En quoi ACOPOSmulti se distingue-t-il des servovariateurs standard ? Avantages de l’architecture modulaire

ACOPOSmulti se distingue d’un servovariateur standard principalement parce qu’il ne s’agit pas d’un appareil autonome unique destiné à un seul axe, mais d’un système multiaxe modulaire. Un module d’alimentation commun et un circuit intermédiaire DC commun fournissent l’énergie à plusieurs modules onduleurs, ce qui permet aux axes d’échanger de l’énergie, d’utiliser une infrastructure commune et de fonctionner avec une synchronisation étroite.

Cette architecture a été conçue pour les machines dans lesquelles plusieurs axes, voire plusieurs dizaines d’axes, exécutent des mouvements coordonnés. Elle est notamment utilisée dans les machines d’emballage, d’impression et textiles, les systèmes CNC, la robotique, les lignes d’assemblage et les systèmes pick-and-place.

Dans une solution standard, chaque axe est généralement commandé par un servovariateur séparé équipé de son propre redresseur, circuit intermédiaire, système de charge, étage onduleur et connexions de commande. Dans ACOPOSmulti, ces fonctions sont réparties entre des modules spécialisés qui coopèrent au sein d’un seul système.

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Comment fonctionne ACOPOSmulti et en quoi se distingue-t-il d’un servovariateur standard ?

ACOPOSmulti est-il un seul servovariateur ?

ACOPOSmulti est un système d’entraînement complet et non un servamplificateur classique unique. Sa configuration peut comprendre :

• une plaque de montage et des connexions système ;
• un module d’alimentation actif ou passif ;
• un circuit intermédiaire commun à courant continu ;
• des modules onduleurs monoaxe et biaxes ;
• des modules d’alimentation auxiliaire 24 V ;
• des modules d’extension et des modules à condensateurs ;
• des interfaces de codeurs et de résolveurs ;
• des filtres réseau et des inductances de régénération ;
• la communication Ethernet POWERLINK ;
• des fonctions de sécurité SafeMOTION en option.

Cette répartition des tâches permet d’adapter le nombre et la puissance des modules au nombre réel d’axes et au profil de charge de la machine. L’extension du système ne nécessite pas forcément l’ajout de servovariateurs complets supplémentaires avec des redresseurs et des circuits d’alimentation séparés.

De quels modules se compose le système B&R ACOPOSmulti ?

Composant du système	Exemple de désignation	Fonction principale
Module d’alimentation actif	8BVP	Redressement de la tension réseau, alimentation du bus DC et possibilité de réinjecter l’énergie dans le réseau
Module d’alimentation passif	8B0P	Alimentation du circuit intermédiaire commun dans les configurations sans régénération active vers le réseau
Module onduleur	8BVI	Commande des courants de phase et du mouvement d’un ou de deux axes
Module d’alimentation auxiliaire	8B0C	Alimentation de l’électronique des entraînements et, en option, d’autres appareils en 24 V DC
Module d’extension	8BVE	Distribution du circuit DC et de la tension auxiliaire vers d’autres plaques ou parties du système

Modules d’alimentation 8BVP et bus DC commun

Le module d’alimentation transforme la tension triphasée du réseau en une tension continue disponible dans le circuit intermédiaire commun. Tous les modules onduleurs connectés utilisent ce bus.

Les modules actifs 8BVP peuvent également réinjecter l’excédent d’énergie dans le réseau. Toutefois, toutes les configurations ACOPOSmulti ne sont pas équipées d’une alimentation régénérative active. Dans les systèmes dotés d’un module d’alimentation passif, la gestion de l’énergie de freinage dépend de la configuration complète du circuit DC.

Modules onduleurs 8BVI pour un ou deux axes

Les modules 8BVI génèrent les courants de phase commandés qui alimentent les moteurs. Selon la version, un module peut gérer un ou deux axes, ce qui permet d’utiliser efficacement l’espace disponible dans l’armoire électrique.

D’un point de vue technique, le 8BVI est le module onduleur du système servo. C’est pourquoi les utilisateurs recherchent aussi bien « réparation des entraînements ACOPOSmulti » que « réparation des variateurs ACOPOSmulti ». Dans les deux cas, il peut s’agir du diagnostic de l’étage de puissance, des circuits de commande des grilles, de la mesure du courant, de la communication et des interfaces de retour.

Alimentation auxiliaire 24 V et comportement contrôlé après une coupure du réseau

Les modules d’alimentation auxiliaire fournissent une tension de 24 V à l’électronique du système d’entraînement et, dans une configuration adaptée, également à l’automate PLC, à l’ordinateur industriel ou aux périphériques.

L’intégration de l’alimentation auxiliaire permet de concevoir un comportement prévisible de la machine après une coupure de la tension réseau. Cela ne signifie toutefois pas automatiquement que chaque machine effectuera un mouvement complet de retrait. Le mode d’arrêt dépend de l’énergie disponible, de la conception de la commande, du programme, de la configuration de sécurité et des charges mécaniques.

ACOPOSmulti et servovariateur standard – principales différences

Domaine	ACOPOSmulti	Servovariateurs standard
Architecture	Système modulaire commun pour plusieurs axes	Appareil séparé pour chaque axe
Alimentation	Module d’alimentation et circuit DC communs	Redresseur et circuit intermédiaire séparés dans chaque entraînement
Énergie de freinage	Peut être échangée entre les axes ou réinjectée dans le réseau	Généralement gérée individuellement par chaque entraînement
Nombre de raccordements au réseau	Alimentation réseau raccordée à une section d’alimentation commune	Alimentation raccordée séparément à chaque entraînement
Modules d’axe	Modules monoaxe et biaxes disponibles	Le plus souvent, une unité autonome par axe
Synchronisation	Intégration étroite avec POWERLINK et le système de commande B&R	Dépend des interfaces et des capacités des entraînements utilisés
Sécurité	Fonctions SafeMOTION intégrées en option	Souvent des fonctions de base ou des systèmes de sécurité externes supplémentaires
Maintenance	Remplacement ou réparation d’un module spécialisé	Remplacement de l’entraînement complet de l’axe concerné
Impact d’une panne d’alimentation	La panne d’un module commun peut affecter plusieurs axes	La panne d’un entraînement individuel concerne généralement un seul axe

Comment le bus DC commun réduit-il les pertes d’énergie ?

Dans une machine multiaxe, certains axes accélèrent tandis que d’autres freinent. Le moteur d’un axe en freinage peut alors fonctionner en génératrice et transférer l’énergie vers le circuit intermédiaire DC.

Dans le système ACOPOSmulti, cette énergie peut être utilisée par le module qui commande un axe accélérant ou fonctionnant sous forte charge au même moment. Seul l’excédent qui n’est pas utilisé par les autres axes doit être pris en charge par le système d’alimentation ou de freinage.

Le potentiel est le plus important dans les machines :

• effectuant fréquemment des cycles marche-arrêt ;
• disposant de nombreux axes avec des profils de mouvement décalés ;
• fonctionnant avec de fortes masses et des temps de cycle courts ;
• utilisant des axes verticaux de levage ;
• nécessitant des accélérations et des freinages fréquents ;
• fonctionnant pendant de nombreuses heures à une cadence élevée.

L’économie réelle doit toutefois être évaluée à partir du profil de mouvement, des masses, des moments d’inertie, du temps de cycle, du rendement des moteurs et du type de module d’alimentation utilisé. Toutes les machines n’obtiendront pas le même résultat énergétique.

ACOPOSmulti réduit-il la taille de l’armoire électrique ?

La conception modulaire peut réduire le nombre de redresseurs, de circuits de charge et de raccordements réseau dupliqués. Les modules biaxes 8BVI permettent en outre de commander deux axes avec un seul appareil.

Cela peut réduire la largeur d’installation et simplifier la distribution de l’énergie, mais la taille finale de l’armoire dépend également :

• du nombre et de la puissance des axes ;
• du mode de refroidissement ;
• des filtres et des inductances ;
• des dispositifs de protection ;
• des automates PLC et des modules d’E/S ;
• des espacements de montage requis ;
• des conditions environnementales ;
• des exigences de sécurité.

ACOPOSmulti est disponible dans des configurations utilisant un refroidissement à travers la paroi de l’armoire ou une plaque froide. Ces solutions peuvent transférer une partie des pertes thermiques à l’extérieur de l’armoire, mais nécessitent une conception mécanique et thermique correcte.

Comment POWERLINK synchronise-t-il les axes de la machine ?

Ethernet POWERLINK est un réseau temps réel déterministe utilisé pour l’échange de données entre le contrôleur et les entraînements. Tous les nœuds fonctionnent selon un cycle de communication synchronisé, ce qui permet de transmettre les commandes de mouvement et les données de mesure à des instants strictement définis.

Cela est particulièrement important pour :

• les cames électroniques ;
• le positionnement multiaxe ;
• la commande de l’impression et des repères de positionnement ;
• les mouvements interpolés ;
• la robotique et les cinématiques multiaxes ;
• les machines d’emballage à temps de cycle court.

Une erreur de communication POWERLINK n’est pas nécessairement liée au module d’entraînement lui-même. Elle peut être causée par un câble, un connecteur, la topologie du réseau, l’alimentation de l’électronique, la configuration du nœud ou un problème côté contrôleur.

Comment SafeMOTION améliore-t-il la sécurité de la machine ?

Certains modules ACOPOSmulti peuvent intégrer des fonctions SafeMOTION. Elles permettent de surveiller ou de limiter en toute sécurité les mouvements des axes sans construire toute la logique uniquement à partir de contacteurs et de relais externes.

Selon le module et la configuration, les fonctions suivantes peuvent notamment être disponibles :

• STO – suppression sûre du couple ;
• SS1 – arrêt sûr 1 ;
• SS2 – arrêt sûr 2 ;
• SOS – arrêt opérationnel sûr ;
• SLS – vitesse limitée de sécurité ;
• SMS – vitesse maximale sûre ;
• SDI – direction de mouvement sûre ;
• SBC – commande sûre du frein.

La réparation d’un module SafeMOTION exige une prudence particulière. Après une intervention, il ne suffit pas de confirmer que le moteur tourne. Il faut également contrôler les fonctions de sécurité, la compatibilité matérielle, la configuration et l’interaction avec le codeur approprié.

Dans quelles machines l’architecture multiaxe est-elle la plus pertinente ?

ACOPOSmulti est particulièrement avantageux lorsqu’une machine dispose de nombreux axes dynamiques qui doivent être synchronisés avec précision. Les applications typiques comprennent :

• les machines d’emballage et de formage d’emballages ;
• les lignes d’étiquetage et de remplissage ;
• les machines d’impression et de transformation ;
• les machines textiles ;
• les presses à injecter et les équipements de transformation des plastiques ;
• les robots et manipulateurs ;
• les machines CNC ;
• les lignes d’assemblage ;
• les systèmes de transport synchronisé ;
• les machines comportant de nombreux axes effectuant des cycles de freinage fréquents.

Dans une machine simple comportant un ou deux axes indépendants, un servovariateur classique peut être plus simple et plus économique. Les avantages d’ACOPOSmulti augmentent avec le nombre d’axes, la dynamique des mouvements, les besoins en récupération d’énergie et le niveau d’intégration avec la commande B&R.

Diagnostic, maintenance et réparation d’ACOPOSmulti

Quels sont les symptômes typiques d’une panne du système ACOPOSmulti ?

Les symptômes dépendent du fait que le problème concerne la section d’alimentation commune, un module d’axe précis, la communication, le codeur ou la configuration du système.

Symptôme	Cause possible	Zone de diagnostic
Aucun axe ne démarre	Module d’alimentation, charge du bus DC, alimentation auxiliaire ou protection réseau	8BVP ou 8B0P, circuit DC, filtre, inductance, 24 V
Un axe ne démarre pas	Défaillance du 8BVI, du moteur, du codeur ou des câbles	Étage de puissance, sortie moteur, retour
Erreur simultanée sur deux axes	Défaillance d’un module 8BVI biaxe	Électronique commune du module et deux canaux d’axe
Tension instable du circuit DC	Condensateurs, circuit de mesure, alimentation ou surcharge	Bus DC, capacité, ondulation, charge du système
Erreur POWERLINK	Câble, port, alimentation de l’électronique, configuration ou processeur de communication	Réseau, connexions, diagnostic du nœud et du contrôleur
Erreur du codeur	Interface, câble, codeur, alimentation ou configuration incorrecte	Module enfichable, signaux de retour, paramètres de l’axe
Surchauffe du module	Ventilateur, encrassement, surcharge, circuit de puissance ou problème de refroidissement	Température, débit d’air, plaque froide, courants de phase
Erreur SafeMOTION	Configuration de sécurité, codeur, communication openSAFETY ou module	SafeLOGIC, SafeMOTION, codeur et configuration du projet

Si une panne a arrêté plusieurs axes simultanément, il convient de contrôler l’alimentation commune, la tension auxiliaire, le bus DC et la communication avant de commander plusieurs modules 8BVI.

Panne du module d’alimentation 8BVP ou du circuit DC commun

Une défaillance de la section d’alimentation peut empêcher le fonctionnement de tous les modules onduleurs connectés au circuit concerné. Les zones de contrôle typiques comprennent :

• le redresseur et l’étage d’entrée actif ;
• les transistors de puissance et les pilotes de grille ;
• le circuit de charge du circuit intermédiaire ;
• les condensateurs du bus DC ;
• la mesure de la tension et du courant ;
• le filtre réseau ;
• les alimentations auxiliaires de l’électronique ;
• les systèmes de refroidissement et les ventilateurs ;
• les connexions sur la plaque de montage.

Avant toute mesure, il faut tenir compte de la haute tension qui peut rester présente dans le circuit intermédiaire après la coupure de l’alimentation. Le diagnostic interne du module doit être effectué par un service qualifié, dans le respect des procédures de décharge et après vérification de l’absence de tension.

Défaillance du module onduleur 8BVI

La réparation des servovariateurs ACOPOSmulti concerne souvent les modules 8BVI. La panne peut affecter un canal d’axe ou la partie commune d’un module biaxe.

Les éléments suivants peuvent nécessiter un contrôle :

• les transistors IGBT ou d’autres composants de l’étage de puissance ;
• les pilotes de grille ;
• les résistances et les circuits de mesure du courant ;
• les sorties de phase U, V et W ;
• les alimentations basse tension ;
• le processeur de commande ;
• la mémoire et le logiciel du module ;
• l’interface POWERLINK ;
• le module d’interface du codeur ;
• les capteurs de température ;
• le système de refroidissement.

Le remplacement des seuls transistors endommagés sans identification de la cause du court-circuit peut entraîner une nouvelle panne du module. Il faut également contrôler le moteur, le câble moteur, l’isolation des enroulements, le frein et la charge mécanique de l’axe.

Erreurs POWERLINK, codeur et fonctions SafeMOTION

Toutes les alarmes d’entraînement n’indiquent pas une défaillance de l’étage de puissance. Les problèmes peuvent résulter d’une interruption de communication, d’un adressage incorrect, d’une erreur de configuration, d’un câble de codeur endommagé ou de la perte de l’alimentation auxiliaire.

Pour les modules SafeMOTION, la vérification doit également prendre en compte :

• la compatibilité du module avec le projet ;
• l’état de la communication openSAFETY ;
• le type et la compatibilité du codeur ;
• la configuration des fonctions de mouvement sûr ;
• le contrôleur SafeLOGIC ;
• les entrées et sorties de sécurité ;
• la réaction du système après le remplacement du module.

Comment se déroule le diagnostic des entraînements ACOPOSmulti ?

Un diagnostic professionnel des servovariateurs ACOPOSmulti doit couvrir l’ensemble du système et pas uniquement l’appareil indiqué par le code d’alarme.

1. Identification du module – référence complète, révision, version matérielle et configuration des axes.
2. Analyse de l’historique des pannes – codes d’erreur, conditions d’apparition, charge et réparations antérieures.
3. Contrôle visuel – traces de surchauffe, salissures, connecteurs endommagés, ventilateurs et plaque de montage.
4. Vérification des courts-circuits – contrôle de l’entrée, du bus DC et des sorties moteur.
5. Mesures de la section d’alimentation – circuits de charge, condensateurs, redresseur et alimentations auxiliaires.
6. Contrôle de l’étage de puissance – composants semi-conducteurs, pilotes de grille et mesure du courant.
7. Contrôle de la communication – POWERLINK, ports, processeur et échange de données.
8. Vérification du retour – interface du codeur, du résolveur ou EnDat.
9. Essais dynamiques – mise en service avec un moteur approprié et une charge contrôlée.
10. Essai fonctionnel – fonctionnement sous différents états de charge, de freinage et de régénération.

Dans un système multiaxe, il est particulièrement important de déterminer si l’erreur est locale ou commune à l’ensemble du groupe d’entraînements. Cela permet d’éviter le remplacement de modules en parfait état.

Envoyez au service la désignation complète du module, une photo de la plaque signalétique, le code d’alarme et le nombre d’axes arrêtés. Cela facilitera le choix de la procédure de diagnostic appropriée.

Que peut comprendre la réparation des entraînements ACOPOSmulti ?

L’étendue de la réparation dépend du type de module et de la nature de la panne. La maintenance et la remise en état de B&R ACOPOSmulti peuvent comprendre :

• la réparation de l’étage de puissance ;
• le remplacement des transistors et des pilotes de grille ;
• la remise en état des alimentations auxiliaires ;
• le remplacement des condensateurs ;
• la réparation des circuits de mesure du courant et de la tension ;
• la réparation de la communication POWERLINK ;
• la remise en état des interfaces de codeur ;
• la réparation des entrées et sorties ;
• le remplacement des ventilateurs et des éléments de refroidissement ;
• la réparation des connecteurs et des dommages mécaniques ;
• le nettoyage de l’électronique ;
• les essais avec un moteur et sous charge.

Une réparation professionnelle des servovariateurs ACOPOS doit se terminer par un essai fonctionnel. La mesure des composants sur une carte déconnectée ne confirme pas encore la stabilité du fonctionnement du module pendant l’accélération, le freinage et l’échange d’énergie à travers le circuit DC.

Pourquoi la panne d’un seul module peut-elle arrêter plusieurs axes ?

La modularité d’ACOPOSmulti est un avantage, mais elle crée également des dépendances à l’échelle du système. Une panne de l’alimentation commune, du bus DC, de la tension auxiliaire ou de la communication peut arrêter simultanément plusieurs modules onduleurs.

D’autre part, un module 8BVI défectueux peut, dans certains cas, charger le bus commun, déclencher une protection ou empêcher le démarrage de l’ensemble du groupe d’entraînements.

Un code d’erreur visible sur plusieurs axes ne signifie donc pas nécessairement que tous les modules sont défectueux. La source du problème peut être un composant commun ou un seul module perturbant le fonctionnement du système.

Un module défectueux peut-il être remplacé par un autre modèle ?

Le module de remplacement doit être choisi à partir de la désignation complète et de la configuration, et non uniquement du courant nominal. Il faut comparer :

• la série et la référence du module ;
• le nombre d’axes pris en charge ;
• le courant continu et le courant de crête ;
• le type de refroidissement ;
• les interfaces de codeur ;
• la présence des fonctions SafeMOTION ;
• la version matérielle ;
• la compatibilité avec la plaque de montage ;
• la version du logiciel ;
• la configuration du projet Automation Studio.

Un module de puissance similaire peut ne pas prendre en charge le bon système de retour ou les fonctions de sécurité nécessaires. Après le remplacement, il faut également vérifier les paramètres de l’axe, la communication et la réaction du système de sécurité.

Quand faut-il choisir la réparation, le remplacement ou la modernisation du système ?

La réparation est généralement justifiée lorsque le module est adapté à la machine et que les circuits électroniques ou mécaniques endommagés peuvent être remis en état.

Le remplacement peut être plus avantageux lorsqu’un module compatible et testé est disponible et que le coût de l’arrêt dépasse celui de l’appareil de remplacement.

La modernisation doit être envisagée lorsque :

• d’autres modules du système tombent successivement en panne ;
• les pièces de rechange compatibles ne sont plus disponibles ;
• la machine doit être étendue avec de nouveaux axes ;
• de nouvelles fonctions de sécurité sont nécessaires ;
• la commande ou la communication ne répond plus aux besoins actuels ;
• le coût de maintenance de l’ancien système augmente constamment.

La modernisation d’un système multiaxe exige une analyse non seulement des entraînements, mais également des servomoteurs, des codeurs, de l’automate PLC, de l’IHM, du programme de la machine, du réseau POWERLINK et des fonctions de sécurité.

Comment limiter l’arrêt d’une machine équipée d’entraînements B&R ?

Avant le démontage, le service de maintenance doit sauvegarder les informations nécessaires à la restauration de la configuration :

• le projet et une copie des paramètres de la machine ;
• les désignations complètes de tous les modules ;
• les numéros des axes et les moteurs associés ;
• l’historique des alarmes ;
• les versions matérielles et logicielles ;
• la configuration POWERLINK ;
• les informations relatives à SafeMOTION et SafeLOGIC ;
• les photos des connexions et de la disposition des modules.

Il ne faut pas intervertir les modules sans avoir préalablement vérifié la configuration. Une prudence particulière est nécessaire pour les modules biaxes et les versions équipées de fonctions de sécurité.

L’arrêt le plus court est généralement obtenu en menant plusieurs actions en parallèle : diagnostic de l’appareil endommagé, vérification de la disponibilité d’un module de remplacement et préparation d’un plan de redémarrage de la machine.

Réparation, remise en état et rachat de composants B&R ACOPOSmulti

RGB Elektronika assure le diagnostic, la maintenance et la réparation des entraînements ACOPOSmulti, notamment des modules d’alimentation, onduleurs et de commande. Les travaux peuvent comprendre la remise en état de l’électronique de puissance, la réparation de la communication, le contrôle des interfaces de codeur et des essais fonctionnels.

Si la réparation n’est pas économiquement viable, il est possible de vérifier la disponibilité d’un composant compatible, d’une solution d’échange ou d’une modernisation du système. Les modules B&R défectueux et retirés de l’exploitation peuvent également être proposés au rachat.

Contactez RGB Elektronika si vous avez besoin d’une réparation ACOPOSmulti, d’un diagnostic d’un module 8BVI ou 8BVP, de la remise en état d’un servovariateur ou du contrôle complet d’un système d’entraînement multiaxe B&R.. —> Demander une réparation

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