Temporisation et monostable Contrôleurs de rotation XSA-V

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1 Temporisaion e monosable Conrôleurs de roaion XSA-V Manuel didacique Version Française TE

2 Sommaire Chapire Page Temporisaion - Lecure des hisogrammes 3. Définiion 3.2 Bu 3.3 Principe de foncionnemen 3.3. Temporisaion à l'acion Lecure des hisogrammes Exemple d'applicaion : conrôle de bourrage Temporisaion au relâchemen Exemple d'applicaion : conrôle de manque de pièce 7.4 Remarque opéraionnelle 8.4. Temporisaion à l'acion Temporisaion au relâchemen 8 2 Monosable 9 2. Définiion Bu Principe de foncionnemen Acivé sur fron monan Acivé sur fron descendan Exemple : fermeure d'un conaceur 2.4 Remarque opéraionnelle 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3. Foncion 3.2 Principe de foncionnemen 3.2. Rôle du comparaeur de fréquence Ea de la sorie : généraliés Temps de réponse e emps d'arrê machine Relaion fréquence / emps Réseau EDF 23 V / 5 Hz Applicaion au conrôleur de roaion Temps de réponse Exemple d'applicaion Temps d'arrê machine effecif Réducion du emps de réponse La phase de démarrage Que se passe--il duran la monée en viesse? A quel insan doi-on mere le conrôleur de roaion sous ension? 6

3 Sommaire Chapire Page 3 Conrôleur de roaion XSA-V (suie) 3.5 Exemple d'applicaion Schémas de câblage Analyse du foncionnemen Fr : fréquence de référence : plage de réglage 8 Démarrage Cycle d'exploiaion 9 3 Déecion de sous-viesse 2 5 Viesse maximum / sur-viesse / décrochage Exemples de schémas de branchemen XSA-V en déecion de sous-viesse XSA-V en déecion de sur-viesse 2 4 Fiche de mise en œuvre d'un produi dans une applicaion 22 5 Exemple de produis 23 2

4 Temporisaion. Définiion (pei Rober) Différer d'agir, par calcul, dans l'aene d'un momen plus favorable..2 Bu Temporiser un signal perme de différer dans le emps l'acion à réaliser par rappor à l'appariion de l'événemen qui l'a déclenchée..3 Principe de foncionnemen.3. Temporisaion à l'acion noée Ta Appelée aussi emporisaion Travail ou ON DELAY. La déecion de la cible par le déeceur (fron monan) déclenchera l'écoulemen de sa emporisaion inerne. L'arrivée à son erme de cee emporisaion d'une durée T déerminée e réglée à l'avance par l'opéraeur déclenchera l'acion. Cible Temporisaion % T 2 Sorie 3 2 Appariion de l'événemen Ecoulemen d'un emps T Débu de l'acion Temporisaion T Acion différée 2 = + T

5 Temporisaion Lecure des hisogrammes.3.. Lecure des hisogrammes Cible Cible présene (présene) (absene) Cible absene Fron monan : déecion de la cible (acivée) (désacivée) Sorie NO NC Sorie non acivée Ouvere Fermée Sorie acivée Fermée Ouvere Ea de la Temporisaion % de la durée de la emporisaion Fin de l'écoulemen de la emporisaion : déclenchemen de l'acion Temporisaion non acivée Temporisaion acivée e en cours d'écoulemen Temporisaion acivée e écoulée 4 Débu de l'écoulemen de la emporisaion déclenchée par l'appariion de l'événemen

6 Temporisaion.3..2 Exemple d'applicaion Conrôle de bourrage Déeceur emporisé à l'acion Ea de la emporisaion inerne % 2 Convoyeur Sorie NC machine Marche Arrê Sorie NO alarme 3 ON OFF 4 Bip... 3 Approvisionnemen normal des pièces 2 Déecion de bourrage par l'écoulemen comple du emps de emporisaion 3 Arrê de la machine 4 Alarme 5

7 Temporisaion.3.2 Temporisaion au relâchemen noée Tr Appelée aussi emporisaion Repos ou OFF DELAY. La dispariion de la cible (fron descendan) déclenchera l'écoulemen de la emporisaion du déeceur. L'arrivée à son erme de cee emporisaion d'une durée T déerminée e réglée à l'avance par l'opéraeur mera fin à l'acion en cours. Cible Temporisaion % Sorie 2 T 3 2 Dispariion de l'événemen Ecoulemen d'un emps T Fin de l'acion 2 3 Temporisaion T Fin différée 2 = + T 6

8 Temporisaion.3.2. Exemple d'applicaion Conrôle de manque de pièce Déeceur emporisé à l'acion Ea de la emporisaion inerne % 2 3 Convoyeur Tapis Avance Arrê Approvisionnemen normal des pièces 2 Déecion d'un manque de pièce par l'écoulemen comple du emps de emporisaion préréglé sur le déeceur accéléraion du convoyeur 3 Déecion de l'arrivée d'une pièce passage en viesse normale du convoyeur 7

9 Temporisaion.4 Remarque opéraionnelle.4. Temporisaion à l'acion Cible démarrage de l'écoulemen de la emporisaion Fron monan ( ) arrê e remise à de la emporisaion Fron descendan ( ) Temporisaion % Sorie.4.2 Temporisaion au relâchemen Cible démarrage de l'écoulemen de la emporisaion Fron descendan ( ) arrê e remise à de la emporisaion Fron monan ( ) Temporisaion % Sorie 8 DURÉE ÉVÉNEMENT < DURÉE TEMPORISATION = ÉVÉNEMENT NON PRIS EN COMPTE Avanage : dans ceraines applicaions, ce phénomène nous perme de mere en forme le signal de sorie e de supprimer les commuaions successives, rebonds

10 2 Monosable 2. Définiion Qui n'a qu'un seul éa sable di de Repos. Le produi resera dans son éa insable di Acivé pendan une durée T définie e programmée à l'avance. 2.2 Bu Perme de s'assurer que, quelle que soi la durée de l'événemen, l'appariion de celui-ci acivera la sorie du monosable qui passera à l'éa (ou acivée) pendan un emps T défini au préalable (programmé). 2.3 Principe de foncionnemen 2.3. Acivé sur fron monan Cible Appariion de l'événemen + débu de l'acion Ecoulemen d'un emps T Fin de l'acion Temporisaion % T Durée du monosable 2 = + T Sorie Acivé sur fron descendan Cible 2 Dispariion de l'événemen + débu de l'acion Ecoulemen d'un emps T Fin de l'acion 2 3 Temporisaion % T 2 Durée du monosable 2 = + T Sorie 3 9 2

11 2 Monosable Exemple Cible fermeure d'un conaceur On uilisera un monosable pour mainenir l'ordre de commande d'un conaceur pendan un emps T garanissan sa fermeure jusqu'à l'auomainien. Temporisaion Sorie monosable T m Tm = emps de fermeure + auo-mainien du conaceur 2.4 Remarque opéraionnelle (le monosable es acivé sur fron monan) Conrairemen à la emporisaion, pendan l'écoulemen de son emps présélecionné T, le monosable n'es pas réiniialisé par l'appariion d'un nouvel événemen. Les événemens qui apparaissen pendan l'écoulemen du emps présélecionné T ne son donc pas pris en compe par l'auomaisme. Cible 2 3 Temporisaion % T T T Sorie monosable Cas de figure Cas de figure 2 Cas de figure 3 < T 2 > T 3 < T La sorie du monosable La sorie du monosable Tou événemen apparu passera à pendan un passera à pendan un 3 < T unié de emps emps T emps T après l'événemen anérieur ne sera pas pris en compe par l'auomaisme

12 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3. Foncion Déecer e informer l'auomaisme lorsque la viesse de déplacemen du mobile à conrôler es inférieure à une viesse de référence définie par l'uilisaeur. 3.2 Principe de foncionnemen Le mobile à conrôler es équipé de cibles méalliques qui seron déecées par le conrôleur de roaion. La parie déecion peu êre comparée à un déeceur inducif. Le conrôleur es donc en quelque sore assimilable à un généraeur d'impulsion puisque la déecion de chaque cible se raduira par une brève impulsion en enrée du comparaeur. La fréquence Fc des impulsions générée par les cibles es direcemen proporionnelle à la viesse du mobile à conrôler. Têe inducive Comparaeur Eage de sorie Fe "Fr" réglée par l'opéraeur Fc Fc > Fr? "Fr" +

13 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3.2. Rôle du comparaeur de fréquence La fréquence des impulsions Fc (fréquence cible) émises par la cible (S) du mobile à conrôler es comparée à la fréquence Fr (fréquence de référence) préréglée par l'opéraeur dans le conrôleur de roaion. Fc = Fréquence cible Fr = Fréquence de référence Fc Fr Ea de la sorie : généraliés A la première mise sous ension (démarrage), la sorie es fermée En exploiaion, - la sorie es fermée si Fc Fr foncionnemen normal - la sorie es ouvere si Fc < Fr déecion de sous-viesse Impulsions fournies par les cibles du mobile Fc > Fr Fc Fc < Fr Temporisaion % % Sorie Fr Fr Fc Fr Fc < Fr 2 La viesse de déplacemen du La viesse de déplacemen du mobile es supérieure ou égale à mobile es inférieure à la viesse la viesse de référence préréglée de référence préréglée sur le sur le produi. produi. Foncionnemen normal : Déecion de sous-viesse : La sorie du conrôleur es à La sorie du conrôleur es à l'éa l'éa

14 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3.3 Temps de réponse e emps d'arrê machine 3.3. Relaion Fréquence / Temps Afin de mieux comprendre les poins qui von suivre, il es nécessaire de définir la relaion qui exise enre la fréquence d'un signal e la durée d'une période Réseau EDF 23 V / 5 Hz La ension délivrée par EDF es un signal de ype sinusoïdal de fréquence 5 Hz. Ce signal es donc la répéiion périodique 5 fois par seconde d'une sinusoïde élémenaire. La durée de cee sinusoïde élémenaire es donc de = 2 ms 5 F (Hz) = où F = Fréquence du signal T sec T = durée de la période U F = 5 Hz T = période = 2ms Applicaion au conrôleur de roaion F c = Fréquence de passage des cibles solidaires de la machine devan le conrôleur de roaion T c = Temps qui s'écoule enre le passage de deux cibles successives F r = Fréquence de passage minimum auorisée des cibles (fréquence de référence réglée) T r = Temps maximum qui peu séparer le passage de deux cibles successives 3 Noe : le produi peu êre branché indifféremmen sur un réseau 5 ou 6 Hz.

15 3 Conrôleur de roaion XSA-V Temps de réponse Le emps de réponse du conrôleur es le emps qui séparera l'insan de passage en sous-viesse de la machine e l'ordre d'arrê de la machine. Temps de réponse Tr réglé Exemple d'applicaion Plage de réglage du produi : 6 Fr 5 imp / min L'uilisaeur a réglé son produi à Fr = 6 imp / min donc le emps maximum auorisé enre 2 impulsions : T r < 6 = sec. 6 Rappel : F = T Temps de réponse sec. Fc Fc donc Tc Temporisaion % Sorie passane Fr A B C 4 A Foncionnemen correc, Fc Fr B Rupure d'un accouplemen, surcharge, arrê de l'enraînemen se raduisan par un ralenissemen de la machine : Fc < Fr C Au erme de la emporisaion du conrôleur de roaion, la sorie de celui-ci passe à l'éa (ouvere). L'ordre d'arrê de la machine es donné.

16 3 Conrôleur de roaion XSA-V Temps d'arrê machine effecif Le emps d'arrê effecif dépend du emps de réponse réglé sur le conrôleur de roaion auquel vien s'ajouer un emps foncion de la séquence d'arrê e de l'inerie de la machine. Temps d'arrê effecif = Temps de réponse réglé + emps d'arrê propre à la machine Réducion du emps de réponse Une façon simple de réduire le emps de réponse du produi consise à augmener le nombre d'impulsions par minue donc le nombre de cibles vues par minue. Ceci perme d'augmener Fr, rédui le emps de passage enre 2 cibles Tr e par là perme de réduire le emps de réponse. Nbre de cibles Fr Tr 5

17 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3.4 La phase de démarrage 3.4. Que se passe--il duran la monée en viesse? Au démarrage du moeur, l'équipemen enraîné n'aeindra sa viesse nominale (normale) qu'après quelques secondes (inerie) Réponse apporée : Lors de la mise sous ension du conrôleur de roaion, le sysème de déecion de sous-viesse s'auo-désacive e force sa sorie à (passane) pendan 9 secondes pour les produis sandards. Il reprendra ensuie son foncionnemen normal au erme de ces 9 secondes. Produis sandards 9 sec. mais aussi 3 sec. e sec. sur demande. Impulsions fournies par le mobile Temporisaion % T Sorie Tmv Tempo désacivée Démarrage moeur + mise sous ension conrôleur Déecion désacivée Sorie passane Phase de démarrage erminée Déecion effecive 2 3 = T = 9 sec. 2 = + 9 sec A quel insan doi-on mere le conrôleur de roaion sous ension? (voir 3.4.) Il sera donc nécessaire de synchroniser, voire décaler (si > 9 sec), la mise sous ension du déeceur e celle du moeur afin d'assurer la monée en viesse de la machine jusqu'à sa viesse nominale, ceci avan la mise en surveillance effecive du conrôleur de roaion.

18 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3.5 Exemple d'applicaion 3.5. Schémas de câblage : exemple Sop L L2 L3 Marche KM Conac d'auo-mainien KM2 S KM Conrôleur de roaion F M KM KM2 Schéma de commande Schéma de puissance Analyse du foncionnemen Produi 6 5 imp / mn V (imp/mn) 6 F maxi de compage Plage sans réglage Plage de réglage par poeniomère 5 Fr Hysérésis (5 5% Fr) Viesse du moeur Sorie du XSA-V empo mise en roue Surcharge 7 9 s /Fr /Fr

19 3 Conrôleur de roaion XSA-V Fr : fréquence de référence : plage de réglage Il es possible de régler la fréquence de référence Fr sur le produi dans une plage donnée, à savoir : Version lene 6 < Fr (imp / mn) < 5 < Fd = 6 Version rapide 2 < Fr (imp / mn) < 3 < Fd = 48 Au delà de cee plage de réglage de Fr, le conrôleur de roaion ne sai plus déecer une sous-viesse mais coninue à foncionner jusqu'à ce que l'on ai aein Fd, la fréquence de décrochage qui enraînera l'ouverure de la sorie e l'ordre d'arrê de la machine. Exemple d'un conrôleur de roaion version lene V (imp/mn) Fd 6 Fd Viesse de décrochage Plage sans réglage Plage de réglage par poeniomère 5 Fr Viesse du moeur Sorie du XSA-V empo mise en roue 9 s 8

20 3 Conrôleur de roaion XSA-V Démarrage (voir 3.5.) Une acion sur le bouon poussoir Marche perme d'alimener KM e de mere sous ension le conrôleur de roaion. Comme nous l'avons vu au paragraphe 3.4, la sorie du déeceur es fermée pendan 9 sec (selon version) lors de la phase de démarrage, ce qui perme d'alimener KM2. L'auo-mainien de KM e KM2 es donc assuré e le moeur démarre. Pour plus de déails, voir Cycle d'exploiaion (voir 3.5.) Il fau deux passages d'écran dans un emps inférieur à un emps prédéerminé (viesse de référence) pour valider une viesse suffisane e conserver l'éa passan de la sorie du conrôleur de roaion. La viesse de référence es réglée à l'arrière du produi par l'opéraeur à l'aide d'un poeniomère. Exemple : conrôle de rupure d'accouplemen écran déeceurs Exemple : conrôle de surcharge d'un mouvemen linéaire déeceur 9

21 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3 Déecion de sous-viesse (voir 3.5.) Origine : surcharge, rupure d'accouplemen Lors d'une surcharge, la sorie du déeceur passe à l'éa O (non passane) lorsque le emps de passage enre 2 écrans es supérieur au emps de passage maximum réglé sur l'appareil. T c > T r F c < F r Surcharge F c < F r Temps de réponse maxi du conrôleur de roaion Ordre d'arrê machine 2 3 = r = F r 2 = + F r 5 Viesse maximum / Sur-viesse / Décrochage Au-delà de la fréquence maximum de foncionnemen ou fréquence de décrochage noée Fd, le conrôleur de roaion décroche e sa sorie passe à l'éa (non passane). Fréquence du mobile à conrôler Décrochage du conrôleur La sorie passe à l'éa (non passane) 2 3 F c > F d Ordre d'arrê machine 2

22 3 Conrôleur de roaion XSA-V 3.6 Exemples de schémas de branchemen 3.6. XSA-V en déecion de sous-viesse L KM KM Appareil avec emporisaion à la mise sous ension : sorie passane pendan 9 s. XSAV.. F M Foncionnemen avec coupure d'alimenaion e arrê en cas de surcharge. Redémarrage manuel. KM Sorie passane pendan la marche normale N XSA-V en déecion de sur-viesse KM L KM2 Appareil sans emporisaion XSAV.. F Foncionnemen avec coupure d'alimenaion e arrê en cas de surviesse. Redémarrage manuel. M KM KM2 Sorie bloquée pendan la marche normale N 2

23 4 Fiche de mise en œuvre d'un produi dans une applicaion Foncion : Déecion Applicaion : Conrôle de roaion, de surcharge sur moeur ou convoyeur Type de machine : Bande ransporeuse, rémie, arbre de moeur Tous les sysèmes de ransfer LE PROBLEME POSE - Commen déecer une sous-viesse due à une surcharge, avec un XSA-V - Commen régler ce appareil? Fr es la fréquence de réglage LES POINTS DELICATS () Démarrage : L'appareil es muni d'une emporisaion de 9s à la mise sous ension pour permere au mobile de prendre sa viesse. (5) Sur-viesse : La viesse maximum ne doi pas dépasser la limie du produi. LA SOLUTION (2) (4) Il fau 2 passages d'écran dans un emps déerminé pour valider une viesse "suffisane" e conserver l'éa passan de la sorie. Le emps enre 2 passages d'écran es réglé par un poeniomère ( = ) Fr (3) En cas de surcharge, le emps de réponse de l'appareil es égal à /Fr. - Il fau respecer les dimensions d'écrans indiquées au caalogue (rappor /3-2/3) PRINCIPE D'AUTOMATISATION RETENU (exemple pour un XSA-V ) V (imp/mn) 6 F maxi de compage Plage sans réglage Plage de réglage par poeniomère 5 Fr Hysérésis (5 5% Fr) Viesse du moeur Sorie du XSA-V 6 2 empo mise en roue s Surcharge /Fr /Fr

24 EXEMPLES Produis emporisés Produis monosables Réglable Oui () TEMPORISATION Plage de réglage,25 5 sec. Déclenchemen Acion Relâchemen L'un ou l'aure () Programmable Réglable MONOSTABLE Plage de réglage Déclenchemen Acion Relâchemen Non 4 ms Non Program. (3) Programmable monosable ou sans Foncion Claire Sombre L'un ou l'aure (4) Programmable L'un ou l'aure (3) Programmable 5 Exemple de produis Produis mulifoncions Tempo + Monosable Oui (),3 sec. (2) 6 sec. L'un ou l'aure (3) Programmable Oui (),3 sec. (2) 6 sec. L'un ou l'aure (3) Programmable Produi programmable en emporisaion ou monosable (3) () Réglable par poeniomère (3) Foncion programmable par inerrupeur (2) Deux plages sélecionnables par inerrupeur (3) Foncion programmable par câblage 23 PRODUIT Version lene Version rapide CONTROLE DE ROTATION Seuil de fréquence préréglé sur l'appareil Fr Imp / min Fréquence de défilemen du mobile à conrôler Fc Imp / min

25 Schneider Elecric SA Cenre Telemecanique 5, rue Nadar Rueil-Malmaison Cedex - France Tél: (33-) ART /95 XCOM 6522 Imprimeur : J. Bessière

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