Brevet FR2602926A1 — publié le 19880219

- 1 DISPOSITIF DE REGLAGE ET DE DIALOGUE NOTAMMENT POUR VARIATEUR DE VITESSE. La présente invention concerne un dispositif de réglage et de dialogue pour appareil électronique de commande de puissance tel qu'un variateur de vitesse. Les variateurs électroniques de vitesse sont couramment utilisés en association avec des moteurs à courant continu ou à courant alternatif pour entraîner ces moteurs à vitesse variable. Il est connu d'utiliser sur un variateur de vitesse un afficheur ou bien une ou plusieurs diodes photoémettrices permettant de visualiser, par exemple, un état de marche et un état de défaut du variateur. Cependant, cette visualisation est limitée et ne permet pas à l'opérateur d'entreprendre un 15 dialogue ni d'effectuer un réglage continu de paramètres étroitement liés au fonctionnement du variateur. Il est en effet souhaitable de pouvoir procéder facilement au réglage continu de paramètres tels que les rampes d'accé20 lération et de décélération, les butées de vitesse haute et basse, la loi tension/fréquence dans le cas d'un convertisseur de fréquence, etc... et de visualiser les valeurs de ces paramètres. - 2 On peut songer utiliser à cet effet un terminal de dialogue, mais celui-ci nécessite une connexion spécifique et constitue un appareil complémentaire distinct du variateur de vitesse. L'invention a en particulier pour but de permettre un réglage des principaux paramètres de fonctionnement d'un appareil électronique de commande de puissance tel qu'un variateur de vitesse, à l'aide de moyens simples, intégrés au variateur 10 et aisément accessibles. Elle a pour autre but de faciliter le dialogue avec l'opérateur et de faire bénéficier ce dernier des moyens d'affichage utilisés pour le réglage en vue d'examiner d'autres 15 données d'exploitation non réglables ou de constater des défauts de fonctionnement du variateur de vitesse. Selon l'invention, un dispositif de réglage et de dialogue est associé à l'appareil électronique de puissance et 20 comprend un support fixe disposé dans le variateur et présentant, d'une part, des potentiomètres de réglage pour des paramètres respectifs de fonctionnement du variateur, d'autre part, un afficheur alphanumérique susceptible de visualiser les valeurs effectives des paramètres respec25 tifs; au moins un bouton d'avance permettant à l'opérateur d'examiner séquentiellement les paramètres respectifs; un processeur présentant des entrées reliées, d'une part, au bouton d'avance, d'autre part, aux potentiomètres via au moins un convertisseur analogique-numérique des sorties 30 reliées à l'afficheur, et des moyens de traitement agencés pour scruter les entrées et visualiser sur l'afficheur en réponse à l'actionnement du bouton d'avance un code représentatif du paramètre scruté et/ou la valeur de ce paramètre; le support constituant une partie d'une carte à cir35 cuit imprimé de commande logée dans une enveloppe du variateur de vitesse; ladite enveloppe présentant en face avant une partie amovible susceptible d'être ouverte par l'opérateur pour lui rendre accessible le support. Z602926 - 3 L'intervention de l'opérateur pour régler les paramètres considérés est donc possible et ne nécessite pas d'appareil supplémentaire puisque le support est intégré au variateur. De préférence, le bouton d'avance est accessible et l'afficheur lisible lorsque la partie amovible de l'enveloppe est fermée, de sorte que l'opérateur peut faire défiler les codes et les valeurs des divers paramètres pour en effectuer la lecture sans pouvoir procéder au réglage. 10 Les moyens de traitement peuvent comprendre un moyen de scrutation séquentielle des entrées reliées aux potentiomètres en fonction des actionnements successifs du bouton d'avance, et des moyens de mémorisation et de commande 15 d'affichage aptes à déterminer en réponse à chaque actionnement du bouton la visualisation sur l'afficheur d'un code représentatif du paramètre scruté et la valeur de ce paramètre. Les moyens de mémorisation et de commande d'affichage sont de préférence agencés pour visualiser sur l'afficheur des codes représentatifs d'états ou de paramètres non réglables ou de défauts de fonctionnement - voire de défauts fonctionnels suite à une procédure d'autotest - et pour déterminer à 25 chaque actionnement du bouton la visualisation du code de paramètre puis la valeur de ce paramètre. D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode 30 de réalisation, en regard des figures annexées. La figure 1 représente schématiquement en élévation de face un variateur de vitesse muni du dispositif conforme à l'invention; La figure 2 montre partiellement la coupe II-II de la figure 1; -4 La figure 3 montre à plus grande échelle la plage A du circuit imprimé de commande du variateur de vitesse de la figure 1; La figure 4 est un schéma synoptique du variateur de vitesse; La figure 5 représente une partie d'une séquence de réglage; et La figure 6 montre l'ordre d'affichage des codes d'exploitation. Le variateur de vitesse représenté est un convertisseur de 15 fréquence associable à un moteur asynchrone. Le variateur de vitesse 10 présente (figure 1) une enveloppe extérieure 11 dotée en face avant d'un capot amovible 12. Le capot 12 est, par exemple, fixé à l'enveloppe 11 au moyen de vis 13. Un circuit imprimé de commande 14 est disposé dans l'enveloppe parallèlement au capot 12 et présente, d'une part, une plage A formant le support fixe du dispositif de réglage et de dialogue selon l'invention, d'autre part, une plage B entourant A. La plage B sert de support aux autres composants du circuit de commande. La plage de réglage et de dialogue A comporte (figure 3) un 30 bouton 15 d'avance ou autre élément manuel d'actionnement permettant à l'opérateur d'examiner séquentiellement les valeurs des paramètres respectifs, plusieurs-potentiomètres 16 de réglage de paramètres d'exploitation notés: ACC, DEC, LSP, HSP, UFR, ITH et STA et un afficheur 17 alphanumérique 35 par exemple composé de trois cellules de sept segments. La plage A comprend en outre quatre commutateurs 18a-d. La fonction des potentiomètres 16 et des commutateurs 18 sera expliquée plus loin. La plage A est protégée des contacts - 5 directs par une plaque isolante C fixée au circuit imprimé 14 et convenablement ajourée pour laisser apparants ou traversants les éléments 15-18. Le bouton d'avance 15 est accessible de l'avant du variateur de vitesse même lorsque le capot 12 est fixé à l'enveloppe 11 (figure 2). L'afficheur 17 est alors visible à travers une fenêtre transparente prévue dans le capot 12. Les éléments 16, 18 ne peuvent par contre être manipulés qu'après ouverture ou retrait du capot 12. Il va de soi qu'à la place de celui-ci on pourrait prévoir une porte ou un couvercle amovible. Le variateur de vitesse 10 comprend (figure 4) une partie puissance 20 et une partie de commande 21, cette dernière étant portée par le circuit imprimé 14. La partie puissance 20 présente un redresseur 20a relié à 20 des conducteurs du réseau L1, L2, L3, un circuit intermédiaire de tension continue 20b et un onduleur 20c dont les sorties U, V, W peuvent être reliées aux enroulements du moteur asynchrone. L'onduleur 20c est un pont à six transistors dont les bases sont commandées par un circuit de 25 commande 22 inclus dans la partie 21. L'état bloqué ou passant des transistors est déterminé par le circuit 22 en fonction de l'état de sorties 23a d'un microprocesseur 23, dont d'autres sorties 23b sont reliées à l'afficheur 17 du dispositif de réglage et de dialogue. 30 L'interrupteur commandé par le bouton d'avance 15 est relié à une entrée 23c du microprocesseur; les potentiomètres 16 de réglage de vitesse basse LSP et de vitesse haute HSP sont reliés aux entrées d'un convertisseur tension-fréquence 24 35 dont la sortie est reliée à une entrée 23d du microprocesseur; les potentiomètres 16 de réglage d'accélération ACC, de décélération DEC, de loi tension/fréquence UFR, de protection thermique du moteur ITH et de stabilité STA sont reliés aux entrées d'un convertisseur numérique-analogique 25 dont lessorties sont reliées à des entrées 23e du microprocesseur. Le commutateur 18a permet de sélectionner l'entrée de consigne. de vitesse, par exemple pour un capteur 0-20 mA dans une position et un capteur 4-20 mA dans l'autre position. Les commutateurs 18b et 18c permettent de sélectionner 10 respectivement la plage de fréquence de fonctionnement et la loi tension/fréquence. Le commutateur 18d permet de sélectionner le fonctionnement normal ou le fonctionnement en autotest. 15 Un cavalier de sélection de la fréquence de sortie à la tension nominale est par ailleurs prévu sur le circuit imprimé 14. Au microprocesseur 23 sont associés des moyens matériels et logiciels de traitement comprenant un moyen de scrutation séquentielle des entrées 23d, 23e en fonction des actionnements successifs du bouton d'avance 15, ainsi que des moyens de mémorisation et de commande d'affichage aptes à détermi25 ner en fonction de l'action exercée sur le bouton d'avance l'affichage alphanumérique en 17 d'un code représentatif du paramètre scruté, puis la valeur de ce paramètre. On constate ainsi (figure 5) que chaque opération d'afficha30 ge initiée par une pression sur le bouton-poussoir d'avance comporte une phase 30 de durée 0,5 à 1 seconde par exemple consistant en la visualisation d'un code du paramètre scruté; il s'agit ici du code "ACC" de rampe d'accélération; puis une phase 31 consistant en l'affichage de la 35 valeur du paramètre dans l'unité qui lui est propre. L'opérateur effectue le réglage souhaité en faisant tourner le potentiomètre 16 référencé ACC à l'aide d'un tournevis. Il est important de noter que, d'une part, le réglage s'effectue pendant la marche du variateur, d'autre part, la valeur affichée évolue pendant le réglage, de sorte que l'opérateur peut immédiatement contrôler et affiner son réglage. Le fonctionnement du dispositif de l'invention va maintenant être décrit en regard de l'organigramme de la figure 6 qui montre les affichages successifs des codes d'exploitation et 10 de défaut à partir d'une mise sous tension du variateur. Tant que le réseau est trop faible ou en cas de sous-tension passagère, on observe l'affichage en 17 du code 32 USF; s'il y a absence dé phase ou coupure fugitive du réseau, on 15 observe l'affichage du code 33 PHF. Puis le code 34 indique la phase de charge des condensateurs et le code 35 RDY apparait pour déclarer le variateur prêt à fonctionner. Si le variateur est couplé à un automate programmable au moyen d'un coupleur de communication série, on observe le code 36 20 SLC. Le code d'un défaut éventuel de fonctionnement peut apparaître en 37. Lorsque l'opérateur presse le bouton 15, il fait apparaître à chaque pression un nouveau code de paramètre d'exploita25 tion suivi de la valeur de ce paramètre. Les premiers paramètres de codes 38 sont des paramètres non réglables à l'aide des potentiomètres: FRH: consigne de fréquence en hertz, établie par un organe extérieur, LCR: courant moteur en ampères, HTR: état thermique du moteur en % de l'échauffement nominal du moteur. - 8 Les paramètres suivants de.codes 39 sont des paramètres réglables à l'aide des potentiomètres: ACC: rampe d'accélération en secondes, DEC: rampe de décélération en secondes, LSP: borne inférieure de vitesse en hertz, HSP:borne supérieure de vitesse en hertz, UFR:loi tension/fréquence linéaire ou non, ITH:courant thermique en ampères, 15 ULH:tension ligne en volts efficaces. Une pression continue sur le bouton 15 provoque le défilement cyclique des codes 35-39; le relâchement du bouton 15 20 produit l'affichage de la valeur du dernier paramètre dont le code a défilé. Dans un mode de réalisation plus coûteux, on peut prévoir une visualisation simultanée du code 38, 39 du paramètre 25 d'exploitation et de la valeur du paramètre sur des parties d'afficheur distinctes. L'invention s'applique à d'autres appareils électroniques de puissance, notamment à des gradateurs. - 9 Revendications 1. Dispositif de réglage et de dialogue notamment pour variateur de vitesse, caractérisé par: - un support fixe (A) disposé dans le variateur et présentant, d'une part, des potentiomètres de réglage (16) pour des paramètres respectifs de fonctionnement du variateur, d'autre part, un afficheur alphanumérique (17) susceptible de visualiser les valeurs effectives des paramètres 10 respectifs, - au moins un bouton d'avance (15) permettant à l'opérateur d'examnier séquentiellement les paramètres respectifs, - un processeur (23) présentant des entrées (23c, 23d, 23e) reliées, d'une part, au bouton d'avance, d'autre part, aux potentiomètres via au moins un convertiseur analogiquenumérique (25, 24), des sorties (23b) reliées à l'afficheur, et des moyens de traitement agencés pour scruter 20 les entrées et visualiser sur l'afficheur (17) en réponse à l'actionnement du bouton d'avance (15) un code (39) représentatif du paramètre scruté et/ou la valeur de ce paramètre, - le support constituant une partie d'une carte à circuit imprimé (14) de commande logée dans une enveloppe (11) du variateur de vitesse, - ladite enveloppe présentant en face avant une partie amo30 vible (12) susceptible d'être ouverte par l'opérateur pour lui rendre accessible le support (A). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouton d'avance (15) est accessible 35 et l'afficheur (17) lisible lorsque la partie amovible (12) de l'enveloppe (11) est fermée. - 10 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement associés au processeur sont agencés pour produire sur l'afficheur (17) une visualisation de codes alphanumériques (32-38) repré5 sentatifs d'états non réglables de fonctionnement ou de défauts affectant le fonctionnement du variateur de vitesse. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement associés au 10 processeur sont agencés pour déterminer une séquence d'autotest du variateur de vitesse, en réponse à la manipulation d'un commutateur d'autotest (18d) prévu sur le support (A), et pour produire sur l'afficheur (17) une visualisation de codes alphanumériques représentatifs de défauts fonction15 nels du variateur de vitesse. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un commutateur de plage de fréquence (18b) est disposé sur le support (A). 20 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un commutateur de loi tension/fréquence (18c) est disposé sur le support (A). 7. Dispositif de réglage et de dialogue pour variateur de vitesse, caractérisé par: - un support fixe (A) disposé dans le variateur et présen30 tant, d'une part, des potentiomètres de réglage (16) pour des paramètres respectifs de fonctionnement du variateur, d'autre part, un afficheur alphanumérique (17) susceptible de visualiser les valeurs effectives des paramètres respectifs, - au moins un bouton d'avance (I5) permettant à l'opérateur d'examiner séquentiellement les paramètres respectifs, - 11 - un processeur (23) présentant des entrées (23c, 23d, 23e) reliées, d'une part, au bouton d'avance, d'autre part, aux potentiomètres via au moins un convertisseur analogiquenumérique (24, 25), des sorties (23b) reliées à l'affi5 cheur et des moyens de traitement comprenant: un moyen de scrutation séquentielle (23f) des entrées (23d, 23e) reliées aux potentiomètres en fonction des actionnements successifs du bouton d'avance 10 (15), des moyens de mémorisation et de commande d'affichage (23g) aptes à déterminer en réponse à chaque actionnement du bouton (15) la visualisation sur 15 l'afficheur (17) d'un code (39) représentatif du paramètre scruté et la valeur de ce paramètre. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le variateur de vitesse comprend des 20 moyens de détection d'état coopérant avec les moyens de mémorisation et de commande d'affichage (23g) pour visualiser sur l'afficheur (17) des codes (32-38) représentatifs d'états non réglables ou de défauts de fonctionnement affectant le variateur de vitesse, et/ou la valeur desdits états. 25 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation et de commande d'affichage (23g) sont agencés pour déterminer en réponse à l'actionnement du bouton (15) la visualisation du 30 code (39) de paramètre puis la valeur de ce paramètre. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de traitement associés au processeur sont tels que la valeur visualisée d'un paramètre 35 varie au cours du réglage de celui-ci. - 12 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le processeur de réglage et de dialogue (23) est constitué par un microprocesseur du dispositif de commande d'allumage et/ou d'extinction des interrupteurs statiques de puissance du variateur de vitesse.