Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120
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Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 1/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Table des matières 1 Avant-propos ....................................................................................................... 3 1.1 Exemples tirés de la pratique ..................................................................................... 5 2 Consignes de sécurité ......................................................................................... 7 3 Remarques relatives au refroidissement de l'armoire.......................................... 7 3.1 Estimation du refroidissement.................................................................................... 7 3.2 Circulation d'air des groupes de refroidissement d'armoire à circuit externe ............ 8 3.3 Circulation de l'air dans l'armoire .............................................................................. 8 3.3.1 Volume d'air ....................................................................................................... 8 3.3.2 Sens d'écoulement .............................................................................................. 8 3.3.3 Destination de l'air de refroidissement ............................................................. 11 3.3.4 Utilisation des groupes de refroidissement sans condensation ........................ 13 3.3.5 Evacuation de la condensation ......................................................................... 14 3.3.6 Réglage de température.................................................................................... 14 3.4 Dégagements ............................................................................................................ 15 3.4.1 Dégagements au-dessus et au-dessous du groupe d'entraînement ................... 15 3.4.2 Pose de câbles sur les grilles de ventilation ..................................................... 16 4 Disposition des composants dans l'armoire ...................................................... 17 4.1 Disposition du groupe d'entraînement selon les règles CEM................................... 18 4.2 Disposition du filtre réseau, de l'inductance réseau et de l'alimentation.................. 18 4.3 Câbles blindés .......................................................................................................... 19 4.3.1 Exemples de connexion des blindages ............................................................. 19 4.3.2 Connecteurs...................................................................................................... 20 4.3.3 Longueurs de câble........................................................................................... 20 5 Etanchéité de l'armoire...................................................................................... 20 5.1 Exemple d'ouvertures ............................................................................................... 21 5.2 Echangeur de chaleur air-eau, composants refroidis à l'eau..................................... 21 5.3 Refroidissement externe, plaque froide.................................................................... 21 6 Raccordement réseau ....................................................................................... 22 6.1 Protection électrique................................................................................................. 22 6.2 Conducteur et liaison de protection.......................................................................... 23 7 Divers ................................................................................................................ 23 7.1 Organes de réglage ................................................................................................... 23 7.2 Assemblages boulonnés des pièces sous tension ..................................................... 23 7.3 Ventilateurs externes ................................................................................................ 24 7.4 Exemples .................................................................................................................. 24 8 Organes et panneaux de commande ................................................................ 24 9 Pièces d'usure et maintenance.......................................................................... 25 10 Domaines d'application des appareils de refroidissement pour armoires ...... 26 Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 2/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 1 Avant-propos Cette documentation contient des indications et des exemples pour la disposition et le refroidissement des composants de commande et d'entraînement dans l'armoire. Elle se rapporte aux séries d'appareils Sinamics S120 Booksize et Simodrive 611, y compris les commandes Simotion et Sinumerik installées à proximité des entraînements et appelées ci-après "groupe d'entraînement". La documentation fournit en outre des consignes pour le montage conforme CEM. La plupart des indications concernent des groupes d'entraînement à "refroidissement interne" dont la totalité de la dissipation thermique a lieu dans l'armoire. Des indications particulières relatives à d'autres modes de refroidissement ("refroidissement externe", "refroidissement à eau" ou "plaque froide") figurent dans des chapitres distincts. Une partie du contenu de cette documentation a été développée dans le cadre d'un groupe de travail avec les entreprises suivantes : Audi AG DaimlerChrysler AG EPLAN Software & Service GmbH & Co. KG Felsomat GmbH & Co. KG NILES – SIMMONS Industrieanlagen GmbH Rittal GmbH & Co. KG Siemens AG De nombreuses indications et exemples s'appliquent de manière analogue à d'autres séries d'appareils. Le non-respect de ces indications et/ou des indications de la documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil, entraîne des défauts de fonctionnement, une nette réduction de la durée de vie des éléments constitutifs et la défaillance prématurée des composants. L'impact thermique se résume approximativement par la formule d'Arrhenius : Toute augmentation de la température d'environ 10 K réduit la durée de vie de moitié. Toute augmentation de la température d'environ 10 K double de taux de défaillance. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 3/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 120% 9,00 Charge nominale* Durée de vie 7,00 80% 6,00 5,00 60% 4,00 40% 3,00 2,00 20% 0% -10 K Taux de défaillance 8,00 100% 1,00 -5 K 0K 5K 10 K 15 K 20 K 25 K 0,00 30 K Variation de température Fig.1. Durée de vie et taux de défaillance selon la formule d'Arrhenius Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 4/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 1.1 Exemples tirés de la pratique Les exemples suivants montrent à quel point les températures augmentent en cas de non-respect des consignes de montage. L'effet sur les taux de défaillance et la durée de vie est déterminé au moyen de la Fig.1. Beispiel 1 Distance du caniveau à câbles dans le cas de Simodrive 611 En fonctionnement dans les conditions nominales avec une charge définie, les températures atteignent un certain niveau à l'intérieur de l'appareil lorsque le montage a été réalisé correctement avec une distance de 100 mm des caniveaux à câbles conformément au schéma de gauche. Dans les mêmes conditions, une réduction de la distance des caniveaux à câbles à 40 mm environ (cf. montage A) provoque une augmentation des températures d'environ 10 K. Par conséquent, le taux de défaillance atteint près du double et la durée de vie n'est plus que de 50 % environ. Dans les mêmes conditions, une réduction de la distance des caniveaux à câbles à 15 mm environ (cf. montage B) provoque une augmentation des températures d'environ 16 K. Par conséquent, le taux de défaillance atteint près du triple et la durée de vie n'est plus que de 30 % environ. Consigne de configuration Montage A Dégagement pour la ventilation 100 40 ∆T= 0 K Groupe d'ent raînement 100 Caniveau à câbles (45x80 mm) Montage B ~15 ∆T= +10 K ∆T= +16 K Groupe d'ent raînement Groupe d'ent raînement Dégagement 40 pour la ventilation 20 Point de mesure de la température Air d'arrivée Fig.2. Effet du non-respect des dégagements sur l'augmentation de la température Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 5/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Example 2 Câbles passant sur la grille de ventilation de modules Simodrive 611 de 50 mm de large En fonctionnement dans les conditions nominales avec une charge définie, les températures atteignent un certain niveau à l'intérieur de l'appareil lorsque le montage a été réalisé correctement, sans câble passant sur la grille de ventilation, conformément au schéma de gauche. Dans les mêmes conditions, le passage d'un câble sur la grille de ventilation augmente la température d'environ 10 K. Par conséquent, le taux de défaillance atteint près du double et la durée de vie n'est plus que de 50 % environ. Dans les mêmes conditions, le passage de deux câbles sur la grille de ventilation augmente la température d'environ 20 K. Par conséquent, le taux de défaillance atteint près du quadruple et la durée de vie n'est plus que de 25 % environ. Consigne de configuration ∆T= 0 K Fig.3. 1 câble de capteur ∆T= +10 K 2 câbles de capteur ∆T= +20 K Effet de l'obturation de la grille de ventilation des modules de 50mm sur l'augmentation de la température Dans le cas de modules plus larges, l'effet de câbles passant sur la grille de ventilation est moindre. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 6/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 2 Consignes de sécurité Il est impératif de respecter les consignes de sécurité qui figurent dans la documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil. La documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil, constitue toujours le document valable pour la configuration des différentes séries d'appareils. 3 Remarques relatives au refroidissement de l'armoire La miniaturisation croissante des composants électroniques et la plus grande densité d'équipement des bâtis électroniques et des armoires augmentent la sensibilité des systèmes électroniques face aux influences telles que la poussière, l'humidité et la température. En raison surtout de la nécessité d'évacuer la chaleur produite par les systèmes à l'extérieur des armoires, la climatisation des armoires doit satisfaire à des exigences très strictes. Ce chapitre décrit les points à respecter pour une climatisation correcte des armoires avec des groupes de refroidissement. Il est recommandé de surveiller le fonctionnement des mesures de refroidissement et de désactiver le groupe d'entraînement dans le cas de leur disfonctionnement. En cas de non-respect de ces règles, une surchauffe est probable, tout comme la réduction de la durée de vie ou la défaillance qui s'ensuivent. 3.1 Estimation du refroidissement La surface de l'armoire permet de dissiper près de 100 W par convection naturelle. La chaleur dissipée peut être estimée grossièrement à 50 W par m2 de surface d'armoire libre pour une différence de température de 10 K par rapport à la température ambiante. Example 3 Lorsqu'une armoire de 2 m de large, 2 m de haut et 0,5 m de profondeur est posée contre le mur, sa surface effective est d'environ 7 m2, ce qui permet de dissiper près de 350 W. Si les pertes sont plus importantes à l'intérieure de l'armoire, il est nécessaire de prévoir d'autres mesures de refroidissement. Les dissipations thermiques des différents composants sont précisées dans la documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil. Les résistances pulsées et les résistances de freinage peuvent également être installées en dehors de l'armoire pour réduire les dissipations thermiques à l'intérieur de l'armoire, et donc les mesures de refroidissement nécessaires. Pour le refroidissement interne, la chaleur dissipée peut être estimée grossièrement à environ 5 % de la puissance consommée par le groupe d'entraînement, puisque celui-ci génère généralement la plus forte dissipation thermique dans l'armoire. Example 4 Une consommation de 36 kW correspond à une dissipation thermique de 1,8 kW à évacuer. Example 5 Dans le cas de l'armoire de l'Example 3, il est nécessaire d'évacuer 1,8 KW – 0,35 kW = 1,45 kW par d'autres moyens tels qu'un groupe de refroidissement. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 7/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 3.2 Circulation d'air des groupes de refroidissement d'armoire à circuit externe Les entrées et sorties d'air des groupes de refroidissement d'armoire à circuit externe doivent être placées au moins à une distance de 200 mm d'un mur ou d'un autre groupe de refroidissement. Si cette distance entre les groupes de refroidissement ne peut pas être respectée, l'utilisation de déflecteurs appropriés doit permettre d'empêcher le court-circuitage de la ventilation. Espacement > 200 mm Fig.4. Circulation optimale de l'air avec des groupes de refroidissement installés en face supérieure Fig.5. Circulation optimale de l'air avec des groupes de refroidissement latéraux 3.3 Circulation de l'air dans l'armoire 3.3.1 Volume d'air Pour assurer le refroidissement du groupe d'entraînement, il est nécessaire, outre les mesures de refroidissement requises, d'assurer la circulation d'un volume d'air minimal dans l'armoire. La documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil, contient de plus amples informations à ce sujet. Dans l'armoire, la circulation de l'air doit être régulière. 3.3.2 Sens d'écoulement Le refroidissement des appareils repose sur la convection naturelle et/ou le refroidissement forcé au moyen de ventilateurs. Dans les deux cas, l'air de refroidissement doit circuler de bas en haut (en sens inverse de la gravité) dans le groupe d'entraînement refroidi. Si d'autres mouvements d'air sont générés dans l'armoire (par exemple par des ventilateurs à filtre ou des groupes de refroidissement), il faut s'assurer que les différents flux d'air ne s'annulent pas réciproquement, mais qu'ils s'additionnent. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 8/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Convection naturelle Convection naturelle Groupe de refroidissement Groupe de refroidissement Groupe d'entraînement Fig.6. Groupe d'entraînement Circulation correcte de l'air Fig.7. Circulation incorrecte de l'air Il convient d'éviter de souffler de l'air froid sur les appareils électriques. La distance entre la sortie d'air froid d'un climatiseur et les appareils électroniques doit être d'au moins 200mm. Exemples : Groupe de refroidissement Groupe de refroidissement Groupe d'ent raînement Groupe d'entraînement Fig.8. Disposition correcte/incorrecte des groupes de refroidissement latéraux Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 9/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Groupe de Kühlgerät refroidissement Groupe d‘entraînement Geräteverband Groupe Geräteverband d‘entraînement Fig.9. Groupe de Kühlgerät refroidissement Disposition correcte/incorrecte des groupes de refroidissement latéraux Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 10/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 3.3.3 Destination de l'air de refroidissement La destination de l'air de refroidissement est la zone de l'armoire, qui présente la plus forte dissipation thermique (généralement le groupe d'entraînement). L'air de refroidissement doit arriver à destination si possible par zones larges grâce au positionnement correct du groupe de refroidissement ou au guidage judicieux de l'air de refroidissement par des flexibles ou des gaines. Groupe de refroidissement Groupe de refroidissement Groupe de refroidissement Circulat ion d'air courtcircuitée Groupe d'entraînement Groupe d'ent raînement Circulat ion d'air courtcircuitée Groupe d'ent raînement Fig.10. Disposition correcte/incorrecte des groupes de refroidissement installés en face supérieure Commentaire : L'utilisation de systèmes de canaux permet de réduire la puissance du groupe de refroidissement. La longueur des canaux ne devrait cependant pas dépasser 3 m. Formule générale : Injecter l'air froid le plus bas possible et aspirer l'air chaud le plus haut possible. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 11/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Fig.11. Exemple de gaine de ventilation de RITTAL GmbH & Co. KG Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 12/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Groupe de refroidissement Groupe d'ent raînement Groupe d'ent raînement Circulat ion d'air court-circuitée Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Groupe de refroidissement Fig.12. Disposition correcte/incorrecte des groupes de refroidissement latéraux 3.3.4 Utilisation des groupes de refroidissement sans condensation En cas d'utilisation d'un climatiseur, il faut considérer que l'humidité relative de l'air rejeté augmente en raison de son refroidissement dans l'appareil et qu'elle peut, notamment, dépasser le point de rosée. Par exemple, l'utilisation de déflecteurs ou une distance minimale de 200 mm entre la sortie d'air du groupe de refroidissement et le groupe d'entraînement doit garantir que l'air froid et humide sortant du climatiseur se mélange à l'air chaud de l'armoire avant de pénétrer dans le groupe d'entraînement. Le mélange avec l'air chaud et sec de l'armoire permet à l'humidité relative de l'air de tomber à des valeurs acceptables. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 13/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Groupe d'entraînement Groupe de refroidissement Groupe d'entraînement Groupe de refroidissement Espacement de 200 mm Air Air chaud de l'armoire Air chaud de l'armoire Déflecteur Fig.13. Disposition correcte évitant la Fig.14. Disposition incorrecte entraînant condensation la condensation 3.3.5 Evacuation de la condensation Après la fermeture de l'armoire et la mise en marche du groupe de refroidissement, il y a condensation. La condensation augmente également si l'armoire n'est pas étanche ou que les portes de l'armoire sont ouvertes. Voir également le chapitre 5. Cette condensation doit être évacuée de l'armoire sans que cela n'annule le degré de protection selon CEI 60529. Il est recommandé de désactiver les groupes de refroidissement au moyen d'interrupteurs de portes lorsque les portes sont ouvertes. Surtout pour les groupes de refroidissement installés en face supérieure, il faut veiller à ce que la condensation ne puisse pas tomber sur les composants placés en dessous. La condensation doit soit être récupérée ou s'évaporer. 3.3.6 Réglage de température Il est recommandé de régler la température à 35°C environ. Le réglage d'une température trop basse à l'intérieur de l'armoire provoque une usure excessive du groupe de refroidissement, une très forte condensation, une consommation d'énergie inutile et une humidité de l'air trop élevée avec un risque de condensation sur les appareils. Les appareils risquent de tomber en panne. Si la différence entre la température intérieure de l'armoire et la température ambiante est importante, l'air risque de condenser sur les appareils lorsque les portes de l'armoire sont ouvertes et de provoquer leur défaillance. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 14/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Min Max Min 35 Max 25 Fig.15. Réglage optimal Fig.16. Réglage trop bas 3.4 Dégagements Le non-respect des dégagements entraîne une nette augmentation des températures dans les composants, ce qui provoque des pannes et une réduction considérable de leur durée de vie. 3.4.1 Dégagements au-dessus et au-dessous du groupe d'entraînement Pour assurer une circulation optimale de l'air de refroidissement, les dégagements minimaux prévus au-dessus et au-dessous des modules doivent correspondre aux consignes. Ceci s'applique en particulier aux caniveaux à câbles. Cette distance minimale n'est pas valable pour les pièces associées telles que les ventilateurs. Les dégagements précisés s'appliquent au refroidissement interne et externe. La documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil, contient de plus amples informations à ce sujet. Exemples : Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 15/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Fig.17. Dégagements Booksize pour 80 mm 100 mm 80 mm 100 mm Sinamics >80 mm S120 Fig.18. Dégagements pour Simodrive 611 >100 mm 3.4.2 Pose de câbles sur les grilles de ventilation Surtout dans le cas de modules étroits, le refroidissement est nettement entravé si des câbles sont posés sur les grilles de ventilation. Fig.19. Câblage correct (Sinamics S120 Fig.20. Câblage incorrect (Sinamics S120 Booksize) Booksize) Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 16/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Fig.22. Câblage incorrect (Simodrive) Fig.21. Câblage correct (Simodrive) 4 Disposition des composants dans l'armoire Pour garantir un fonctionnement fiable sans défaillance pendant toute la durée de vie, il convient de respecter quelques règles de configuration essentielles. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 17/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 4.1 Disposition du groupe d'entraînement selon les règles CEM Autres consommateurs Interrupteur général Filtre réseau (entraînement) Inductance Filtre réseau Montage compact du filtre réseau (entraînement), de l'inductance réseau et du groupe d'entraînement avec des câbles courts Câbles de signaux blindés Groupe d'ent raînement Connexion du blindage sur une grande surface (tôles de blindage) toujours ! Fusible Câbles moteur blindés Réseau Fig.23. Configuration selon les règles CEM (vue sans refroidissement) Les blindages des câbles qui sortent de l'armoire doivent être raccordés en plus au point d'entrée dans l'armoire pour réduire davantage les émissions de perturbations. De plus amples informations figurent dans la Directive de montage CEM pour SINUMERIK, SIROTEC, SIMODRIVE, SIMOTION, SINAMICS S120, numéro de référence 6FC5297-0AD30-0AP2. 4.2 Disposition du filtre réseau, de l'inductance réseau et de l'alimentation Pour les courants perturbateurs haute fréquence, les boîtiers du filtre réseau, de l'inductance réseau et de l'alimentation du groupe d'entraînement doivent être reliés à la masse de l'armoire avec une faible impédance et la masse de l'armoire doit être reliée à son tour aux moteurs/à la machine avec une faible impédance. A cet effet, les composants doivent être installés de manière compacte sur une plaque de Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 18/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE montage zinguée commune et y être reliés par zones de contact larges et durablement conductrices. De son côté, la plaque de montage doit être reliée aux moteurs/à la machine par zones de contact larges et durablement conductrices. Les parois d'armoire ou plaques de montage peintes ainsi que les profilés symétriques ou accessoires de montage similaires pourvus de surfaces de contact réduites ne remplissent pas cette condition. Si des plaques de montage sont reliées entre elles, cette liaison doit être réalisée à proximité des câbles de signaux et d'énergie (minimisation de la surface entourée). Les inductances réseau peuvent devenir très chaudes. Il est donc nécessaire de prévoir une distance suffisante de 100 mm environ pour éviter les surchauffes. 4.3 Câbles blindés Entre le filtre réseau du groupe d'entraînement et le moteur, tous les câbles doivent être torsadés et blindés sans interruption. Les liaisons d'une longueur inférieure à 1 m peuvent être torsadées sans blindage. Les câbles de signaux, même blindés, doivent être séparés des câbles d'énergie. Une distance > 0,2 m s'est avéré judicieuse. A l'intérieur de l'armoire , tous les câbles doivent être posés le plus près possible des parties de la construction reliées à la masse de l'armoire (mises à la terre), comme la plaque de montage ou l'enveloppe de l'armoire, pour réduire la diaphonie. Les blindages des câbles doivent être connectés à chaque extrémité par une grande surface de contact, si possible avec des éléments résilients, pour respecter les valeurs limites CEM. Sur les parties puissance/modules moteurs, il convient d'utiliser les connexions prévues pour le blindage. Dans le cas contraire, des perturbations sont possibles. 4.3.1 Exemples de connexion des blindages Fig.24. Connexion correcte du blindage Fig.25. Connexion incorrecte du blindage Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 19/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Exemples de connexion correcte du blindage Fig.26. Support de blindage Fig.27. Barre peigne 4.3.2 Connecteurs Si les blindages de câble sont reliés aux boîtiers des connecteurs, le contact métallique doit être continu. Les matières plastiques métallisées ne sont pas adéquates pour assurer un contact suffisant sur l'ensemble de la durée de vie de l'équipement, car la métallisation s'use sous l'effet des vibrations et du courant circulant dans le blindage. Comme alternative, il est possible de connecter le blindage conformément aux consignes du chapitre 4.3. 4.3.3 Longueurs de câble Les courants traversant le blindage provoquent des pertes supplémentaires dans le filtre réseau, l'inductance réseau, le module d'alimentation et les parties puissance/modules moteurs. Si les câbles dépassent la longueur admissible, les composants surchauffent, ce qui provoque des pannes et réduit leur durée de vie. Pour Simodrive 611 et Sinamics S120 Booksize, la longueur admissible est de 50 m de câble moteur blindé par partie puissance/module moteur, et de 150 m au total. La documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil, contient de plus amples informations sur les longueurs de câble maximales. 5 Etanchéité de l'armoire Une armoire fermée pendant le fonctionnement (portes et traversées fermées) est nécessaire pour assurer la protection suivante : o Protection contre la surchauffe L'ouverture des portes de l'armoire influence la circulation de l'air dans l'armoire. Ceci peut court-circuiter la circulation de l'air et entraîner des nids de chaleur et des surchauffes ponctuelles. o Protection contre les chocs électriques Les armoires qui ne sont pas installées dans un local électrique séparé ne doivent s'ouvrir qu'avec une clé ou un outil pendant le fonctionnement. o Protection contre la propagation d'incendie Seule une armoire fermée empêche efficacement la propagation d'un incendie. o Protection contre la propagation d'arcs électriques Seule une armoire fermée empêche la propagation des arcs électriques. o Protection contre l'encrassement Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 20/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE L'encrassement réduit nettement l'effet réfrigérant des radiateurs et des ventilateurs internes des appareils. Leur durée de vie diminue, y compris celle des ventilateurs. Les saletés conductrices risquent en outre de détruire l'isolation interne des appareils, entraînant la défaillance des appareils ou un incendie. o Protection contre l'humidité L'ouverture des portes de l'armoire ainsi que les ouvertures inadmissibles laissent entrer l'humidité dans l'armoire en permanence. Une humidité trop élevée ou une condensation provoquent des défaillances des appareils. o Protection contre le dépassement des limites CEM Pour ne pas dépasser les limites imposées pour l'immunité aux perturbations et l'émission de perturbations, l'armoire doit être fermée pendant le fonctionnement. Sinon des défaillances risquent de se produire. Voir également le chapitre 4. 5.1 Exemple d'ouvertures Fig.28. Ouverture obturée soigneusement Fig.29. Ouverture inadmissible 5.2 Echangeur de chaleur air-eau, composants refroidis à l'eau En cas d'utilisation d'échangeurs de chaleur air-eau, de refroidisseurs à eau ou de composants à refroidissement à eau direct, l'eau ne doit parvenir en aucun cas dans le compartiment électrique pendant le fonctionnement et les travaux de maintenance et de réparation. Des mesures doivent être prises pour empêcher la condensation et assurer son évacuation. 5.3 Refroidissement externe, plaque froide En refroidissement externe, les dégagements prévus pour la ventilation du groupe d'entraînement dans l'armoire et au-dessus et au-dessous du radiateur traversant doivent respecter les consignes du chapitre 3.4. La dissipation thermique réduite qui se produit encore dans l'armoire doit être maîtrisée au moyen de la circulation de l'air, de ventilateurs à filtre ou de groupes de refroidissement. Les ventilateurs ne doivent ni aspirer de l'air contenant du réfrigérant lubrifiant ni être arrosés de réfrigérant lubrifiant. Sinon leur durée de vie diminue considérablement car ils se collent et les canaux de refroidissement se bouchent. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 21/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE La documentation technique utilisateur, spécifique à chaque appareil, contient de plus amples informations à ce sujet. Armoire Armoire Armoire Armoire (intérieur) (extérieur) (intérieur) (extérieur) Groupe d'entraînement t ran é frig nt Ré rifia lub Groupe d'entraînement t ran é g fri nt Ré rifia lub Ecran Fig.30. Ecran pour refroidissement externe 6 Raccordement réseau Les dispositifs suivants sont nécessaires pour éviter les chocs électriques et les incendies. 6.1 Protection électrique Il est recommandé d'utiliser des disjoncteurs de la série 3RV ou 3VL par exemple. Les disjoncteurs assurent une protection suffisante en cas de défaut, indépendamment des impédances du réseau, du type de mise à la terre et des impédances de boucle. En cas d'utilisation de transformateurs de séparation, tous les pôles du transformateur doivent être protégés des côtés primaire et secondaire. En cas d'utilisation de fusibles, l'exploitant doit s'assurer que la puissance de courtcircuit du réseau d'alimentation au point de connexion de la machine est au moins 100 fois supérieure à la puissance nominale de l'équipement et que l'impédance de boucle est assez faible pour garantir un déclenchement suffisamment rapide des fusibles. Le diagramme ci-dessous contient des valeurs indicatives. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 22/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Plages temps/tension de contact Tension DVC A 10000 ms AC-2 AC-2 DC-2 AC 25V AC 30V DC 60V Temps 1000 100 AC-2 10 10 DC-2 100 Tension de contact Volt Volts 1000 250 V Fig.31. Diagramme "temps/tension de contact" tiré de la norme CEI 61800-5-1 Ed. 2 2007 6.2 Conducteur et liaison de protection L'impédance de boucle du conducteur et de la liaison de protection doit être suffisamment faible. A l'intérieur de l'armoire, les liaisons de protection doivent être dimensionnées par exemple selon CEI 60204-1 ou CEI 618100-5-1. Pour maîtriser les courants de fuite, il faut prévoir soit 2 liaisons de protection parallèles ou au moins 10 mm2. L'exploitant doit prévoir un conducteur de protection externe d'une impédance suffisamment faible au sein de l'installation. Voir également le chapitre 6.1. 7 Divers 7.1 Organes de réglage Avant la mise sous tension, les organes de réglage doivent être réglés en fonction des consignes de la documentation technique utilisateur. Exemples : sélecteur de tension, sélecteur de mode de fonctionnement. 7.2 Assemblages boulonnés des pièces sous tension Les assemblages boulonnés des pièces sous tension (raccordements du moteur au circuit intermédiaire, barres conductrices, etc.) doivent être vérifiés régulièrement. Les couples de serrage à respecter sont les suivants : Diamètre de vis Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen Couple de serrage 23/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE M3 0,8 Nm M4 1,8 Nm M5 3,0 Nm M6 6,0 Nm M8 13,0 Nm M10 25,0 Nm M12 50,0 Nm Tolérance ––> 0 / +30 % Tout non-respect peut conduire à un incendie ou à des arcs électriques. 7.3 Ventilateurs externes Pour les ventilateurs externes, il convient de vérifier que l'écoulement de l'air et la rotation ont lieu dans le bon sens. Sinon la température risque d'augmenter nettement dans les composants, ce qui provoque des pannes et une réduction considérable de leur durée de vie. 7.4 Exemples Fig.32. Interrupteur de réglage Fig.33. Assemblages boulonnés Fig.34. Ventilateur externe 8 Organes et panneaux de commande Lors du montage d'organes et de panneaux de commande, le respect des couples de serrage prescrits dans la documentation du produit pour les différents éléments de fixation est particulièrement important pour assurer un bon contact sur le pourtour des châssis de montage métalliques. En cas d'air contenant de l'huile ou de montage dans la zone exposée au réfrigérant lubrifiant, les joints doivent posés soigneusement. Fig.35. Unité de commande (exemple) JDégagement Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 24/26 pour la Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc ventilation J Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Pour les organes et les panneaux de commande mobiles, la construction doit être mécaniquement rigide. Les butées doivent être équipées d'amortisseurs contre les chocs. Sinon la durée de vie des touches, des écrans et des disques durs risque de diminuer. Fig.36. Unité de commande mobile (exemple) 9 Pièces d'usure et maintenance Un système complexe implique des opérations de maintenance et le remplacement des pièces d'usure. Exemples typiques : Changement du filtre du groupe de refroidissement, des ventilateurs, des paliers moteur, des capteurs, des disques durs, du rétroéclairage des écrans. Il est recommandé de documenter les opérations de maintenance cycliques de l'armoire. Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 25/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés Manuel système de mise en armoire, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE 10 Domaines d'application des appareils de refroidissement pour armoires (Exemple : extrait de la gamme de produits de RITTAL GmbH & Co. KG) Le tableau suivant permet de choisir la mesure de refroidissement optimale en fonction de la dissipation thermique, de la température ambiante et de la qualité de l'air. Fig.37. Domaines d'application des mesures de refroidissement pour armoires Siemens AG A&D MC QM C Bliesner, Jürgen 26/26 Schaltschrankintegration_070905_Fertig_fr_01.doc Tous droits réservés
