M168

HVAC & R :
– Heating, Ventilation , Air-Conditioning, and Refrigeration.

CVC & F :
– Chauffage, ventilation, climatisation et froid.

Les systèmes HVAC & R sont au cœur de la problématique du confort et des performances énergétiques des bâtiments.
Les Contrôleurs logiques M168 de Schneider Electric sont dédiés aux applications de chauffage, de ventilation, de climatisation et de froid au travers de différentes solutions clés en main :

Solutions de contrôle prêtes à l’emploi (Aucune expertise en automatismes requise)
– Contrôleur logique paramétrique dédiés en autre aux groupes de production d’eau glacée (Chillers) et aux centrales de traitement d’air CTA.
– Avec les principales fonctionnalités de contrôle des machines dédiées.
– Installation et mise en service rapide : réglage et modification de programme directement sur l’afficheur intégré.
– Prêt à l’emploi, connecter et démarrer la machine.
– Personnalisation possible avec le logiciel SoHVAC.

Solutions de contrôle entièrement personnalisées (Nécessite une connaissance en automatismes)
> Contrôleur logique générique programmable + “template” de programmation machine.
– Pour tous types de machines HVAC & R.
– Conception accélérée : “templates” de programmes machines prêts à l’emploi ou personnalisés.
– Personnalisation complète avec le logiciel SoHVAC.

> Contrôleur logique programmable applicatif+ blocs de fonctions applicatifs (dédiés en autre aux groupes de production d’eau glacée et aux centrales de traitement d’air CTA).
– Conception accélérée : les blocs de fonctions applicatifs (AFB) pré écrits sont prêts à l’emploi ou personnalisés.
– Efficacité énergétique augmentée grâce à un contrôle évolué.
– Personnalisation complète avec le logiciel SoHVAC.

Architectures testées, validées et documentées prêtes à l’emploi

Une solution simplifiée du fait que :
– Les listes d’équipements sont prédéfinies.
– Les tests ont été déjà réalisés : dans toutes les configurations possibles, pour une utilisation appropriée de la fonction en terme de performance.
– La validité donne une compatibilité fonctionnelle totale des équipements.
– La documentation est étendue : guide de l’utilisateur complet, conception prédéfinie du panneau de CAO et schémas des câblages.

Programmation et mise en service de machine HVAC & R grâce à SoHVAC

– Un seul logiciel pour programmer et mettre en service l’ensemble du système d’automatisme.
– Contrôleurs logiques Modicon M168, afficheurs distants, AFB et programmes d’application machine, E/S (entrées, sorties), VVD (Variation de vitesse et démarreur) et réseaux de communication.

– Simplification de la conception du programme et de la mise en œuvre.
– Blocs de fonctions applicatifs, “templates” programmes machine, architectures TVD :
Une Architecture TVD est composée d’un ensemble matériel et d’un ensemble logiciel.
L’ensemble matériel est constitué de 6 grandes parties :
> L’alimentation.
> Le contrôleur.
> Le dialogue homme-machine.
> La communication.
> Le mouvement.
> La sécurité.
L’ensemble logiciel contient :
> La configuration du système.
> Le contrôle des équipements.
> Les opérations IHM.
> L’utilisation de bibliothèque.
– Compilateur & debugger, outil de configuration…

– Solutions personnalisées pour modifier, réutiliser ou créer ses propres blocs de fonctions ou programmes machines.
– BMS (Building Management System) ouvert et standard : BACnet IP/WEB, BACnet MS/TP, Modbus TCP/WEB, LONWorks, KNX …

Gamme d’applications de climatisation

> Solution pour petits et moyens «chillers » (Contrôle de groupe d’eau glacée).
> Solution pour CTA (Centrales de Traitement d‘Air).
> Condenseur à eau.

Solution pour chillers d’eau / d’air basée sur les contrôleurs logiques paramétriques

Architecture
Condenseur HVAC d’air / eau optimisé Compact / Câblé / Contrôleur logique paramétrique / Modicon M168.

Basée sur :
> Contrôleur logique paramétrique avec les principales fonctions embarquées.
> Peut gérer jusqu’à 2 compresseurs « scroll ».
> Prise en charge du maintien de la température de l’eau en mode de chauffage ou de refroidissement.
> Gestion des ventilateurs avec module de coupure de phase.
> Contrôle de la pression de condensation suivant une évolution linéaire ou par pallier.
> Utilisation d’une, deux ou aucune pompes de circulation.
> Possibilité d’un double point de consigne.
> Compensation du point de consigne dynamique.
> Gestion de pompe inactive.
> Programmateur intégré avec deux programmes par jour.

Blocs fonctions applicatifs associés :
> Contrôle de la température de l’eau.
> Gestion des ventilateurs.
> Contrôle avancé de la surchauffe.
> Gestion des compresseurs.
> Contrôle avancé de la haute pression flottante.
> Contrôle de la haute pression flottante avec variateur de vitesse.

Solution pour CTA basée sur les contrôleurs logiques paramétriques

Architecture
Centrale de traitement d’air / HVAC optimisés Compact / Câblé / Contrôleur logique paramétrique / Modicon M168.

Basée sur :
> Contrôleur logique paramétrique avec les principales fonctions embarquées.
> Gestion des registres des vannes de chauffage et de refroidissement.
> Pilotage du ventilateur en soufflage et extraction d’air.
> Contrôle de la température de soufflage avec compensation été-hiver.
> Contrôle de l’humidification et de la déshumidification.
> Contrôle de la pression statique de l’air.
> Gestion du chauffage d’eau ou du serpentin de chauffage électrique.
> Gestion du serpentin de refroidissement d’eau ou de la batterie froide à détente directe.
> Contrôle de l’échangeur et de la récupération de chaleur.

Blocs fonctions applicatifs associés :
> Contrôle de la communication du variateur.
> Contrôle de température des CTA.
> Gestion des modes de fonctionnement.

Utilisation des blocs fonctions applicatifs orientés

Efficacité énergétique. Quelques exemples :

Haute pression flottante
Avec la VVD Jusqu’à 10 % d’économie d’énergie : association variateur / contrôleur M168 pour moduler le flux d’air.

Pour les applications de ventilation, les solutions basées sur les variateurs Altivar permettent d’économiser jusqu’à 50 % sur la consommation énergétique par rapport à des démarreurs conventionnels et à des installations de régulation de flux.

Contrôle de la température des CTA
Réduction des coûts d’énergie frigorifique :
– Fonction de contrôle de l’économiseur.
– Fonction de compensation d’été.

Contrôle de la température de l’eau
Augmentation de l’efficacité énergétique de la machine grâce à une régulation stable de la température de l’eau.

Gestion des modes de fonctionnement
La fonction de purge nocturne rafraîchit le bâtiment lorsqu’il est inoccupé pour réduire les besoins énergétiques.

Solutions de contrôle avancées

Une meilleure efficacité énergétique avec :

– Un algorithme basé sur le contrôle prédictif :
> Performances supérieures à la régulation PID, meilleure stabilité.
> Meilleure résistance aux perturbations.
> Réduction de la consommation énergétique de votre machine.
– Un outil de modélisation thermique :
> La machine doit être modélisée pour la mise en œuvre du contrôle prédictif.
> La modélisation repose sur les caractéristiques physiques des composants de refroidissement de la machine.
> Génération de paramètres utilisés dans les AFB.

– Exemple de Fonctions applicatifs
Contrôle avancé de la surchauffe
Jusqu’à 10 % d’économie d’énergie en diminuant la valeur du point de consigne de surchauffe de 8 à 5 °C.
La stabilité de la fonction permet une amélioration considérable du contrôle de la valve d’expansion :
> Élimination des écarts de surchauffe et par conséquence élimination des risques de panne du compresseur.
> Réduction des contraintes mécaniques du compresseur.

Contrôle avancé de la haute pression flottante
Jusqu’à 12 % d’économie d’énergie :
> Par l’association variateur de vitesse / contacteur pour moduler le flux d’air.
> Par le contrôle progressif et stable de la haute pression flottante.
> Par l’amélioration de la précision et la suppression des dépassements afin d’atteindre le point de consigne de haute pression.

Intégration des machines à la GTB (gestion technique du bâtiment)

Les contrôleurs peuvent s’intégrer facilement à un système de la Gestion Technique du Bâtiment à l’aide d’un module de communication optionnels.
Modicon M168 Bacnet est certifié B.T.L (Bacnet Testing Laboratories) et permet une garantie de compatibilité avec l’un des principaux réseaux de bâtiments.
La configuration est réalisée en insérant le module de communication lors de la dernière étape de réalisation.

Contrôleurs M168

La gamme M168 inclut des contrôleurs programmables munis des options suivantes :
– Écran intégré.
– Emplacement de connexion réseau.
– Possibilité d’exécuter des blocs fonction d’application (AFB) en fonction d’une solution. Cela s’applique aux contrôleurs de type S uniquement (identifiés par la mention S à la fin de la référence du contrôleur).

Principales fonctionnalités

Entrées analogiques
Le contrôleur TM168.23 comporte 5 entrées analogiques configurables par logiciel pour :
> Sondes NTC : – 50 à 120 °C (10 KΩ ± 1 % à 25 °C ).
> Sondes PTC : – 50 à 150 °C (990 Ω ± 1 % à 25 °C).
> Sondes PT1000 : – 100 à 200 ℃ .
> Transducteurs ratiométriques 0 à 5 V DC.
> Transducteurs 0 à 10 V DC.
> Transducteurs 0 à 20 mA.
> Transducteurs 4 à 20 mA.

Entrées numériques
Le contrôleur TM168.23 est muni de 7 entrées numériques basse tension isolées.

Sorties numériques
Le contrôleur TM168.23 est muni de 8 sorties numériques :
> 7 relais NO.
> 1 relais NO/NC.

Sorties analogiques
Le contrôleur TM168.23 est muni de 3 sorties analogiques :
> 2 configurables :
0 à 10 V DC.
0 à 20 mA.
4 à 20 mA.
> 1 sortie réservée aux extensions de fonctionnalités futures.

Ports série
Les contrôleurs sont munis des ports de communication série suivants :
> 2 ports série Modbus :
1 RS-485 à utiliser avec le protocole Modbus (esclave uniquement).
1 RS-485 à utiliser avec le protocole Modbus (maître ou esclave).
> 1 port série pour la connexion des modules d’extension (ExpBus).
> 1 port de programmation.

Autres fonctionnalités des contrôleurs TM168.23C. :
– 1 emplacement réseau pour la connexion BMS (Building Management System).

Interface utilisateur (option)
Le contrôleur est proposé dans 2 versions :
– TM168D23.. avec interface utilisateur intégrée.
– TM168B23.. sans interface utilisateur intégrée.
L’interface utilisateur intégrée comporte :
> Un écran LCD graphique 120*32 avec rétro-éclairage.
> Un clavier muni de 6 touches et 4 voyants de notification.

RTC
Une horloge temps réel (RTC) est intégrée au contrôleur.

Extensions
Les extensions du contrôleur M168 permettent d’ajouter un module d’affichage et/ou d’augmenter le nombre d’entrées et de sorties disponibles pour l’application.

Remarque : le module d’extension d’E/S TM168E17 fonctionne uniquement s’il est relié au bus d’extension d’un contrôleur M168. Il ne fonctionne pas avec d’autres contrôleurs.

> Entrées analogiques
L’extension TM168E17 est munie de 3 entrées analogiques configurables à l’aide du logiciel SoHVAC.

> Entrées numériques
L’extension TM168E17 est munie de 5 entrées numériques à contact sec non isolées. Le module fournit la tension des entrées à contact sec.

> Sorties numériques
L’extension TM168E17 est munie de 6 sorties numériques :
– 5 relais NO.
– 1 relais NO/NC.

> Sorties analogiques
L’extension TM168E17 est munie de 3 sorties analogiques :
– 2 configurables avec le logiciel SoHVAC pour 0 à 10 V DC ou 0 à 20 mA ou 4 à 20 mA.
– 1 pour le signal PWM (Pulse Width Modulation, modulation à largeur d’impulsion).

> Ports série
Les extensions sont munies des ports de communication série suivants :
– 1 port série pour la connexion au contrôleur et aux modules d’extension d’E/S supplémentaires (bus d’extension).
– 1 port pour les mises à jour du micro logiciel.

La gamme M168 inclut 2 écrans externes :
– (1) TM168GDB.
– (2) TM168GDTS.

Connexion BMS

Les contrôleurs M168 TM168.23C. comportent un emplacement de connexion réseau dans lequel on peut installer un module prenant en charge les connexions BMS (Building Management System).

Contrôleur avec module de connexion BMS :

Clé de paramètres

La clé de paramètres TM168APARAKEY permet de transférer rapidement les paramètres de configuration du contrôleur vers plusieurs machines :
– Copiez les paramètres et les données du contrôleur sur la clé de paramètres (chargement).
– Copiez les paramètres de la clé de paramètres vers le contrôleur (téléchargement).

Description physique d’un contrôleur

(1) Etat des voyants.
(2) Bornier du bloc d’alimentation.
(3) Port de programmation.
(4) Bornier des entrées analogiques.
(5) Bornier des entrées numériques.
(6) Bornier des sorties analogiques.
(7) Connecteurs 2RJ45 pour les lignes série MBS1 et MBS2.
(8) Commutateurs DIP pour la terminaison et la polarisation (Modbus ou ExpBUS).
(9) Bornier ExpBUS.
(10) Alimentation auxiliaire pour l’affichage à distance.
(11) Bornier des sorties relais.
(12) Emplacement de connexion réseau.
(13) Écran intégré.

Contrôleurs sans emplacement de communication :
– TM168B23 / TM168B23S – Base sans écran intégré, programmable, 23 E/S.
– TM168D23 / TM168D23S – Base avec écran intégré, programmable, 23 E/S.

Contrôleurs avec emplacement de communication :
– TM168B23C / TM168B23CS – Base sans écran intégré, 23 E/S pour BMS.
– TM168D23C / TM168D23CS – Base avec écran intégré, 23 E/S pour BMS.

Description des connexions du câblage de base du contrôleur

Sorties analogiques
FAN + Réservé pour des extensions futures.
FAN – Réservé pour des extensions futures.
GND Borne commune pour les sorties analogiques.
AO 1 Sortie analogique numéro 1 – configurable 0 à 10 V DC / 0-4 à 20 mA.
AO 2 Sortie analogique numéro 2 – configurable 0 à 10 V DC / 0-4 à 20 mA.

Entrées numériques
DI 1 à DI7 Entrées numériques.
DICOM Borne commune pour les entrées numériques.

Entrées analogiques
GND Borne commune pour les entrées analogiques.
AI 1 à AI5 Entrées analogiques, configurables (NTC, PTC, PT1000, 0 à 20 mA, 4 à 20 mA, 0 à 5 V DC, 0 à 10 V DC).
GND Borne commune pour l’alimentation des sondes.
5V-S Sortie de l’alimentation des sondes ratiométriques.
24V-S Sortie de l’alimentation des capteurs.

Port de programmation
Prg. Port. Connecteur RJ11 à utiliser pour la programmation.

Alimentation
L / + Alimentation du contrôleur.
N / – Alimentation du contrôleur.

Sorties numériques
COM 1-2 Commun relais numéro 1 à 2.
NO 1 Contact normalement ouvert relais numéro 1.
NO 2 Contact normalement ouvert relais numéro 2.
COM3 Commun relais numéro 3.
NO 3 Contact normalement ouvert relais numéro 3.
COM 4-5 Commun relais numéro 4 à 5.
NO 4 Contact normalement ouvert relais numéro 4.
NO 5 Contact normalement ouvert relais numéro 5.
COM 6-7 Commun relais numéro 6 à 7.
NO 6 Contact normalement ouvert relais numéro 6.
NO 7 Contact normalement ouvert relais numéro 7.
COM8 Commun relais numéro 8.
NO 8 Contact normalement ouvert relais numéro 8.
NC 8 Contact normalement fermé relais numéro 8.

Alimentation de l’interface utilisateur distante
24V-S Alimentation auxiliaire 24 VCC pour l’affichage.
GND Commun alimentation auxiliaire pour l’affichage.

Port du bus d’extension
EXP+ Signal (+) du bus d’extension.
EXP- Signal (-) du bus d’extension.
GND Commun bus d’extension.

Commutateur DIP de terminaison de ligne/polarisation
1 ON : Ligne Modbus série 1 avec terminaison.
2 ON : Ligne Modbus série 2 avec terminaison.
3 ON : Ligne Modbus série 2 polarisée (les commutateurs DIP 3 et 4 doivent être dans la même position).
4 ON : Ligne Modbus série 2 polarisée (les commutateurs DIP 3 et 4 doivent être dans la même position).
5 ON : Ligne du bus d’extension avec terminaison.

Port série Modbus
MBS1 Port Modbus série 1 – connecteur RJ45.
MBS2 Port Modbus série 2 – connecteur RJ45.

Exemple d’application et de configuration

(1) Contrôleur TM168D23C : maître.
(2) Module d’extension d’entrées / sorties TM168E17.
(3) Afficheur déporté tactile TM168GDTS.
(4) Contrôleur TM168D23C : esclave.
(5) Module de communication : TM168BACS.
(6) Module de communication : TM168BACW.
(7) PC : logiciel de configuration SoHVAC.
(8) Interface homme machine (XBTGT… / HMIST…).
(9) Variateurs de vitesse ATV212.
(10) Module d’extension métier : TM168DEVCM.
(11) Détendeur électronique : produit tiers.