Technologie

Comment connecter un terminal de distributeur à un automate ?

Avant de rentrer dans le détail à savoir quelles sont les solutions pour connecter un terminal de distributeur à un automate, voici un petit rappel : Un terminal de distributeur se compose de :

-Une partie électrique : elle permet le contrôle des différentes bobines des distributeurs, et assure la connexion à système de contrôle, comme un automate programmable (API) par exemple.

– Une partie pneumatique : elle intègre principalement les différents distributeurs, et permet de connecter leurs raccords d’alimentation et d’échappement.

– Et une partie mécanique : elle sert à l’assemblage des différents éléments, et rend leur raccordement possible.

Nous allons dans cet article nous intéresser à la partie électrique, qui permet l’intégration du terminal dans une architecture d’automatisme industriel.

Bien entendu, il est toujours possible de piloter chaque distributeur sur un terminal individuellement. Mais, dans le but de faire des économies sur le temps d’installation, on va chercher à réduire l’encombrement, et limiter les connexions à réaliser lors de la fabrication de l machine.

Voici un tour d’horizon des différentes connexions possibles pour les terminaux de distributeurs.

Raccordement individuel

Comme son nom l’indique, lors d’un raccordement individuel, on câble chaque bobine individuellement. C’est le raccordement qui peut paraître la plus simple et surtout la moins chère. En effet, les distributeurs étant connectés individuellement, pas besoin de partie électrique. Mais cette connectique est celle qui prend le plus de temps. Il va aussi falloir multiplier les câbles qui courent sur la machine, dans les goulottes, puis intégrer de nombreux borniers pour assurer le câblage de chacune des bobines sur une sortie de l’automate.

Cette connexion reste parfois nécessaire pour certaines applications ou des bobines doivent être commutées dans un contexte particulier, ou encore pour certaines fonctions de sécurité.

connecter un terminal de distributeur à un automate
Terminal de distributeurs à connexion individuelle
Le raccordement multipôle

Dans le cas du raccordement multipôle, On établit la connexion du terminal à l’automate à l’aide d’un câble composé d’un fil conducteur pour chacun des bobines, plus un câble de terre commun à toutes les bobines

Par exemple, pour un terminal de 20 bobines, il nous faudra donc un câble multipôle avec 20+1=21 fils conducteurs.

Il existe différents types de prises multipôles standardisées chez les fabricants de composants électroniques :

Le connecteur SubD

Avec différents nombres de pôles, les plus communs étant 9, 25 et 44 pôles. On retiendra le connecteur adapté en fonction du nombre de bobines à raccorder sur le terminal. On utilise cette connectique avec des distributeurs en 24V DC. C’est la connectique standard en Europe.

Terminal de distributeurs à connexion multipôle en SubD
La connectique pour nappe

Solution équivalente au SubD, elle est plus fragile et plus adaptée aux applications électroniques. On retrouve ce type de connectique plus en Asie.

Terminal de distributeurs à connectique multipôle par nappe
La prise Harting

C’est un connecteur plus robuste pour les terminaux de distributeurs standard. En plus du 24V, ils existent pour des tensions de 110V AC, particulièrement utilisé en Amérique.

Terminal de distributeurs avec prise Harting

Maintenant, prenons quelques temps pour nous intéresser à la connexion des différentes vannes à l’intérieur du terminal. Chaque tranche de distributeur est connectée à la suivante à l’aide d’un système de peigne électrique. Chaque peigne dispose de ses connectiques pour les bobines d’un distributeur.

Embase de distributeurs avec peigne de contact électrique

 

Schéma du principe du peigne électrique

Dans un système multipôle, la capacité de commutation des différentes bobines doit être assurée de l’automate jusqu’au terminal, et l’automate justement doit fournir le nombre de sorties nécessaires afin de permettre le pilotage de chaque bobine.

Naturellement, comparé à un câblage individuel on va gagner du temps avec un connecteur multipôle : En effet, un seul câble suffit pour connecter un terminal de distributeur à un automate. En revanche, côté automate, il reste toujours un travail de câblage et d’identification des différents fils a connecter sur les sorties.

La connexion par bus de terrain

Avec le développement de la technologie informatique, et en particulier la technologie de communication de données, il est devenu possible de réduire fortement le nombre de câbles. Au lieu de transmettre chacun des signaux de commutation aux différents distributeurs via un câble séparé, on peut désormais échanger des signaux codés à l’aide de câbles spécifiques. Le codage des signaux, ainsi que leur transmission sont définis par des protocoles de bus de terrain. Aujourd’hui, on utilise surtout cette technologie pour connecter un terminal de distributeur à un automate, en particulier en Europe.

Pour raccorder un terminal à un bus de terrain, celui-ci doit être équipé d’un nœud de bus. Les bus de terrain classiques les plus fréquents sont Profibus & CanOpen ou encore CC-Link, plus utilisé en Asie. Avec l’arrivée des réseaux Ethernet dans l’informatique, les bus de terrain ont évolué en se basant eux aussi sur la technologie Ethernet. Ils permettent de réaliser des architectures d’automatisme industriel beaucoup plus rapide, de connecter plus d’appareils, et de transmettre plus de données. Le réseaux Ethernet industriels les plus souvent utilisés sont, Profinet, Ethernet IP, Modbus TCP ou encore EtherCat.

terminal avec connexion par bus de terrain
1 : Nœud de bus
2 : Connecteur d’alimentation en 24V

Le signal du bus de terrain est en général transmis dans un câble avec seulement deux fils. Ensuite, le nœud de bus du terminal assure le décodage du signal de consigne . Puis il active et désactive les différentes bobines selon la consigne.

En plus du câble de bus pour la communication, on devra ajouter un câble de puissance, qui permettra d’apporter assez de courant pour faire commuter toutes les bobines.

Ce type de connectique par bus de terrain et réseaux Ethernet industriels permet de simplifier le câblage : un seul câble de bus permet de chaîner les différents appareils pour les connecter entre eux et à l’automate. Plus il y a d’appareils à connecter, plus cette solution est avantageuse.

Le terminal avec automate intégré

Dernière solution, pour automatiser un poste de travail compact, ou pour des installations très simples. On peut intégrer l’automate directement dans le terminal de distributeurs. Dans ce cas, aucun câblage ne sera nécessaire. Pour automatiser un système autonome, c’est la meilleure solution.

Un terminal de distributeurs avec un automate intégré peut aussi prendre place dans une architecture de bus de terrain. Dans ce cas, il y a un automate principal par exemple pour la machine complète. Et un terminal qui commande un sous système de façon indépendante. Il se contentera d’échanger des informations de supervision avec l’automate principal.

Terminal de distributeurs avec contrôleur intégré

 

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