lun 13 juil 2009
L’automate industriel au service de l’aquarium récifal
13 07 2009Un article décrivant la mise en œuvre d’un automate sur un aquarium récifal à été publié dans ZebrasO'mag N°9. Voici quelques compléments d’information qui pourront être utiles à celles et à ceux qui envisagent de se lancer dans la réalisation.
Correspondance entre entrées et sorties
Selon les informations saisies par les capteurs, l’automate alimente ses sorties selon la logique du programme et ses temporisations.
Les capteurs de niveau sont analysés par l’automate pour détecter les combinaisons anormales (dans le tableau les états 2, 3, 4, 5 6, 7, 8, 10, 11, 12 ou14). Un capteur peut être considéré comme en défaut lorsqu’il est contradiction avec trois autres capteurs, alors qu’aucune autre anomalie n’est constatée. Dans ce cas, il est retiré de la boucle de décision (états 8, 10, 11 ou 12). En cas d’indécision, c'est-à -dire de défauts multiples, le système opte pour la solution présentant la meilleure sécurité (états 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 14). Les capteurs détectent aussi les défaillances ou le blocage d’une pompe (états 1, 2, 3 ou 5). Dans ce cas, les deux pompes sont arrêtées quelques secondes puis remises en marche simultanément ; si la pompe défectueuse redémarre, le compartiment se vide rapidement, un niveau bas est détecté (état 16) et un cycle normal reprend. Dans le cas contraire, la pompe de secours continue de prendre le relais et la pompe défectueuse est mise hors service. Il faut noter que l’état 1 (niveau d’eau maximum) peut être normal si les pompes sont arrêtées, par exemple lors du démarrage du système, d’arrêt de maintenance, etc. Cet état (INIT) est pris en compte. Dans ce cas, malgré la détection du niveau haut, seule la pompe du cycle normal est enclenchée lors du démarrage. L’écumeur n’est mis en marche qu’après un délai de 5 minutes, après la stabilisation des niveaux. Enfin, les capteurs détectent un défaut d’osmolation, c'est-à -dire une demande permanente (états 8, 12, 13, 14, 15 ou 16) non satisfaite sur une durée de 12 heures. Un cinquième capteur de niveau est placé dans l’aquarium pour détecter une obstruction partielle de la surverse et, dans ce cas, l’inhibition de l’osmolation. Les électrovannes E2 ou E3 sont fermées quelques secondes après l’électrovanne E1 pour ne pas laisser la membrane de l’osmoseur sous pression.
Tableau des états selon la position des capteurs C1 à C4.
Au final, seuls les états INIT (transitoire), 9 et 13 sont des cycles normaux ; tous les autres déclenchent à terme une alarme (lumineuse et sonore) et nécessitent une intervention de maintenance, même si le système reste opérationnel. Les états temporaires sont filtrés.
Alimentation
L’alimentation de l’automate ne doit pas être négligée, car sa défaillance entraînerait l’arrêt total du système, et cela même si les autres dispositifs sont redondés. Devant le coût modeste d’une alimentation continue, il est prudent d’en estaller deux en parallèle, chacune étant alimentée par un disjoncteur différentiel séparé. La défaillance d’une alimentation est alors sans conséquence si la puissance totale est acceptée par chacune. De plus, un défaut d’une alimentation est facilement détectable par les automates et peut être signalée à l’utilisateur. La mise en parallèle s’effectue par un OU câblé de diodes ; les plus prudents doublent chacune des diodes représentées, ce qui neutralise aussi la défaillance d’une diode.
Schéma d’une alimentation redondée.
N’hésitez pas à poser vos questions sur le forum de la rédaction si vous avez besoin de conseils pour la programmation de votre automate, et continuez à lire ZebrasO’mag, qui continuera à vous informer régulièrement sur la domotique récifale.
Jean-Louis Cuquemelle.
Je suis plutôt axé sur le matériel Zelio a cause du prix assez attractif, mais pourquoi pas tester Siemens.
Sur ce modèle je ne voit pas d'entrée analogique (pour sonde T°, PH, conductivité ou autre), et il faut voir quel type de bloc additionnel existe (sms, ext i/o, lan, bt, etc.) et également l'interface de saisie du programme.
Pour l'alim redondante, un simple relais fonctionne très bien également et ne nécessite pas d'avoir les deux alim en permanence, (écologie oblige) je doit avoir mon schéma actuel dans un coin si besoin.
A bientôt.
Cet exemple est basé sur un Siemens Logo! mais vous avez parfaitement raison, un automate Télémécanique Zelio ou encore un Crouzet Millenium3 conviennent parfaitement. Le Millénium est d'ailleurs un automate que j'utilise avec 'plaisir'.
Le Siemens Logo! possède jusqu'à 4 entrées analogiques codées sur 8 bits (2 sur les modèles plus anciens), une interface A/D 10 bits comme celui du millénium apporte une meilleure précision.
J'ai développé des interfaces pour sondes pH, redox, température, etc. qui sont adaptées à la gamme 0-10V des automates et garantissent une précision suffisante. Il est également possible d'utiliser des conditionneurs compatibles avec la gamme 0-10V ou 0/4-20mA qui sont standards mais le prix de ces conditionneurs est généralement supérieur à celui de l'automate. Cela pousse indéniablement au 'DIY'. Le Logo! est un piètre communiquant et si on veut un modèle avec des choix de communications étendus (série, IP, Wifi, ...) les modèles cités ci-avant sont préférables.
L'interface de saisie Siemens est équivalente à celle des autres constructeurs. L'outil est basé sur un logiciel PC sous Windows avec au choix un langage Ladder ou schéma blocs fonctionnels. La simulation et le chargement dans la cible sont intégrés dans l'environnement de développement.
Je n'ai pas de préférence particulière pour Siemens, toutes les informations sont disponibles sur le site du constructeur. Je souligne à nouveau qu'il ne s'agit que d'étayer un exemple pratique d'exploitation d'un automate industriel pour la gestion d'un aquarium récifal. En présentant les avantages (grande robustesse, possibilités) et aussi les inconvénients (réservés aux amateurs ayant des atomes crochus avec l'électronique et l'informatique).
Votre remarque concernant l'utilisation du relais doit être précisée car ici c'est un défaut de l'alimentation qui est envisagé et implique donc nécessairement la redondance de cet élément. Je souligne que l'alimentation est moins robuste que l'automate (fiabilité plus réduite). Pouvez-vous expliquer votre schéma ?
En ce qui concerne l'écologie c'est une sage préoccupation. Je pense que vous voulez ici faire allusion à l'économie d'énergie obtenu par une alimentation unique. La consommation supplémentaire est cependant réduite car les alimentations moins aussi moins sollicitées (peut être 5W de 'perdu' dans le rendement). Il faut tenir compte du fait que l'alimentation est un 'maillon faible' et que sa défaillance (ou la coupure de son alimentation secteur) entraine l'arrêt complet de l'automate, et celui, par exemple, des pompes de circulation, du brassage, etc. Cela se traduit donc par un risque majeur à traiter convenablement. La perte des animaux étant à mettre en balance avec l'économie réalisée.
Jean-Louis Cuquemelle
Bonjour,
Merci pour cette réponse claire et précise !
Je vais me pencher sur vos interfaces pour sonde compatibles avec nos entrées 0-10V, ça m'intéresse énormément.
Pour les alimentations, j'en ai deux câblés mais une seule alimenté, la seconde se met en route et alimente le tout si la première est défaillante, c'est un schéma tout bête mais qui fonctionne a merveille et ne coute pas grand chose.
img51.imageshack.us/img51...
Merci pour ces magazines, et a bientôt
Jérôme
L'explication de votre montage de commutation d'alimentation éclaire ma lanterne, très intéressant. Cela cumule économie et sûreté si l'automate est tolérant à une micro-coupure (très probablement). Merci de votre contribution.
Jean-Louis Cuquemelle
Un petit bémol pour les interfaces 0-10v avec le zelio avec module d'extension :les valeurs analogiques sont sur 10 bits(1024) et uniquement en programmation en blocs fonction.
Par contre pour la mise a l'échelle le zelio ne peut manipuler que des entiers et pas des valeurs a virgule affichage de ph 7 au lieu de 7.25 ;du moins je n'ai pas trouvé la solution pour l'instant avec les blocs fonction multiplication division ou gain.
Peut être que quelqu'un a la solution?
Le Siemens Logo! souffre du même défaut mais un affichage de 725 pour un pH réel de 7,25 est un moindre mal. Dans ce cas la pleine échelle est définie de 0 à 1400 pour 0-10V.
j'ai trouvé un kit de transformation température en 0-10v ou 0-20ma (je cite la référence velleman kit K8067 pour ceux que çà intéresse) pour un prix de 16 euros
La mise a l'échelle se fait de la manière suivante temp=(101*valeur entrée analogique/1024)-23
j'utilise un zelio avec extension entrée analogique 10 bit (1024).Pour une valeur d'entrée de 511 le calcul donne 27.4 °C Le calcul en FBD ne permet de faire que des opérations sur des entiers ce qui donne 27°c ,la partie après virgule a disparue ce qui est un assez restrictif Je n'ai pas trouvé de solution pour afficher la partie decimale (0.4).Si quelqu'un a la solution merci
Bonjour,
L'aspect sécurité et contrôle logique des paramètres m'intéresse beaucoup dans l'application aquariophile d'un automate type logo! C'est pourquoi j'ai entrepris d'en utiliser un pour mon bac.
N'ayant aucune compétence particulière en électronique pour créer des schémas, je serais donc intéressé par des détails précis sur les interfaces pH, redox, défaut d'isolation/terre et température.
Je suis capable de réaliser des montages électroniques donc j"aurai besoin au moins d"un schéma théorique et de la méthode applicative comme décrite par estramar pour la température.
Merci beaucoup par avance et bravo de partager votre compétence et votre expérience.