Le servo-variateur ACOPOS P3 de B&R est un variateur modulaire haute performance conçu pour le contrôle précis de moteurs synchrones et asynchrones dans les applications industrielles critiques. Il est utilisé dans les robots industriels, machines d’assemblage, convoyeurs multi-axes et systèmes nécessitant une régulation précise du couple, de la vitesse et de la position. Son architecture modulaire permet une configuration flexible allant de 1 à 3 axes, avec intégration possible de modules SafeMOTION pour les fonctions de sécurité.
1. Sécurité et bonnes pratiques
Avant toute manipulation, le respect des normes de sécurité électrique est impératif. L’installation d’un ACOPOS P3 doit se faire hors tension et avec une mise à la terre conforme aux normes EN/IEC. Les risques incluent chocs électriques, arcs, courts-circuits, et la destruction des composants sensibles. Les opérateurs doivent porter gants isolants, lunettes et EPI appropriés.
Les composants ACOPOS P3 sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Un simple contact peut endommager les circuits intégrés de puissance ou le microcontrôleur interne. L’utilisation de bracelets ESD, tapis antistatiques et procédures de manipulation spécifiques est obligatoire.
Lors du transport et du stockage, les modules doivent être conservés à l’abri de l’humidité et des chocs, et ne jamais être empilés. Le transport vertical est recommandé pour éviter des dommages internes.
Sur le plan de la cybersécurité, les variateurs ACOPOS P3 intégrés à un réseau Ethernet POWERLINK doivent être protégés par segmentation réseau, firewall industriel, mots de passe robustes et mises à jour régulières des firmwares et modules de sécurité.
2. Compréhension technique et fonctionnement interne
Chaque ACOPOS P3 est identifié par une order key qui définit : la tension d’alimentation, la puissance, le nombre d’axes et les options comme SafeMOTION ou modules additionnels. Exemple : P3-080-1-2-XX, où XX représente les modules enfichables et options spécifiques.
Les modules 1-3 axes permettent de choisir la configuration adaptée à l’application :
- 1-axe : applications simples ou isolées, faible encombrement.
- 2-axes : contrôle double moteur synchronisé ou indépendant, idéal pour convoyeurs et machines doubles axes.
- 3-axes : coordination multi-moteurs pour robots ou machines complexes, compatible avec SafeMOTION.
Les LEDs et diagnostics fournissent des informations essentielles :
- POWERLINK : état du réseau.
- Ax1/Ax2/Ax3 : état des axes (RUN, FAULT, ENABLE).
- R/E : erreur et reset.
- SE : état sécurité et déclenchements STO, SS1, SS2.
Les variateurs supportent plusieurs interfaces d’encodeurs :
- EnDat 2.2 / 3.0 : encodeurs absolus haute précision, bidirectionnels, utilisés pour calibration et diagnostics.
- BiSS / SSI : encodeurs standards absolus industriels.
- Hiperface DSL : encodeurs numériques haute vitesse, faible câblage.
Les modules SafeMOTION intègrent des fonctions de sécurité critiques comme STO (Safe Torque Off), surveillance d’axes et limites SIL2/SIL3 ou PLd/PLe. Les modules classiques ne gèrent que le contrôle moteur standard.
3. Accessoires et connectivité
Pour garantir la performance et la sécurité, ACOPOS P3 nécessite l’utilisation de filtres EMC (8B0F / 8EF) côté alimentation pour réduire les perturbations. Les modules enfichables 8EAC permettent de connecter facilement les resolvers, I/O, signaux analogiques et encodeurs numériques.
Le choix des câbles B&R (moteur, resolver, EnDat, hybrides) doit respecter la longueur maximale, le type d’encodeur et les exigences environnementales (EMC, température). Les accessoires incluent ventilateurs, borniers, blindages EMC, capots et rallonges pour protéger les modules et assurer leur fonctionnement optimal.
4. Installation et dimensionnement
L’installation physique doit respecter la ventilation et l’orientation verticale pour éviter la surchauffe. Le dimensionnement inclut :
- calcul du courant nominal du variateur,
- sélection du fusible approprié,
- dimensionnement du filtre EMC selon l’application.
Le DC Bus des modules ACOPOS P3 peut être partagé pour alimenter plusieurs axes et modules, mais il est crucial de respecter les limites de tension et courant afin d’éviter des surcharges. Les braking resistors doivent être dimensionnés en fonction de l’énergie cinétique à dissiper.
Les tests d’isolement et de haute tension sont essentiels avant mise en service, selon les normes IEC 60204-1 et IEC 61131, pour assurer l’intégrité électrique des modules.
5. Sécurité machine et SafeMOTION
Les fonctions hardwired (STO, SS1, SS2, SLS, SOS) permettent d’arrêter ou limiter le mouvement des axes en cas de détection de danger. Les modules SafeMOTION ajoutent des fonctionnalités de sécurité intégrées, avec diagnostics internes, SIL2/SIL3 et PLd/PLe.
Des schémas de câblage types sont fournis par B&R pour chaque fonction de sécurité et niveau SIL/PL, incluant relais de sécurité et retour de signal, garantissant une sécurité complète de la machine.
6. Certifications et conformité
Les variateurs ACOPOS P3 disposent des certifications CE, UL, CSA, UKCA, KC, attestant de leur conformité aux normes de sécurité, compatibilité électromagnétique et exigences légales. L’installation doit suivre les normes EMC (EN 61800-3, IEC 61000-6) avec blindage et câblage correct pour minimiser les perturbations.
7. Annexes techniques
Le forming des condensateurs DC Bus est indispensable après un stockage prolongé pour restaurer la capacité nominale et éviter des défauts au démarrage.
La compatibilité moteurs inclut les séries 8LS, 8LT, 8LV, avec tableaux détaillés pour câblages, polarités et feedback des encodeurs.
Enfin, les pics de charge et résistances externes doivent être analysés pour éviter surcharge, surintensité ou déclenchements intempestifs, garantissant la longévité et la fiabilité du système.
Exemples de pannes fréquentes et solutions :
- Erreur STO déclenchée → vérifier câblage et retour de sécurité.
- Erreur POWERLINK → contrôler connexion réseau et configuration.
- Surcharge moteur / déclenchement fusible → recalculer courant nominal et résistance de freinage.
- Communication encodeur perdue (EnDat / BiSS) → vérifier longueur câble et terminaison correcte.