné du capteur ou
son endommagement.
L’orifice d’installation doit être propre et exempt de résidus di matière.
Kit de perçage
Pour faciliter la réalisation correcte du siège de montage, un kit de perçage est disponible, avec les outils
façonnés pour les perçages, alésages et taraudages nécessaires.
Aux fins de la fonctionnalité et de la longévité du transducteur, il est nécessaire d’avoir un siège de montage
parfait.
Les kits de perçage sont disponibles dans les versions suivantes: KF12, KF18.
Procédure de perçage
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Réaliser l’orifice (D4) jusqu’à une distance de la paroi interne égale à la somme (A+B+C) (outil 3).
Réaliser l’orifice (D2) traversant à l’aide de la pointe (outil 1).
Créer le siège d’étanchéité à une distance de l’orifice égale à (A) (outil 4).
Réaliser, avec un taraud de dégrossissage, le filetage 1/2-20UNF-2B (reconnaissable au nombre
supérieur de filets arrondis pour l’amorce) (outil 5).
Repasser, avec un taraud de finition, le filetage 1/2-20UNF-2B jusqu’à une distance du fond égale à
la somme (A+B) (outil 6).
Aléser l’orifice (D2) à l’aide de l’alésoir (outil 2).
Vérification des dimensions des sièges de montage
Les dimensions du siège de montage doivent être vérifiées après son exécution et avant de monter le
transducteur.
Pour ce faire, l’on peut utiliser la tige de fermeture SC12/SC18, en procédant comme suit :
1)
En utilisant une encre appropriée, colorer la partie terminale de la tige.
2)
Lubrifier la partie filetée pour éviter tout frottement excessif.
3)
Insérer la tige de fermeture et visser jusqu’à la butée.
4)
Retirer et examiner la tige.
L’encre devra être intacte sur toute la surface, à l’exception des versions à 45°.
4
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KIT OUTILS DE PERÇAGE
CORRETTE INSTALLATION
CODE
VERSIONS
KF12
KF18
TYPE
FILETAGE
1/2-20UNF-2B
M18x1.5
1
Ø 7.6
Ø 9.75
2
Ø 7.95
Ø 10.1
3
Ø 13
Ø 20
4
Ø 11.5 avec
guide pilote
Ø 16 avec
guide pilote
1/2-20UNF-2B
5
6
M18x1.5
dégrossissag
dégrossissag
1/2-20UNF-2B
M18x1.5
finition
IMCORRECTE
IMCORRECTE
IMCORRECTE
finition
CORRECTE
ETANCHEITE CORRECTE
surface de contact
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5
INSTALLATION DU CAPTEUR
Procédure d’installation
1) S’assurer que le perçage de montage a correctement été réalisé.
Si l’on installe le capteur dans un perçage qui a déjà été utilisé, s’assurer qu’il est parfaitement propre et
exempt de résidus de plastique.
2) Oter le cache de protection du bout du capteur.
3) Lubrifier le filet avec de la grasse anti-grippage du type Neverseez (Bostik), C5A (Felpro) ou équivalente.
4) Introduire le capteur dans l’orifice, en le serrant fermement, d’abord à la main puis à l’aide d’une clé à
molette, en effectuant des passes de ¼ de tour. Couple de serrage recommandé : 50 Nm.
Couple maximum : 56,5 Nm.
Dépose (Figure 1)
Des tiges de fermeture ayant des dimensions mécaniques identiques sont disponibles pour déposer le
transducteur de son siège et poursuivre l’usinage. Les tiges de fermeture se différencient par le type de filetage, tandis que la pression applicable est la même pour toutes, soit 2000 bars.
La tige de fermeture est disponible dans les versions suivante: SC12 pour siège 1/2-20UNF - SC18 pour
siège M18x1,5.
Etrier de fixation (Figure 2)
Les modèles avec gaine flexible nécessitent une fixation précise du boîtier de protection. Pour la fixation, il
est conseillé d’utiliser l’étrier (SF18), sans oublier que le point de fixation doit être exempt de vibrations (qui
se répercutent sur la mesure) et ne pas présenter de températures supérieures à la température maximale
du boîtier du pont de jauge, déclarée sur la fiche technique du transducteur.
Démarrage de l’extrudeuse
Le transducteur installé et sans appliquer de pression, amener le système à sa température de fonctionnement. Attendre jusqu’à ce que toute la matière soit à la même température, afin d’éviter que des parties
encore à l’état solide n’endommagent le transducteur.
Nettoyage du logement du transducteur Outil de nettoyage du siège
Comme rappelé dans les informations d’application, il est nécessaire de procéder au nettoyage du logement
avant le montage du transducteur. L’outil de nettoyage est un outil à tranchants en métal dur, expressément
réalisé pour éliminer les résidus de matière des usinages précédents.
Procédure conseillée (Figure 3)
Cette opération doit être exécutée lorsque la matière est à l’état fluide.
1)Introduire l’outil dans le siège, visser la tige porte-fraise avec des passes de ¼ de tour.
2) Tourner la fraise pilote dans le sens des aiguilles d’une montre, jusqu’à ce que toute résistance à la coupe
soit annulée.
3) Répéter cette opération jusqu’au nettoyage complet.
Pour des raisons de construction, le couple maximum applicable à la fraise pilote est de 15 Nm (1,5 mkg).
Si l’occlusion de l’orifice exige des couples supérieurs pour être éliminée, il faudra utiliser le kit de perçage,
en suivant la procédure conseillée.
L’outil de nettoyage est disponible dans les versions suivantes: CT12 pour siège 1/2-20UNF - CT18 pour
siège M18x1,5.
Figure 1
Figure 2
Figure 3
REFERENCE DE COMMANDE DES OUTILS ET ACCESSOIRES
SF 18
ETRIER DE FIXATION
CT
OUTIL DE NETTOYAGE
1/2-20UNF
12
M18x1,5
18
SC
TIGE DE FERMETURE
1/2-20UNF
12
M18x1,5
18
KF
KIT DE PERÇAGE
6
1/2-20UNF
12
M18x1,5
18
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3b - Câblage et étalonnage
Raccordements
Les émetteurs doivent être raccordés selon les schémas présentés aux pages suivantes.
Pour un meilleur résultat en termes d’immunité aux perturbations présentes sur le terrain, le blindage du
câble devra être raccordé comme suit : le blindage du câble doit être raccordé à la carcasse du connecteur
femelle côté capteur.
Procédure d’étalonnage
L’émetteur installé et relié à l’instrument de mesure, sans appliquer de pression, amener le système à sa
température de fonctionnement.
L’étalonnage de la chaîne de mesure connectée à l’émetteur s’effectue comme suit:
1) Remettre l’instrument à zéro, en éliminant la dérive thermique du zéro à l’aide de la fonction Autozero.
Capteur installé et extrudeuse en température, attendre que celle-ci se stabilise autour de +/- 1°C.
Il sera alors possible d’effectuer la fonction Autozero.
Cette attente est nécessaire pour que le système reconnaisse et compense toutes les dérives de signal
provoquées par le serrage et la température.
Les activations successives de la fonction Autozero pourront être effectuées toujours après stabilisation
de la température, avec une tolérance de +/- 1°C.
2) Effectuer l’étalonnage de l’instrument et afficher la valeur indiquée sur la plaque signalétique du transducteur, sous « étalonnage » (80% du fond d’échelle).
L’étalonnage n’est pas possible avec l’Autozero externe.
3) Si, une fois ces opérations terminées, l’instrument n’affiche pas exactement le zéro, répéter les points 1 et 2.
Ainsi, l’instrument sera étalonné pour fournir l’indication exacte dans l’unité de mesure choisie.
4. CONFORMITE AVEC LES SPECIFICATIONS NE21 et NE43
Les séries KE et K7 sont pleinement conformes aux recommandations des normes NAMUR NE21 et NE43
(se reporter au tableau 1).
Tableau 1 - NAMUR NE21 et NE43 : Valeurs de sortie analogique
Panne
Série KE (sortie de courant)
Série K7 (sortie de tension)
Câble d’alimentation coupé
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Alimentateur défaillant
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Capteur non connecté
Débranchement raccordements
pont extensométrique
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Sortie électrique > 21 mA
Sortie électrique > 11.125 V
Sortie électrique > 21 mA
Sortie électrique > 11.125 V
Surtension
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Variations de tension
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Pression dépassant 200% du span
par rapport au zéro d’usine à RT
Sous-tension
Erreur dans la séquence de
programme
Surtempérature de l’électronique
Erreur sur le primaire ou le
premier étage d’amplification
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
Sortie électrique < 3,6 mA
Sortie électrique < 0.25 V
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5. SPECIFICATIONS TECHNIQUES DU CAPTEUR
5a - Série KE – Niveau de performance “c” – Caractéristiques techniques
Précision (1)
H <±0.25%FEO (100...1000 bar)
M <±0.5%FEO (35...1000 bar)
Résolution
16 bit
Plages de mesure
0..17 à 0..1000bar
0..250 à 0..15000psi
Surpression sans dégradation
2 x FS
1.5 x FS au-dessus de 700bar/10000psi
Principe de mesure
Extensométrique
Tension d'alimentation
13...30Vdc
Absorption maximale sur l’alimentation
23mA (40mA avec relais en option)
Signal de sortie en fond d’échelle FEO
20mA
Signal de sortie à zéro (tolérance ± 0,25% FEO)
4mA
Temps de réponse (10…90% FEO)
8ms
Bruit de sortie (RMS 10-400Hz)
< 0.025% FEO
Signal de calibrage
80% FEO
Protection inversion de polarité alimentation
OUI
Plage de température compensée logement
0...+85°C
Plage de température de fonctionnement logement
-30...+85°C
Plage de température de stockage logement
-40...+125°C
Dérive thermique dans la plage compensée :
Zéro/Calibrage/Sensibilité
< 0.02% FEO/°C
Température maximale membrane
538°C / 1000°F
Dérive de tige (zéro)
< 3.5 bar/100°C /
< 28 psi/100°F
Thermocouple (modèle KE2)
STD : type “J” (jonction isolée)
Degré de protection (connecteur 6 pôles, femelle)
IP65
FEO = Sortie en fond d’échelle (1) Méthode BFSL (Best Fit Straight Line) : incluant l’effet combiné de Non-linéarité, Hystérésis et Répétitivité
Les capteurs sont réalisés conformément :
- à la Directive EMC
- à la Directive RoHS
- à la Directive Machines
Les normes d’installation électrique et le certificat de conformité sont disponibles et peuvent être téléchargés sur le site
www.gefran.com
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5b - Série K7 – Niveau de performance “c” – Caractéristiques techniques
Précision (1)
H <±0.25%FEO (100...1000 bar)
M <±0.5%FEO (35...1000 bar)
Résolution
16 bit
Plages de mesure
0..17 à 0..1000bar
0..250 à 0..15000psi
Surpression sans dégradation
2 x FS
1.5 x FS au-dessus de 700bar/10000psi
Principe de mesure
Extensométrique
Tension d'alimentation
18...30Vdc
Absorption maximale sur l’alimentation
15mA (30mA avec relais en option)
Signal de sortie en fond d’échelle FEO
10,5Vdc
Signal de sortie à zéro (tolérance ± 0,25% FEO)
0,5Vdc
Temps de réponse (10…90% FEO)
8ms
Bruit de sortie (RMS 10-400Hz)
< 0.025% FEO
Signal de calibrage
80% FEO
Protection inversion de polarité alimentation
OUI
Plage de température compensée logement
0...+85°C
Plage de température de fonctionnement logement
-30...+85°C
Plage de température de stockage logement
-40...+125°C
Dérive thermique dans la plage compensée :
Zéro/Calibrage/Sensibilité
< 0.02% FEO/°C
Température maximale membrane
538°C / 1000°F
Dérive de tige (zéro)
< 3.5 bar/100°C /
< 28 psi/100°F
Thermocouple (modèle K72)
STD : type “J” (jonction isolée)
Degré de protection (connecteur 6 pôles, femelle)
IP65
FEO = Sortie en fond d’échelle (1) Méthode BFSL (Best Fit Straight Line) : incluant l’effet combiné de Non-linéarité, Hystérésis et Répétitivité
Les capteurs sont réalisés conformément :
- à la Directive EMC
- à la Directive RoHS
- à la Directive Machines
Les normes d’installation électrique et le certificat de conformité sont disponibles et peuvent être téléchargés sur le site
www.gefran.com
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6. TRANSPORT, STOCKAGE ET MISE AU REBUT
Les capteurs de Melt, réalisés en faisant appel à la technologie « filled », contiennent un liquide de transmission de la pression.
A cet effet, l’on utilise des liquides à faible compressibilité, tels l’alliage de sodium et de potassium.
Les volumes de liquide dépendent de la structure mécanique du capteur et les fuites ne sont possibles qu’en
cas de rupture de la membrane de contact.
Aucune autre typologie de rupture n’entraîne de fuites de liquide à l’extérieur.
Ne jamais transporter ou stocker les capteurs sans bouchon de protection ou emballage d’origine.
Gefran s’occupe de la mise au rebut de ses propres capteurs de Melt, défectueux ou endommagés.
7. SECURITE
Le NaK, constitué de sodium et potassium (22 Na / 78 K), est un alliage eutectique (c’est-à-dire un mélange
de substances avec un point de fusion plus bas que celui de ses composants), qui possède des propriétés de
faible compressibilité et de résistance aux températures élevées (jusqu’à 538°C).
Il s’agit notamment un métal liquide atoxique, répertorié parmi les substances GRAS (General Regarded As
Safe), qui permet aux capteurs de Melt de la série K de fonctionner en contact avec des matériaux à usage
alimentaire (films d’emballage pour aliments, conteneurs pour boissons, etc.) ou pharmaceutique/cosmétique
(conteneurs pour médicaments, savons, etc.).
Autre caractéristique, le NaK est parfaitement conforme à la Directive européenne RoHS (Restriction of
Hazardous Substances), qui restreint l’utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements
électriques et électroniques.
En cas de rupture de la membrane de contact pour cause d’usure d’application, le NaK a tendance à oxyder
ou à enclencher une réaction exothermique avec le milieu de contact (notamment en présence d’eau ou d’humidité). D’où le jaillissement d’une étincelle qui, compte tenu de la faible quantité de matériau (en moyenne 20
à 40mm3), peut durer quelques secondes (jusqu’à un maximum de 5).
8. NOTES SUR LA SÉCURITÉ FONCTIONNELLE (UNIQUEMENT POUR LES VERSIONS CERTIFIÉES PL c)
Catégorie désignée et exclusion des pannes
Catégorie désignée à laquelle est limitée l’utilisation des composants liés à la sécurité : Catégorie 2
Les capteurs de pression KE/K7 assurent la fonction de sécurité suivante :
transduction correcte de la pression dans la chambre d’extrusion pour détecter les surpressions et le dépassement d’un seuil de pression de sécurité défini.
La transduction est correcte lorsqu’elle correspond aux spécifications écrites dans la fiche technique et dans le
manuel d’instructions en vigueur.
Les paramètres PL du transducteur sont indiqués dans le tableau suivant :
Paramètre
Catégorie
DCavg
MTTFD
2
-
-
Courant de sortie
74
Années
Sortie du relais
72
Années
73
Années
Courant de sortie
1,54E-06
1/h
Sortie du relais
1,60E-06
1/h
Tension de sortie
PL
Unité de mesure
Bas
Tension de sortie
PFHD
Valeur
1,56E-06
c
1/h
-
Trois types de défauts différents ont été exclus de l’évaluation :
• Usure/corrosion des pièces mécaniques dans la partie avant du processus [EN ISO 13849-2:2012 tableau
A.4]
• Rupture des pièces mécaniques dans la partie avant du processus [EN ISO 13849-2:2012 tableau A.4]
• Déformation plastique due aux charges excessives des pièces mécaniques à l’extrémité avant du processus
[EN ISO 13849-2:2012 tableau A.4]
10
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Limites d’utilisation et opérations de maintenance
L’appareil ne doit être utilisé que conformément à ces instructions pour l’installation mécanique, le raccordement électrique, les conditions environnementales et l’utilisation, afin de maintenir le PL déclaré. Les capteurs
doivent être alimentés par des réseaux non distribués et dans tous les cas avec une longueur inférieure à 30 m.
Pour garantir l’exclusion justifiée des pannes, il est nécessaire d’exécuter les opérations périodiques de maintenance suivantes:
• Contrôle visuel de l’état de la membrane en contact avec le processus et des filets de la tige, afin de
repérer d’éventuelles abrasions anormales ou traces d’usure dues à des conditions incorrectes de montage,
prolongées dans le temps.
Périodicité : une fois par an.
• Vérification du siège d’installation du capteur : exactitude du profil et des dimensions, absence de résidus
de matière ou d’occlusions dans le canal de pression. Périodicité : tous les deux ans.
• Lors de chaque nouvelle (ré-)installation, appliquer de la pâte anti-grippage sur le filetage de la tige.
Effets des écarts de performances sur la fonction sécurité
Pour ne pas entraîner la perte de la fonction sécurité, la limite d’acceptabilité des écarts des performances
métrologiques est de ± 5% de la valeur de span à température ambiante.
Interfaces avec SRP/CS et les dispositifs de protection
L’interface avec SRP/CS se compose de connecteurs multipolaires des types VEAM VP07RA10-6PT2 (code
GEFRAN CON031), AMPHENOL 62IN-5016-10-7P-4-M (code GEFRAN CON366) et BINDER 8 pôles M18 DIN/
EN 45326 (code GEFRAN CON029), illustrés dans la figure 4, où sont indiquées aussi les connexions en cas de
sortie amplifiée en tension (quatre fils : deux d’alimentation et deux de signal) ou en courant (deux fils: le capteur
est placé en série sans la boucle de courant).
En cas de sortie relais avec sortie retransmise en courant (2 fils) ou tension (4 fils), la signification des broches
est illustrée dans la figure 5.
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11
CONNEXIONS ELECTRIQUES
SORTIE DE TENSION
AUTOZERO MAGNETIQUE
6-broches
AUTOZERO EXTERNE
8-broches
6-broches
8-broches
REGULATEUR
ALIMENTATION
ALIMENTATION
AMPLIFICATEUR
SORTIE
SORTIE
ETALONNAGE
AUTOZERO
La tresse du câble est raccordée au corps di transducteur
SORTIE DE COURANT
AUTOZERO MAGNETIQUE
6-broches
REGULATEUR
AMP_CONV
AUTOZERO EXTERNE
8-broches
6-broches
8-broches
ALIMENTATION
ALIMENTATION
SORTIE
SORTIE
AUTOZERO
ETALONNAGE
AUTOZERO EXTERNE
7-broches
REGULATEUR
ALIMENTATION
F
n.c.
AMP_CONV
SORTIE
C
ALIMENTATION
B
n.c.
La tresse du câble est raccordée au corps di transducteur
AUTOZERO
D-G
A-E
Fig. 4 - Interface SRP/CS
12
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CONNEXIONS ELECTRIQUES
SORTIE RELAIS (sortie de tension)
AUTOZERO MIT MAGNETSTIFT
6-broches
EXTERNES AUTOZERO
8-broches
8-broches
REGULATEUR
ALIMENTATION
ALIMENTATION
AMPLIFICATEUR
SORTIE
SORTIE
CONTACT RELAIS
CONTACT RELAIS
AUTOZERO
n.a.
La tresse du câble est raccordée au corps di transducteur
SORTIE RELAIS (sortie de courant)
AUTOZERO MAGNETIQUE
6-broches
REGULATEUR
AUTOZERO EXTERNE
8-broches
8-broches
ALIMENTATION
ALIMENTATION
n.c.
AMP_CONV
n.c.
SORTIE
SORTIE
ALIMENTATION
ALIMENTATION
CONTACT RELAIS
CONTACT RELAIS
AUTOZERO
n.c.
AUTOZERO EXTERNE
7-broches
REGULATEUR
ALIMENTATION
F
n.c.
AMP_CONV
SORTIE
C
ALIMENTATION
CONTACT RELAIS
La tresse du câble est raccordée au corps di transducteur
AUTOZERO
B
D-G
A-E
Fig. 5 - Interface SRP/CS
Connecteur 6 broches
VPT07RA10-6PT2
(PT02A-10-6P)
80177F_MAN_KE PL’c’ - K7 PL’c’_10-2021_FRA
Connecteur 7 broches
(AMPHENOL)
62IN-5016-10-7P-4-M
Connecteur 8 broches(Binder)
M16 DIN/EN45326
(09-0173-00-08)
13
Temps de réaction
Le temps de réaction à une situation de danger est de 8 ms.
Le temps de réaction en cas de panne est égal au temps de réaction de la seule électronique, soit 400 ms.
Limites opérationnelles et climatiques
Pour pouvoir demeurer dans sa catégorie désignée, le dispositif doit fonctionner dans les limites opérationnelles reprises dans le tableau 2:
Limite opérationnelle
Sortie tension
Sortie courant
2 x FS
1,5 x FS au-dessus de 700 bar
2 x FS
1,5 x FS au-dessus de 700 bar
Alimentation
18..30 Vdc
Diagramme de charge
Température du fluide en contact
avec le processus Série K
23..538 °C
23..538 °C
Température opérationnelle de
l’électronique
-30..+85 °C
-30..+85 °C
Température de stockage
-40..+125 °C
-40..+125 °C
Protection contre la poussière
IP 6X (EN 60529)
IP 6X (EN 60529)
Etanchéité à l’eau
IP X5 (EN 60529)
IP X5 (EN 60529)
EN 60068-2-6 (5g, 10..500 Hz)
EN 60068-2-6 (5g, 10..500 Hz)
EN 61326-1
EN 61326-2-3
EN61326-3-1
EN 61326-1
EN 61326-2-3
EN61326-3-1
Surpression sans dégradation
Niveaux de vibrations
Compatibilité électromagnétique
- Emissions
Compatibilité électromagnétique Immunité
EN 61326-1
EN 61326-2-3
EN61326-3-1
EN 61326-1
EN 61326-2-3
EN61326-3-1
Tab. 2 - Limites opérationnelles et climatiques
Inhibition et suspension de la fonction sécurité
Les capteurs de la série K ne permettent pas de contourner la fonction sécurité, prévue pour la catégorie
désignée.
14
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Affichages et alarmes
Les capteurs de la série melt K peuvent comporter deux typologies de sorties : analogique amplifiée (tension
ou courant) et/ou sortie supplémentaire avec relais.
La figure 6 indique les intervalles de significativité des sorties en cas de signal analogique:
NOMINAL RANGE
LOW ALARM ZONE
Zero
0
HIGH ALARM ZONE
F.S.
A.H.
A.L.
L.L.
H.L.
Fig. 6 - Niveaux des sorties
Tableau des valeurs sorties:
Sortie 4-20 mA
Sortie 0,5-10,5 V
Sortie Générique
L.L . = Low Limit
= 3,68 mA
= 0,300 V
= Zero -2,00% Span
A.L. = Alarm Low
< 3,600 mA
< 0,250 V
< Zero -2,50% Span
H.L. = High Limit
= 20,960 mA
= 11,100 V
= F.S. + 6,00% Span
A.H. = Alarm High
> 21,000 mA
> 11,125 V
> F.S. + 6,25% Span
Tab. 3
En cas de sortie relais, celui-ci sera normalement fermé sauf en cas :
· de conditions d’alarme
· de dépassement du % de F.S. programmé en tant que seuil d’alarme
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15
Le tableau 4 indique les pannes constatées, leurs effets sur les sorties électriques et sur la sortie relais
ainsi que les modalités de rétablissement du dispositif.
Sortie
analogique
Sortie
relais
Câble d’alimentation coupé
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Elimination de la panne
Capteur non connecté
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Elimination de la panne
Alimentateur défaillant
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Elimination de la panne
Strain gauge bridge connection detachment
>21 mA
> 11,125 V
OPEN
Retour capteur en usine
Détachement des broches
>21 mA
> 11,125 V
OPEN
Retour capteur en usine
Pression dépassant 200% du span par rapport
au zéro d’usine à RT
>21 mA
> 11,125 V
OPEN
Mise hors tension puis remise
sous tension
Surtension
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Mise hors tension puis remise
sous tension
Sous-tension
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Mise hors tension puis remise
sous tension
Variations de tension
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Mise hors tension puis remise
sous tension
Erreur dans la séquence de programme
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Mise hors tension puis remise
sous tension
Surtempérature de l’électronique
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Mise hors tension puis remise
sous tension
Erreur sur le primaire ou le premier étage
d’amplification
<3,6 mA
< 0,25 V
OPEN
Mise hors tension puis remise
sous tension
Panne
Modalité RAZ
Tab. 4 - Pannes, effets sur les sorties et méthodes RAZ
Les valeurs de sortie analogique se rapportent à des capteurs avec sortie 4-20 mA et 0,5-10,5V.
Pour d’autres valeurs de sortie électrique, la valeur de la sortie en cas d’alarme est calculée comme suit :
Sortie Alarme basse (mA,V)< Valeur zéro (mA,V) – 2,50 % span (mA,V)
Sortie Alarme haute (mA,V)> Valeur F.S (mA,V) + 6,25 % span (mA,V)
Les sondes de melt serie K ne comportent pas de feedbacks matériels.
16
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Modalités de commande
Les modalités de commande sont mises à la disposition de l’utilisateur dans le seul but d’effectuer les recalibrages périodiques du système dans le processus. Elles peuvent être activées de deux manières :
√
Broche CAL
√
Capteur magnétique
Les combinaisons de ces événements réalisent les fonctionnalités suivantes:
1. Autozero
2. Calibrage (CAL)
3. RAZ paramètres Autozero
1) Autozero
Modalités d’application
La fonction Autozero est activée
comme suit :
1) en positionnant l’aimant en contact avec le boîtier, au niveau de
la zone délimitée par la plaquette
Autozero.
2) En court-circuitant les broches
E F, dans la version avec Autozero
externe.
Limites
FEO (bar)
%régulation
≤ 35
100
> 35, < 100
40
> 100, < 200
20
≥ 200
10
Résultats
L’effet d’Autozero sera visible environ 2
secondes après la fin de l’exclusion de
la fonction.
La sortie analogique de l’émetteur se
stabilise sur la valeur de zéro nominale
(précision définie par la classe de précision de l’émetteur).
Le contact doit être maintenu pendat 2 à 5 secondes.
REMARQUE: Pour les émetteurs avec sortie de courant, lors de la phase d’Autozero, la sortie peut augmenter
jusqu’à 7mA. Ce comportement est instantané et n’est présent que pendant la phase Autozero ; par conséquent, il
n’aura aucun impact sur la RAZ de signal finale
1) Pression machine = 0 bar et capteur
alimenté
2) Placer le stylet magnétique en contact avec
la plaquette Autozero (2...5 secondes)
3) Retirer le stylet magnétique
4) Lire
Stylet
magnétique
2...5
secondes
Retirer
= plaquette Autozero
Attention: la procédure de re-calibrage périodique par Autozero doit être exclusivement réalisée dans
des conditions de pression nulle et de température stable.
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2) Calibrage (CAL)
Modalités d’application
Limites
Résultats
Démarrage CAL :
Fermeture des contacts CAL pendant
au moins 1 seconde
La sortie de l’émetteur avant la fermeture des contacts doit se produire
dans ± 20%FE
Contacts fermés, la sortie analogique
de l’émetteur se déplace en positif de
80%FE.
L’effet de calibrage sera visible environ 2 secondes après le début d’activation de la fonction.
Arrêt CAL :
Relâchement des contacts
Si les limites du tableau ne sont pas
respectées, la fonction CAL n’aura
aucun effet.
REMARQUES:
La fonction calibrage n’est pas disponible dans les modèles avec Autozero externe.
3) Reset
parameter
Modalités d’application
Limites
Aimant maintenu en position entre 20
et 25 secondes
Résultats
L’émetteur est automatiquement
ramené dans les conditions d’usine.
REMARQUES:
Dans les transducteurs de courant, pendant la phase d’application de l’aimant, il est possibile d’observer un déséquilibrage du signal de sortie jusqu’à 7mA.
Maintenance et localisation des pannes
Pour garantir l’exécution correcte de la fonction sécurité, il est nécessaire de procéder à un certain nombre
d’opérations de maintenance :
Contrôle visuel de l’état de la membrane en contact avec le processus et des filets de la tige
La maintenance doit permettre de repérer d’éventuelles abrasions anormales ou traces d’usure de la membrane, dues à des conditions incorrectes de montage, prolongées dans le temps, ou à une agressivité particulière du matériau traité.
Le contrôle des filets doit garantir leur fonctionnement correct, pour éviter de possibles suintements en provenance du processus ou une faible étanchéité du capteur vissé dans son siège.
Périodicité : une fois par an.
Vérification du siège d’installation du capteur
Cette opération de maintenance doit permettre de vérifier l’exactitude du profil et des dimensions du siège,
afin d’éviter des pannes ou des dysfonctionnements eu niveau du capteur.
Périodicité : tous les deux ans.
Vérification du calibrage du capteur
Cette opération de maintenance doit permettre de vérifier si la courbe de transduction du capteur est
correcte. Elle est exécutée en appliquant des points connus de pression au transducteur et en contrôlant les
valeurs affichées par la sonde.
Périodicité : tous les deux ans.
Vérification de l’éventuelle obstruction du canal sous pression
Cette opération de maintenance doit permettre de vérifier l’absence d’occlusions du canal de pression,
susceptibles d’entraîner des dysfonctionnements.
Périodicité : il convient d’effectuer le contrôle en cas de variations des conditions de fonctionnement (matériau
et/ou température), susceptibles de créer des obstructions dans le canal de pression.
Vérification du fonctionnement des modalités de commande
Cette opération de maintenance doit permettre de vérifier le fonctionnement correct des modalités de commande et leurs effets sur la sonde. Le capteur alimenté hors ligne, l’on doit procéder aux opérations suivantes:
RAZ PARAMETRES AUTOZERO, AUTOZERO, CALIBRAGE.
Périodicité : tous les deux ans.
18
80177F_MAN_KE PL’c’ - K7 PL’c’_10-2021_FRA
Le tableau 5 récapitule les pannes les plus courantes et les solutions adaptées:
Panne
Causes possibles
Solutions
Le capteur ne capte
pas la pression et
n’est pas en alarme
• Occlusion du canal de pression
• Panne au niveau de l’étage de sortie de
l’électronique
• Surpression de 106% à 200% du F.S.
1. Mettre le capteur hors tension et le déposer.
2. Vérifier l’éventuelle obstruction du canal sous pression.
Eliminer les éventuels résidus et amas de matériau.
3. Alimenter la sonde hors ligne et appuyer légèrement sur la
membrane avec le doigt ; si la sonde ne change pas de sortie,
l’expédier à son fabricant.
4. Réduire la pression de processus au-dessous de la valeur de
P.E.
Le capteur affiche
une alarme du type
“HIGH”
• Extensomètre défaillant
• Détachement de broches
• Erreur du primaire
• Valeur de pression mesurée au-dessus du
seuil (2 x FS)
1. Mettre le capteur hors tension et le déposer.
2. Une fois la sonde remise sous tension, si le problème persiste,
expédier le capteur au fabricant pour les réparations.
3. Une fois la sonde remise sous tension, si le problème paraît
résolu, la reposer dans son siège, comme illustré dans le
manuel d’instructions
Le capteur affiche
une alarme du type
“LOW”
• Câble d’alimentation/connecteur coupé
• Capteur non connecté
• Capteur non alimenté
• Surtension
• Sous-tension
• Alimentation fluctuante
• Erreur de séquence programme
• Surtempérature de l’électronique
1. Mettre le capteur hors tension et le déposer.
2. Vérifier que l’alimentateur est branché. Si nécessaire, rétablir
l’alimentateur.
3. Vérifier la continuité entre les broches du connecteur femelle
et l’alimentateur.
Si nécessaire, remplacer le câble et le connecteur.
4. Vérifier si les valeurs d’alimentation sont conformes aux spécifications contenues dans ce manuel. Si nécessaire, remplacer
l’alimentateur.
5. Vérifier si les valeurs d’alimentation sont stables ; si nécessaire,
remplacer l’alimentateur.
6. Une fois la sonde remise sous tension, si le problème paraît
résolu, la reposer dans son siège, comme illustré dans le
manuel d’instructions
7 - Si le problème persiste, expédier le capteur au fabricant pour
les réparations
Opération de
CALIBRAGE
impossible
• Electronique défaillante
• Signal de zéro hors seuil d’activation
• Connecteur/câble d’alimentation coupé
1 - Arrêter la machine et s’assurer que la pression est égale à
zéro
2 - Contrôler le câble et le connecteur et, si nécessaire, les
remplacer.
3 - Effectuer dans l’ordre les opérations suivantes :
• RAZ PARAMETRES
• AUTOZERO
• CALIBRAGE
4. Si le problème persiste, expédier la sonde au fabricant pour
les réparations.
Opération
AUTOZERO
impossible
• Electronique défaillante
• Signal de zéro hors seuil d’activation
• Connecteur/câble d’alimentation coupé
(pour AUTOZERO EXTERNE)
• Positionnement incorrect du stylet
magnétique
1. Arrêter la machine et s’assurer que la pression est égale à zéro.
2. Veiller à exécuter l’opération avec l’alignement correct entre le
stylet et le marquage Autozero.
3. Exécuter l’opération RAZ PARAMETRES; si l’écart entre la
valeur de zéro lue et le zéro théorique est, en termes absolus,
supérieur à 40 % FS, déposer le capteur, contrôler et nettoyer
son logement, reposer le capteur et répéter l’opération AUTOZERO.
4. Si l’écart entre la valeur de zéro lue et le zéro théorique est,
en termes absolus, inférieur à 40% FS, contrôler le câble et le
connecteur et, si nécessaire, les remplacer.
5. Si le problème persiste, expédier la sonde au fabricant pour
les réparations.
Tab. 5 - Localisation des pannes
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Applications relatives à la catégorie
Les capteurs de Melt de la série W peuvent faire partie d’un système de détection de la pression qui, en cas
de dépassement d’une valeur de seuil, désactiverait tous les éléments de génération de la pression à travers
un système de commande.
Le seuil d’activation du système est défini en usine et il ne peut être reprogrammé par l’utilisateur.
Le schéma “A” (fig. 7) illustre une possible application : le capteur mesure la pression et la transforme en un
signal électrique analogique proportionnel à la valeur mesurée ; le SRP/CS compare le signal avec celui programmé en tant que seuil d’alarme : en cas de dépassement du seuil, il désactive les éléments de génération
de la pression.
Sortie de tension
V+
V-
S+
S-
SRP/CS
SRP/C
S
O
Sortie de courant à deux fils
V+
S+
SRP/CS
SRP/C
S
O
Fig. 7 - Schéma d’application A
20
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Le schéma “B” (fig. 8) illustre une deuxième possible application avec la sortie relais. Le capteur mesure
la pression et la compare avec un seuil défini lors du calibrage en usine, non modifiable par l’utilisateur ; à
cause du dépassement du seuil, le relais passe à l’état NO. Si la sortie est interfacée, comme dans l’exemple avec l’entrée d’habilitation du contrôleur du moteur des systèmes de génération de la pression, l’état NO
entraîne l’inhibition des éléments de génération de la pression dès le dépassement du seuil.
+ 24V
Sortie relais
Contrôleur
du moteur
Systèmes
de génération
de pression
Fig. 8 - Schéma d’application B
Catégorie et niveau de performances
Les dispositifs, installés, utilisés et entretenus selon les instructions de ce manuel, sont conformes à la
norme :
EN ISO 13849-1: 2015 Catégorie 2 PL c
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21
9. NOTES RELATIVES A L’UTILISATION DU RELAIS
Contacts
Les caractéristiques électriques des contacts, déclarées par les constructeurs, font référence à l’utilisation de
charges résistives.
Cela signifie que le courant qui passe à travers les contacts est plus ou moins constant.
Idéalement, un relais avec une charge purement résistive peut fonctionner sans problème pendant toute sa
durée de vie utile, à partir des valeurs de courant et de tension déclarées pour les contacts.
Précautions à prendre avec les contacts
Les contacts sont les éléments les plus importants dans la construction d’un relais.
Leur durée de vie dépend de leur matériau de construction, de leur forme, des valeurs de tension et de courant
appliquées, du type de charge, de la fréquence de commutation, de l’atmosphère ambiante, de la température
d’exploitation et d’éventuelles fluctuations présentes pendant les phases de commutation.
Le transfert de matériau entre les contacts, leur soudure, leur utilisation inappropriée avec des charges non
résistives et l’augmentation de leur résistance de fermeture vont rendre inévitablement le relais inutilisable.
D’où l’importance de respecter les précautions suivantes d’utilisation des contacts.
Charges inductives
Il est difficile de commuter des charges inductives, surtout parce que, pendant la phase d’ouverture, le courant
cherche à continuer de s’écouler dans l’inducteur.
L’énergie stockée dans ce dernier est donc déchargée sur les contacts, ce qui provoque des arcs électriques
susceptibles de les endommager.
Des circuits de suppression des arcs électriques sont souvent utilisés avec les charges inductives.
Lors de l’utilisation de charges inductives, le courant maximum circulant dans les contacts du relais doit être réduit
à 40% de la valeur indiquée sur la fiche technique du relais (valeur se rapportant à des charges résistives).
Charges capacitives
Les capacités, au moment de leur première alimentation, sont assimilables à des courts-circuits. Cela signifie que l’appel de courant (inrush) peut être très important et dépasser de plusieurs fois le courant maximum
admissible pour les contacts.
Des résistances en série sont souvent utilisées pour limiter le phénomène de l’appel de courant. En l’absence de ces résistances, les contacts peuvent se souder entre eux et rendre ainsi le relais inutilisable.
Lors de l’utilisation de charges capacitives, le courant maximum circulant dans les contacts du relais doit être
réduit à 75% de la valeur indiquée sur la fiche technique du relais (valeur se rapportant à des charges résistives).
Moteurs
Le démarrage d’un moteur électrique demande un appel de courant (inrush) très élevé.
Pendant sa rotation, le moteur engendre une force contre-électromotrice qui, lors de la phase d’arrêt du moteur,
se décharge sur les contacts du relais.
Le moteur est donc la pire charge pour les contacts car il demande un appel de courant (inrush) très élevé au
démarrage ; par ailleurs, lors de son arrêt, il peut engendrer des arcs électriques dans les contacts.
Lors de l’utilisation de moteurs, le courant maximum circulant dans les contacts du relais doit être réduit à 20%
de la valeur indiquée sur la fiche technique du relais (valeur se rapportant à des charges résistives).
Type de charge et appel de courant
Le type de charge, son appel de courant et sa fréquence de commutation sont des facteurs importants, susceptibles de provoquer la soudure des contacts.
Le tableau ci-dessous montre la relation qui existe entre des charges typiques et leur appel de courant.
Type de charge
Appel de courant
Charge résistive Courant stationnaire
Charge inductive 10 à 20 fois le courant stationnaire
Moteur 5 à 10 fois le courant stationnaire
Charge lampe à incandescence 10 à 15 fois le courant stationnaire
Charge lampe au mercure environ 3 fois le courant stationnaire
Charge lampe aux vapeurs de sodium 1 à 3 fois le courant stationnaire
Charge capacitive 20 à 40 fois le courant stationnaire
Charge transformateur 5 à 15 fois le courant stationnaire
22
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Formes d’onde typiques pour l’appel de courant
(1) Charge lampe incandescente
(3) Charge lampe fluorescente
i/io≈ 5 à 10
(2) Charge lampe au mercure
i/io≈ 3
L
Contacts
C
(type avec facteur de puissance élevé)
Lampe incandescente
10 secondes
ou moins
3à5
minutes
Le tube à décharge, le transformateur, l’inductance d’arrêt, le condensateur, etc., sont réunis
dans les circuits des lampes à décharge courantes.
A noter que l’appel de courant peut être de 20 à 40 fois, notamment en présence d’une faible
impédance d’alimentation dans les contacts du type avec facteur de puissance élevé.
Env. 1/3 seconde
Appel de courant/courant nominal:
i/io≈ 10 à 15
(4) Charge moteur i/io≈ 5 à 10
(5) Charge électrovanne
i/io≈ 10 à 20
(6) Charge contact électromagnétique
i/io≈ 3 à 10
(7) Charge capacitive
i/io≈ 20 à 40
Libre
Verrouillée
Charge
0,2 à 0,5 seconde
·
Stationnaire
Démarrage
Freinage
Les conditions deviennent plus sévères en
cas de freinage ou de marche par à-coups, à
cause des transitions d’état répétées.
·
0.07 à 0,1
seconde
Note: l’inductance étant élevée, les arcs
1 à 2 cycles
(1/60 à 1/30 seconde)
durent plus longtemps lors de la coupure.
Le contact peut facilement brûler
1/2 à 2 cycles (1/120 à 1/30 seconde)
Lors de l’utilisation d’un relais pour
commander un moteur et un système de freinage
CC,
l’appel de courant à pleine charge, le
courant stationnaire et le courant de freinage à
vide varient en fonction de la charge du moteur
(libre ou verrouillée).
Appel de courant et tension inverse
Lorsque des moteurs, des électrovannes ou des lampes sont activés, l’appel de courant engendré peut être
beaucoup plus élevé que le courant stationnaire du circuit.
Dans une charge inductive – par exemple, une électrovanne, un moteur ou un contacteur – la tension inversa
engendrée peut atteindre des centaines, voire des milliers de Volts.
Généralement, dans des conditions normales d’atmosphère, de température et de pression, la tension de
décharge dans l’air est comprise entre 200 et 300 V. Si la tension inverse dépasse cette valeur, un phénomène
de décharge entre les contacts se produira pendant la phase d’ouverture.
Tant l’appel de courant que la tension inverse peuvent endommager les contacts et réduire la durée de
vie utile du relais.
L’utilisation de circuits de protection adaptés peut réduire ces phénomènes.
Transfert du matériau des contacts
Le transfert de matériau entre les contacts est provoqué par la fusion due à la surchauffe de ces derniers.
Cela se produit généralement lors de la formation d’un arc électrique entre les contacts (pendant leur fermeture/
ouverture), provoqué par un courant continu supérieur à la valeur spécifiée, par des charges capacitives engendrant des appels de courant élevés ou par des charges inductives engendrant des tensions inverses élevées.
En cas de transfert important de matériau, la déformation des contacts est visible à l’œil nu voir Figure 9.
80177F_MAN_KE PL’c’ - K7 PL’c’_10-2021_FRA
23
Figure 9
Généralement, la partie concave se forme sur la cathode, tandis que la forme convexe se forme sur l’anode.
Circuit de protection des contacts
L’utilisation de dispositifs ou de circuits de protection des contacts peut ramener les tensions inverses à des
niveaux acceptables. A noter toutefois que leur utilisation inappropriée peut avoir des effets néfastes.
Le tableau suivant montre des circuits de protection typiques.
Circuits de protection des contacts : Charges Inductives
Circuit
Tension
CA
CD
C*
G
G
C
Circuit
CR
Fonctions/Autres
Sélection du dispositif
Si la charge est une minuterie, le courant de dispersion
(leakage) qui circule dans le
circuit CR peut provoquer un
dysfonctionnement.
* Si utilisé avec une tension
CA, s’assurer que l’impédance de la charge est suffisamment inférieure à celle du circuit CR
Guide à la sélection de “c” et “r”,
c : 0.5 μF à 1μF pour 1A de courant dans
les contacts
r : 0.5 Ω à 1 Ω pour 1V de tension vers les
contacts
La variabilité des valeurs dépend de la propriété de la charge et des caractéristiques du
relais. La capacité “c” agit pendant la phase
d’ouverture et elle sert à supprimer la décharge lorsque les contacts sont ouverts.
La résistance “r” agit pendant la phase de fermeture et elle sert à limiter le courant lors de
Si la charge est un relais ou l’application suivante de la tension.
un solenoid, le temps de re- Utiliser une capacité “c” avec une tension de
lachement s’allonge. Surtout rupture (breakdown voltage) comprise entre
si l’alimentation est en 24 ou 200 et 300V.
48V.
Utiliser des capacités non polarisées avec les
circuits à CA.
Circuit
diode
NG
G
La diode raccordée en parallèle permet à l’énergie
stockée dans la bobine de circuler, sous forme de courant,
dans la bobine elle-même et
d’être ensuite dispersée, par
effet Joule, depuis la composante résistive de la bobine.
Ce circuit retarde le temps
de relâchement de 2 à 5 fois
le temps indiqué sur la fiche
technique
Circuit
diode et
Zener
NG
G
Efficace lorsque le temps de
relâchement avec la seule
diode est excessif.
Utiliser une diode Zener avec une tension de
Zener à peu près égale à la tension d’alimentation.
G
L’utilisation d’une varistance
empêche l’application de tensions excessives sur les contacts du relais.
Ce circuit retarde légèrement
le temps de relâchement.
-
Circuit
varistance
G
Utiliser une diode avec une tension de rupture inverse égale au moins à 10 fois la tension
d’alimentation et un courant direct égal au
moins au courant maximum qui circule dans
la charge.
Dans les circuits électroniques, où les tensions
sont faibles (5V), il est possible d’utiliser des
diodes avec une tension inverse de rupture
égale à 2 ou 3 fois la tension d’alimentation.
(G: Good, NG: No Good, C: Care)
24
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Montage des dispositifs de protection
Il est important que les dispositifs de protection (diodes, résistance, capacités, varistances, etc.) soient installés
à proximité immédiate de la charge ou des contacts.
S’ils sont installés trop loin, leur capacité de protection peut se réduire considérablement. A titre indicatif, la
distance maximale entre les dispositifs de protection et la charge ou les contacts doit être de 50 cm.
Commutation des charges capacitives
L’utilisation d’un relais pour la commutation des charges capacitives demande une attention particulière.
Lors de la fermeture des contacts, un appel de courant élevé circule dans le circuit afin de charger le plus
rapidement possible la capacité. Cet appel de courant est beaucoup plus élevé que le courant stationnaire
(20 à 40 fois, en fonction de la valeur de capacité).
Les contacts du relais peuvent fondre à cause de cet appel de courant, et ce même si le courant et la tension
à l’état stationnaire sont conformes aux valeurs nominales.
Chaque capacité présente dans le système contribue à l’appel de courant, indépendamment du fait
qu’elle appartienne à un dispositif réactif, à un câble ou à un blindage.
Cet appel de courant peut être limité en interposant une résistance (30 Ω à 50 Ω), entre les contacts eu la
capacité à commuter, comme illustré dans la Figure 10.
Figure 10
Précautions à prendre en cas d’utilisation de câbles de raccordements longs
Si la longueur des câbles de raccordement dépasse 10 m, l’appel de courant, dû à la capacité parasite du
câble, peut donner lieu à des appels de courant élevés.
Brancher une résistance (10 Ω à 50 Ω) en série sur les contacts, comme illustré dans la Figure 11.
10 Ω à 50 Ω
Conducteur
(dizaines de mètres)
Capacité de stockage
de l’énergie
Figure 11
Documents de référence :
National Instruments: http://www.ni.com/white-paper/4197/en/
Panasonic Corporation: General application Guidelines ASCTB250E 201402-T
Hongfa Relay: Explanation of terminology and guidelines of relay
Fujitsu Components: Engineering Reference Relays
Agilent Technologies Inc: Application Note 1399
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