Siemens 6SL3210-1KE21-7AF1 Sinamics G120C Variateur de vitesse
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Informations produit
Le variateur de vitesse Siemens 6SL3210-1KE21-7AF1 est un convertisseur de fréquence compact de la gamme SINAMICS G120C conçu pour la commande précise des moteurs asynchrones triphasés. Fonctionnant sur une plage de tension d'alimentation de 380 V à 480 V CA, cet appareil dispose d'une taille de châssis FSB et intègre un filtre CEM de Classe A conforme à la norme EN 55011. Il propose une double puissance nominale adaptée aux exigences industrielles, soit 7,5 kW en surcharge faible (Low Overload) et 5,5 kW en surcharge élevée (High Overload), délivrant des courants de sortie continus respectifs de 16,5 A et 12,5 A. Grâce aux modes de commande V/f linéaire, V/f quadratique et au contrôle vectoriel sans capteur (SLVC), cette unité assure une régulation dynamique du couple et de la vitesse sur des convoyeurs, des pompes centrifuges, des ventilateurs HVAC ou des malaxeurs.
Pour le raccordement et l'intégration réseau, le variateur 6SL3210-1KE21-7AF1 comporte une interface Ethernet industrielle à deux ports RJ45, compatible avec les protocoles PROFINET IO et EtherNet/IP, ainsi qu'une connectique d'E/S comprenant 6 entrées numériques, 2 sorties numériques, 2 entrées analogiques et 1 sortie analogique. La mise en service d'une unité de rechange nécessite le transfert de la configuration et des paramètres de l'ancien variateur. Cela peut s'effectuer rapidement via une carte mémoire SINAMICS SD (référence 6SL3054-4AG00-0AA0), le port Mini-USB frontal, ou à l'aide des logiciels TIA Portal (SINAMICS Startdrive V13 ou supérieur) et STARTER, ainsi qu'avec les consoles de commande IOP-2 et BOP-2. Un hacheur de freinage intégré permet le raccordement direct d'une résistance de freinage externe pour les applications exigeant des décélérations rapides. Pour faciliter l'installation et le paramétrage, l'équipe d'ABC Industrial Parts apporte son soutien lors du transfert des données de configuration et de l'alignement des paramètres réseau.
La surveillance opérationnelle est assurée par trois voyants LED d'état (RDY, BF, SAFE) en façade et par la consultation des paramètres de diagnostic r0945 et r0947 pour la mémoire des défauts. En cas de dysfonctionnement, le variateur génère des codes d'erreur précis, tels que le surcourant au niveau de l'étage de puissance (F030001), les surtensions ou sous-tensions du bus continu (F030002, F030003) ou la perte d'une phase réseau (F030011). Les anomalies de communication sont signalées par le voyant BF et le code F08501, tandis que l'activation de la fonction de sécurité intégrée Safe Torque Off (STO SIL 2 / PL d) est indiquée par la LED SAFE. Si des erreurs logicielles ou processeur internes répétées telles que F01000 ou F01001 surviennent après une coupure puis remise sous tension, le composant présente une défaillance matérielle de la carte de commande non réparable sur le terrain. L'option la plus rapide pour minimiser les arrêts de production consiste alors à faire appel à ABC Industrial Parts pour la fourniture d'une unité de remplacement testée ou pour une intervention de réparation.
Caracteristiques techniques
| Tension d'alimentation | 380 - 480 V CA |
| Puissance nominale (Low Overload) | 7,5 kW |
| Puissance nominale (High Overload) | 5,5 kW |
| Courant de sortie continu (Low Overload) | 16,5 A |
| Courant de sortie continu (High Overload) | 12,5 A |
| Plage de fréquence de sortie | 0 - 550 Hz |
| Fréquence de découpage | 4 kHz |
| Entrées numériques | 6 |
| Sorties numériques | 2 |
| Entrées analogiques | 2 |
| Sortie analogique | 1 |
| Taille de châssis | FSB |
| Filtre CEM intégré | Classe A |
| Protocoles de bus de terrain | PROFINET IO / EtherNet/IP |
| Fonction de sécurité intégrée | Safe Torque Off (STO) SIL 2 / PL d |
Programmation et configuration
La programmation et le paramétrage du variateur Siemens 6SL3210-1KE21-7AF1 s'effectuent à l'aide de l'environnement d'ingénierie TIA Portal avec l'outil SINAMICS Startdrive (version V13 ou supérieure) ou via le logiciel classique STARTER. L'accès direct aux registres de paramètres permet d'ajuster le comportement dynamique, les rampes d'accélération et de décélération, ainsi que les caractéristiques moteur p0300 à p0335 lors des phases d'identification automatique du moteur.
Pour les interventions sur le terrain sans PC, l'appareil prend en charge les panneaux d'opérateur enfichables IOP-2 et BOP-2, ainsi qu'un module d'accès sans fil SINAMICS G120 Smart Access Module offrant une interface serveur web. La duplication rapide des paramètres d'une unité à une autre s'effectue aisément à l'aide de la carte mémoire optionnelle SINAMICS SD (6SL3054-4AG00-0AA0) insérée dans le lecteur dédié, ou via le port Mini-USB situé en face avant.
Communication et intégration système
Le modèle 6SL3210-1KE21-7AF1 dispose d'une interface Ethernet industrielle intégrée équipée de deux ports RJ45. Cette double connectique permet une intégration directe dans des topologies réseau en ligne ou en anneau sans nécessiter de commutateur externe. L'unité prend en charge à la fois les protocoles de communication PROFINET IO et EtherNet/IP, assurant un échange de données de consigne et d'état en temps réel avec les automates programmables.
L'intégration dans des systèmes d'automatisme Siemens SIMATIC S7-1200 et S7-1500 est optimisée grâce aux blocs de fonction standardisés sous TIA Portal. Le variateur transmet en continu les diagnostics de canal PROFINET vers le maître réseau, permettant une localisation immédiate des interruptions de bus ou des pertes de consigne réseau matérialisées par le défaut F08501.
Diagnostic et indication d'état
Le variateur SINAMICS G120C intègre des outils de diagnostic complets accessibles localement et à distance. La façade dispose de trois LED (RDY, BF, SAFE) fournissant une indication visuelle instantanée de l'état du variateur, de la communication réseau et des fonctions de sécurité STO. L'historique des anomalies est enregistré dans les paramètres de mémoire de défauts r0945 et r0947, tandis que les alarmes actives sont lisibles dans les paramètres r2122 et r2123.
Les techniciens peuvent accéder au tampon de diagnostic détaillé en raccordant les logiciels Startdrive ou STARTER via le port Mini-USB ou en se connectant au serveur web du module Smart Access. Les panneaux de commande IOP-2 et BOP-2 affichent également les messages de défaut en texte clair pour une identification rapide sur l'équipement.
Voyants d'etat
| LED | Couleur/etat | Signification |
|---|---|---|
| RDY | Vert / Rouge - Fixe / Clignotant | Vert fixe : variateur prêt à fonctionner ; Vert clignotant : mise en service / initialisation des paramètres ; Rouge fixe : défaut variateur présent ; Rouge clignotant : défaut logiciel ou matériel interne nécessitant un redémarrage ou une maintenance. |
| BF | Rouge - Éteint / Fixe / Clignotant | Éteint : communication bus de terrain opérationnelle ; Rouge clignotant : erreur de bus / défaut de consigne de communication ; Rouge fixe : absence de connexion avec le maître bus de terrain. |
| SAFE | Jaune - Fixe / Clignotant | Jaune fixe : fonction de sécurité Safe Torque Off (STO) active ; Jaune clignotant : défaut de sécurité STO présent. |
Remplacement et pièces de rechange
Lors du remplacement d'un variateur Siemens 6SL3210-1KE21-7AF1 défaillant, il est primordial de s'assurer que la pièce de rechange possède exactement la même référence catalogue, garantissant ainsi la présence du filtre CEM de Classe A et de la taille de châssis FSB. Il faut également vérifier que l'intégration des fonctions de sécurité Safe Torque Off (STO SIL 2 / PL d) est correctement câblée et configurée sur les bornes du nouveau variateur.
Le remplacement d'une unité ne se limite pas à un simple échange physique. L'ensemble du jeu de paramètres de l'ancien variateur doit être transféré vers la pièce de rechange, soit par insertion de la carte mémoire SINAMICS SD préexistante, soit par réinjection du projet depuis le logiciel TIA Portal / Startdrive via le port Mini-USB. De plus, les adresses d'interconnexion réseau PROFINET IO ou EtherNet/IP doivent être parfaitement configurées pour rétablir la communication avec le maître PLC.
Codes erreur et codes defaut
Les codes suivants peuvent apparaitre pendant le fonctionnement ou le diagnostic :
| Code | Nom | Description | Cause possible | Action recommandee |
|---|---|---|---|---|
| F01000 | Internal software error | Une erreur logicielle interne s'est produite dans l'unité de commande. | Erreur de firmware ou exception d'instruction non récupérable. | Effectuer un cycle d'alimentation (POWER ON). Si le défaut persiste, mettre à jour le firmware ou remplacer l'unité — défaillance de la carte de commande interne. |
| F01001 | Floating Point Exception | Une erreur interne d'opération en virgule flottante s'est produite dans le processeur. | Erreur de calcul interne du processeur. | Couper puis rétablir l'alimentation. Défaut interne du processeur — retourner l'unité pour réparation si le problème persiste. |
| F01600 | STOP A Triggered | Safety Integrated : le STOP A a été déclenché par la fonction de sécurité. | Défaut de sécurité ou demande STO émise par le automate de sécurité / les entrées numériques. | Acquitter le défaut, réinitialiser l'état de l'entrée de sécurité, vérifier le câblage du circuit de sécurité. |
| F030001 | Power unit: Overcurrent | La limite de courant de sortie du variateur a été dépassée. | Court-circuit ou défaut à la terre en sortie du variateur, temps d'accélération trop court, moteur surdimensionné ou bloqué. | Contrôler le câble moteur et l'isolement des enroulements, augmenter le temps de rampe d'accélération, vérifier la charge moteur. |
| F030002 | Power unit: DC link overvoltage | La tension du bus continu a dépassé le seuil maximal admissible. | Tension du réseau d'alimentation trop élevée, énergie régénérative du moteur lors de la décélération sans hacheur/résistance de freinage. | Contrôler le niveau de tension d'alimentation, allonger le temps de rampe de décélération, vérifier le hacheur de freinage intégré et la résistance de freinage externe. |
| F030003 | Power unit: DC link undervoltage | La tension du bus continu est descendue sous le seuil minimal admissible. | Défaillance de l'alimentation principale, chute de tension réseau ou perte de phase. | Contrôler la tension d'alimentation du réseau et les fusibles de la ligne d'entrée. |
| F030004 | Drive inverter: Overtemperature heatsink | La température du dissipateur thermique a dépassé le seuil admissible. | Débit d'air de refroidissement insuffisant, panne du ventilateur, température ambiante trop élevée, surcharge continue. | Contrôler le ventilateur du coffret et les ailettes du dissipateur, réduire la fréquence de découpage ou la charge. |
| F030005 | Power unit: I2t overload | La charge thermique du variateur a dépassé la limite autorisée. | Facteur de marche en surcharge continue dépassant la capacité de l'étage de puissance du variateur. | Réduire le cycle de fonctionnement / le courant de charge ou surdimensionner le variateur. |
| F030011 | Line phase failure | L'une des trois phases de l'alimentation CA d'entrée est manquante. | Fusible d'entrée grillé, borne de câblage desserrée, déséquilibre du réseau d'alimentation. | Contrôler les fusibles d'alimentation réseau, les bornes de ligne d'entrée et l'équilibre des phases réseau. |
| F030015 | Phase failure motor | L'une des phases du moteur est déconnectée. | Câble moteur interrompu, contacteur moteur ouvert en fonctionnement, mauvaise connexion aux bornes du moteur. | Contrôler les connexions moteur, l'intégrité du câble moteur et le câblage du contacteur de sortie. |
| F030021 | Ground fault | Un défaut à la terre a été détecté sur le raccordement du moteur. | Défaut d'isolement dans l'enroulement du moteur ou le câble moteur par rapport à la terre. | Mesurer la résistance d'isolement des enroulements du moteur et vérifier le câble moteur. |
| F07011 | Motor overtemperature | Le modèle thermique du moteur ou la sonde PTC/KTY indique une surchauffe du moteur. | Surcharge moteur, refroidissement moteur insuffisant à basse vitesse, sonde de température défectueuse. | Contrôler la charge moteur, le ventilateur moteur et le raccordement de la sonde de température. |
| F07801 | Motor blocked | Le moteur est calé ou subit un blocage mécanique. | Obstacle mécanique dans la machine entraînée, limite de couple réglée trop bas. | Contrôler le mécanisme de la machine entraînée pour déceler tout blocage mécanique ou charge coincée. |
| F07900 | Drive: Motor blocked | Le moteur fonctionne à la limite de courant et à vitesse nulle. | Blocage mécanique sur l'arbre du moteur. | Contrôler la charge du moteur et l'ouverture du frein mécanique. |
| F07901 | Motor overspeed | La vitesse du moteur a dépassé le seuil de vitesse maximale. | Paramètres du régulateur de vitesse incorrects, charge entraînant le moteur plus vite que la consigne. | Contrôler les limites de vitesse p1082 ainsi que le codeur moteur / paramètres de régulation. |
| F07902 | Motor stalled | Le moteur a perdu le synchronisme / décroché en contrôle vectoriel. | Charge trop élevée, paramètres incorrects du schéma équivalent du moteur. | Effectuer une identification des données moteur, vérifier les paramètres p0300 à p0335. |
| F08501 | PN/COMM: Setpoint timeout | La transmission de la consigne sur le bus de terrain a été interrompue. | Câble PROFINET endommagé, automate PLC arrêté ou hors tension, défaut réseau. | Contrôler les connecteurs de câble PROFINET, la topologie réseau et l'état de fonctionnement du PLC. |
Questions frequentes
Comment sauvegarder et transférer les paramètres vers un nouveau variateur 6SL3210-1KE21-7AF1 ?
La sauvegarde et le transfert des paramètres s'effectuent en insérant une carte mémoire SINAMICS SD (référence 6SL3054-4AG00-0AA0) dans l'emplacement prévu à cet effet pour cloner la configuration. Alternativement, les données peuvent être enregistrées et rechargées à l'aide des logiciels TIA Portal (SINAMICS Startdrive) ou STARTER via le port Mini-USB frontal.
Quelle est la différence de puissance entre les modes Low Overload (LO) et High Overload (HO) ?
En mode surcharge faible (Low Overload - LO), le variateur fournit une puissance nominale de 7,5 kW avec un courant continu de 16,5 A, idéal pour les pompes et ventilateurs. En mode surcharge élevée (High Overload - HO), il délivre 5,5 kW avec un courant continu de 12,5 A pour les applications exigeant des couples de démarrage importants comme les convoyeurs et malaxeurs.
Le variateur 6SL3210-1KE21-7AF1 nécessite-t-il un filtre CEM externe ?
Non, ce modèle intègre un filtre CEM de Classe A conforme à la norme EN 55011, ce qui permet de réduire les perturbations électromagnétiques directes sur le réseau sans nécessiter l'ajout d'un composant de filtrage externe dans l'armoire.
Que signifie le clignotement rouge du voyant RDY sur la face avant du variateur ?
Un voyant RDY clignotant au rouge indique une erreur interne matérielle ou logicielle au niveau de l'unité de commande. Si un cycle d'alimentation complet (POWER ON) ne résout pas le problème, la carte de commande interne est défaillante et nécessite une réparation ou un remplacement du variateur.
Comment la fonction de sécurité Safe Torque Off (STO) est-elle intégrée ?
La fonction STO est directement intégrée au variateur et certifiée SIL 2 (EN 61508) / PL d (EN ISO 13849-1). Elle permet de couper l'alimentation génératrice de couple du moteur de façon sûre via des bornes matérielles dédiées ou par le protocole PROFIsafe sur le réseau PROFINET.
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