BLOCK PC-0724-800-0 et PM-0724-400-0 : protections électroniques 24 V DC à la place des fusibles. Réarmement, diagnostic et choix de la variante

Une protection électronique BLOCK PC-0724-800 (8 canaux) ou PM-0724-400 (4 canaux) peut remplacer les fusibles dans les circuits 24 V DC d’une armoire de commande. Condition : la somme des courants doit rester dans la limite du module et l’alimentation ainsi que le câblage doivent être adaptés au nouveau système. Chaque canal dispose d’un courant de déclenchement réglable jusqu’à 10 A, d’une LED d’état et d’un bouton de réarmement. Après un déclenchement, on voit immédiatement quel circuit a été coupé. Le canal peut être remis sous tension avec le bouton, un signal de l’automate ou via IO-Link, sans devoir rechercher et remplacer un fusible. Les variantes -0, -0I1, -2 et -3 diffèrent principalement par leur signalisation vers l’automate, leurs bornes et leurs homologations.

Un fusible contient un élément fusible fin qui fond lorsqu’un courant trop élevé le traverse. Une protection électronique mesure le courant dans chaque canal et le coupe au moyen d’un transistor. Le remplacement de l’un par l’autre modifie donc la manière dont l’armoire réagit au démarrage, à la surcharge et au court-circuit. Avant de prendre une décision, il est utile de vérifier l’alimentation, les courants de démarrage des charges et la manière dont l’alarme sera transmise à l’automate.

Appelez-nous : +48 717 500 983

BLOCK PC-0724-800 et PM-0724-400 – fonctionnement et différences entre les variantes -0, -0I1, -2 et -3

Quelle est la différence entre une protection électronique et un fusible dans un circuit 24 V DC ?

Un fusible fonctionne selon un principe thermique. L’élément fusible chauffe puis fond, et le temps de déclenchement dépend de la valeur du courant. En cas de court-circuit, il peut s’agir d’une fraction de seconde ; en cas de surcharge modérée, de plusieurs secondes voire plusieurs minutes. Les fusibles réagissent donc aussi bien aux courts-circuits qu’aux surcharges, mais avec une vitesse différente. Après déclenchement, il faut localiser puis remplacer le fusible. Nous présentons les différents types dans l’article fusibles électriques – types et applications.

Une protection électronique, également appelée disjoncteur électronique de protection, possède un microcontrôleur qui mesure le courant de chaque canal. Elle tolère les pointes de courant brèves, par exemple lors de la charge des condensateurs d’entrée des appareils raccordés. Une surcharge prolongée ou un court-circuit entraîne une coupure par transistor. La série ECONOMY SMART, à laquelle appartiennent les PC-0724-800 et PM-0724-400, possède une caractéristique thermomagnétique. Cela signifie que le temps de coupure dépend de l’amplitude et de la durée du dépassement du seuil réglé, comme pour une protection classique contre les surcharges.

Pourquoi un fusible placé derrière une alimentation à découpage peut-il ne pas déclencher ?

Une alimentation à découpage 24 V limite son courant de sortie en cas de court-circuit. Si le courant n’atteint pas la valeur nécessaire pour faire fondre rapidement le fusible, celui-ci peut déclencher avec retard ou ne pas déclencher du tout. Pendant ce temps, la tension 24 V chute dans toute l’armoire. L’automate et les charges appartenant à des circuits pourtant sains redémarrent.

La protection électronique coupe uniquement le canal défectueux avant que la tension de l’alimentation ne chute. Le constructeur indique que le déclenchement reste fiable même avec des conducteurs longs et de faible section, donc avec une impédance de ligne élevée.

Que ne remplace pas une protection électronique ?

Dans les conditions de l’homologation UL 2367, les modules de la série PC-0724 sont décrits comme une protection supplémentaire des circuits secondaires. Il s’agit de circuits alimentés par une alimentation, un transformateur ou une batterie, et non de la protection d’un départ de l’installation. Le fusible situé côté 230/400 V AC en amont de l’alimentation reste donc inchangé.

Le canal est coupé au moyen d’un semi-conducteur. Ne considérez donc pas la désactivation d’un canal avec le bouton comme une séparation sûre permettant d’intervenir sur le circuit.

Conception et caractéristiques des BLOCK PC-0724-800 et PM-0724-400

Le PC-0724-800 de la gamme Power Compact est un module de 42 mm de large avec huit sorties 24 V DC protégées. Le PM-0724-400 de la gamme Power Mini possède quatre canaux dans un boîtier plastique de 45 × 90 × 97,5 mm. Les deux se montent sur un rail TH35 et sont alimentés en 24 V depuis une alimentation sur rail DIN.

Caractéristiques du PC-0724-800

• alimentation 24 V DC, plage de fonctionnement 18–30 V DC,
• 8 canaux, maximum 10 A par canal,
• réglages de courant 2, 3, 4, 6, 8 et 10 A sur les variantes -0, -2 et -3 ; sur la variante -0I1, réglage de 1 à 10 A via IO-Link,
• courant total maximal du module 70 A, avec deux bornes « + » de 40 A chacune,
• à température plus élevée : 50 A à 60 °C et 40 A à 70 °C pour les versions -0 et -3,
• activation successive des canaux en fonction de la charge, avec un retard de 50 ms à 5 s,
• les sorties s’activent à partir de 19,5–20 V à l’entrée et se coupent en dessous de 18 V,
• temps d’interdiction après déclenchement de 0,5 s en cas de court-circuit à 20 s en cas de surcharge,
• fusible interne de 15 A dans chaque sortie comme protection de secours,
• chute de tension maximale entre entrée et sortie : 200 mV,
• interdiction de raccorder les sorties en parallèle ou en série,
• température de fonctionnement de −25 à +70 °C, indice de protection IP20.

Caractéristiques du PM-0724-400-0

• 4 canaux, réglages 2, 3, 4, 6, 8 et 10 A,
• courant total 40 A à 40 °C, 35 A à 50 °C, 25 A à 60 °C et 20 A à 70 °C,
• bornes push-in : alimentation « + » jusqu’à 6 mm², sorties jusqu’à 2,5 mm²,
• poids 0,14 kg,
• mêmes temps d’interdiction, temporisations d’activation et fusible interne de 15 A que sur le PC-0724-800.

Que signifient ces données pour la maintenance ?

Huit canaux de 10 A représentent 80 A au total, alors que le PC-0724-800 n’autorise que 70 A. Tous les canaux ne peuvent donc pas fonctionner simultanément à leur courant maximal. Dans une armoire à 60 °C, la limite descend à 50 A. Pour le PM-0724-400, la différence est encore plus nette : quatre canaux de 10 A ne restent dans la limite que jusqu’à 40 °C, tandis qu’à 60 °C le module peut transporter 25 A au total. Le bilan des courants doit donc être calculé pour les conditions de fonctionnement les plus défavorables, et non pour la température ambiante.

BLOCK compare la largeur du module, soit 42 mm pour 8 canaux, à huit porte-fusibles de 18 mm, soit 144 mm. Le gain de place réel dépend des porte-fusibles présents dans l’armoire. Des bornes porte-fusibles étroites occupent moins de 18 mm par circuit.

Quelle variante choisir : PC-0724-800-0, -0I1, -2 ou -3 ?

Toutes les variantes PC-0724-800 possèdent huit canaux jusqu’à 10 A, une limite de 70 A par module et la même plage de tension d’alimentation. Elles diffèrent par la signalisation vers l’automate, les bornes et les homologations.

PC-0724-800-0 – commande et diagnostic sur deux conducteurs 24 V

• S1 : entrée 24 V pour activer, désactiver et réarmer les canaux,
• S2 : sortie 24 V (max. 25 mA) transmettant l’état de tous les canaux,
• S3 : sortie 24 V (max. 25 mA) servant de signal collectif de déclenchement,
• bornes push-in, alimentation « + » jusqu’à 6 mm².

S1 et S2 forment une interface deux fils avec une séquence de bits codée selon le codage Manchester conforme à IEEE 802.3. L’automate peut activer et désactiver individuellement les canaux via S1 et lire leur état via S2. Un simple réarmement ne nécessite aucun codage : il suffit d’appliquer 24 V sur S1 pendant au moins 0,5 s. La sortie S3 réagit à un déclenchement par surintensité et non à la désactivation manuelle d’un canal.

Cette variante convient à une armoire sans maître IO-Link, dans laquelle l’automate dispose d’une entrée et d’une sortie 24 V libres et où le service de maintenance souhaite connaître l’état de chaque canal.

PC-0724-800-0I1 – communication IO-Link

IO-Link est une interface numérique point à point entre un appareil et un module maître IO-Link, utilisant un câble standard. Sur la variante -0I1, les bornes de signal jouent le rôle des lignes IO-Link C/Q et L-.

• communication selon la spécification IO-Link V1.1,
• lecture de l’état et du courant des différents canaux,
• activation, désactivation et réarmement à distance des canaux,
• réglage du courant de 1 à 10 A via IO-Link,
• fichier de description d’appareil IODD et blocs fonctionnels disponibles sur le site du constructeur.

En usine, les canaux de la version -0I1 sont désactivés localement. Dans cet état, ils ne peuvent pas être activés via IO-Link ; la première mise sous tension doit donc être effectuée avec le bouton situé sur le module.

PC-0724-800-2 – réarmement S1 et contact libre de potentiel

• S1 : entrée 24 V pour réarmer les canaux ayant déclenché,
• 13/14 : contact semi-conducteur libre de potentiel pour alarme collective, max. 58 V DC / 40 V AC, 100 mA.

Le contact libre de potentiel est utile lorsque l’alarme doit être transmise à un circuit ayant un potentiel ou une tension différente des 24 V du module. L’état des différents canaux n’est visible que sur les LED. L’automate reçoit uniquement l’alarme collective.

PC-0724-800-3 – bornes WAGO et homologation DNV

• signalisation identique à la version -2 : entrée de réarmement S1 et contact 13/14,
• bornes WAGO : alimentation jusqu’à 10 mm², sorties et signaux jusqu’à 2,5 mm²,
• capot protégeant les sélecteurs de courant avec possibilité de plombage,
• homologation DNV (DNV-CG-0339).

DNV est une société de classification dont l’homologation de type est notamment exigée pour certains équipements utilisés sur les navires et les plateformes offshore. Le contact 13/14 s’ouvre lorsqu’au moins un canal a déclenché ou a été désactivé manuellement.

PM-0724-400-0 et PM-0724-400-2 – lorsque 4 canaux suffisent

Le PM-0724-400-0 possède les mêmes signaux S1, S2 et S3 que le PC-0724-800-0. Le PM-0724-400-2 possède, comme le PC-0724-800-2, une entrée S1 et un contact 13/14. La version avec IO-Link porte la référence PM-0724-400-0I1.

Le manuel du PM-0724-400-0 décrit également une coupure sélective en cas de surcharge de l’alimentation. Lorsque la tension de l’alimentation descend en dessous de 20 V, le module déconnecte dans un délai maximal de 16 ms les canaux qui dépassent à cet instant leur seuil réglé. Les autres canaux continuent de fonctionner.

Comment affiner le choix ?

• 1. Comptez les circuits 24 V à protéger : jusqu’à 4 – PM-0724-400, de 5 à 8 – PC-0724-800.
• 2. Déterminez ce qui doit être transmis à l’automate : uniquement une alarme collective (-2, -3), l’état et la commande des canaux sur deux conducteurs (-0) ou un diagnostic complet via IO-Link (-0I1).
• 3. Vérifiez la section du conducteur alimentant le module. Au-dessus de 6 mm², les bornes de la variante -3 sont nécessaires.
• 4. Vérifiez les homologations requises. La variante -3 dispose d’une homologation DNV.
• 5. Mesurez ou estimez la température dans l’armoire et calculez le bilan de courant.

Le système modulaire BLOCK EasyB avec modules à 1 et 2 canaux sera présenté dans un article séparé.

Que signifient les LED et comment réarmer une protection BLOCK PC-0724 ?

Chaque canal possède un bouton avec LED intégrée. Les manuels du PC-0724-800-3 et du PM-0724-400-0 décrivent les mêmes états :

• vert fixe – canal activé, fonctionnement normal,
• vert clignotant – le courant dépasse le réglage ; le canal fonctionne encore mais peut bientôt déclencher,
• rouge fixe – canal désactivé manuellement, localement ou à distance,
• rouge clignotant – canal coupé à cause d’une surintensité ; temps d’interdiction en cours,
• orange clignotant – temps d’interdiction terminé, le canal peut être réactivé,
• rouge clignotant rapidement – défaut de l’appareil, par exemple fusible interne du canal déclenché.

Sur certaines pages produit, l’indication orange est décrite comme jaune. Selon le constructeur, le déclenchement du fusible interne indique très probablement un défaut du module. L’appareil ne contient aucune pièce destinée à être remplacée par l’utilisateur et BLOCK recommande de le retourner pour contrôle.

Réarmement local avec le bouton

Lorsque la LED clignote en orange, appuyez deux fois sur le bouton du canal. Le canal revient en fonctionnement. Si la LED clignote encore en rouge, le réarmement n’est pas encore possible : il faut attendre la fin du temps d’interdiction.

Réarmement à distance via S1 (-0, -2, -3)

Les canaux ayant déclenché sont réactivés en appliquant une impulsion 24 V sur l’entrée S1 pendant au moins 0,5 s. Une impulsion réarme simultanément tous les canaux ayant déclenché. Sur la variante -0, S1 permet également d’activer et de désactiver individuellement les canaux à l’aide du signal codé.

Il est préférable de programmer le réarmement à distance sous forme d’une impulsion unique après confirmation de l’opérateur. Une boucle de réarmement automatique depuis l’automate peut masquer un court-circuit permanent et solliciter inutilement les charges raccordées.

Réarmement via IO-Link (-0I1)

Sur la variante -0I1, le canal peut être réactivé avec le bouton local ou par une commande IO-Link. IO-Link permet également d’activer et de désactiver les canaux et de lire leurs courants.

Que ne signifie pas la LED orange ?

La LED orange ne confirme pas que le défaut a disparu. Après un déclenchement, le module calcule le temps d’interdiction à partir du modèle thermique du semi-conducteur : de 0,5 s après un court-circuit jusqu’à 20 s après une surcharge. Si le court-circuit est toujours présent, le canal déclenchera à nouveau après le réarmement. Deux déclenchements successifs indiquent qu’il faut arrêter les réarmements et rechercher la cause dans le circuit.

Il est également utile de connaître plusieurs comportements du module :

• le temps d’interdiction restant est mémorisé ; couper puis rétablir l’alimentation ne le raccourcit donc pas,
• un canal désactivé manuellement reste désactivé après une coupure puis un rétablissement de l’alimentation,
• sur le PC-0724-800-3, tous les canaux sont activés en usine et réglés sur 10 A,
• sur le PC-0724-800-0I1, les canaux sont désactivés en usine et doivent d’abord être activés avec le bouton.

La mémorisation de l’état des canaux explique pourquoi un circuit peut ne pas redémarrer après le redémarrage de l’armoire. Le réglage usine à 10 A signifie également que les valeurs de courant doivent être configurées avant la mise en service.

Comment régler le courant de déclenchement du BLOCK PC-0724-800 ?

Sur les variantes -0, -2 et -3 ainsi que sur le PM-0724-400-0, le courant est réglé au moyen d’un sélecteur situé à côté de chaque canal. Les positions disponibles sont 2, 3, 4, 6, 8 et 10 A, sans réglage continu. Sur le PC-0724-800-3 et le PM-0724-400-0, les sélecteurs sont placés sous un capot pouvant être plombé. Sur la variante -0I1, le réglage est effectué via IO-Link.

• 1. Déterminez le courant permanent des charges du circuit à partir de la documentation ou de mesures.
• 2. Vérifiez le courant d’appel et la capacité d’entrée des charges, par exemple des convertisseurs, alimentations, bobines et électrovannes.
• 3. Vérifiez le courant admissible du conducteur du circuit. Le réglage de la protection ne doit pas le dépasser.
• 4. Sélectionnez le réglage immédiatement supérieur au courant normal de fonctionnement. Tenez compte de la tolérance de mesure : la fiche technique du PC-0724-800-3 indique ±15 % pour 2–3 A, ±10 % pour 3–5 A et ±5 % au-dessus de 5 A.
• 5. Additionnez les courants de fonctionnement. Comparez la somme à la limite du module pour la température réelle de l’armoire et au courant nominal de l’alimentation.
• 6. Consignez les réglages dans la documentation de l’armoire.

Une LED verte clignotante pendant le fonctionnement normal indique que le circuit fonctionne trop près du seuil. Vérifiez la consommation et sélectionnez un réglage supérieur si le conducteur le permet. Le courant d’appel se mesure le plus facilement à l’aide d’une pince ampèremétrique DC avec fonction de mesure du courant d’appel ou d’un oscilloscope équipé d’une sonde de courant.

Remplacement des fusibles par BLOCK PC-0724 dans une armoire existante – diagnostic et erreurs fréquentes

Quel circuit a déclenché dans une armoire 24 V ? Procédure après déclenchement

Avec des fusibles, chaque fusible doit être contrôlé individuellement. Une protection électronique indique immédiatement quel canal a été coupé. La LED seule n’explique toutefois pas pourquoi. La procédure suivante permet de structurer les premières minutes après l’arrêt de la machine.

• 1. Avant tout réarmement, photographiez les LED de tous les canaux et notez les messages de l’IHM ou de l’automate.
• 2. Déterminez si le canal a déclenché à cause d’une surintensité (LED rouge ou orange clignotante) ou s’il a été désactivé manuellement (rouge fixe).
• 3. Vérifiez la tension à l’entrée du module. En dessous de 18 V, le module coupe les sorties ; la cause peut donc se trouver dans l’alimentation plutôt que dans le circuit lui-même.
• 4. Utilisez le schéma électrique pour identifier les charges raccordées au canal coupé.
• 5. Effectuez un seul réarmement après la fin du temps d’interdiction. Un nouveau déclenchement immédiat indique un court-circuit permanent ou une charge défectueuse.
• 6. Si le canal se coupe seulement après un certain temps de fonctionnement, comparez le courant du circuit au réglage. La cause peut être une surcharge ou une augmentation de la consommation.
• 7. Déconnectez une à une les charges du canal jusqu’à identifier celle qui provoque le déclenchement.
• 8. Consignez l’événement dans l’historique de la machine : date, canal, cause et action réalisée.

Avec quoi effectuer les mesures ?

• Multimètre – mesurez la tension à l’entrée du module et à la sortie du canal, de préférence sous charge, car une chute de tension de l’alimentation apparaît souvent uniquement pendant le fonctionnement.
• Pince ampèremétrique DC – mesurez le courant du canal pendant le fonctionnement et comparez-le au réglage.
• Contrôleur d’isolement – contrôlez l’état de l’isolation du câblage. Effectuez cette mesure uniquement après avoir déconnecté le module et les appareils raccordés, car la tension d’essai peut endommager l’électronique.

Causes typiques de déclenchement d’un canal

• Court-circuit permanent – le canal se coupe immédiatement après chaque réarmement.
• Courant d’appel ou capacité d’entrée élevée – déclenchement lors de la mise sous tension de la machine, puis fonctionnement normal.
• Surcharge – déclenchement après plusieurs minutes de fonctionnement, souvent sous forte charge ou à température élevée.
• Charge défectueuse – par exemple convertisseur, bobine ou capteur dont la consommation augmente.
• Chute de tension de l’alimentation – plusieurs canaux ou tout le module se coupent simultanément.

Que modifier dans l’armoire lors du remplacement des fusibles par PC-0724 ou PM-0724 ?

Le module remplace la rangée de fusibles, mais le circuit 24 V doit tout de même être recalculé. Les points les plus importants à vérifier sont :

• Bilan de courant. La somme des courants de fonctionnement doit rester dans la limite du module à la température maximale de l’armoire et dans le courant nominal de l’alimentation.
• Alimentation. L’activation séquentielle des canaux réduit le courant de démarrage, mais l’alimentation doit tout de même supporter la charge au démarrage. Une alimentation sous-dimensionnée peut faire chuter la tension sous 18 V et provoquer la coupure de toutes les sorties du module.
• Retour 0 V. Raccordez les conducteurs de retour 0 V des charges directement à l’alimentation avec des conducteurs séparés. La borne 0 V du module alimente uniquement son électronique interne.
• Alimentation du module. Le module possède deux bornes « + » supportant chacune jusqu’à 40 A. Pour un courant total supérieur à 40 A, raccordez l’alimentation aux deux bornes et dimensionnez les conducteurs selon le courant réel.
• Signalisation vers l’automate. Sur la variante -0, la sortie S3 indique uniquement un déclenchement. Sur les versions -2 et -3, le contact 13/14 s’ouvre également après la désactivation manuelle d’un canal ; l’automate ne distingue donc pas ces situations sans information supplémentaire.
• Espacement et refroidissement. Le module est refroidi par convection. Conservez 40 mm d’espace libre au-dessus et au-dessous du module ; la fiche du PC-0724-800-3 indique 20 mm.
• Réglages. Réglez le courant de chaque canal avant la première mise sous tension.
• Pas de mise en parallèle des sorties. Ne raccordez pas les canaux en parallèle pour obtenir plus de 10 A.

Erreurs faciles à éviter

• Conserver le réglage usine de 10 A dans un circuit avec un conducteur de faible section.
• Faire passer le retour 0 V commun des charges par la borne du module.
• Calculer le bilan des courants pour la température ambiante et non pour la température réelle dans l’armoire en été.
• Programmer un réarmement automatique en boucle depuis l’automate, masquant un court-circuit permanent.
• Ne pas distinguer dans l’automate un canal désactivé manuellement d’un canal ayant déclenché.
• Ne pas mettre à jour le schéma électrique et la description des canaux après la modification.

Quand une protection électronique n’est-elle pas pertinente ?

Les fusibles restent une bonne solution dans de nombreuses armoires. Un module électronique n’est pas toujours rentable.

• L’armoire ne possède qu’un ou deux circuits 24 V et les protections n’ont déclenché qu’occasionnellement. Le module est plus coûteux que quelques porte-fusibles et leurs fusibles.
• Le circuit nécessite plus de 10 A. Les canaux ne doivent pas être raccordés en parallèle.
• Le circuit fonctionne sous une tension différente de 24 V DC ou sous tension alternative.
• Il n’est pas possible de modifier le câblage 0 V et de mettre à jour la documentation.

Que préparer avant une consultation ou une demande de service ?

Des informations précises raccourcissent le diagnostic et permettent de déterminer si la cause se trouve dans la protection, l’alimentation ou la charge. Préparez :

• une photo des protections 24 V avec les références et les LED visibles,
• la référence complète du module BLOCK, par exemple PC-0724-800-0 ou PM-0724-400-2,
• la plaque signalétique de l’alimentation 24 V,
• le schéma des circuits 24 V ou une description des appareils raccordés à chaque canal,
• les réglages de courant de chaque canal,
• l’historique des déclenchements : quand, quel canal et à quel moment du fonctionnement de la machine,
• les messages de l’automate ou de l’IHM,
• la température dans l’armoire, si elle est mesurée,
• l’information indiquant si l’armoire possède un maître IO-Link ou des entrées et sorties automate disponibles.

Les mesures et travaux dans l’armoire de commande doivent être réalisés uniquement par des personnes disposant des qualifications appropriées. Les circuits 24 V DC sont alimentés à partir d’équipements raccordés au réseau 230/400 V AC et les règles de sécurité applicables aux travaux sur les équipements électriques doivent être respectées dans ces parties de l’armoire.

Le diagnostic et la réparation des modules d’alimentation et de l’électronique industrielle, la sélection de pièces de remplacement ainsi que l’assistance sur site font partie des prestations de RGB Elektronika. Envoyez-nous les références complètes des modules, des photos de l’armoire et une description des symptômes, et nous vous indiquerons par où commencer. Demander une réparation

Appelez-nous : +48 717 500 983