GUIDE D'APPLICATION Conditionneurs de Signaux

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Jean-Philippe Larivière
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1 AUTOMATISATION DES POCÉDÉS GUIDE D'APPLICATION Conditionneurs de Signaux Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? ISO9001

2 Avec la fourniture des produits, la version actuelle des documents ci-dessous s'applique : les conditions générales de livraison pour les produits et les services pour l'industrie électrique, publiées par l'association centrale de l'énergie électrique (Zentralverband Elektrotechnik und Elektroindustrie (ZVEI) e.v.) dans leur version la plus récente, ainsi que la clause supplémentaire : «éserve de propriété élargie»

publiées par l'association centrale de l'énergie électrique (Zentralverband Elektrotechnik und

3 Table des matières 1 Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? Fiabilité et protection Utilisation des signaux standards Câblage protégé des signaux de terrain Distribution fiable Adaptation des courants passifs et sources de courant et de tension Liste des abréviations

3 Câblage protégé des signaux de terrain...6 1.4 Distribution fiable...7 1.

4 Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? 1 Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? 1.1 Fiabilité et protection Évitez les perturbations provoquées par les boucles de terre Des problèmes peuvent survenir si les câbles du signal des deux côtés du circuit électrique, côté terrain et côté contrôle (), sont mis à la masse. Des différences de potentiel entre le côté terrain mis à la masse et le côté contrôle mis à la masse peuvent entraîner une circulation de courant via des boucles de terre (I 0). Cette circulation de courant peut fausser le signal de mesure et le signal de traitement. I S I S I 0 Figure 1.1 Les conditionneurs de signaux isolés galvaniquement éliminent les boucles de terre entre le côté terrain et le côté contrôlé (I = 0). La maintenance ne pose aucun problème lorsque le système de commande est mis à jour avec de nouvelles cartes avec une mise à la masse différente ou inconnue. I S I S I = 0 Figure 1.2 4

1 Fiabilité et protection Évitez les perturbations provoquées par les boucles de terre Des problèmes peuvent survenir si les câbles du signal des deux côtés du circuit électrique, côté terrain et

5 Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? Protection contre les chocs électriques et élimination des tensions secteur dangereuses Dans de nombreuses applications, des équipements alimentés par le secteur sont sous contrôle, tels que des pompes, des moteurs et des ventilateurs. Pour surveiller la température, la fréquence ou les vibrations, des capteurs sont installés à l'intérieur des appareils. Dans le cas où le câblage présente des défauts ou des problèmes d'isolation, la protection contre les chocs électriques est toujours extrêmement importante. Pour des tensions de fonctionnement ou de test élevées, les conditionneurs de signaux isolés galvaniquement protègent les équipements du côté contrôle des dégâts provoqués par de dangereuses surtensions. M Figure 1.3 Élimination des interférences HF et CEM Les variateurs de fréquence variable sont une cause de bruit en mode commun. Les changements de charge du moteur et les fréquences d'entrée créent un bruit qui peut se déplacer le long du câblage des lignes de signaux du processus. Les filtres d'entrée des conditionneurs de signaux avec isolement évitent les signaux erronnés au niveau des valeurs du processus. Figure 1.4 5

pompes, des moteurs et des ventilateurs. Pour surveiller la température, la fréquence ou les vibrations, des capteurs sont installés à l'intérieur des appareils.

6 Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? 1.2 Utilisation des signaux standard Conversion de signaux Lors de l'utilisation de conditionneurs de signaux, les signaux de terrain provenant de thermomètres à résistance, de thermocouples, de potentiomètres ou de fréquences peuvent être linéarisés et convertis en signaux standard. 0/ Figure 1.5 Exemple : conversion en un signal standard de 0/ Câblage protégé des signaux de terrain Amplification et protection du signal Les capteurs/actionneurs digitaux et les transmetteurs analogiques nécessitent une alimentation fiable. En cas d'intégrité en boucle unique, les boucles de terrain doivent être protégées des courts-circuits. Si ce n'est pas le cas, le circuit électrique défectueux peut interrompre l'ensemble de la ligne d'alimentation. Des courts-circuits peuvent également endommager le câblage. I 24 V Figure 1.6 Un conditionneur de signal procure une limitation des courants de court-circuit pour chacun des circuits électriques des appareils de terrain. Cela signifie que les autres circuits ne seront pas affectés en cas de défaillance de l'un des circuits individuels. En cas de défaut de ligne côté terrain, le conditionneur de signal commute les sorties du côté contrôle en mode sécurisé. 6

potentiomètres ou de fréquences peuvent être linéarisés et convertis en signaux standard. 0/4... 20 Figure 1.5 Exemple : conversion en un signal standard de 0/4... 20 1.

7 Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? I FAULT Figure 1.7 Cette source d'alimentation fiable permet à des charges élevées d'être connectées, y compris le câblage pour les transmetteurs et la connexion des transmetteurs. Des charges élevées sont fréquemment connectées au circuit électrique côté contrôle. Les conditionneurs de signaux peuvent transférer jusqu'à 500 vers le côté contrôle. 1.4 Distribution fiable Distribution des signaux Souvent, les signaux de terrain doivent être partagés par de nombreux systèmes, tels que les systèmes de contrôle, les systèmes d'arrêt d'urgence (ESD) ou les systèmes d'acquisition des données. Lors du partage de signaux, il faut éviter de brancher les différents systèmes en série sur le côté sortie. Si la connexion à l'un des systèmes était interrompue, aucun des autres systèmes ne recevrait le signal. ESD Figure 1.8 Les sorties isolées galvaniquement sur un répartiteur de signal garantissent une distribution fiable des signaux du processus vers les différents systèmes. Le problème des charges trop résistives dans une liaison en série est donc évité. 7

Des charges élevées sont fréquemment connectées au circuit électrique côté contrôle. Les conditionneurs de signaux peuvent transférer jusqu'à 500 vers le côté contrôle. 1.

8 Pourquoi utilise-t-on des conditionneurs de signaux? ESD Figure Adaptation des courants passifs et sources de courant et de tension Si on utilise des appareils de terrain tels que les transmetteurs 4 fils avec une sortie courant active et que le système de contrôle tente d'alimenter le circuit électrique en courant, le circuit électrique ne fonctionnera pas. Avec les conditionneurs de signaux, vous pouvez gérer toutes les combinaisons de courants passifs et de sources de courant/tension. Figure

transmetteurs 4 fils avec une sortie courant active et que le système de contrôle tente d'alimenter le circuit électrique en

9 Liste des abréviations 2 Liste des abréviations CEM ESD HF Système de commande distribuée (Distributed Control System) Compatibilité électromagnétique (Electromagnetic Compatibility) Arrêt d'urgence (Emergency Shutdown) Haute fréquence (High frequency) 9

Compatibilité électromagnétique (Electromagnetic Compatibility)

10 emarques 10

11 emarques 11

12 AUTOMATISATION DES POCÉDÉS POTECTING YOU POCESS Siège mondial/allemagne Pepperl+Fuchs GmbH Mannheim Allemagne Tél pa-info@pepperl-fuchs.com France Pepperl+Fuchs Eurl 12 Avenue des Tropiques Courtabœuf Cedex Tél pa-info@fr.pepperl-fuchs.com Belgique Pepperl+Fuchs S.A. Metropoolstraat Schoten/Anvers Tél pa-info@be.pepperl-fuchs.com Sous réserve de modifications Copyright PEPPEL+FUCHS Imprimé en Allemagne TDOCT-2961_FA 10/2013

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