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Fiche technique Contrle Industriel

Paramtrage des variateurs ATV12 en vue de leur utilisation en rgulation PID Gamme / Produit / Rfrence : ATV12

SOMMAIRE

2) Pralables la configuration du PID ............................................................................... 2

3) Mise en uvre dune rgulation ....................................................................................... 3

4) Macro-configuration PID ................................................................................................. 3

5) Retour mesure (DEBIT ou PRESSION) ......................................................................... 4

6) Consigne ............................................................................................................................. 4

7) Rgulation simple et rgulation inverse .......................................................................... 5

8) Auto- Manu ........................................................................................................................ 5

9) Comment viter de faire fonctionner le moteur trop basse vitesse en PID .............. 5

10) Mise en service ................................................................................................................. 5

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1) Prcisions importantes

Rglage usine

Schneider livre les variateurs neufs pr-paramtrs de faon identique. Ce jeu de paramtre est appel Rglage usine . Il est possible de retourner au rglage usine tout moment,

Menu CONF FCS= InI (avec appui prolong 2s).

En cours de mise en service, si loprateur ne se souvient plus des manipulations effectues, il aura intrt retrouver un jeu de paramtres connu en forant les paramtres leur valeur usine.

Conditions dutilisation de la fiche

Cette fiche considre que : - les paramtres sont en rglage usine (cas dun produit neuf sortie carton), - le moteur entrainer est un moteur cage dcureuil classique 50 Hz et non un moteur synchrone ou

bagues, - le metteur en service sait utiliser les touches du terminal graphique ou de lafficheur (validation,

arborescence).

Suppression des fonctions incompatibles

La fonction rgulation PI est incompatible avec : JOG. JOG est dvalid lors du retour rglage usine.

2) Pralables la configuration du PID

Avant de dbuter la configuration du PID, il est ncessaire de rgler les deux paramtres suivants :

protection thermique,

autorglage.

Protection thermique

Rgler la protection thermique du variateur pour protger le moteur. Sur la plaque signaltique moteur, mmoriser l'intensit nominale et la reporter sur le paramtre Ith du variateur :

Menu FULL FLt ItH = I nominal Moteur (plaqu).

Autorglage

Cette opration est indispensable car elle permet d'optimiser les courants (les rduire) ce qui vite les chauffements et permet des conomies d'nergie. Pratiquement, il s'agit d'aller lire les informations de la plaque signaltique moteur et de les copier dans le variateur, puis de lancer le Tun ou autorglage. Le moteur doit tre reli au variateur (contacteur aval actif ) et l'ordre de marche LI1 ou LI2 doit tre dsactiv : Menu FULL Menu drC :

UnS = tension nominale plaque moteur,

FrS = Frquence nominale plaque moteur,

nCr = Intensit nominale plaque moteur,

nSP = Vitesse de rotation plaque moteur en tr/mn,

nPr = puissance plaque moteur (laisser en valeur par dfaut ) ,

tUn = YES : valider avec la touche ENT pendant au moins 2 sec. Si l'opration d'autorglage s'est bien passe, tUn volue Done (fait).

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3) Mise en uvre dune rgulation

La boucle de rgulation assure par un variateur ATV12 comporte :

Une consigne de dbit ou pression Cette consigne peut tre rentre sur les variateurs ATV12 par soit :

1) une consigne prslectionne,

2) une valeur crite directement sur le terminal oprateur.

Un retour mesure (dbit ou pression)

Il est obtenu via un capteur (dbitmtre, pressostat, codeur, etc.) qui fonctionne soit en tension (0-10V) soit en courant (0-20 mA, 4-20mA). L'entre AI2 capable des deux profils est utiliser en priorit.

Une consigne de vitesse

Lorsque le variateur est dclar comme rgulateur PID, la consigne vitesse n'est accessible qu'en lecture sur le variateur

De plus, il sagira de dterminer sil sagit : dune rgulation simple ou inverse

4) Macro-configuration PID

Il existe une macro-configuration PID pour lATV12. Elle permet de pr-rgler le variateur vis--vis dune rgulation PID ( pression, temprature, dbit) ralise par une pompe ou ventilateur Le paramtre '' Configuration des macros '' doit tre forc ''PId''.

Menu CONF FULL CFG = PId,

Les paramtres suivants sont alors forcs aux valeurs suivantes :

le retour PID est affect l'entre analogique AI1,

l'entre analogique AI1 est configure en 4-20 mA,

la consigne est affecte la mollette A1V1,

la marche Arrire est impossible,

l'entre LI3 est configure pour Auto/Manuel.

La loi de commande est pour les applications de type pompe ou ventilateur Cette macro-configuration peut tre modifie suivant le besoin

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5) Retour mesure (DEBIT ou PRESSION)

Vrifier que le paramtre PIF soit configur en AI1 et non pas en nO Menu FULL Fun- PID- PIF = AI1

Le fait daffecter une valeur autre que nO ce paramtre transforme le variateur en rgulateur PID, la consigne ne sera plus une consigne de vitesse mais une consigne du process rguler (temprature, pression, position, etc.), la boucle vitesse trouvera sa consigne dans lcart entre la consigne process et le retour mesure.

Pour que le retour PID (AI1) soit en tension Menu CONF => FULL => I/O => AI1t = 5U (5 Volts) ou 10U (10 Volts) Pour que le retour PID soit en courant (x -20 mA) avec x pouvant tre 0 mA Menu CONF => FULL => I/O => CrL1 = x ( 0 si entre 0-20mA)

6) Consigne

Consigne rentre directement par la consigne interne de lafficheur paramtre rPI

MENU FULL FUN PId - PII = Yes, Pour modifier la consigne rPI lors des essais ou de la production, MENU FULL FUN PId - rPI ( de 0 100% ), Exemple : Soit un capteur de pression 010 bars en sortie 0..10V. Si la consigne est de 5 bars qui correspondra un retour mesure de 5V, le paramtre RPI se rglant en pourcentage de 0% 100%, RPI doit tre positionn sur 50%. Consigne rentre directement par lafficheur intgr

Vrifier que MENU FULL FUN PId - PII = No

La consigne est celle pr-configure dans la canal Ref1, si la macro-config PID a t choisie alors Ref1= A1U1, ce qui correspond par la mollette de lafficheur intgr. MENU FULL CtL- Fr1 = AIU1 Pour pouvoir modifier cette rfrence en cours dessais et de fonctionnement, il faut se placer sur : MENU REF A1U1

Consigne rentre avec consignes prslectionnes Programmer une consigne prslectionne consiste lui associer une information TOR.

Dans lexemple, la consigne prslectionne sera associe LI4

MENU FULL => FUN => PId - => Pr2 = LI4, MENU FUN => PI- => rP2 = consigne souhaite, Si LI4 = 0, consigne par Fr1 si PII = No et rPI si PII = No Si LI4 = 1 consigne par rP2,

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7) Rgulation simple et rgulation inverse

Cas de la rgulation simple : la raction (retour capteur) est dans le mme sens que laction (sortie consigne vitesse moteur) . Exemple avec une rgulation de pression Plus la sortie du rgulateur croit, plus la vitesse moteur augmente, plus la pression augmente et donc le signal de mesure augmente.

La raction (retour capteur) est la mme que celle de l'action (sortie consigne vitesse moteur).

Augmentation de la vitesse moteur augmentation du signal mesure : rgulation simple Cas la rgulation inverse : la raction (retour capteur) est inverse de l'action (sortie consigne vitesse moteur). Exemple avec une rgulation de temprature par ventilateur de refroidissement Plus la sortie du rgulateur croit, plus la vitesse moteur augmente, plus la temprature diminue et donc le signal de mesure diminue

Augmentation de la vitesse moteur diminution du signal mesure : rgulation inverse Menu FULL FUN- PId- PIC = No : la vitesse du moteur croit quand lerreur est positive Menu FULL FUN- PId- PIC = Yes : la vitesse du moteur dcroit quand lerreur est positive

8) Auto- Manu La fonctionnalit consigne manuelle permet de commuter aisment du mode PID au mode classique ou inversement par lactivation/dsactivation dune entre TOR associe au paramtre PAU.

FULL Fun- PId- PAU = LI3 FULL Fun- PId- PIM = AI1 Ds que LI3 sera activ ( 1), le variateur de vitesse se comporte comme un variateur de vitesse classique avec consigne de vitesse sur lentre analogique AI1. Il ny a pas de retour mesure Ds que LI3 sera dsactive ( 0), le variateur se comporte comme un rgulateur

9) Comment viter de faire fonctionner le moteur trop basse vitesse en PID

Un moteur ne peut pas fonctionner durablement en petite vitesse sauf sil est moto-ventil. Pour limiter le fonctionnement en petite vitesse LSP, la temporisation tLS permettra darrter lalimentation du moteur. FULL Fun- PId- tLS = valeur de la dure dalimentation faible vitesse ne pas dpasser sous peine de dtriorer le moteur Il sera alors ncessaire de redmarrer le moteur de faon significative de faon viter que le moteur ne fonctionne vers LSP FULL Fun- PId- rSL = valeur du seuil darrt PI minimal pour redmarrer aprs un arrt prolong en petite vitesse.

10) Mise en service

Les paramtres suivants sont accessibles directement partir du variateur, ils permettent de vrifier si la boucle PID fonctionne

Menu Mon Rfrence PID (rPC) : la consigne issue soit de AI1, soit par rPI, soit par une consigne prslect Menu Mon Retour PID (rPF) : le retour mesure du capteur Menu Mon Erreur PID (rPE) : lorsque le point de consigne a t atteint, lerreur doit tre nulle

Lors de la mise en service, Lerreur PID doit diminuer jusqu atteindre 0, le retour PID doit se stabiliser

Si la rgulation ne dmarre pas :

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Vrifier si le signal retour PID est dans le bon sens - Mettre la consigne zro - Mettre du signal en retour PI Le retour PI tant plus important que la consigne, le variateur ne doit pas dlivrer de frquence, sil dlivre de la frquence, cest quil est invers.

Attention aux capteurs 4-20mA, si lalimentation du capteur nest pas assure par le capteur, elle doit ltre par le variateur : connecter le capteur sur les bornes +24 et AI.x du capteur et non pas les bornes COM et AI.x comme vu sur la doc

Dans la plupart des cas, les rglages usine des gains sont suffisants, si le rsultat est proche, Il est nanmoins possible d'optimiser les gains autour des rglages usine en les modifiant peu l'un aprs l'autre et en testant chaque fois.

FULL FUn- PId- rPG Gain proportionnel PID

FULL FUn- PId- rIG Gain intgral PID

FULL FUn- PId- rdG Gain driv PID

Il faut modifier ces gains par rapport aux constatations suivantes concernant le type de raction de la mesure par rapport la consigne.

Sil est trs difficile de stabiliser cette rgulation, il est ncessaire de procder par tapes et de procder une vritable mise en service. 1) Vrifier si le retour mesure est correct

Faire un essai en utilisant une consigne de vitesse classique aprs avoir rebascul du mode PID vers le mode classique et mesurer le retour mesure.

En rgime tabli, la vitesse doit tre stable et conforme la rfrence, le signal de retour PID doit tre stable,

En rgime transitoire, la vitesse doit suivre la rampe et se stabiliser rapidement, le retour PId doit suivre la vitesse.

Si ces conditions ne sont pas remplies, vrifier les rglages de lentranement, si le signal issu du capteur est correct et les cblages ;

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Il est alors possible dutiliser la fonctionnalit consigne manuelle , elle permet de commuter aisment du mode PID au mode classique ou inversement par lactivation/dsactivation dune entre TOR associe au paramtre PAU Ainsi dans lexemple, pour vrifier si retour mesure pression AI2 est correct : FULL Fun- PId- PAU = LI3 FULL Fun- PId- PIM = AI1 Ds que LI3 sera activ ( 1), la consigne de vitesse est sur AI1, augmenter AI1 augmentera la pression, augmenter la pression augmentera le retour mesure AI2 dont il faudra vrifier le comportement en rgime tabli et rgime transitoire. Pour continuer en PID, dsactiver LI3 Ensuite 2) Rgler la rampe PID (PrP) au minimum autoris par la mcanique et sans dclencher en dfaut ObF.

3) Rgler le gain intgral (rIG) au minimum

4) Laisser le gain drive (rdG) 0

5) Observer le retour PID et la consigne

6) Faire une srie de marche-arrt ou de variations rapides de charge ou de consigne.

7) Rgler le gain proportionnel (rPG) de faon trouver le meilleur compromis entre temps de rponse et

stabilit dans les phases

8) transitoires (dpassement faible et 1 a 2 oscillations avant stabilit).

9) Si la consigne n'est pas respecte en rgime tabli augmenter progressivement le gain intgral (rIG), rduire le gain proportionnel

10) (rPG) si instabilit (pompage), trouver le compromis entre temps de rponse et prcision statique (Voir diagramme).

11) En dernier lieu, le gain drive peut permettre de diminuer le dpassement et damliorer le temps de rponse, avec en contre-partie

12) un compromis de stabilit plus dlicat obtenir, car dpendant des 3 gains.

13) Faire des essais en production sur toute la plage de consigne. Version : 2.0 Date de cration / modification : 15/11/2012

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