Beckhoff bornes EtherCAT Mode d'emploi

Consignes sur l’utilisation
du système de bornes d’E/S et du système de bornes EtherCat
dans des atmosphères explosibles (ATEX)
Version : 3.1.0
Date :
10.06.2011
Table des matières
Table des matières
1
Avant-propos
1
1.1
Remarques sur la documentation
1
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
1
1
1
1
1
1.2
1.3
2
3
Consignes de sécurité
2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
2
2
3
État à la livraison
Obligations de l’exploitant
Explication des pictogrammes de sécurité
Validité
4
Consignes pour l’utilisation en zone explosible
5
2.1
2.2
2.3
2.4
5
6
6
6
Conditions particulières
Identification
Numéro de série
Documentations spécifiques aux bornes
Principes de la protection contre l’explosion
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
Catégorie d’appareils
Modes de protection des équipements d’exploitation électriques
Classe de température
11
11
12
Barrières de sécurité - circuits électriques dépassant le cadre des zones
12
Annexe
4.1
7
Protection contre l’explosion, pourquoi ?
7
Composants de Beckhoff
8
Marquage des équipements d’exploitation
8
Répartition des équipements d’exploitation électriques en groupes de protection 9
Répartition de l’atmosphère environnante en zones
10
Capacité opérationnelle des équipements électriques
11
3.6.1
3.6.2
3.6.3
4
Avis de non-responsabilité
Marques
Brevets
Droits d’auteur
Conditions de livraison
13
Support et Service
13
4.1.1
4.1.2
13
13
Filiales et représentants Beckhoff
Siège central Beckhoff
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
Avant-propos
1 Avant-propos
1.1 Remarques sur la documentation
Ce manuel s’adresse exclusivement à un personnel formé aux techniques de commande et d’automatisation et
familiarisé aux normes nationales applicables. Pour l’installation et la mise en service des composants, il faut
impérativement respecter les informations et explications ci-dessous.
Le personnel qualifié doit s’assurer que la mise en œuvre et l’utilisation des produits décrits répondent à toutes
les exigences en matière de sécurité, y compris toutes les lois, prescriptions, dispositions et normes
applicables.
1.1.1
Avis de non-responsabilité
Cette documentation a été rédigée avec le plus grand soin. Cependant, les produits décrits font l’objet d’un
développement constant. C’est pourquoi cette documentation ne concorde pas toujours avec les performances,
normes ou autres caractéristiques décrites.
Si la présente documentation contient des erreurs techniques ou rédactionnelles, nous nous réservons le droit
d’y apporter des modifications, en tout temps et sans avis préalable.
Toute demande de modification de produits déjà livrés est exclue si elle se base sur les données, illustrations
et descriptions contenues dans la présente documentation.
1.1.2
Marques
Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE® et XFC® sont des marques déposées et
concédées de Beckhoff Automation GmbH.
L’utilisation par des tiers d’autres marques ou symboles contenus dans la présente documentation peut
entraîner une violation des droits du propriétaire des marques concernées.
1.1.3
Brevets
La technologie EtherCAT est protégée par brevet, en particulier par les demandes et brevets ci-dessous :
EP1590927, EP1789857, DE102004044764, DE102007017835 ainsi que les demandes correspondantes et
inscriptions dans les autres pays.
La technologie TwinCAT est protégée par brevet, en particulier par les demandes et brevets ci-dessous :
EP0851348, US6167425 ainsi que les demandes correspondantes et inscriptions dans les autres pays.
1.1.4
Droits d’auteur
©
Beckhoff Automation GmbH.
Toute transmission ou reproduction de ce document, toute utilisation et communication de son contenu sont
interdites sauf autorisation explicite. Les infractions à ce point entraînent des dommages et intérêts. Tous droits
réservés en cas de dépôt de brevet, de modèle ou de dessin industriel
1.1.5
Conditions de livraison
Les conditions générales de livraison de la société Beckhoff Automation GmbH sont à appliquer.
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
1
Consignes de sécurité
1.2 Consignes de sécurité
1.2.1 État à la livraison
Tous les composants sont livrés dans les configurations matérielle et logicielle définies par les conditions
d’application. Toute modification de ces configurations matérielle et logicielle qui dépasse le cadre des
possibilités décrites est interdite et entraîne l’exclusion de la responsabilité de Beckhoff Automation GmbH.
1.2.2 Obligations de l’exploitant
L’exploitant doit s’assurer que





2
les composants de bus de terrain Beckhoff ne sont utilisés que conformément aux prescriptions (voir
chapitre Consignes pour l’utilisation en zone explosible) ;
les composants de bus de terrain Beckhoff ne sont utilisés que dans un état irréprochable en parfait
état de marche ;
seul un personnel suffisamment qualifié et agréé assure la maintenance et les réparations des
composants de bus de terrain Beckhoff ;
ce personnel est régulièrement formé aux questions relatives à la sécurité au travail et à la protection
de l’environnement, il a connaissance du manuel d’utilisation et notamment des consignes de sécurité
y figurant ;
toutes les consignes de sécurité et indications d’avertissement apposées aux composants de bus de
terrain Beckhoff ne sont pas enlevées et restent bien lisibles.
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
Avant-propos
1.2.3 Explication des pictogrammes de sécurité
Les pictogrammes de sécurité suivants sont utilisés dans la présente documentation. Ces pictogrammes ont
pour but d’attirer l’attention du lecteur tout particulièrement sur le texte figurant à côté du pictogramme de
sécurité.
Risque accru de blessures !
DANGER
Si la consigne de sécurité en regard du symbole n’est pas respectée, il y a un risque
imminent de blessures voire de mort.
Attention, risque de blessures !
Si la consigne de sécurité en regard du symbole n’est pas respectée, il y a un risque
AVERTISSEMENT de blessures voire de mort.
Risque de dommages corporels !
GARE
Si la consigne de sécurité en regard du symbole n’est pas respectée, il y a un risque
de dommages corporels pour les personnes.
Dommages pour l’environnement et les appareils
Attention
Si la consigne de sécurité en regard du symbole n’est pas respectée, il y a un risque
de dommages pour l’environnement ou les appareils.
Conseil ou indication
Remarque
Ce pictogramme attire l’attention sur des informations qui permettent une meilleure
compréhension.
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
3
Validité
1.3 Validité
Cette documentation est valable pour tous les composants de bus de terrain Beckhoff portant l’un des
marquages suivants :
II 3 G Ex nA II T4
KEMA 10ATEX0075 X
Ta : 0 - 55 °C
II 3 G Ex nA nC IIC T4
KEMA 10ATEX0075 X
Ta : 0 - 55 °C
ou
et leur désignation du produit construite de la façon suivante :
Coupleur de bus
BKxxxx-xxxx, LCxxxx-xxxx
Contrôleur de bornes d'E/S
BCxxxx-xxxx, BXxxxx-xxxx
Bornes d’E/S
KLxxxx-xxxx, KSxxxx-xxxx
Modules de bornes
KMxxxx-xxxx
Coupleur EtherCAT
EK1xxx-xxxx, BK1xxx-xxxx
Bornes EtherCAT
ELxxxx-xxxx, ESxxxx-xxxx, EMxxxx-xxxx
Ici, la lettre minuscule x représente un chiffre de 0 à 9.
Les listes actuelles des composants certifiés se trouvent sur le site internet sous
http://www.beckhoff.com/english/certifications/busterm.htm
et
http://www.beckhoff.com/english/certifications/ethercat.htm
4
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
Consignes pour l’utilisation en zone explosible
2 Consignes pour l’utilisation en zone explosible
2.1 Conditions particulières
AVERTISSEMENT
Respecter les conditions particulières liées à l’utilisation conforme des composants
de bus de terrain Beckhoff dans des zones à atmosphère explosible (Directive
94/9/CE) !








Les composants certifiés doivent être aménagés dans un boîtier approprié qui
garantisse un degré de protection minimum IP54 conformément à la norme EN
60529 ! Observer à cet égard les conditions ambiantes lors de l’utilisation !
Si les températures en service nominal dépassent les 70 °C au niveau de l’entrée
des câbles, conduites ou tuyauteries, ou si elles dépassent les 80 °C au niveau des
points de branchement des câbles, il convient de sélectionner des câbles dont les
données de température correspondent aux températures effectivement mesurées !
Lors de l’utilisation des composants de bus de terrain Beckhoff dans des
atmosphères explosibles, tenir compte du fait que la température environnante
admise est de 0 - 55 °C.
Il faut prendre des mesures de protection contre le dépassement de la tension de
service nominale suite à de brèves tensions parasites de plus de 40 % !
Les différentes bornes ne peuvent être tirées ou enlevées du système de bornes
d’E/S que si la tension d’alimentation est coupée et après s’être assuré que
l’atmosphère n’est pas explosive !
Les raccords des composants certifiés ne peuvent être (dé)branchés que si la
tension d’alimentation est coupée et après s’être assuré que l’atmosphère n’est pas
explosive !
Les fusibles des bornes d’alimentation KL92xx ne peuvent être changés que si la
tension d’alimentation est coupée et après s’être assuré que l’atmosphère n’est pas
explosive !
Les sélecteurs d’adresse et commutateurs ID ne peuvent être réglés que si la
tension d’alimentation est coupée et après s’être assuré que l’atmosphère n’est pas
explosive !
Les exigences fondamentales de sécurité et de santé sont satisfaites par la conformité aux normes cidessous :


EN 60079-0: 2006
EN 60079-15: 2005
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
5
Identification
2.2 Identification
Les composants de bus de terrain Beckhoff certifiés pour l’atmosphère explosible portent les marquages
suivants :
II 3 G Ex nA II T4
KEMA 10ATEX0075 X
Ta : 0 - 55 °C
II 3 G Ex nA nC IIC T4
KEMA 10ATEX0075 X
Ta : 0 - 55 °C
ou
La signification du marquage est décrite dans le chapitre « Marquage des équipements ».
2.3 Numéro de série
Les composants de bus de terrain Beckhoff portent un numéro de série structuré comme suit :
KW JJ SW HW
Légende :
KW : semaine calendaire de fabrication
JJ :
année de fabrication
SW : version de logiciel
HW : version de matériel hardware
Exemple : numéro de série 29 10 02 01
Semaine calendaire : 29
Année :
2010
Version de logiciel :
02
Version de matériel hardware : 01
2.4 Documentations spécifiques aux bornes
De plus, tenir compte des documentations spécifiques aux bornes pour l’installation, le paramétrage et la
programmation qui sont à votre disposition sur le site Beckhoff http://www.beckhoff.com dans la rubrique
téléchargements.
6
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
Principes de la protection contre l’explosion
3 Principes de la protection contre l’explosion
3.1 Protection contre l’explosion, pourquoi ?
La base d’une explosion repose sur la présence simultanée des trois facteurs suivants :
 matière combustible en forme finement répartie
 oxygène
 et source d’allumage
Si l’un de ces trois facteurs manque, il ne peut y avoir d'explosion.
Dans un grand nombre de branches industrielles, par exemple la pétrochimie ou dans les broyeurs, la
manipulation, pendant le travail, de gaz et de poussières ainsi que de vapeurs et de brouillards est à l’ordre du
jour. Dans d’autres secteurs, ces matières combustibles sont générées pendant le traitement. Partout en ces
lieux, l’air environnant et la présence d’une source d’allumage peuvent provoquer une explosion.
Pour éviter les explosions et les dommages en résultant pour l’homme, le matériel et l’environnement, des
mesures primaires et secondaires de protection contre les explosions ont été développées. Les mesures
primaires contre les explosions ont pour but de maintenir la non explosivité de l’atmosphère environnante alors
que les mesures secondaires de protection contre les explosions doivent empêcher l’allumage d’une telle
atmosphère. La protection secondaire contre les explosions intervient à chaque fois qu’un risque d’explosion
ne peut plus être exclu malgré la protection primaire.
Tenir compte des normes et des directives applicables !
Ce chapitre ne fait qu’à aborder le thème « Protection secondaire contre les
AVERTISSEMENT explosions » et ne prétend pas être exhaustif. La prise de connaissance de ce
document ne dispense aucunement de l’étude de toutes les normes et directives
pertinentes pour l’utilisation d’équipements électriques dans les zones explosibles.
Par la directive ATX 94/9/CE, la Communauté européenne a fourni une base pour des exigences de
caractéristiques uniformisées concernant la protection contre l’explosion de systèmes, appareils et composants
qui sont valables pour utilisation en Europe. La directive ATEX 94/9/CE pour les applications antidéflagrantes
est obligatoire pour la CE depuis le 1er juillet 2003.
Ce chapitre sert de plus d’ouvrage de consultation pour le décodage de désignations d’appareil.
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
7
Composants de Beckhoff
3.2 Composants de Beckhoff
Les composants identifiées de la Beckhoff Automation GmbH répondent aux exigences de la directive ATEX
94/9/CE concernant l’utilisation conforme à la finalité d’appareils dans des zones à risque d’explosion de gaz
en zone 2. Les exigences fondamentales de sécurité et de santé sont satisfaites par la conformité aux normes
ci-dessous :

EN 60079-0
Atmosphère explosive - Partie 0 : Appareils - exigences générales

EN 60079-15
Atmosphère explosive - Partie 15 : Protection du matériel par mode de protection « n »
3.3 Marquage des équipements d’exploitation
Un marquage adéquat de l’équipement d’exploitation doit permettre de reconnaître où il peut être utilisé, selon
quel niveau de sécurité de construction l’équipement d’exploitation est certifié et dans quel groupe de matières
l’équipement d’exploitation peut être utilisé. L’illustration suivante montre le marquage d’un équipement
d’exploitation pour zone 2. Les différents éléments du marquage sont expliqués au cours de ce document.
8
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
Principes de la protection contre l’explosion
3.4 Répartition des équipements d’exploitation électriques en
groupes de protection
La capacité opérationnelle des équipements d’exploitation électriques dans des zones explosibles s'effectue
selon trois groupes :
Cette subdivision est échelonnée conformément aux propriétés de l’atmosphère explosible dans laquelle
l’équipement d’exploitation est utilisé et repose sur le rapport de courant d’allumage minimal des gaz
représentatif.
La catégorie la plus basse est le groupe IIA (gaz propane) avec un rapport de courant d’allumage minimal
élevé alors que les éléments du groupe IIB possède un rapport de courant d’allumage minimal moyen. La
catégorie la plus élevée IIC prend en compte les atmosphères hautement explosibles avec rapport de courant
d’allumage minimal faible et offre la protection maximale contre l’allumage.
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
9
Répartition de l’atmosphère environnante en zones
3.5 Répartition de l’atmosphère environnante en zones
Les zones explosibles doivent être réparties en zones dans lesquelles l’atmosphère peut être explosible (en
cas de risque potentiel).
Cette répartition prend en compte les différents dangers dus aux atmosphères explosibles sur la base des
probabilités et permet la mise en œuvre de la protection contre l’explosion en tenant compte des conditionscadre de technique de sécurité et économiques.
Zones explosibles
Zone 0
Zone dans laquelle l’atmosphère explosible est présente sur une longue période ou souvent
comme mélange d’air et de gaz, vapeurs ou brouillards combustibles.
Zone 1
Zone dans laquelle en fonctionnement normal, une atmosphère explosible peut parfois se
former comme mélange d’air et de gaz, vapeurs ou brouillards combustibles.
Zone 2
Zone dans laquelle en fonctionnement normal, une atmosphère explosible comme mélange
d’air et de gaz, vapeurs ou brouillards combustibles n’apparaît normalement pas ou qu’un
bref instant.
Zone 20
Zone dans laquelle une atmosphère explosible sous la forme d’un nuage de poussière
combustible contenue dans l’air est présente constamment, sur de longues périodes ou
souvent.
Zone 21
Zone dans laquelle en fonctionnement normal, une atmosphère explosible peut parfois se
former sous la forme d’un nuage de poussière combustible se trouvant dans l’air.
Zone 22
Zone dans laquelle en fonctionnement normal, une atmosphère explosible sous la forme d’un
nuage de poussière combustible se trouvant dans l’air n’apparaît normalement pas ou qu’un
bref moment seulement.
10
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
Principes de la protection contre l’explosion
3.6 Capacité opérationnelle des équipements électriques
3.6.1
Catégorie d’appareils
L’utilisation d’équipements électriques dépend du groupe de protection et de l’atmosphère environnante dans
laquelle l’équipement d’exploitation est utilisé. Le tableau suivant fournit une liste des catégories d’appareils
correspondantes.
3.6.2
Modes de protection des équipements d’exploitation électriques
Les modes de protection sont des mesures sur l’équipement d’exploitation, à classer dans la protection contre
les explosions secondaires car ils doivent éviter un allumage de l’atmosphère explosible. Outre la catégorie
d’appareil, le mode de protection est également pertinent pour déterminer la capacité fonctionnelle.
Il existe différents modes de protection avec différents concepts de protection. Ce document aborde
exclusivement le mode de protection « n » selon EN 60079-15. Il définit le fonctionnement des équipements
d’exploitation électriques dans des atmosphères explosibles à mode de protection « n » comme suit :
En fonctionnement normal et dans des conditions anormales définies, les équipements électriques de ce mode
de protection ne sont pas en mesure d’allumer l’atmosphère explosible environnante.
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
11
Barrières de sécurité - circuits électriques dépassant le cadre des zones
3.6.3
Classe de température
La classe de température est également pertinente pour déterminer la capacité opérationnelle. La température
d’une surface chauffée est déterminante pour la classification dans la classe de température correspondante.
La classe de température suivante supérieure inclut toutes les classes de température inférieures.
3.7 Barrières de sécurité - circuits électriques dépassant le
cadre des zones
La connexion de capteurs de signaux (détecteurs) des zones 0 et 1 à des unités d’évaluation (appareils de bus
de terrain) de la zone 2 est soumise à des règles qui sont schématisées ici. Dans les zones 0 et 1, on ne peut
utiliser que des circuits électriques à sécurité intrinsèque.
Un circuit électrique est considéré comme étant à sécurité intrinsèque si ni une étincelle ni un effet thermique
ne peut provoquer un allumage d’une certaine atmosphère explosible. Une des mesures les plus importantes
lors de la mise en place de circuits électriques à sécurité intrinsèque est la séparation sûre de tous les circuits
à sécurité intrinsèque de l’ensemble des circuits sans sécurité intrinsèque.
Si un circuit électrique à sécurité intrinsèque de la zone 0 ou 1 doit être relié à un appareil sans sécurité
intrinsèque dans la zone 2, le circuit électrique est géré via une barrière de sécurité. Elle assure la séparation
adéquate des circuits à sécurité intrinsèque et sans sécurité intrinsèque. L’illustration suivante présente un
agencement à titre d’exemple.
12
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
Annexe
4 Annexe
4.1 Support et Service
Beckhoff et ses partenaires dans le monde entier sont en mesure de vous offrir un service et un support
technique globaux, mettant ainsi à votre disposition une aide rapide et compétente dans toutes les questions
relatives aux produits Beckhoff et à ses solutions de systèmes.
4.1.1 Filiales et représentants Beckhoff
N’hésitez pas à contacter la filiale ou le représentant Beckhoff le plus proche pour le support technique et le
service relatifs aux produits Beckhoff !
Consultez notre site internet pour obtenir les coordonnées des filiales et représentants de Beckhoff dans le
monde entier : http://www.beckhoff.com. Vous y trouverez également une documentation détaillée sur les
produits Beckhoff.
4.1.2 Siège central Beckhoff
Beckhoff Automation GmbH
Eiserstr. 5
33415 Verl
Allemagne
Téléphone :
Télécopie :
e-mail:
Web:
+49(0)5246/963-0
+49(0)5246/963-198
info@beckhoff.com
http:\\www.beckhoff.com
Beckhoff Support
Beckhoff vous propose son support technique global dont vous pouvez profiter non seulement pour les produits
Beckhoff, mais également pour une large gamme de prestations :
 support
 planification, programmation et mise en service de systèmes complexes d’automation
 programme de formation complet pour les composants du système Beckhoff
Ligne :
Télécopie :
e-mail:
+49(0)5246/963-157
+49(0)5246/963-9157
support@beckhoff.com
Beckhoff Service
Le centre de service Beckhoff vous propose son service après-vente global :
 service sur site
 service de réparations
 service des pièces de rechange
 service d’assistance en ligne
Ligne :
Télécopie :
e-mail:
+49(0)5246/963-460
+49(0)5246/963-479
service@beckhoff.com
Bornes d’entré/sortie et bornes EtherCAT dans des zones explosibles
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