Génie Électrique Dunod [PDF]

Zitiervorschau

22/10/2016

COMPTAGE D’ENERGIE SOCOMEC

MIKAEL KOLANOWSKI

COMPTAGE D’ENERGIE

22 octobre 2016

Table des matières INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 2 PRESENTATION MATERIEL ...................................................................................................................... 3 1.

AFFICHEUR DIRIS D50 .................................................................................................................. 3

2.

MODULE U10 ............................................................................................................................... 3 2.1

3.

Table d’échange .................................................................................................................. 4

MODULE I60 ................................................................................................................................ 4 3.1

Charge équilibré .................................................................................................................. 5

3.2

Charge équilibré .................................................................................................................. 7

3.3

Charge d’équilibré ............................................................................................................... 8

3.4

Synthèse .............................................................................................................................. 8

RECUPERATION DES DONNEES............................................................................................................... 9 1.

RESEAU ........................................................................................................................................ 9

2.

FONCTION READ_VAR ............................................................................................................... 10

3.

LES BLOCS DFB ........................................................................................................................... 11 3.1

Module de tension U10 ..................................................................................................... 11

3.2

Module de courant I60 ...................................................................................................... 12

4.

PROGRAMMATION DFB ............................................................................................................ 13 4.1

Entrée / Sorties / Données ................................................................................................ 13

4.2

Programme ........................................................................................................................ 14

5.

ORGANISATION PROGRAMME .................................................................................................. 16 5.1

5.2

Structure ............................................................................................................................ 16 Variables ................................................................................................................................ 17

CONCLUSION ......................................................................................................................................... 18

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22 octobre 2016

INTRODUCTION Dans beaucoup de projets que j’ai à réaliser la consommation électrique à une importance pour de plus en plus d’industries. Dans ce document je vais vous présentez un constructeur de compteur énergétique que j’ai le plus utilisé. L’entreprise SOCOMEC propose depuis quelques années des compteurs énergétique, mais je vais vous présentez le système DIGIWARE.

Figure 1: Réseau DIGIWARE

Ce système DIGIWARE qui est un réseau géré par un DIRIS D50 un petit afficheur qui affiche les données recueillit par les différents modules connectés sur le même réseau. Un réseau doit contenir un afficheur DIRIS D50 (ou un module C31), d’un module de tension dans notre exemple un U10 et d’un module d’intensité I60 qui peut recevoir 6 entrées que je vais nommer Ti. Nous allons recueillir certaines informations via un réseau Ethernet avec le protocole Modbus TCP sur un M340 (attention sur un Premium l’adressage change). Donc je pense que vous allez penser il va utiliser un DTM, mais non ici les DTMs ne sont pas compatible, donc obligé d’utiliser la bonne vieille méthode avec la fonction READ_VAR.

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PRESENTATION MATERIEL 1. AFFICHEUR DIRIS D50

Figure 2: Afficheur DIRIS D50

Concrètement ce module nous est transparent car appart le configurer en mettant une adresse IP et la langue, il n’y a pas de grand intérêt il sert donc de passerelle et surtout permet d’afficher facilement les données recueillis.

2. MODULE U10

Figure 3: Module de tension U10

Il existe aussi le U20 et le U30 il donne chacun un peu plus d’informations. Il est important que l’électriquement il soit au début de votre installation car il sert de référence.

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2.1 Table d’échange

Figure 4: Extrait table d'échange

Ce tableau extrait de la documentation disponible sur le site de SOCOMEC représente les données que je souhaite connaitre de ce module. Nous pouvons voir que c’est une table de taille 17 mots qui commence à l’adresse @36864. Attention si vous utilisez le module U30 par exemple la même table à une longueur de 37 mots. Notre but sera de revenir récupérer la fréquence, la tension entre phase et de la tension entre phase neutre.

3. MODULE I60

Figure 5: Module I60

Ce module permet de brancher six capteurs Ti, des capteurs d’intensités qui viennent se brancher sur le jeu de barre ou vient se clipper autour des fils. Attention il y a un sens malgré que l’on peut le configurer via un logiciel de configuration EASYCONFIG disponible sur le site de SOCOMEC. 4

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3.1 Charge équilibré

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Nous pouvons voir que cette table d’échange est plus grande que celle du module de tension U10. Mais cette table est la table de la première entrée TOR du module. Ce module donne les valeurs instantanées qui est cette table, mais aussi donne des informations énergétiques sur une autre table (ci-dessous).

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Alors vous vous en doutez si j’ai six entrées TOR j’ai donc 6 tables pour les valeurs instantanées et 6 tables pour les valeurs énergétiques. Mais il y a quelque particularité à savoir pour ne pas vous tromper durant vos requêtes.

3.2 Charge équilibré

Figure 6: Illustration charge équilibré

Par exemple, vous voulez mesurer les valeurs sur un moteur asynchrone triphasé qui est une charge équilibre c’est-à-dire que par phase il y aura la même intensité, la même tension, la même fréquence (enfin en théorie). Un seul capteur d’intensité suffit donc si vous avez suivis mes dires plus haut, il y aura donc 6 tables de valeurs instantanée et 6 pour les valeurs énergétiques. Vous pouvez sur un même module mettre 3 charges équilibrées et 1 charge déséquilibré.

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3.3 Charge d’équilibré

Figure 7: Illustration charge d'équilibré

Pour une charge d’équilibré il vous faudra 3 capteurs d’intensité, un sur chaque phase car la tension, l’intensité est différente. Donc les informations que l’on souhaite retrouver sera sur la première table. Donc si vous avez une autre charge d’équilibré les valeurs seront dans la deuxième table.

3.4 Synthèse Voici différent tableaux qui montre différente configuration possible d’un module I60. Entrées I1 I2 I3 I4 I5 I6

Moteur 1 Moteur 2 Moteur 3 Moteur 4 Moteur 5 Moteur 6

Entrées I1 I2 I3 I4 I5 I6

Alim_V1 Alim_V2 Alim_V3 Moteur 4 Moteur 5 Moteur 6

Entrées I1 I2 I3 I4 I5 I6

Alim_V1 Alim_V2 Alim_V3 Tert_V1 Tert_V2 Tert_V3

Table 1 2 3 4 5 6

@ Instantané @18432 @20480 @22528 @24576 @26624 @28672

@ Energie @19840 @21888 @23936 @25984 @28032 @30080

Table @ Instantané

@ Energie

1

@18432

@19840

2 3 4

@20480 @22528 @24576

@21888 @23936 @25984

Table @ Instantané

@ Energie

1

@18432

@19840

2

@20480

@21888

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RECUPERATION DES DONNEES Dans la configuration actuel nous avons un DIRIS D50 qui regroupe grâce à l’IHM les données des différents modules. Donc le but secondaire de ce document est de venir récupérer les données dans un automate pour l’utiliser dans un programme ou supervision.

1. RESEAU

 M340 @10.149.1.55

 DIGIWARE U10 @3

 DIGIWARE I60 @4

 DIRIS D50 @10.149.1.60 @1

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2. FONCTION READ_VAR Cette fonction de communication très connu par les automaticiens est la seule méthode à ma connaissance qui permet de venir lire les valeurs des différents modules de communications. Je vais reprendre l’explication de l’aide d’Unity Pro qui me semble déjà bien complète.

Figure 8: Bloc READ_VAR

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Dans notre exemple nous allons envoyer une requête les unes après les autres pour ne pas planté le réseau car par expérience au bout de 4 requêtes simultanées les modules SOCOMEC ont tendance à ne plus trop bien le gérer. Donc nous allons attendre que la première requête soit faite pour lancer la deuxième. Alors j’ai créé des blocs DFB pour chaque module, un bloc DFB pour le U10 et deux autres pour le module I60 un pour les valeurs instantanées et un pour l’énergie. Je vais vous présenter chacun d’eux sachant que je ne présenterai pas la programmation des blocs qui se résume à la gestion des requêtes.

3. LES BLOCS DFB 3.1 Module de tension U10

Ce bloc permet de venir récupérer les informations du module de tension U10. L’index est un compteur qui s’incrémente dès que la requête est finie est passe donc à un autre bloc. L’adresse est l’adresse IP du DIRIS D50 ainsi que l’esclave que l’on souhaite lire donc l’adresse Modbus @3. Nous donnons le point de départ de la table @36864 et combien de mots nous voulons lire. Un bit de défaut communication signal un éventuel défaut, une entrée permet d’acquitter les défauts. En sortie, nous avons les valeurs que nous souhaitons récupérer. On peut voir que l’index de lecture est aussi en sortie car comme je l’ai dit plus haut il est incrémenté à la fin de la requête.

Figure 9: Bloc valeur module de tension U10

On y récupère la fréquence en Hz 1/1000 ainsi que la tension entre phases et phase/neutre en Volt 1/100.

Pour l’index penser à le mettre à 1 quand il est égal à 0 et quand il est supérieur à votre dernier bloc afin qu’il recommence.

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3.2 Module de courant I60 Je vous rappelle qu’il y a deux tables pour le module de courant I60, ce bloc permet de récupérer les valeurs instantanées. Le bloc fonctionne pareil que le bloc de tension on peut voir que l’index est de 2 donc c’est le second bloc qui sera lu. L’adresse Modbus est de @4. Nous commençons sur la première table @18432. Sur ce bloc nous récupérons l’intensité nominal en Ampère 1/1000, la puissance active en Watt 1/1000, la puissance réactive en Voltampère réactif 1/1000, la puissance apparente en Voltampère 1/1000 ainsi que le cos phi.

Figure 10: Bloc valeur instantanée

Voici le second bloc qui permet de récupérer les valeurs sur l’énergie. Donc avec un autre index mais toujours à la même adresse. On vient lire dans la première table des énergies @19840 Ici je viens juste récupérer la consommation en Wh de la pompe.

Figure 11: Bloc énergie

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4. PROGRAMMATION DFB Les blocs DFB servent à envoyer une requête de lecture de mots en MODBUS TCP. Je vais détailler le programme en ST.

4.1 Entrée / Sorties / Données

Figure 12: Entrée sortie bloc DFB

Gestion est un tableau de 4 INT et data est un tableau de 60 INT.

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4.2 Programme

Le morceau de programme ci-dessus est la gestion et l’envoie de la requête. Elle est identique dans tous les blocs. Initialisation du timeout Je viens mettre la valeur du timeout j’aurais bien pu mettre [Gestion[2] :=10 ;]. Requête Si je n’ai pas de requête en cours, logique que le bloc envoie qu’une seule requête et que chaque bloc est appelé que quand l’index est égal à l’index d’appel du bloc. Donc on peut voir la version en ST du bloc READ_VAR expliquer dans le chapitre 2. On vient donner l’adresse où lire, le type de donnée à lire, le début de la table avec sa longueur. Ensuite comme tout READ_VAR une table de gestion de 4 entiers et une table de réception où nous allons récupérer nos valeurs.

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Contrôle On vient contrôler que la requête c’est bien passer grâce à notre table de gestion notamment le deuxième mot [Gestion[1]]. C’est ici que l’on voit s’il y a une erreur si égale à 0 tout va bien si différent de 0 donc la requête ne s’est pas correctement passée. Quand cela ne se passe pas bien cela incrémente un compteur de défaut qui une fois à 100 monte un défaut de communication.

D’après les tables de communication donner dans le chapitre Présentation Matériels, nous récupérons les valeurs aux bonne endroit. Vous le remarquer dans ma requête je récupère tout et je viens chercher ce que j’ai besoin. Mais comme je récupère de INT dans un tableau de 60 INT (je sais c’est beaucoup mais au moins je ne suis pas bridée) je dois les remettre en format DINT grâce à la fonction INT_AS_DINT je viens mettre l’entier de poids fort et de poids faible. Ce programme est celui du bloc de tension U10 mais ce qui diffère c’est la seconde partie ou on vient récupérer les valeurs à des endroits différents.

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5. ORGANISATION PROGRAMME Alors la façon d’organiser votre programme ne tient qu’à vous et je ne vais pas donner la seule solution, mais je vais présenter ma façon afin de vous faciliter dans votre programmation et durant votre mise en service.

5.1 Structure J’ai créé deux structures une pour les informations du module de tension U10 et une pour le module d’intensité I60.

Figure 13: Structures

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5.2 Variables J’ai donc crée des variables qui ont comme type nos structures.

Figure 14: Variable

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CONCLUSION Voilà la fin de ce document je peux vous transmettre ses blocs afin de vous permettre de les utiliser. Ce document traire seulement sur comment les utiliser et non comment fonctionne les blocs malgré que j’ai abordé l’élément principal des blocs avec la fonction READ_VAR. J’ai déjà pu mettre en service ces compteurs énergétique et ces blocs fonctionnent. Je vais quand même finir sur des éléments à faire attention, si un module ne communique pas, un défaut de communication montera. Pour configurer vos modules prenait un câble de chargeur de portable qui fait synchronisation micro-USB comme ceux des Samsung Galaxy S6 ou S5. Pour les configurer télécharger le logiciel EasyConfig disponible sur inscription sur le site de SOCOMEC. Il permet de configurer vos modules simplement. Commencer par configurer votre module U10, ensuite configure vos modules I60 un à un. N’oubliez pas votre terminal de ligne sinon cela ne fonctionnera pas, il est à mettre sur le dernier module I60. Puis à la fin configurer le DIRIS D50 en choisissant la langue et mettre une adresse IP. Ensuite faire un scan des modules brancher et normalement vous devrez trouver vos modules avec la bonne adresse. Pour toutes modifications vous pouvez vous branchez directement sur le DIRIS D50 et depuis EasyConfig lancer un scan USB vous verrez apparaitre tous vos modules. Pour tout défaut n’hésitez pas à regarder dans le bloc le tableau de gestion qui vous donnera l’erreur s’il y a c’est plus facile à trouver quand on a déjà un indice.

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