Réglage du système électrique de grue sur site : guide complet
La mise en service du système électrique est l'étape finale et cruciale de l'installation d'une grue : elle couvre le téléchargement et la validation du programme PLC, le réglage des paramètres du variateur de fréquence, l'étalonnage des capteurs et le test du bus de communication. Kelude Industries Lourdes utilise une architecture Siemens S7 + variateur G120 + PROFINET. Cet article détaille l'ensemble du processus, des conditions préalables à l'essai de fonctionnement en charge.
La mise en service du système électrique constitue l'étape de finition du chantier d'installation d'une grue et conditionne la mise en service conforme de l'équipement selon ses spécifications fonctionnelles. La qualité de cette mise en service détermine directement la fiabilité opérationnelle, la stabilité des communications et l'intégrité des fonctions de sécurité. Les grues de Kelude Industries Lourdes sont équipées d'automates Siemens S7, de variateurs G120 et d'une architecture de bus PROFINET. La mise en service sur site comprend le téléchargement et la validation du programme PLC, le réglage individuel des paramètres du variateur pour chaque mécanisme, l'étalonnage des capteurs et le test du bus de communication. Les normes appliquées sont l'IEC 60204-32 (Sécurité des machines – équipement électrique) et l'IEC 61800 (systèmes d'entraînement électriques à vitesse variable).
Conditions préalables à la mise en service électrique
Avant de commencer la mise en service électrique, les conditions préalables suivantes doivent être vérifiées : câblage du circuit principal terminé et séquence de phases correcte (contrôlée à l'aide d'un testeur de phases) ; alimentation 24 VDC du circuit de commande sous tension et stable (±5 %) ; tension d'entrée du circuit principal du variateur conforme à la plaque signalétique (380 V ±10 %) ; absence de défaut signalé par les voyants des modules PLC ; tous les boutons d'arrêt d'urgence relâchés ; la télécommande / le PC de programmation prêts à communiquer. Il est recommandé, avant l'essai, de mesurer la résistance d'isolement des circuits principal et de commande à l'aide d'un mégohmmètre (500 V). La résistance de terre doit être ≥ 1 MΩ.
Téléchargement du programme PLC et validation logique
Le téléchargement du programme PLC s'effectue via le logiciel TIA Portal de Siemens, en connectant le CPU par l'interface PROFINET (l'adresse IP doit être définie dans le même sous-réseau que le PC de programmation). Avant le téléchargement, vérifier que la version du programme correspond aux plans d'ingénierie. Après le téléchargement, effectuer une remise à zéro de la mémoire du CPU afin d'éliminer les résidus de données. La validation du programme s'effectue dans l'ordre suivant : 1) vérifier que la configuration des modules correspond au matériel réel (référence de commande et version du firmware) ; 2) vérifier la correspondance entre le mappage des adresses I/O et le schéma de câblage ; 3) valider fonction par fonction la logique de commande des mécanismes de levage, de translation du pont et de chariot (mode par impulsions, fonctionnement couplé, commutation de vitesse) ; 4) vérifier que les actions des logiques de sécurité (arrêt d'urgence, déclenchement des fins de course, alarme de surcharge) correspondent aux résultats attendus. Tous les essais de validation doivent être consignés dans le rapport de mise en service.
Réglage des paramètres du variateur de fréquence
Les paramètres du variateur sont réglés séparément pour le mécanisme de levage, le mécanisme de translation du pont et le mécanisme de chariot. La procédure de réglage de Kelude Industries Lourdes impose une commande vectorielle sans capteur (SLVC) pour le mécanisme de levage et une commande V/f pour les mécanismes de translation du pont et de chariot. Mécanisme de levage (variateur G120) : commande vectorielle sans capteur de vitesse (SLVC), temps d'accélération réglé entre 3 et 5 secondes (valeur supérieure en cas de charge lourde), temporisation de libération du frein de 0,3 seconde, temporisation de serrage du frein de 0,5 seconde, signal de confirmation d'ouverture du frein raccordé à l'entrée numérique du variateur. Mécanisme de translation du pont : commande V/f, temps d'accélération entre 5 et 8 secondes (pour éviter les surintensités dues à l'inertie élevée), coefficient de lissage de la courbe en S pour l'accélération et la décélération de 0,5 seconde. Mécanisme de chariot : commande V/f, temps d'accélération entre 2 et 3 secondes, réglage symétrique pour les deux sens de déplacement.
Le tableau comparatif ci-dessous détaille l'ensemble des paramètres :
| Mécanisme | Mode de commande | Temps d'accélération | Temps de décélération | Temporisation frein | Remarques |
|---|---|---|---|---|---|
| Levage | SLVC (sans capteur) | 3 à 5 s | — | Libération : 0,3 s Serrage : 0,5 s |
Valeur supérieure en charge lourde ; confirmation d'ouverture du frein sur entrée numérique |
| Translation du pont | V/f | 5 à 8 s | Courbe en S, coefficient 0,5 s | — | Prévention des surintensités sur forte inertie |
| Chariot | V/f | 2 à 3 s | — | — | Réglage symétrique avant/arrière |
| Mécanisme | Mode de commande | temps d'accélération | FreinageTemporisation | Paramètre critiqueètre |
|---|---|---|---|---|
| mécanisme de levage | SLVCCommande Vectorielle | 3~5s | 0.5s | P2910/P2920commande du frein |
| mécanisme de translation du pont | V/fCommande | 5~8s | 1.0s | P1120/P1121 SLissage de courbe |
| mécanisme de chariot | V/fCommande | 2~3s | 0.8s | Réglage symétrique avec cohérence avant/arrière |
Après le réglage des paramètres, procéder à un essai à vide : faire fonctionner chaque mécanisme à basse vitesse (5 Hz), vitesse moyenne (25 Hz) et vitesse élevée (50 Hz) pendant 5 minutes. Vérifier l'équilibre des courants (écart triphasé ≤ 10 %), la cohérence du sens de rotation avec les commandes et la séquence logique d'ouverture/fermeture du frein. Enregistrer les courants à vide de chaque mécanisme comme données de référence pour les essais de charge ultérieurs.
Étalonnage des capteurs et codeurs
Étalonnage du limiteur de surcharge : suspendre la charge nominale (100 % Q) au crochet, puis ajuster les potentiomètres de zéro et de gain sur l'indicateur du limiteur jusqu'à ce que la valeur affichée corresponde à la charge réelle. Ensuite, charger à 110 % Q pour vérifier le déclenchement de l'alarme sonore et visuelle, puis à 125 % Q pour confirmer l'arrêt par coupure d'alimentation. Après l'étalonnage, contrôler trois points de charge (30 % Q, 70 % Q, 100 % Q) à l'aide de poids étalons ; l'erreur d'affichage doit rester dans la plage de ± 5 %.
Étalonnage de l'encodeur de hauteur de levage : lever le crochet jusqu'à la position limite haute (face supérieure du levage à ≥ 200 mm de la fin de course), puis mettre l'encodeur à zéro ; descendre le crochet jusqu'à la limite basse et enregistrer la course maximale. Après l'étalonnage, vérifier la précision de position aux points 0 %, 25 %, 50 %, 75 % et 100 % de la course. Procéder de la même manière pour les encodeurs de translation (pont du pont roulant et chariot).
Test du bus de communication
Le test du bus PROFINET comprend : la vérification des voyants d'état réseau de tous les périphériques IO (vert fixe = normal), le ping des adresses IP de chaque esclave pour confirmer la connectivité, et l'analyse du réseau via la fonction de diagnostic TIA Portal pour vérifier que tous les appareils sont en ligne. Le temps de cycle de communication (temps de cycle du bus) ne doit pas dépasser 10 ms afin de garantir la réponse en temps réel des commandes de sécurité.
Cette section fait partie intégrante du guide complet d'installation, de mise en service et de réception des grues. Pour la suite du processus de mise en service, consulter Réglage des fins de course et dispositifs de sécurité : procédure de vérification des limiteurs de levage, de translation et de surcharge.
Questions fréquentes (FAQ)
Q : Que faire si le variateur de fréquence affiche le code de défaut F7800 après la mise sous tension ?
A : F7800 indique une sous-tension du bus continu. Causes fréquentes : tension d'alimentation principale trop basse (inférieure à 360 V), module redresseur défectueux, résistance de précharge coupée ou contacteur non enclenché. Les techniciens de Kelude vérifient successivement la tension d'entrée, la tension du bus continu (normalement environ 540 V CC), l'état du contacteur de précharge et la sortie du pont redresseur, en suivant la procédure standard de diagnostic des défauts.
Q : Que faire si le frein ne s'ouvre pas lors du fonctionnement du mécanisme de levage ?
A : Causes fréquentes : module redresseur du frein grillé, résistance de la bobine du frein anormale (valeur normale environ 50 à 200 Ω selon le modèle), blocage mécanique du frein, absence d'alimentation 24 V CC dans le circuit de commande, ou absence de commande d'ouverture du frein par l'API. Vérifier successivement l'alimentation du frein et le circuit de signal de commande. Il est strictement interdit de faire fonctionner le mécanisme de levage avec un frein défectueux.
Q : Comment diagnostiquer la perte de communication d'un esclave PROFINET ?
A : Procédure de diagnostic : 1. Vérifier les voyants du port du commutateur réseau et de la prise réseau de l'esclave (clignotement vert) ; 2. Vérifier que le connecteur RJ45 n'est pas desserré ou endommagé ; 3. Utiliser le diagnostic TIA Portal pour vérifier si l'esclave est en ligne ; 4. Mettre l'esclave hors tension puis sous tension pour observer la reprise de communication ; 5. Vérifier que la résistance de terminaison du bus est correctement configurée (elle doit être activée sur les appareils en extrémité de ligne).
Q : Que faire si la valeur affichée du limiteur de surcharge dérive après l'étalonnage ?
A : Causes fréquentes de dérive de l'affichage du limiteur de surcharge : mise à la terre défectueuse du blindage du câble de capteur, desserrage du support de montage du capteur entraînant un décalage de la mesure, ou température ambiante de l'instrument hors plage de fonctionnement. Si la dérive dépasse ± 5 % après l'étalonnage, procéder à un nouvel étalonnage et vérifier les causes ci-dessus. Le limiteur de charge, en tant que dispositif de sécurité, doit être soumis à une vérification annuelle.
