gefran GFX Power controller Fiche technique

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