FONCTIONS : TP 2 durée :

COMMANDER la PUISSANCE par TOR, CONVERTIR & MODULER l’NRJ.

COMMUNIQUER 5h
SUPPORT TECHNIQUE : SOUS SYSTEME MALAXEUR HABILIS et VARIATEUR ATV31
TITRE : REALISATION du SCHEMA & ETUDE – ESSAIS de la COMMUNICATION

PREREQUIS :

- Schémas de commande et de puissance des variateurs de type ‘ATV’ Schneider,

- Communication : différents types de réseaux.

DONNEES :
* documentation :
- Documents liaison modbus,
- documents techniques nos 1 à 7.

* matériel :
- PC doté du logiciel Trace Elec Pro + guide simplifié Trace,
- PC doté du logiciel PL7 micro et du fichier ‘atv31 tp2.stx’,
- sous système ‘platine atv31’ et moteur 300 W.

TRAVAIL DEMANDE : - VOIR détails joints -

I: fonction Cde TOR / Schémas sous Trace Elec Pro……………………….2 h

II: fonction COMMUNIQUER: …………………………………………….3h

CRITERES d' EVALUATION / BAREME :

Partie I : ……./ 8
- exactitude du schéma………………………………………………/6
- autonomie pendant la conception du dessin ………………………./2

Partie II : ……/ 22
- 2.1… les 4 premières questions sur 1pt , les 4 autres sur 2 pts.……./12
- 2.2………1pt par question………………………………………...../10

- 1 note sur 20 pts -

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 TP 2
DETAILS du TRAVAIL DEMANDE :

Afin de faciliter le travail des opérateurs intervenant sur différentes unités de malaxage de type Habilis,
l’entreprise décide de remplacer ses variateurs de vitesse les plus anciens par des modulateurs de type
ATV31 de la société Schneider. La mise sous tension et l’arrêt devront se faire depuis 1 poste de
commande supplémentaire à celui proposé dans le schéma type ci-après.Par ailleurs, une double
signalisation lumineuse TBT~ permettra de vérifier que le partie commande est sous-tension et que le
variateur est bien alimenté.

I SCHEMA sous Trace Elec Pro: …………………………………………….……………… 2 h

NB :Ce travail ne pourra être conduit qu’à 2 élèves maximum par ordinateur.
En s’inspirant du schéma type du constructeur de l’altivar 31 ci-dessous :
- Lancer le logiciel Trace Elec, créer un dossier ‘ATV31_votre nom’,
- dessiner le schéma (puissance et commande) en implantant sur la partie commande les 2 postes
à boutons poussoirs ainsi que 2 voyants lumineux 24 V alternatif, un indiquant ‘TBT prête à
fonctionner’ , l’autre ‘variateur sous tension’,
- dans les propriétés du folio, donner un titre au folio ainsi réalisé et inscrire votre nom soit dans
le champ ‘dessiné par’, soit dans le champ ‘titre 2’,
- pour tout ce qui concerne les bornes, le texte ou des symboles un peu particuliers, les ‘boîtes
noires’, consulter avec le plus d’autonomie possible l’aide intégrée au logiciel,
- procéder à l’aperçu avant impression en suivant le guide,
- imprimer le schéma.

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 TP 2
DETAILS du TRAVAIL DEMANDE :

II Modulateur en communication « Modbus » : ………………………………………….… 3h

Dans le but d’assurer également une supervision du fonctionnement et une maintenance de
qualité, l’entreprise envisage de mettre en réseau certaines de ses unités de malaxage, la
gamme des variateurs ATV31 dits communicants convient parfaitement à ce projet.
RACCORDEMENT par SYSTEME de CABLAGE de type ‘RJ45’

2-1 : Etude théorique …………………………………………………………..….1h maxi

2.1.1 La puissance du moteur asynchrone triphasé = 1,5 kW, l’alimentation est monophasée
230V. Choisir le variateur de vitesse communicant pour cette application (voir doc tech. N°1).
2.1.2 Le variateur de vitesse communique à travers un bus de données, préciser le mode de
transmission des informations sur ce bus.
2.1.3 Le mode de transmission du variateur est « série asynchrone half duplex ».Expliquer ces
termes (voir doc technique N° 2).
2.1.4 La liaison utilisée dans notre application est une liaison série RS 485. Quels sont les
avantages de cette liaison par rapport à une RS 232 (voir doc technique N° 2).
2.1.5 On veut calculer le temps de transmission d’un message (demande réponse) entre le
maître et l’esclave. Le maître envoie un mot à une vitesse de 19200 bits/seconde. Le mode
de transmission choisi (RTU), la séquence pour transmettre un octet est la suivante :
1 bit de start, 8 bits de données, 1 bit de parité, 1 bit de stop.
* La trame de transmission de demande du signal est :
N° esclave Code fonction Adresse du mot à écrire Valeur du mot Mot de controle
1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet
* La trame de transmission de réponse du signal est :
N° esclave Code fonction Adresse du mot à écrire Valeur du mot Mot de controle
1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet 1 octet
Calculer :
Le temps de transmission d’ un bit,
Le temps de transmission des 8 bits de données + parité + stop + start,
Le temps de transmission de demande d’un mot,
Le temps de transmission de réponse d’un mot,
Le temps de transmission total du message si le temps de traitement du variateur vaut 10ms.
2.1.6 La procédure de mise en marche du variateur atv-31 est donnée sur le doc technique N°3
et la liste des variables sur le doc technique N°4. Donner la signification et la particularité
des 3 variables « ETA », «MSK », « CMD » utilisés dans le graphe d’état DRIVE COM.
2.1.7 Dans un fonctionnement donné, l’état de la variable « ETA » est 16#8627, convertir ce
mot en binaire.
2.1.8 Grâce à la doc technique N°4, justifier l’état des bits b1, b7, b15 du mot « ETA ».

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 TP 2
DETAILS du TRAVAIL DEMANDE :

2.2 : atv-31 sur platine commandé par l’API via la liaison Modbus ……..2 h

2.2.1 Hors tension, procéder aux différents raccordements, d’abord entre la platine atv-31 et le
moteur asynchrone (justifier rapidement sur feuille A4 le couplage du moteur) puis entre
l’automate, l’atv-31 et le PC. Faire vérifier aux professeurs.
ORGANISER PARFAITEMENT le POSTE de TRAVAIL : la SECURITE
et l’ ERGONOMIE doivent être respectées .

2.2.2 Mettre l’API et le PC sous tension, ouvrir le programme « atv31 tp2.stx » dans le répertoire
TSTI électrotech et depuis le navigateur d’application, relever la configuration matérielle de la
carte de communication sur la voie 1.

2.2.3 Mettre l’atv-31 sous tension, entrer dans le menu Com sur la face avant de l’atv et relever le
paramètre tbr correspondant à la vitesse de transmission.
Ce paramètre est-il identique à la vitesse de transmission de la carte de communication (cf.
q.2.2.2) ? Si oui , cela paraît-il normal ? justifier.

2.2.4 Transférer le programme, mettre l’API en Run et tester la voie de communication dans le
menu mise au point. Préciser le résultat de cet essai.

2.2.5 En présence du professeur et à l’aide de la procédure de mise en service ( doc technique

N°7), tester le bon fonctionnement du programme.

2.2.6 Ouvrir les tables d’animations disponibles afin d’en commenter tous les mots et tous les
bits. Utiliser la documentation technique N° 4 et N° 6.

2.2.7 Dans le programme, rechercher comment modifier les paramètres suivants :

HSP = 40 Hz, LSP = 10Hz , ACC = 15s, DEC = 8s,
Puis, en présence du professeur, valider la modification par un essai.

2.2.8 Grâce à l’afficheur de l’atv-31 dans le menu surveillance – ou supervision -, vérifier que les
valeurs des registres LCr et rFr sont identiques à celles présentes dans la table d’animation.
Montrer cette manip au professeur.

2.2.9 Vérifier également que les paramètres de la question 2.2.7 ont bien été pris en compte et que
l’afficheur de l’atv-31 donne les bonnes valeurs. Montrer cette manip au professeur.

2.2.10 Relever dans le programme automate (traitement post) la ou les lignes de programme
permettant de contrôler à distance l’évolution du courant dans le moteur.
A l’aide de la doc technique N °5, expliquer le détail de la syntaxe du module Operate
correspondant.

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 Document technique N°1

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 Document technique N°2
LES TRANSMISSIONS DE DONNEES
TRANSMISSION PARALLELE
Les données en sortie des organes de traitement de I'information sont présentées généralement sous
forme de mots de n bits. La transmission parallèle consiste a émettre simultanément ces n bits
d'information et nécessite par conséquent une ligne de transmission de n fils appelée bus, associée à des
fils de contrôle et de commande.
Utilisée pour des courtes distances, chaque canal ayant tendance à perturber ses voisins.

TRANSMISSION SERIE
En environnement industriel on préfère utiliser la transmission série asynchrone plus simple à mettre en oeuvre et
moins coûteuse. La ligne peut ne comporter qu'un fil; on en utilise en général 3: émission; réception; masse.
Les éléments binaires d'informations (bits) d'un mot ou caractère sont alors envoyés successivement les
uns après les autre (sérialisation) au rythme d'un signal d'horloge. Le récepteur effectue I'opération
inverse: transformation série / parallèle à partir de son horloge ayant la même fréquence que celle de
I'émetteur.

LES SENS DE TRANSMISSION :

Transmission simplex qui transporte l'information dans un seul sens.
Transmission half-duplex permet le transport d'information dans les deux directions mais pas
simultanément.
Transmission full-duplex pour lesquels l'information est transportée simultanément dans chaque sens.

LES DIVERS TYPES DE TRANSMISSION SERIE :

Transmission série Synchrone : Les informations sont transmises en continu ; un signal de
synchronisation est transmis en parallèle aux signaux de données.
Transmission série Asynchrone : Les informations peuvent être transmises de façon irrégulière,
cependant, l’intervalle entre deux bits est fixe.
Des bits de synchronisation (START, STOP) encadrent les informations de données.

ARCHITECTURES Connecteur SubD9

Une boucle de courant de 20mA est une liaison Raccordement sur SubD9, longueur maxi
multipoints (le nombre de points dépend des 3000m à une vitesse de 1200 bauds et
types d’émetteurs/ récepteurs, via un câble de 4 300m à 9600 bds avec une topologie en bus
fils
Une liaison RS232 est une liaison point à point Raccordement en sub D9 ou 25 point ;
via un câble de 3 fils minimum longueur maxi 15m à 19200bds
Une liaison RS422 est une liaison point à point Raccordement sur Sub D9 conseillé,
via un câble de 4 fils minimum pour longueur maxi 1200m à 19200bds
fonctionnement en full duplex
Une liaison RS485 est une liaison multipoints (32 Raccordement sur sub D9 conseillé ;
maxi) via un câble de 2 fils minimum pour longueur maxi 1200m à 19200bds, topologie
fonctionnement en half duplex en bus

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 Document technique N°3
CONFIGURATION de la COMMUNICATION du VARIATEUR ATV31

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 Document technique N°4
Principaux MOTS ET VARIABLES UTILISES (R= Read= Lecture. W = Write = Ecriture)
Mot API Registre ATV Code Commentaire Particularité
%MW10 8501 CMD Mot de Commande R/W
%MW20 8502 LFR Consigne de fréquence par le bus (x0,1Hz donc écrire 100 pour R/W
10 HZ)
%MW30 8504 CMI Mot de commande étendu R/W
%MW100 3201 ETA Mot d'état R
bit 0 : Ready to switch on
bit 1 : Switched on
bit 2 : Operation enabled
bit 3 = 0 : Absence de défaut
bit 3 = 1 : Malfunction, présence d'un défaut (FAI)
bit 4 : Voltage disabled (toujours égal à 0)
bit 5 : Quick stop
bit 6 : Switch on disabled
bit 7 = 0 : Absence d'alarme
bit 7 = 1 : Présence d'une alarme
bit 8 : Réservé
bit 9 = 0 : Forçage local en cours (FLO)
bit 9 = 1 : Absence de forçage local
bit 10 = 0 : Consigne non atteinte (régime transitoire)
bit 10 = 1 : Consigne atteinte (régime établi)
bit 11 = 0 : Consigne LFRD normale
bit 11 = 1 : Consigne LFRD hors limites (< LSP ou > HSP) Attention,
LFRD est exprimé en tr/
mn, LSP et HSP en Hz
bits 12 et 13 : Réservés
bit 14 = 0 : Pas d'arrêt imposé par la touche STOP du clavier intégré
(ATV31...A) ni du terminal
déporté
bit 14 = 1 : Arrêt imposé par la touche STOP du clavier intégré
(ATV31...A) ou du terminal
déporté
bit 15 = 0 : Sens de rotation avant (fréquence de sortie)
bit 15 = 1 : Sens de rotation arrière (fréquence de sortie)
%MW101 Mot d’état "masqué avec 00FF » permet d’utiliser xx00 à xxFF ;
on ne tient donc pas compte dans le mot masqué de l’état des 8
bits de poids fort
%MW110 3202 RFr Fréquence appliquée au moteur R
%MW120 3204 LCR Courant dans le moteur R
(unité 0,1 A)
%MW241 3105 LSP Petite vitesse (%KW4) R/W
%MW240 3104 HSP Grande vitesse (%KW3) R/W
%MW260 9001 Acc Accélération (%KW1) R/W
%MW261 9002 DeC Déccélération (%KW2) R/W
%C1 Compteur permettant de cadencer les commandes R/W pour
éviter la saturation
%I.1 Bouton arrêt variateur affichage « rdY »
%I1.2 Bouton variateur prêt affichage « 00 »
%I1.3 Bouton présélection de vitesse (10HZ)
%I1.4 Bouton présélection de vitesse (20HZ)
%II.5 Bouton présélection de vitesse (30HZ)
%I1.6 Bouton présélection de vitesse (40HZ)
%I1.7 Bouton Atv mis en attente affichage « nst »

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 Document technique N°5

Affectation des registres variateur à des mots automate

Extrait DOC: « paramètres

de communication »

Mot de contôle transmission,

Son bit 0

Détail de la syntaxe READ_VAR :

Ici, CMD (adresse 8501) placé dans mot %MW10 API

La syntaxe de la fonction de communication READ_VAR se présente sous la forme suivante:

Exemple

READ_VAR(ADR#0.1.1, `%MW', 100, 1, %MW10:1, %MW40:4)

Le tableau suivant décrit les différents paramètres de la fonction.

ADR#0.1.1 Adresse de l'entité destinataire de l'échange. Les adresses suivantes {Réseau.Station}APP,

{Réseau.Station}APP.num et les adresses en diffusion (ALL) sont interdites dans ce champ.
Ici : Module 0 ; Voie 1 ; esclave 1
`%MW', 100 %MW: mot interne à lire
1 Nombre d’objets à lire
%MW10:10 Tableau de mots contenant la valeur des objets lus.

%MW40:4 Compte rendu d’opération

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 Document technique N°6

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 Document technique N°7
Procédure de mise en service simplifiée

Début
AffichageATV: « nst »

non
% I1.7 = 1 ?

Aff. ATV : « nst »

non
% I1.7+
% I1.2* %/I1.7=1 ? RunStop
=1?

Aff. ATV : « 0.0 »

Présélection de vitesses par

% I1.3 ⊕ %I1.4 ⊕%I1.5 ⊕ %I1.6

ATV affiche la
consigne fréquence

RunStop= 1?
% I1.1*% /I1.2 =1 ?

I1.1. I1.7= 1 ?

Aff.ATV: “ Rdy ”

% I1.2 = 1 ?

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