Surveillance darmoires électriques protéger et surveiller les composants
Use Case
Dans les environnements industriels, les armoires électriques sont devenues indispensables. Elles remplissent des fonctions très variées: elles accueillent des composants et les protègent de la poussière, de la saleté et de lhumidité. Mais elles évacuent aussi la chaleur, offrent une protection contre les CEM et contre le contact.
Ce mode de pose protège les composants se trouvant à lintérieur des influences externes, qui pourraient causer un dommage ou une panne.
La situation initial
Si larmoire électrique nest pas surveillée au niveau de la température, de lhumidité et de la charge de lalimentation électrique, elle peut tomber en panne. En renonçant à la visualisation des données en direct, il est impossible de connaître son état de fonctionnement. Les dysfonctionnements sont dans ce cas constatés tardivement, voire uniquement quand la panne est déjà là. Sans oublier que cela empêche par exemple une optimisation de la gestion thermique ou encore de la consommation dénergie du refroidissement.
Objectif du projet
Maintenance en fonction de létat et préventive au besoin
Pour garantir le fonctionnement irréprochable dune armoire électrique, il est possible de surveiller les grandeurs suivantes
à laide de capteurs ifm et de moneo. Pour savoir comment venir à bout de cette tâche, lisez la suite.
1. Surveillance de lhumidité et de la température
Lhumidité relative joue un rôle essentiel à lintérieur dune armoire électrique. De lhumidité peut pénétrer dans larmoire électrique suite à un nettoyage, des précipitations ou de lhumidité ambiante et endommager les composants. En mesurant constamment lhumidité relative dans larmoire électrique, on identifie ces problèmes au plus tôt afin déviter des dommages consécutifs comme la corrosion ou les courts-circuits. Lobjectif est de maintenir lhumidité relative entre 20% et 60%.
La température aussi est un facteur déterminant. La température idéale est une température intérieure maximale de 35°C. Une température supérieure aurait en effet un impact négatif sur la durée de vie des composants alors quune température basse nest pas efficace et entraînerait des coûts plus élevés, car le refroidissement serait excessif.
La réalisation
Pour permettre cette surveillance, on installe moneo sur un serveur central et on active le module moneo RTM.
Pour la surveillance, on installe un multicapteur IO-Link ifm du type LDH292 pour mesurer la température et lhumidité relative à lintérieur et à lextérieur de larmoire électrique. Cela permet de prendre en compte les influences de la température ambiante. Les deux capteurs sont raccordés via un maître IO-Link IoT (par exemple, AL1350 ou AL1950). Les données sont transmises toutes les secondes au module central moneo RTM via le port IoT du maître IO-Link.
Comme le LDH292 fournit lhumidité relative en % comme valeur de process en plus de la température, une surveillance de cette grandeur de mesure a également lieu.
Sur la base des fiches techniques des appareils installés dans larmoire électrique, les valeurs limites correspondantes sont définies pour cette application.
Guide de choix
- Capteur de température et dhumidité de lair à lintérieur de larmoire électrique (LDH292)
- Capteur de température et dhumidité de lair à lextérieur de larmoire électrique (LDH292)
- Maître IO-Link (par exemple AL1350)
Tableau de bord
2. Surveillance de la température des hotspots (points chauds)
Malgré la mesure de la température à lintérieur de larmoire électrique, des composants électriques peuvent souffrir de hotspots, cest-à-dire des températures élevées sur des zones ciblées. En général, ces points chauds impactent des composants électroniques de puissance comme les convertisseurs de fréquence, les servo-entraînements ou encore les transformateurs.
Les hotspots subis par des composants individuels ont une influence négative directe sur la durée de vie. Les températures élevées provoquent en effet un assèchement plus rapide des condensateurs électrolytiques par exemple et entraînent alors limmobilisation complète de linstallation.
Ces hotspots ne peuvent pas toujours être évités par des modifications constructives ou un refroidissement actif. Il est donc judicieux de mesurer la température directement sur les composants concernés et denregistrer les heures de fonctionnement en fonction de la température. Ainsi, les composants pourront être remplacés ou entretenus à titre préventif avant de tomber en panne.
La réalisation
Pour y remédier, on installe moneo sur un serveur central et on active le module moneo RTM.
Pour la surveillance de larmoire électrique, on installe un multicapteur IO-Link ifm du type LDH292 pour la mesure de lhumidité relative et de la température dans larmoire électrique. Pour surveiller la température, on installe une sonde de température supplémentaire (TS2229) directement sur le transformateur. Une unité électronique dévaluation (TP3231) transforme le signal analogique de température en signal IO-Link.
Les deux capteurs sont raccordés via un maître IO-Link (AL1350). Les données sont transmises toutes les secondes au module central moneo RTM via le port IoT du maître IO-Link. De plus, le capteur de température est raccordé directement à un compteur dheures de fonctionnement. Celui-ci comptabilise les heures de fonctionnement en fonction de la température: lorsque la température est élevée, il le fait selon une cadence plus élevée que pour une température basse.
Guide de choix
- Capteur de température et dhumidité (LDH292)
- Unité électronique dévaluation (TP3231) + sonde de température (TS2229)
- Maître IO-Link (par exemple AL1350)
Tableau de bord
3. Surveillance de lalimentation 24V
Sur les armoires électriques en général et en particulier celles en extérieur, nous vous conseillons dêtre particulièrement vigilants sur la surveillance de lalimentation électrique. En effet, les alimentations 24V sont souvent négligées dans la surveillance. Ces circuits électriques ne sont pas du tout protégés ou seulement avec de simples fusibles.
Sans protection, le bloc dalimentation pourrait être surchargé ce qui, dans le pire des cas, pourrait entraîner un incendie dans larmoire électrique.
La réalisation
Pour surveiller lalimentation 24V, on installe des fusibles électroniques avec IO-Link, composés dun module dalimentation (DF2101) et de disjoncteurs électroniques (parex. DF2212 avec un courant nominal de 2A). Un module dalimentation permet dinstaller en série jusquà huit disjoncteurs électroniques, chacun doté deux canaux. Au total, cela permet donc de surveiller et protéger 16circuits électriques pour un courant total de 40A.
La communication IO-Link transmet en permanence les informations à jour des disjoncteurs électroniques, et notamment:
- Courant nominal actuel
- Tension de sortie
- État actuel de lappareil: court-circuit, surcharge, sous-tension
Les modules dalimentation sont respectivement raccordés via un maître IO-Link avec interface IoT (par ex. AL1350 ou AL1950). Les données sont transmises toutes les secondes à moneo RTM via le port IoT du maître IO-Link.
Le déclenchement dun canal du disjoncteur électronique est signalé par létat de lappareil. Puis cet état peut être évalué par moneo RTM et un message peut être généré automatiquement. Ce message peut, par exemple, être envoyé par e-mail au responsable de la partie de linstallation pour linformer du déclenchement du fusible.
Par ailleurs, létat actuel est visible directement sur le disjoncteur électronique concerné par un bouton avec LED détat (vert = fonctionnement sans erreur, rouge = déclenchement suite à court-circuit ou surcharge). Le dépannage sen trouve simplifié et vous savez directement quel canal est impacté. Le bouton permet de réarmer directement le fusible.
Guide de choix
- Module dalimentation et disjoncteur électronique (DF2101 + p. ex. DF2212)
- Maître IO-Link (par exemple AL1350)
Tableau de bord
La clé du succès
La surveillance darmoires électriques à laide de capteurs et de moneo RTM offre ainsi de nombreux avantages pour beaucoup dapplications:
- Un signalement précoce et automatique des erreurs est possible.
- Les coûts énergétiques peuvent être réduits grâce à un refroidissement ou un chauffage optimisé et la durée de vie des composants dans larmoire électrique est rallongée par une température ambiante optimale.
- Les dommages et arrêts inopinés suite à de lhumidité et des variations de température dans larmoire électrique sont évités. La surveillance permanente de la performance est garantie.
