ATV630C31N4
Variateurs Altivar 630

Présentation du variateur ATV630C31N4

Le variateur ATV630C31N4 équipe la gamme Altivar process de Schneider Electric, une gamme de produits industriels reconnue dans le secteur de l’automatisation. Ce variateur de vitesse triphasé 380-480 V délivre une puissance nominale de 315 kW pour un courant de sortie continu de 616 A. Le variateur ATV630C31N4 prend en charge les moteurs asynchrones, les moteurs synchrones à aimant permanent et les moteurs à réluctance synchrone. Le format panel mount et le refroidissement par ventilation forcée conviennent à une intégration en armoire pour des puissances élevées. La classe de filtre CEM C3 avec filtre intégré facilite la conformité électromagnétique en environnement industriel, conformément aux exigences applicables à ces produits destinés aux installations sensibles. Ces produits Schneider Electric partagent une architecture de contrôle moteur commune, ce qui simplifie la standardisation des pièces de rechange. Cette gamme de produits bénéficie également du savoir-faire de Schneider Electric en matière de compatibilité électromagnétique.

L’Altivar process variateur ATV630C31N4 pilote des applications à couple constant ou à couple variable, avec un mode de contrôle optimisé pour moteur à aimant permanent et pour moteur à réluctance synchrone. La capacité de surcharge de 110 % autorise les pointes de charge transitoires, avec un courant de sortie transitoire de 678 A. L’Altivar process variateur ATV630C31N4 reste également compatible avec des moteurs standards du marché, ce qui facilite son intégration dans des installations existantes. Cet Altivar process variateur s’inscrit ainsi dans une logique de continuité technique avec les autres références de la gamme.

Entrées, sorties et pilotage PLC

Le variateur ATV630C31N4 dispose de 8 entrées TOR, de 3 entrées analogiques et de 2 sorties analogiques, dont une sortie analogique dédiée au retour d’information vers un PLC ; cette sortie analogique complète l’offre de sorties disponibles pour le dialogue avec le PLC. Le variateur ATV630C31N4 intègre 3 sorties relais, permettant une sortie relais commute pour le signalement d’état ou de défaut, dans le cadre d’un configurable relais sequence adapté aux besoins de supervision ; ce configurable relais sequence peut être ajusté selon le protocole PLC retenu, et une seconde sortie relais commute peut être affectée à un autre défaut. Ces sorties relais offrent une configuration en logique positive source, utile pour l’interfaçage avec des automates de supervision ; cette logique positive source facilite le câblage côté PLC, et ce type de logique positive source reste répandu chez les intégrateurs. La sortie relais inductive doit respecter les préconisations de câblage propres aux charges inductives, notamment en cas de commande de contacteurs ou de relais auxiliaires, ces relais auxiliaires participant à la sécurisation des séquences de commande moteur ; une seconde sortie relais inductive peut également être mise en œuvre selon le schéma de câblage retenu.

Ces entrées et sorties, alimentées via une alimentation externe entrées numériques, permettent un dialogue direct avec un PLC pour la commande moteur et la remontée d’état ; cette alimentation externe entrées numériques doit être dimensionnée selon le nombre d’entrées sollicitées, et une alimentation externe entrées supplémentaire peut être prévue en cas d’extension. Le pilotage numérique niveau PLC s’appuie sur ces entrées et sorties pour synchroniser le variateur avec la logique de production, ce numérique niveau PLC constituant un repère commun pour les équipes d’intégration, chaque PLC pouvant ainsi superviser plusieurs variateurs selon la même logique numérique niveau PLC. La tension configurable logiciel des entrées analogiques permet d’ajuster les plages de mesure sans intervention matérielle, une fonction utile pour l’analogique tension configurable des capteurs process, notamment dans le cadre d’une architecture stoa ; cette tension configurable logiciel évite ainsi les reprises de câblage sur site, et cette même analogique tension configurable s’applique aussi à la sortie analogique. Le variateur admet également une résistance de mesure exprimée en Ohm sur certaines entrées analogiques, une donnée à vérifier selon le type de capteur raccordé et son point de fonctionnement, position par position sur la boucle de régulation, chaque type de capteur imposant sa propre plage de mesure en ohm ; cette valeur en ohm doit être cohérente avec la plage attendue par la carte d’entrées, chaque position de mesure étant associée à une valeur en ohm spécifique selon le type de sonde utilisée, et cette position de réglage reste vérifiable via le terminal graphique.

Communication et intégration réseau

Le variateur ATV630C31N4 prend en charge un module communication compatible avec Modbus TCP, Modbus serial, Ethernet, Ethernet/IP, PROFINET, CANopen, PROFIBUS DP V1, DeviceNet et BACnet MS/TP ; ce module communication peut être complété par un second module communication selon les besoins de redondance réseau, un module communication additionnel permettant par ailleurs de dédoubler les voies Modbus. Cette diversité de protocoles s’intègre dans des architectures automates hétérogènes, qu’il s’agisse d’un esclave Modbus TCP raccordé à un superviseur PLC ou d’un réseau PROFINET fédérant plusieurs variateurs, y compris au sein d’une architecture stoa de supervision ; cet esclave Modbus TCP peut également dialoguer avec un second PLC en configuration redondante, et cette architecture stoa demeure indépendante du choix du protocole réseau retenu. Le protocole Modbus reste une référence pour le dialogue entre variateur et PLC, notamment lorsque l’installation combine plusieurs générations d’automates et plusieurs familles de produits, ce protocole Modbus facilitant la remontée des sorties relais vers la supervision, ce même protocole Modbus étant également disponible en variante Modbus TCP sur le module communication.

La fréquence de découpage de 2,5 kHz et la fréquence de sortie comprise entre 0,1 Hz et 500 Hz permettent d’ajuster le comportement moteur selon le type d’application, qu’il s’agisse d’un moteur asynchrone standard ou d’un moteur synchrone à aimant permanent ; cette fréquence de découpage en kHz reste un paramètre clé du dimensionnement électromagnétique, une fréquence de découpage exprimée en kHz plus élevée réduisant généralement le bruit acoustique du moteur, et ce réglage en kHz demeure accessible via le terminal graphique. Le terminal graphique optionnel, déportable, facilite le paramétrage local et la lecture des données de fonctionnement sans ouverture d’armoire ; ce terminal graphique peut également afficher l’état des sorties relais en temps réel.

Sécurité fonctionnelle et environnement d’exploitation

Le variateur ATV630C31N4 intègre la fonction de sécurité STO (Safe Torque Off), certifiée SIL 3 selon la norme IEC 61508, une fonction parfois désignée stoa stob selon la terminologie retenue par certains intégrateurs ; cette architecture stoa stob distingue les deux canaux de coupure du couple moteur, et chaque canal de cette architecture stoa stob peut être diagnostiqué séparément. Cette fonction Sto stob coupe le couple moteur en cas de demande de sécurité, sans coupure de l’alimentation électrique générale de l’armoire, cette alimentation électrique restant disponible pour les autres fonctions du variateur, y compris pour le module communication et les sorties relais. La certification IEC associée à cette fonction de sécurité facilite l’intégration dans des lignes soumises à des exigences de sécurité machine renforcées, au même titre que d’autres produits de la gamme Altivar process, cette norme IEC constituant une référence partagée par plusieurs fabricants, et cette même norme IEC encadre également d’autres fonctions liées au PLC de supervision.

Côté environnement, le variateur fonctionne entre -10°C et 40°C, avec un indice de protection IP21. Ces caractéristiques orientent son installation vers des locaux techniques ou des armoires ventilées, plutôt que vers des zones directement exposées aux projections. Le régulateur PID intégré prend en charge la régulation de process en boucle fermée, une fonction pertinente pour le pilotage de pompes, de ventilateurs ou de compresseurs.

Domaines d’application et mise en œuvre

Le variateur Altivar 630 ATV630C31N4 trouve sa place dans des applications de forte puissance : pompage et traitement des eaux usees, compresseurs pour eaux usees compresseur, convoyage dans le secteur miniere minerais metaux, ou lignes de process dans les aliments boissons ; ce secteur miniere minerais metaux comme celui des aliments boissons exige une disponibilité élevée du variateur, et les installations de traitement des eaux usees partagent souvent les mêmes contraintes de disponibilité. Sa puissance nominale de 315 kW et son courant de sortie continu de 616 A conviennent à des moteurs de forte puissance nécessitant un contrôle moteur précis en couple constant ou en couple variable, ces moteurs de forte puissance étant fréquemment rencontrés dans le traitement des eaux usees, notamment sur les postes de eaux usees compresseur associés aux stations de relevage.

L’intégration s’appuie sur une alimentation triphasée 380-480 V avec une tolérance de -15%/+10%, à vérifier en amont selon la qualité du réseau électrique du site. Le raccordement au PLC de supervision, via Modbus TCP ou tout autre protocole pris en charge, permet un pilotage centralisé du variateur au sein d’une architecture d’automatisation existante, ce PLC pouvant également gérer d’autres équipements connectés en Modbus. Les techniciens de maintenance disposent ainsi d’un point d’accès unique pour la lecture des états, la gestion des sorties relais et le diagnostic des entrées analogiques, facilitant les opérations de maintenance préventive et corrective sur ce type d’équipement Schneider Electric.