2094-BC01-M01-M
Variateurs Motion control Kinetix

Un module axe intégré au cœur du système Kinetix

Le 2094-BC01-M01-M appartient à la gamme Kinetix du fabricant Allen Bradley, dédiée au contrôle mouvement en environnement industriel. Ce produit Allen Bradley se présente comme un module axe intégré IAM (Integrated Axis Module), c’est-à-dire un variateur combinant fonction d’alimentation et fonction d’axe sur un même châssis panel mount. Ce module alimentation intégré permet de mutualiser l’énergie entre plusieurs axes d’un même système multi axes via le couplage bus DC, réduisant la dissipation lors des phases de freinage. Ce module alimentation participe ainsi directement à l’efficacité énergétique globale du système multi axes. Cette architecture module axe intégré trouve sa place dans les machines où plusieurs servomoteurs travaillent en coordination, typiquement sur des lignes d’assemblage ou des systèmes d’emballage à cadence élevée. Ce module Allen Bradley Kinetix s’inscrit ainsi dans une famille de produits pensée pour la coordination multi axes. Ce module axe intégré IAM complète ainsi l’offre Kinetix destinée aux architectures de contrôle mouvement exigeantes, où chaque variateur doit coopérer étroitement avec les autres produits de l’automatisme. D’autres produits Allen Bradley de la gamme Kinetix peuvent d’ailleurs être associés à ce module axe intégré IAM pour former un système multi axes complet.

Tension d’alimentation et caractéristiques électriques

Le variateur 2094-BC01-M01-M accepte une tension d’entrée triphasée comprise entre 324 et 528 V rms, soit une tension nominale de 360 à 480 V. Cette plage de tension couvre la majorité des réseaux industriels triphasés rencontrés en Europe et en Amérique du Nord, y compris ceux alimentés en secours par une UPS (Uninterruptible Power Supply) dans certaines installations critiques. Le courant de sortie continu atteint 6,1 A, avec une capacité de surcharge transitoire de 15,3 A, soit 250 % du courant nominal. La puissance nominale s’élève à 3,9 kW, un niveau adapté aux servomoteurs de puissance moyenne intégrés dans une cellule automatisée. Le rendement annoncé de 98 % limite l’échauffement du variateur et allège les besoins de refroidissement, ici assuré en convection naturelle. Une résistance de freinage interne de 115 ohms, dimensionnée pour 50 W en continu et 5,6 kW en crête, absorbe l’énergie de freinage sans recourir systématiquement à un module externe. Sur ces installations, une UPS dédiée à l’automate ou au poste de supervision reste recommandée pour éviter toute coupure intempestive, une UPS complémentaire pouvant également sécuriser les modules de communication Sercos. La stabilité de la tension d’alimentation conditionne directement la régularité du couple délivré par le moteur raccordé au variateur, cette tension devant rester dans la plage spécifiée pour garantir la précision de l’axe piloté par le moteur.

Sécurité intégrée et fonctions de contrôle mouvement

La sécurité constitue un axe fort de ce variateur Kinetix. Le module Allen Bradley Kinetix embarque la fonction STO (Safe Torque Off), une fonction de sécurité normalisée qui coupe le couple moteur sans ouverture de contacteur externe, ainsi que la fonction SSM (Safe Speed Monitor) pour la surveillance de vitesse sécurisée. Cette combinaison répond aux exigences de sécurité machine les plus courantes en environnement Kinetix, avec une certification TUV PL e Cat 4 selon ISO 13849 et SIL CL3 selon IEC 61508, IEC 61800-5-2 et IEC 62061. Le safe torque off, désigné également sto dans la documentation technique, réduit le recours à des dispositifs de sécurité câblés supplémentaires et simplifie l’architecture de sécurité globale de la machine. La fonction safe torque off peut également être combinée à d’autres fonctions de sécurité du variateur pour renforcer la protection de l’opérateur lors des phases de maintenance. La fonction sto reste ainsi un élément central de la stratégie de sécurité mise en œuvre sur l’ensemble des variateurs Kinetix. Sur le plan du contrôle mouvement, le variateur pilote les modes position, vélocité et couple, et prend en charge les servomoteurs synchrones à aimants permanents ainsi que les moteurs linéaires LDC/LDL. Le régulateur PID intégré affine la réponse dynamique de l’axe selon l’application.

Communication Sercos, Ethernet/IP et intégration Studio Logix

Le 2094-BC01-M01-M communique via les protocoles Sercos et Ethernet/IP, deux standards largement déployés dans les architectures de contrôle mouvement Allen Bradley. Le bus Sercos assure la synchronisation temps réel entre variateurs sur un système servo multi axes, condition nécessaire à la coordination fine de plusieurs axes sur une même trajectoire. Un second système servo multi axes peut d’ailleurs être raccordé au même bus Sercos sans reconfiguration majeure de l’environnement Studio Logix. Ce variateur s’intègre dans un environnement de programmation Studio Logix, permettant la configuration des paramètres d’axe, la mise en service et le diagnostic depuis un même poste d’ingénierie. L’environnement Studio Logix facilite également la mise à jour du firmware et le suivi des paramètres de sécurité du module axe intégré IAM. Côté entrées/sorties, l’Allen Bradley module dispose de 6 entrées TOR, 2 sorties analogiques et une sortie relais, suffisant pour le report d’état ou l’interfaçage avec des capteurs auxiliaires. L’afficheur 7 segments LED donne un statut de défaut directement en face avant, utile pour un diagnostic rapide sur site sans outil de supervision, y compris lorsque le poste de supervision est lui-même sécurisé par une UPS.

Environnement d’exploitation et disponibilité

Le variateur fonctionne dans une plage de température de 0 à 50 °C, avec un indice de protection IP20, adapté à une installation en armoire électrique fermée. Ses dimensions (29 x 30,2 x 8 cm) et son poids de 5,4 kg permettent une intégration dans des armoires de format standard, en montage panel mount. Sans filtre CEM intégré, le respect de la classe IEC 61800-3 Group 2 Class A nécessite l’ajout d’un filtre externe de la gamme 2090-XXLF. Les certifications cULus, CE, RCM, KC et EAC couvrent les principales zones géographiques d’exploitation industrielle. Ce produit Allen Bradley Kinetix, comme les autres produits de la gamme Bradley Kinetix, est proposé en neuf, boîte ouverte ou reconditionné selon la disponibilité en stock, chaque état faisant l’objet d’un contrôle avant expédition. La disponibilité en stock permet de réduire les délais de remplacement sur une ligne de production existante équipée en Bradley Allen Kinetix, une ligne souvent sécurisée en amont par une UPS afin de protéger l’ensemble des produits connectés au réseau électrique. Un stock disponible de ce variateur facilite également le remplacement rapide d’un module axe intégré défectueux sans interrompre durablement la production, ce niveau de stock restant un critère important pour les fabricants soucieux de limiter les arrêts de ligne.