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MAINTENANCE ELECTRIQUE SYMBOLES ET NORMES EN ELECTRICITE

MANUEL DE FORMATION Cours EXP-MN-SE030 Révision 0.1

Formation Exploitation Maintenance Électrique Symboles et Normes en Électricité

MAINTENANCE ELECTRIQUE SYMBOLES ET NORMES EN ELECTRICITE SOMMAIRE 1. OBJECTIFS .....................................................................................................................5 2. UNITES GENERALES.....................................................................................................6 2.1. LES UNITÉS SI DE BASE ........................................................................................6 2.2. LES UNITÉS SI DÉRIVÉES ......................................................................................7 2.3. LES PRÉFIXES.........................................................................................................8 2.4. RÈGLES DE L’ÉCRITURE DES UNITÉS .................................................................9 2.5. UNITÉS TECHNIQUES « HORS NORMES »...........................................................9 2.6. UNITÉS ANGLO-SAXONNES ................................................................................10 3. SYMBOLES CONTACTS ET ORGANES DE COMMANDE..........................................12 3.1. LES CONTACTS.....................................................................................................12 3.1.1. Principe du contact ..........................................................................................12 3.1.2. Les types de contacts......................................................................................12 3.1.3. Règles de représentation : ..............................................................................13 3.1.4. Autres représentations ....................................................................................14 3.2. LES ORGANES DE COMMANDE ..........................................................................16 3.2.1. Le contact temporise .......................................................................................17 3.2.2. Exercices contact temporisé............................................................................19 3.2.3. Contact à commande mécanique manuelles...................................................21 3.2.3.1. Le poussoir.................................................................................................21 3.2.3.2. Couleurs des boutons poussoirs et leur signification .................................22 3.2.3.3. Couleurs des voyants lumineux de signalisation et leur signification .........23 3.2.3.4. L’interrupteur et/ou commutateur ...............................................................23 3.2.4. Les commandes mécaniques automatiques ...................................................25 3.2.4.1. Les fins de course (et assimilé)..................................................................25 3.2.4.2. Pressostat, thermostat, hygrostat,… ..........................................................26 3.2.4.3. Contact de déclenchement.........................................................................26 3.2.5. Exercices – les contacts ..................................................................................28 4. SYMBOLES POUR REALISATION DES SCHEMAS ....................................................30 4.1. ORGANES DE PROTECTION ................................................................................30 4.1.1. Le sectionneur.................................................................................................31 4.1.2. Interrupteur de puissance................................................................................32 4.1.3. Le disjoncteur ..................................................................................................33 4.2. APPAREILS DE SEPARATION ..............................................................................34 4.2.1. Le contacteur...................................................................................................34 4.2.2. Le relais...........................................................................................................35 4.2.3. Comparatif appareils de protection et de coupure...........................................35 4.3. APPAREILS DE MESURE ET SIGNALISATION ....................................................37 4.4. CONDUCTEURS ....................................................................................................39 4.5. MOTEURS ELECTRIQUES ....................................................................................41 4.6. COMPOSANTS ELECTRIQUES.............................................................................42 4.7. LES SOURCES D’ENERGIE ..................................................................................44 Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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4.7.1. Transformateurs ..............................................................................................44 4.7.2. Générateurs et sources de courant .................................................................45 4.8. EXERCICES ...........................................................................................................46 5. SYMBOLES POUR TRACAGE DE PLANS DOMESTIQUES .......................................48 5.1. CANALISATIONS / CONDUCTEURS.....................................................................48 5.2. APPAREILLAGES...................................................................................................49 5.3. APPAREILS / RECEPTEURS.................................................................................50 6. STANDARDS DE DENOMINATION ..............................................................................51 6.1. REPERAGES - GENERALITES..............................................................................51 6.2. LETTRES DE REPÉRAGE DES MATÉRIELS ÉLECTRIQUES .............................52 6.2.1. Normes DIN (IEC) ...........................................................................................52 6.2.2. Normes Amérique du Nord..............................................................................53 6.2.3. Normes Amérique du Nord (bis)......................................................................55 6.3. REPERAGES – APPLICATIONS ............................................................................60 6.3.1. Les symboles électriques de commande.........................................................60 6.3.2. Les symboles électriques de puissance ..........................................................61 7. SYMBOLES PNEUMATIQUES .....................................................................................62 7.1. REPRÉSENTATION SYMBOLIQUES EN PNEUMATIQUE ...................................62 7.1.1. Instruments et accessoires..............................................................................63 7.1.2. Vannes / relais pneumatiques .........................................................................63 7.1.3. Lignes techniques ...........................................................................................64 7.1.4. Stockage d’énergie et stockage de fluide ........................................................64 7.1.5. Conditionneur de fluides..................................................................................65 7.1.6. Récepteurs à mouvements linéaires ...............................................................66 7.2. TYPES DE SYMBOLES EN PNEUMATIQUE.........................................................66 7.3. IDENTIFICATION DES ÉLÉMENTS DE COMMANDE ...........................................67 7.4. CRÉATION DE SYMBOLES DE RELAIS/VANNES................................................69 8. SYMBOLES HYDRAULIQUES......................................................................................71 8.1. INSTALLATIONS HYDRAULIQUES .......................................................................71 8.2. SYMBOLES HYDRAULIQUES POUR SCHÉMAS .................................................71 8.2.1. Conduites (lignes) de fluide .............................................................................72 8.2.2. Restrictions......................................................................................................73 8.2.3. Connexions rapides.........................................................................................73 8.2.4. Cylindres .........................................................................................................74 8.2.5. Relais (de distribution) hydrauliques ...............................................................74 8.2.6. Servomoteurs ..................................................................................................76 8.2.7. Pompes hydrauliques ......................................................................................77 8.2.8. Moteurs hydrauliques ......................................................................................78 8.2.9. Soupape de sécurité (PSV) .............................................................................79 8.2.10. Vannes régulatrices de débit .........................................................................79 8.2.11. Réservoirs .....................................................................................................80 8.2.12. Appareils moteurs .........................................................................................80 8.2.13. Indicateurs.....................................................................................................81 8.2.14. Accumulateurs...............................................................................................81 8.2.15. Conditionneurs de fluides ..............................................................................82 9. AUTRES SYMBOLISATIONS........................................................................................83 9.1. SYMBOLES ELECTRONIQUES - LOGIQUES .......................................................83 9.1.1. Télécommunications........................................................................................83 Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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9.1.2. Télécommunications – transmissions..............................................................83 9.1.3. Opérateurs logiques binaires...........................................................................85 9.1.3.1. Formation des symboles ............................................................................85 9.1.3.2. Association des symboles ..........................................................................85 9.1.3.3. Type de logique..........................................................................................85 9.1.3.4. Signes distinctifs associés aux entrées et aux sorties................................86 9.1.3.5. Opérateurs combinatoires fondamentaux ..................................................86 9.1.3.6. Opérateurs combinatoires complexes ........................................................87 9.1.3.7. Opérateurs fantômes .................................................................................87 9.1.3.8. Opérateurs séquentiels complexes ............................................................87 9.1.3.9. Bascules et groupements de bascules.......................................................88 9.1.3.10. Opérateurs retard.....................................................................................88 9.1.4. Opérateurs analogiques ..................................................................................89 9.1.5. Code des couleurs des résistances.................................................................90 9.1.5.1. La valeur nominale.....................................................................................90 9.1.5.2. La tolérance ...............................................................................................90 9.1.5.3. Les valeurs normalisées.............................................................................90 9.1.5.4. Le marquage des valeurs...........................................................................91 9.1.5.5. Exercice sur les valeurs de résistances .....................................................93 9.1.6. Code des couleurs des condensateurs ...........................................................93 9.2. SYMBOLES AUTOMATES (PLC) ...........................................................................94 9.3. SYMBOLES GRAFCET ..........................................................................................96 10. EXERCICES – APPLICATIONS ..................................................................................97 11. GLOSSAIRE ..............................................................................................................102 12. SOMMAIRE DES FIGURES ......................................................................................103 13. SOMMAIRE DES TABLES ........................................................................................105 14. CORRECTION DES EXERCICES.............................................................................107

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1. OBJECTIFS A l’issue de cette présentation, qui est (plus ou moins) un « glossaire » des termes, grandeurs, représentation schématique de (presque) tout ce qu’un « électricien »est susceptible de rencontrer, l’attendant sera à même de : Utiliser les grandeurs et unités physiques de base Associer un symbole avec le terme correspondant Identifier chaque symbole électrique Différencier une représentation schématique sur un plan Interpréter une association de symboles Définir les symboles à utiliser en fonction du type de schéma électrique Expliciter le choix d’un symbole sur un plan Exposer le pourquoi de l’utilisation de normes de représentation Associer type de norme avec type de symbole Respecter la symbolisation en créant des plans et schémas électriques Connaître non seulement le domaine (purement) électrique mais les familles associées et apparentées telles que l’instrumentation, le pneumatique, l’hydraulique, l’électronique, les systèmes, etc… Être prêt à former des non électriciens pour la représentation schématique électrique

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2. UNITES GENERALES Avant de passer à la représentation graphique de « l’électricité », faisons un rappel des unités, des termes que nous serons amenés à rencontrer dans le domaine électrique Nous revoyons également plus tard (les autres cours) ces unités, mais plus en ‘application’, ici, contentons nous des représentations.

2.1. LES UNITÉS SI DE BASE L’étude quantitative des formules obtenues par le physicien ou l’ingénieur suppose l’emploi d’un système cohérent d’unités. Le système international d’unités – en abrégé SI – est le système universellement adopté dans le domaine de l’électricité. Il repose sur sept unités de base et deux unités géométriques supplémentaires présentées dans la table suivante. Grandeurs Nom

Unités SI

Remarque

Symbole

Nom

Symbole

l, d x , y,…

mètre

m

Masse

m

kilogramme

kg

Temps

t

seconde

s

Intensité de courant électrique

I i

ampère

A

Température thermodynamique

T

kelvin

K

Quantité de matière

n

mole

mol

Intensité lumineuse

Iv

candela

cd

α, β, γ,..

radian

rad

Ω

stéradian

sr

Longueur

angle plan angle solide

ne pas confondre avec le poids

2π (rad) = 1 tour complet

Tableau 1 : Les unités de base

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2.2. LES UNITÉS SI DÉRIVÉES Toutes les autres unités sont dérivées de ces unités de base, sur la base de lois naturelles et de relations géométriques. Une liste des principales grandeurs et unités dérivées utilisées en électricité est donnée dans la table suivante. Grandeurs Nom Force Couple (moment d’une force) Énergie, travail

Unités SI dérivées

Relations entre unités

Symbole

Nom

Symbole

F

Newton

N

newton-mètre

Nm

joule

J

1 J = 1 Nm = 1 W s

M T E W

1 N = 1 kg m/s² = 1 W s/m

Puissance (puissance active)

P

watt

W

1 W = 1 J/s = 1 V A

Puissance réactive

Q

voltampère réactif

var

1 var = 1 V A

Puissance apparente

S

voltampère

VA

Pression

P

pascal

Pa

1 Pa = 1 N/m²

Charge électrique

Q

coulomb

C

1C=1As

Tension, différence de potentiel

U u

volt

V

1 V = 1 W/A = 1 J/C

Résistance électrique

R

ohm

Ω

1 Ω = 1 V/A

Capacité électrique

C

farad

F

1 F = 1 C/V = 1 A s/A

Inductance

L

henry

H

1 H = 1 Wb/A = 1 V s/A

Fréquence

ƒ

hertz

Hz

1 Hz = 1 s-1

Pulsation

ω

radian/seconde

rad s-1

Flux magnétique

Φ

weber

Wb

Induction magnétique

B

tesla

T

Champ magnétique

H

ampère/mètre

A/m

Champ électrique

E

volt/mètre

V/m

ω = 2π f 1 Wb = 1 V s 1 T = 1 Wb / m²

Tableau 2 : Les unités SI dérivées

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2.3. LES PRÉFIXES La grande trouvaille du système métrique proposé lors de la révolution française fut d’appondre des préfixe aux unités, correspondant à des multiples et sous-multiples en base 10 de l’unité. Ainsi, une distance ci-dessus s’exprime en kilomètre, abrégé « km ». Ce préfixe correspond à une multiplication par 1000, et on dira que cette distance est de 37,2 km par exemple. De la même manière, pour une mine d’un crayon dont le diamètre mesure 0,0005 m ou 0,5 x 10-3 m, on utilisera plutôt un sous-multiple du mètre, soit le millimètre, abrégé « mm », correspondant à un sous multiple de 1000, et ce diamètre vaut ainsi 0,5 mm. Facteur

Préfixe

Exemple

Nom

Symbole

1012

téra

T

1 TJ = 1012 J

109

giga

G

1 GHz = 109 Hz

106

méga

M

1 MW = 106W

103

kilo

k

1kΩ = 103 Ω

102

hecto

h

1 hm = 100 m

10-1

déci

d

1 dl = 0,1 l

10-2

centi

c

1 cm = 0,01 m

10-3

milli

m

1 mA = 10-3 A

10-6

micro

μ

1 μH = 10-6 H

10-9

nano

n

1 ns = 10-9 s

10-12

pico

p

1 pF = 10-12 F

Tableau 3 : Les préfixes Il en va de même et de manière systématique pour toutes les unités SI, et pour des rapports beaucoup plus importants. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Pour former les noms et les symboles des multiples et sous-multiples décimaux des unités SI, on utilise les préfixes donnés à la table précédente.

2.4. RÈGLES DE L’ÉCRITURE DES UNITÉS L’utilisation des unités dans les textes techniques est régie par des règles orthographiques très strictes, définies par l’ISO (Organisation internationale de normalisation, en anglais International Organization for Standardization), en particulier dans le choix majuscule / minuscule, de la ponctuation et du pluriel : Les symboles ne sont pas suivis du point habituel des abréviations en langue française. On écrira ainsi : « la distance d vaut 12 m ». Lorsque son nom est écrit en toutes lettres, l’unité reste invariable. On écrira ainsi : « Ce moteur a une puissance de 850 watt », donc sans le « s » du pluriel. Toutefois, dans les textes moins techniques, la règle de grammaire française reprend le dessus : « Ce bateau mesure 12 mètres », avec le « s » final.

2.5. UNITÉS TECHNIQUES « HORS NORMES » Certaines unités antérieures au système SI sont toujours en usage, souvent par habitude, parfois parce que l’équivalent SI n’est pas aussi « pratique ». Grandeurs

Distance

Volume

Angle

Unité

Relations entre unités

Nom

Symbole

Ångström

Å

Mille nautique

1 Å = 0,1 nm = 0,1 10-9 m 1 mille nautique = 1852 m 1 a.l. = 9,46 1015 m

Année lumière

a.l.

litre

lt

1 lt = 1 dm3 = 0,001 m3

Degré

°

1 tour = 360° = 6,28 rad

Minute

‘

1’ = 60’’

Seconde

‘’

60’’ = 1’

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Grandeurs

Temps

Unité

Relations entre unités

Minute

min

Heure

h

1 h = 60 min = 3600 s

Jour

j

1 j = 24 h

Kilomètre à l’heure

Km/h

Vitesse

1 min = 60 s

1 m/s = 3,6 km/h 1 nœud = 1 mille nautique / h = 1,852 km/h = 0,5144 m/s

Noeud Vitesse angulaire

Tour par minute

t / min r / min rpm

Masse

Tonne

t

Force

Kilo ponde

kp

1 kp = 9,81 N C’est le poids d’une masse de 1 kg sur terre

Calorie

cal

1 cal = 4,1868 J Chauffe 1 g d’eau de 1 °C

Grande calorie

Cal

1 Cal = 1 kCal = 1000 cal

Kilowattheure

kWh

1 kWh = 3,6 106 J

Cheval vapeur

CV

1 CV = 735 W

Bar

bar

1 bar = 100.000 Pa = 1 hPa

Kilo par cm carré

kp/cm²

1 kg/cm² = 9,81 N/cm² = 98.000 Pa ≈ 1 hPa

Atmosphère

atm

1 atm = 1,03 kp/cm² = 1,01325 hPa ≈ 1 hPa

Degré Celsius

°C

Différence de température : 1 °C = 1 °K Référence : 0 °C = 273,16 °K

Énergie

Puissance

Pression

Température

1 s-1 = 1 tour/s = 60 t/min 3000 t/min * π / 30 ≈ 314 rad/s 1 t = 1000 kg

Tableau 4 : Unités techniques « hors normes »

2.6. UNITÉS ANGLO-SAXONNES Même les milieux scientifiques anglo-saxons ont une grande peine à utiliser le système SI, et utilisent toujours les unités britanniques, voire des unités spécifiquement américaines. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Elles se distinguent par le fait que les unités de longueur, de masse, et bien d’autres sont basées sur les multiples 12, 16 et bien d’autres. Par exemple, 1 mille (terrestre) équivaut à 5 280 pied ; 3 pieds équivalent à 36 pouces (1 pied = 12 pouces). Le métier d’ingénieur étant souvent très international, il convient de connaître au moins l’existence des unités du tableau suivant : Grandeurs

Nom de l’unité En français

Longueur

Relations entre unités

In English

Symbole

mil

mil ‘’ in ‘ ft

1 mil = 0,001’’ = 25,4 μm

Pouce

Inch

Pied

Foot

Mille

(statute) mile

1 mile = 5280’ = 1609,3 m

Mille marin

(nautical) mile

1 mile = 1852 m

Gallon impérial

Imperial gallon

UK gal

1 UK gal = 4,546 dm3

Gallon US

US gallon

US gal

1 US gal = 3,79 dm3

Once

Ounce

oz

1 oz = 28,35 g

Livre

Pound

lb

1 lb = 16 oz = 0,4536 kg

Ton

ton

Pound / square inch British thermal unit

lb/in² psi

1 lb/in² = 70,3 g/cm² = 6,8948 kPa

BTU

1 BTU = 252 kJ

Livre-pouce

Pound-inch

lb-in

1 lb-in = 0,113 Nm

Livre-pied

Pound-foot

lb-ft

1 lb-ft = 1,35582 Nm

Cheval

Horsepower

hp

1 hp = 42,41 BTU/min = 745,7 W

Degré Fahrenheit

Fahrenheit

°F

1 °F = 5/9 °C ≅ 0,56 °C 0 … 100 °C correspond à 32 … 212 °F

1’’ = 25,4 mm 1’ = 12’’ = 30,48 cm

Volume

Masse

Pression

Livre / pouce²

Energie

1 ton = 2240 lb = 1061,1 kg

Couple (*)

Puissance Température

(*) : Lors de la conversion du couple, il y a lieu de tenir compte de l’accélération terrestre g = 9,8065 m/s², car la livre est une unité de masse et non de force. Ainsi, 1 lb-ft = 0,13831 kgp m. Et en système SI : 1 cheval vapeur (CV) = 735 W (ou 736 W) quand 1 horse power (HP) = 746 W

Tableau 5 : Unités anglo-saxonnes Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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3. SYMBOLES CONTACTS ET ORGANES DE COMMANDE Même si vous ne comprenez pas tous les termes et (de ce fait) leurs associations avec des symboles, ne vous inquiétez pas, vous aurez ici une liste (à peu près) complète. Vous y reviendrez par la suite lorsque vous chercherez à ‘décrypter’ ou même à réaliser un schéma électrique.

3.1. LES CONTACTS Établir le contact (en électricité) c’est fermer un circuit électrique, c’est “établir” un pont entre deux parties d’un circuit afin de permettre le passage du courant (électrique).

3.1.1. Principe du contact Sur votre voiture, vous : Mettez le contact = a) fermez les circuits électriques / électroniques b) fermez le circuit de commande du relais de démarreur qui à son tour ferme le circuit (puissance) entre batterie et moteur / démarreur Il y a deux positions avec la ‘clé de contact’ Coupez le contact = ouvrir les circuits d’allumage, ou ouvrir le circuit électrique (électrovanne) d’alimentation en carburant.

3.1.2. Les types de contacts A distinguer parmi les contacts, vous aurez : Le « réel », celui qui établit un contact physique entre les (deux ou +) pôles d’un appareil (ou appareillage), c’est votre clé de contact, l’interrupteur d’un circuit d’allumage, le bouton poussoir d’in circuit de démarrage, le contacteur alimentant un moteur, etc… C’est du « hardware ». Ce sera le type de contacts que nous voyons ci-après Le contact « imaginaire », celui d’un automate, d’un ordinateur fermant / ouvrant des circuits ‘programmés’. C’est du « software »ou du digital. Voir le chapitre ‘Automate’ On pourrait également différencier « l’intermédiaire » correspondant aux circuits électroniques (transistors, thyristors,…) fermant / ouvrant des circuits sans ‘séparation physique’.

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3.1.3. Règles de représentation : Le schéma se dessine sans tension, à température et pression ambiante. L'action des contacts se traduit par un déplacement du contact vers la droite (ou vers le haut). On contact est représenté dans sa position de ‘repos’, c’est-à-dire lorsqu’il n’y a pas de tension et pas d’action avec deus possibles positions : NO pour ‘Normalement Ouvert’ - en anglais NO pour Normally Open NF pour ‘Normalement Fermé’ - en anglais NC pour Normally Close

contact de travail contact de fermeture contact NO

contact de repos contact d'ouverture contact NF ou NC

contact à deux directions sans chevauchement

contact de passage fermant momentanément à l'action de son organe de commande

contact de passage fermant momentanément au relâchement de son organe de commande

contact de passage fermant momentanément à l'action et au relâchement de son organe de commande

Contact à fermeture anticipée (ferme plus tôt que les autres contacts d'un même ensemble)

Contact à ouverture anticipée (ouvre plus tôt que les autres contacts d'un même ensemble)

contact à deux directions avec position médiane d'ouverture

Contact à fermeture retardée (ouvre plus tard que les autres contacts d'un même ensemble)

Contact à ouverture retardée (ouvre plus tard que les autres contacts d'un même ensemble)

Tableau 6 : Les types de contacts Contact de passage : contact s’établissant ou ouvrant le circuit de façon ‘fugitive’ (s’appelle aussi contact fugitif), c’est-à-dire pendant un « court instant ». Ce ‘temps de passage’ est suivant les fabrications, généralement non réglable de l’ordre de quelques dizièmes de seconde. (Dans la version « software », avec les automates, l’on peut régler plus facilement) Contact à fermeture / ouverture anticipée : pour un groupe de contacts, soit dans un relais fermant / ouvrant un certain nombre de contacts, ce type de contact « réagit » plus vite (au moins, l’on est certain qu’il agit avant les autres). A l’excitation de la bobine du relais, le contact agit immédiatement, avant les autres. Pourra être utilisé lorsque l’on a besoin de verrouillages dans des séquences de démarrage moteur. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Contact à fermeture / ouverture retardée: le contact s’ouvre ou se ferme après les autres et après excitation de la bobine du relais commandant le groupe de contact contacts. A ne pas confondre avec le contact temporisé, vu ci-après avec les organes de commande

3.1.4. Autres représentations Les symboles ci- dessus sont pour la représentation officielle du ‘nouveau’ système international. Il existe bon nombre d’autres symbolisations, anciennes ou même propres à certains constructeurs. Vous rencontrerez fatalement des symboles inconnus ou même bizarres. Il suffit bien souvent d’un peu de bon sens pour reconnaître les fonctions de ces symboles.

NO

NF

NO

NF

Action de gauche vers droite

NO et

NF

de bas vers le haut

Figure 1: Autres principes de représentation des contacts Sur les ‘anciens’ schémas (français), cette représentation ci-dessus était communément employée. Les organes de commande étant ‘ajoutés’ avec le même principe que décrit dans le paragraphe ci-après. Figure 2: Représentation des contacts automates

NO

NF

Les « contacts internes » (software) des automates auront cette représentation (uniformisée).

Mais les contacts « externes » (hardware), connectés sur les blocs d’entrée ont (généralement) une représentation ‘classique’. Voir cours PLC / Automates. Mais le contact seul,… n’existe pas…, il lui faut impérativement un organe de commande. Ainsi l’interrupteur d’éclairage (celui à côté de la porte d’entrée) est un contact muni d’un ‘organe mécanique’ de commande ; le thermostat (celui dans le couloir) est un contact muni d’un « dispositif thermique » ; le fin de course est un contact équipé d’un ‘levier de commande’ : le contact temporisé est muni d’un dispositif retardateur (souvent) pneumatique, etc….

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En électricité ‘classique’, le contact le plus utilisé est le NO ou NF associé à un relais ou à un contacteur qui ferme ou ouvre un circuit en fonction de l’état ‘repos’ ou ‘excité’ de ce même relais ou contacteur. Pour la figure ci-après, le bloc de « contact auxiliaire instantané » composé de 4 contacts (NO et ou NF mixés) pourra être associé au contacteur de la figure suivante

Figure 3: Principe du contact auxiliaire et bloc de contacts auxiliaires Télémécanique En autre configuration ‘classique’’, les contacts font partie du contacteur (ou relais) Figure 4: Contacts puissance et commande sur contacteur Télémécanique Les 3 contacts ‘puissance’ (avec représentation spécifique puissance) et 2 contacts ‘commande’ (représentation basique) composent un contacteur. Le contacteur est un appareil de commande capable d'établir ou d'interrompre le passage de l'énergie électrique. L’on se contentera de cette fonction, pour l’instant, qui est celle de tous les contacts. Un contact pourra laisser passer un courant plus ou moins grand suivant sa taille, sa conception ; c’est le pouvoir de coupure définissant les sectionneurs, interrupteurs, rupteurs, « switches », disjoncteurs, etc., à voir dans les autres cours.

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3.2. LES ORGANES DE COMMANDE Sur les contacts “nus”, l’on rajoute le « principe » qui vient commander ce contact. Le symbole ajouté est (théoriquement) une représentation schématique logique de la commande effectuée. contact de travail retardé à la fermeture (attraction) = NO délai ‘on’

contact de travail retardé à l'ouverture (chute) = NO délai ‘off’

contact de travail retardé à la fermeture et à l'ouverture = NO délai ‘on & off’

contact de repos retardé à l'ouverture (attraction) = NF délai ‘on’

contact de repos retardé à la fermeture (chute) = NF délai ‘off’

contact de repos retardé à la fermeture et à l'ouverture = NF délai ‘on & off’

commande mécanique manuelle (sans retour automatique)

interrupteur rotatif (sans retour automatique)

commande à tirette (avec retour automatique)

bouton poussoir (avec retour automatique)

commande par dispositif thermique

interrupteur par poussoir "coup de poing"

bouton poussoir basculant NO + NF (avec retour automatique en NF)

arrêt d’urgence maintenu enfoncé (avec ‘latch’)

arrêt d’urgence maintenu enfoncé déverrouillage par clé

commande par effleurement

commande manuelle à accès restreint (par exemple derrière une vitre)

commande par pédale

commande par levier

commande par volant

commande par manivelle

commande par galet (contact fin de course)

commande par clé

commande par moteur électrique

commande par came

commande par horloge

commande par proximité

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commande par vitesse de rotation

commande par vitesse linéaire

commande par pression

commande par niveau d'un liquide

commande par présence de débit

commande par nombre d'événement

commande sous l'effet de la température (on peut remplacer ‘θ’ par sa valeur de commutation)

commande par degré d'humidité

Tableau 7 : Les organes de commande des contacts Note : tous les contacts représentés sur la table ci-dessus (excepté les temporisations au début et les arrêts d’urgence) sont ‘NO’. C’est, bien évidemment la même chose avec des contacts ‘NF’, l’organe de commande étant associé à un contact fermé en position de repos. Et si le contact ‘seul’ est quelque chose de ‘subjectif’, le contact avec son organe de commande est quelque chose de bien concret que l’on peut matérialiser, dénommer et représenter en images.

3.2.1. Le contact temporise Le contact se ferme ou s’ouvre après un délai soit à l’excitation, soit à la désexcitation de la bobine du relais commandant ces contacts A ne pas confondre avec le relais temporisé ou le délai est sur « l’énergisation » de la bobine ellemême. Figure 5: Contact temporisé Télémécanique Exemple de contact temporisé à associer avec un relais ou un contacteur. Suivant le type, ce contact (NO et/ou NF) est réglable à partir du dizième de seconde jusqu’à des heures voire des jours.

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Vous aurez droit à des exercices sur ces contacts temporisés (ci-après et avec le cours plans et schémas). J’ai toujours vu nombre d’électriciens (débutants ou confirmés) avoir des difficultés pour trouver la bonne représentation ou la bonne interprétation dans les séquences avec contacts temporisés. (La aussi, avec les automates, c’est plus simple…) Principe du contact temporisé : C’est le sens du « parapluie » qui définit l’action temporisée, la fermeture et/ou l’ouverture du contact. En « tirant » sur le contact, et si l’on est du côté ‘ouvert’ du parapluie, l’on obtient une ‘résistance’ et donc une temporisation. Figure 6: Contact NO temporisé travail 10s

R

Lorsque la bobine du relais ‘R’ est excitée, le contact se ferme au bout de 10 secondes Figure 7: Contact NO temporisé repos

5s

R

Lorsque la bobine du relais R est excitée, le contact s’établit immédiatement, il n’y a pas de ‘tempo’. Lorsque R est désexcité, la temporisation commence, le contact s’ouvre 5 secondes après la coupure du circuit de R Figure 8: Contact NF temporisé travail

10s

Lorsque la bobine du relais ‘R’ est excitée, le contact reste fermée…, et s’ouvre au bout de 10 secondes. Au cas où R est coupé pendant ces 10s, le contact reste fermé et la tempo redémarre à la nouvelle excitation de R

R

Figure 9: Contact NF temporisé repos Lorsque R est excité, le contact s’ouvre…, immédiatement sans temporisation. Lorsque l’alimentation de R est coupée, la tempo de 0.2 seconde démarre, le contact se refermant au bout de cette temporisation.

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0.2s

R

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3.2.2. Exercices contact temporisé 1. A et B sont actionnés en même temps au temps 5 secondes et relâchés au même moment à 35 s, tracer sur le graphique l’excitation ‘on’ de R

5s

R on/off A

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 10s

Ts B Excitation A & B (5s)

A & B ‘off’ (35s)

R

2. Même question que pour l’exercice précédent, tracer l’excitation de ‘R’

5s

R on/off A

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 10s

Ts B Excitation A & B (5s)

A & B ‘off’ (35s)

R

3. Rajoutons un contact, pour l’exercice car dans la réalité, ce type de montage risque d’être peu employé. A, B & C sont actionnés en même temps à t=5s puis relâchés à t=35s. Quel est le ‘comportement de ‘R’ ?

10s A

R on/off 20s

15s C 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

5s

Ts

B

R

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Excitation A, B & C (5s)

A, B & C ‘off’ (35s)

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4. En représentation ‘horizontale’, action du contact du bas vers le haut (c’est la norme), attribuer les 4 définitions aux 4 symboles proposés

Contact A

Contact B

Contact C

Contact D

Définition 1 : NF temporisation Repos = contact ..... Définition 2 : NF temporisation Travail = contact ….. Définition 3 : NO temporisation Travail = contact ….. Définition 4 ; NO temporisation repos

= contact …..

5. Sur un ‘vieux schéma, venant de chez où, je trouve ces représentations. Attention, à priori, je ne sais pas quel est le sens d’action : haut vers bas, bas vers haut, droite à gauche, gauche à droite, à vous de vous y retrouver et identifier les 4 possibilités. Et c’est en anglais ! Delay ‘on’ = tempo travail ; delay ‘off’ = tempo repos.

A

B

C

D

Définition 1 : NC delay off = contact ….. Définition 2 : NC delay on = contact ….. Définition 3 : NO delay on = contact ….. Définition 4 ; NO delay off = contact …..

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3.2.3. Contact à commande mécanique manuelles 3.2.3.1. Le poussoir Bien différencier le bouton poussoir ‘classique’, celui qui revient automatiquement en position de départ d’avec celui qui reste où il est…(et aussi d’avec la ‘tirette’).

Figure 10: Bouton poussoir à rappel automatique

Figure 11: Bouton poussoir sans rappel

Les boutons poussoirs seront montés en « boites à boutons », nombre et type selon le besoin En façade est le commande mécanique, dans la boite est le, ou sont les contact(s) NO ou NF, la même commande pouvant actionner ‘x’ contacts montés dans des blocs additionnels Figure 12: Boite à 2 boutons poussoirs Figure 13: Bouton poussoir actionnant 4 contacts 2 NO + 2 NF

Quant à la fonction du poussoir, elle est pratiquement illimitée ; le poussoir sert à la logique demandée, avec couleur, texte, symbole, etc… que l’on désire.

= Figure 14: Les fonctions illimitées des poussoirs

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Le bouton poussoir pourra être également lumineux, c'est-à-dire avec une lampe témoin intégrée en circuit séparé

Figure 15: B-P lumineux type affleurant ou dépassant et symbole Bouton poussoir ‘coup de poing’ avec grand format en « zone d’impact » pour ne pas le louper en cas d’urgence (il est aussi dénommé ‘arrêt d’urgence’)

Figure 16: Arrêt d’urgence diamètre 40 mm

3.2.3.2. Couleurs des boutons poussoirs et leur signification Selon IEC/EN 60073 (VDE 0199), IEC/EN 60204-1 Ce sont des normes internationales, pas forcément respectées sur le site ou vous vous trouvez, à vous de voir, sachant que les représentations « écrans » sont différentes ! Couleur

Signification

ROUGE

Urgence

• Arrêt d'urgence • Lutte contre l'incendie

JAUNE

Anormal

Intervention pour supprimer une condition anormale ou éviter des modifications non souhaitées

VERT

Normal

Démarrage à partir d'un état sûr

BLEU

Obligatoire

Fonction de réarmement • Marche/Mise sous tension (préférentiel) • Arrêt/Mise hors tension

BLANC GRIS

Exemples d'application

Pas de signification spécifique assignée

• Marche/Mise sous tension • Arrêt/Mise hors tension • Marche/Mise sous tension • Arrêt/Mise hors tension (préférentiel)

NOIR

Tableau 8 : Couleurs normalisées des boutons poussoirs Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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3.2.3.3. Couleurs des voyants lumineux de signalisation et leur signification Selon IEC/EN 60073 (VDE 0199), IEC/EN 60204-1 La aussi, des normes particulières peuvent exister là ou vous vous trouvez… Couleur

Signification

ROUGE

Urgence

JAUNE

Anormal

VERT

Normal

BLEU

Obligatoire

BLANC

Neutre

Exemples d'application

Explication Avertissement d'un danger potentiel ou d'une situation nécessitant une action immédiate Imminence d'une condition critique

Indication de conditions de service sûres ou autorisation de poursuite Condition nécessitant une action de l'opérateur Autres conditions : peut être utilisée chaque fois qu'il y a un doute sur l'utilisation des couleurs ROUGE, JAUNE et VERT ou comme confirmation

Défaillance du système de lubrification • Température hors des limites de sécurité spécifiées • Équipement essentiel arrêté par l'intervention d'un dispositif de protection • Température (ou pression) s'écartant de la valeur normale • Surcharge admissible pendant une durée limitée • Remise à zéro • Fluide réfrigérant en circulation • Commande automatique de la chaudière en service • Machine prête à démarrer • Supprimer un obstacle • Commuter sur Avance • Moteur en cours de fonctionnement • Indication de modes de service

Tableau 9 : Couleurs des boutons-poussoirs lumineux et leur signification Pour les boutons-poussoirs lumineux, se reporter aux deux tableaux ci-dessus, le premier tableau devant être utilisé pour la fonction des boutons-poussoirs.

3.2.3.4. L’interrupteur et/ou commutateur On appellera plus volontiers un interrupteur rotatif par le terme commutateur mais un interrupteur à bascule (l’interrupteur d’éclairage du coin de la porte) commute le circuit d’allumage…. Il y a aussi le poussoir rotatif (avec retour automatique).

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Symboles spécifiques de commutateur (rotatif) contact NO avec commutateur manuel 2 positions + point neutre et ‘latch’

contact NF avec commutateur manuel 2 positions + point neutre et ‘latch’

contact NO avec commutateur à clé 2 positions et ‘latch’

contact NF avec commutateur à clé 2 positions et ‘latch’

contact NO avec commutateur à clé 2 positions + neutre et ‘latch’

contact NF avec commutateur à clé 2 positions + point neutre et ‘latch’

Contact NF + NO 2 positions à clé + latch

Et combinaisons « logiques » avec matrice quand ça devient plus compliqué

Tableau 10 : Les organes de commande rotatif des contacts (commutateur) La partie commande du commutateur (ou sélecteur rotatif – encore une autre appellation) est à manette, à crosse, à clé, etc.…

Figure 17: Différents sélecteurs rotatifs La rotation du commutateur est de 30°, 45°, 60°, 90°,… à gauche, à droite, c’est au choix

Figure 18: Différentes positions des commutateurs Le commutateur peut avoir la spécificité d’être de mesure, à gradins, à galettes, inverseur, à cames, à fabrication spéciale, etc.…, et avec ‘x’ positions. Il suffit « d’aménager » les contacts derrière l’organe de commande.

Figure 19: Commutateurs à cames Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Avec le commutateur à cames, et son empilage de galettes (commutateur à gradins), ses ‘x’ positions, il faut bien sûr une logique de fermeture et d’ouverture des contacts associés à l’organe de commande. Ceci fera l’objet d’exercices (plus tard) avec les commutateurs de voltmètre, d’ampèremètre, de démarrage moteur, etc.…. Lorsqu’il contrôle un circuit de puissance, le commutateur peut s’appeler aussi interrupteur…. Il y a encore l’organe de commande pousser-tourner (lumineux ou non), c’est la combinaison poussoir / commutateur, pour lequel je me pose toujours la question de savoir s’il faut tourner avant de pousser, ou l’inverse….

3.2.4. Les commandes mécaniques automatiques Ce qui commande un ou plusieurs contacts avec une action autre que l’action (directement) humaine, voici quelques exemples ci-après

3.2.4.1. Les fins de course (et assimilé)

= Figure 20: Micro rupteur, interrupteur de position, de sécurité, etc…

Figure 21: Interrupteur (contact) à pédale, à levier, palonnier Pour les organes de commande, de « nouveaux » symboles peuvent exister, certains constructeurs ont leurs propres représentation, à vous d’interpréter ‘logiquement’ le symbole que vous trouver sur un schéma. Mais si vous créer un schéma, essayer quand même d’utiliser les symboles « standard » que vous trouver dans les tables de ce document.

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3.2.4.2. Pressostat, thermostat, hygrostat,… Soit les « systèmes » qui actionnent un contact à partir d’une « manifestation » physique, chimique, électrique, etc.…

Figure 22: Thermostat, pressostat et symbole Le contact est actionné par un dispositif P, T, L, H,…. Il suffit de changer la lettre dans la case « carrée » du symbole

3.2.4.3. Contact de déclenchement Le contact est associé au symbole du système (électromécanique) qui l’actionne ; Un système de déclenchement peut actionner plusieurs contacts indépendants entre eux mais agissant en même temps par le système électromécanique les actionnant

contact NO actionné par fusion fusible

contact NF actionné par fusion fusible

contact NO actionné par déclencheur thermique

contact NF actionné par déclencheur thermique

contact NO actionné par déclencheur magnétique

contact NF actionné par déclencheur magnétique

contact NO actionné par déclencheur thermique + magnétique

contact NO actionné par déclencheur thermique + magnétique

Tableau 11 : Les organes de commande électromécanique Exemple : Contact auxiliaire sur relais thermique : L’intensité du circuit puissance agit sur un bilame qui par déformation thermique actionne le contact de déclenchement dans le circuit puissance

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Figure 23: Relais thermique tri avec schéma et symbole Le signe

est pour le « système » de verrouillage / accrochage

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3.2.5. Exercices – les contacts Tous les symboles, ou les symboles avec d’autres représentation / standard n’ont pas été énumérés ci-dessus. A vous d’identifier les symboles et images suivants, chaque symbole se définit par type (et nombre) de contact, l’organe de commande, le dispositif (éventuel) complémentaire. 6. Identifier l’appareil suivant et dessiner son symbole sachant qu’il ouvre un contact et en ferme un autre en 2 circuits séparés

7. Définissez ce symbole

8. Donnez la définition de cet organe de commande et dessinez le symbole (avec un contact NO

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9. Utilisant ce type de d’organe de commande (joystick) avec les « sigles » de commande représentés. Combien de positions y a t’il. Combien de contacts (minimum) faut-il avoir « d’accouplés » .

10. La fiche technique de cet appareil dit : Réglage de l'humidité relative de l'air Contact inverseur Grande capacité de commutation Accès facile aux bornes Quel est son ‘autre’ nom. Dessinez le symbole

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4. SYMBOLES POUR REALISATION DES SCHEMAS Les organes de commande sont (plus ou moins) définis, voyons ce qu’ils commandent et rajoutons les ‘ficelles’ entre deux.

4.1. ORGANES DE PROTECTION

30mA

ou

25

Coupesurintensité à fusible unipolaire

Coupe-surintensité à fusible unipolaire avec sectionneur de neutre

Fusible dont l’extrémité reste sous tension après fusion

Fusible à percuteur

Fusible à percuteur avec circuit de signalisation

Coupesurintensité à fusible unipolaire avec sectionneur de neutre (unifilaire)

Coupe-surintensité à fusible tripolaire avec sectionneur de neutre (multifilaire)

Coupe-surintensité à fusible tripolaire avec sectionneur de neutre (unifilaire)

Sectionneur unipolaire

Sectionneur tripolaire

Sectionneur tripolaire représentation unifilaire

Sectionneur avec fusible

Interrupteur de charge avec fusible

Interrupteur différentiel 30 mA

Interrupteur automatique ou disjoncteur **

16A

III 40A

Disjoncteur *

25A

20A

Relais thermique

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sensibilité 30 mA ; Courant In = 25A

Disjoncteur, courant nominal 20A ou

Relais thermique triphasé

Coupe surintensité fusible socle tripolaire avec fusibles 40A

Relais magnéto thermique triphasé actionnant un contact auxiliaire NF

30mA Différentiel Résiduel

DDR

Coupe-surintensité à fusible unipolaire. Socle 25Amp. et fusible 16Amp.

Disjoncteur magnétothermique tripolaire représenté en unifilaire

Relais thermique triphasé actionnant un contact NF

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Symboles distinctifs

O

fonction déclanchement automatique

fonction disjoncteur

fonction interrupteur

fonction interrupteursectionneur

fonction sectionneur

fonction contacteur

Attention, un interrupteur peur faire office de sectionneur mais un sectionneur ne peut jamais être un interrupteur - interrupteur = pouvoir de coupure (de sectionnement…) sectionneur = 0 (zéro) pouvoir Tableau 12 : Les organes de protection Le DDR (Disjoncteur Différentiel Résiduel) peu aussi être représenté sous cette forme Figure 24: symbole « classique » du disjoncteur différentiel

30mA 25A

** Le disjoncteur (différentiel ou non) est un interrupteur à coupure automatique. Ils ont tous deux (disjoncteur et interrupteur) un pouvoir de coupure, le disjoncteur est quant à lui équipé (en plus) d’un système de déclenchement « automatique » thermique et/ou magnétique.

4.1.1. Le sectionneur

Figure 25: Sectionneur tétrapolaire Ce sectionneur est à 3 phases + neutre pouvant être équipé de fusible, (attention, l’on ne met pas de fusible sur le neutre). La représentation montre les contacts de puissance (3 + 1), 2 contacts auxiliaires NO et la commande manuelle par levier. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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4.1.2. Interrupteur de puissance Exemple d’interrupteur tétrapolaire à 2 positions avec son symbole de représentation sur schéma

1 2

Figure 26: Interrupteur tétrapolaire Exemple d’interrupteur -sectionneur tétrapolaire de sécurité à coupure en charge par sectionnement visible et action positive des contacts. Double coupure des phases. Contacts autonettoyants à enclenchement Appareil pouvant être équipé de contacts auxiliaires

Figure 27: Interrupteur sectionneur tétrapolaire L’interrupteur peut être manoeuvré en pleine charge, ce n’est pas un sectionneur. Celui ci est (en plus) équipé de fusible Figure 28: interrupteur tripolaire équipé de fusibles Faites donc la représentation symbolique (pour schéma) des ces 2 derniers types d’interrupteurs.

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4.1.3. Le disjoncteur Il y aura un cours exclusivement pour les disjoncteurs, commençons par faire la liaison entre l’appareil (son image) et le symbole.

1

3

5

Q1 I

I 2

I 4

6

Figure 29: Disjoncteur tripolaire et représentations pour schéma Remarquez le schéma sur la face avant des appareils. Presque tous les fabricants le proposent. Pour le disjoncteur avec ‘bloc différentiel’, représenté ici, il existe un bouton ‘test’ créant un défaut artificiel Figure 30: DDR - disjoncteur bipolaire avec bloc différentiel

Sur un disjoncteur, l’on pourra « associer » des contacts auxiliaires de position, de déclenchement (physiquement et sur le schéma) et ce sur presque tous les types de disjoncteurs

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4.2. APPAREILS DE SEPARATION Certains appareils de protection peuvent être également de séparation (commande / coupure), exemple du disjoncteur télécommandé. Ci après voyons la symbolisation des seuls appareils de coupure avec commande électrique, les relais (en principe sur circuits de contrôle) et les contacteurs (circuits de puissance).

Relais et contacteurs Relais / contacteur symbole général

Relais à 2 bobines schéma simple

Relais à 2 bobines schéma optionnel

Relais temporisé retardé à l’attraction (time delay on)

Relais temporisé retardé à la chute (time delay off)

Relais temporisé retardé à la chute et à l’attraction

Relais clignotant (flasher relay)

Relais de passage ou à impulsions (fleeting relay)

Avec bobine à action rapide (quick acting)

Relais à verrouillage mécanique

Relais à rémanence

Relais pas à pas

Relais polarisé

Relais insensible au courant alternatif

Relais à courant alternatif

Tableau 13 : Relais et contacteurs

4.2.1. Le contacteur Représenté sans la bobine sur le schéma ci-contre - elle vient en alignement du trait d’axe sur le schéma complet Figure 31: Contacteur tripolaire avec 2 contacts auxiliaries Le contacteur sera bi, tri ou tétrapolaire (même hexa), son symbole (sa représentation) est toujours identique qu’il soit à 10 Amp ou à 2000 Amp. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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4.2.2. Le relais Relais polarisé pour circuit imprimé avec contact à permutation (double contact) pour l'utilisation dans les techniques de communication et de données, les techniques médicales, régulation et réglage dans la régulation des machines

Figure 32: Exemple de relais temporisé Lorsque l’on pense relais, l’on « voit » un petit contacteur, ce qui n’est pas faux… Le relais est pour le circuit de contrôle, le circuit sans puissance à courants faibles. Le relais actionne toujours au moins 1 (un) contact et jusqu’à ‘x’ contacts. Les relais sur les circuits « essais lampes » ont une multitude de contacts NO. Les contacts ‘auxiliaires’ ou ‘additionnels’ sont de tous types : NO, NF, temporisé, de passage, etc…. Attention : ne pas confondre la « spécificité» » du contact avec la « spécificité » (de la bobine) du relais comme sur la figure ci-après, la temporisation est sur le contact luimême, pas sur le relais Ci-joint exemples (images) de contacts auxiliaires à monter sur relais ou contacteur Figure 33: Exemple de relais à multi contacts et de contacts auxiliaires

K1

etc

4.2.3. Comparatif appareils de protection et de coupure Et pour « apprécier » le rôle des appareils de protection et de séparation, établissant un tableau comparatif. Ceci sera revu par la suite, nous ne sommes qu’au niveau des symboles, mais ayons déjà une « petite idée » des ‘normes’ d’utilisation.

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APPAREIL

FONCTION

MANOEUVRE

Pouvoir de coupure

SECTIONNEUR

SEPARER

Commande manuelle

AUCUN

INTERRUPTEUR

OUVRIR ET FERMER UN CIRCUIT EN CHARGE 2 positions de repos : ouvert ou fermé

Commande manuelle

COURANT ASSIGNE

INTERRUPTEURSECTIONNEUR

SEPARER EN CHARGE

Commande manuelle

COURANT ASSIGNE

PROTEGER CONTRE LES CC ET LES SURCHARGES PROTEGER CONTRE LES CC ET LES SURCHARGES

Fusion automatique – Ne peut pas être réarmé Coupure automatique Réarment manuel

PdC > Icc

DISJONCTEURSECTIONNEUR

DOUBLE FONCTION (voir ci-dessus)

Coupure automatique Réarment manuel

PdC > Icc

DISJONCTEUR DIFFERENTIEL

DOUBLE FONCTION Disjoncteur + DDR

Coupure automatique Réarment manuel

PdC > Icc pour le disjoncteur. Coupure pour IdN par le DDR

COUPE CIRCUIT FUSIBLE DISJONCTEUR

CONTACTEUR

INTERRUPTEUR DIFFERENTIEL

HPC (ex : 100 kA)

OUVRIR ET FERMER PdC mini : UN CIRCUIT EN Commande distance courant CHARGE statorique rotor 1 position de repos : bloqué ouvert Il a les propriétés de l'interrupteur et celle d'un dispositif différentiel DDR. Utilisé dans le cas où la protection différentielle serait imposée et où la protection contre les surcharges et les courts-circuits est assurée par un appareil de protection distinct.

Tableau 14 : Comparatif appareils de protection et de séparation Remarque : Les indications dans le tableau ci-dessus ne correspondent pas à des définitions officielles, mais « se rapprochent » de la fonction des appareils et de leurs applications.

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4.3. APPAREILS DE MESURE ET SIGNALISATION Soit les appareils de mesure, les lampes et dispositif de signalisation. Indicateurs, enregistreurs et compteurs Appareil indicateur

Appareil intégrateur (ex : compteur d’énergie électrique)

Appareil enregistreur

Appareils indicateurs et enregistreurs : Le symbole de l'appareil est complété en son centre par l'une des mentions suivantes, lettre ou signe

A

Ampèremètre

Cos φ

Cos φ mètre

Tx

Couplemètre

f

Fréquence

Hz

Fréquencemètre

h

Heure

Z

Impédance

Ω

Ohmmètre

λ

Ondemètre

φ

Phasemètre

n

Tachymètre

t

Temps

θ

Thermomètre, Pyromètre

varh

Varheure

var

Varmètre (puissance réactive)

VA

Voltampèremètre

V

Volmètre

W

wattmètre

Wh

Wattheure Voltmètre différentiel

Oscilloscope

Galvanomètre Indicateur de position angulaire ou de pression : - à courant continu / - à induction

Multimètre Appareils intégrateurs, compteurs Heuremètre, compteur horaire

Ampèreheuremètre

Compteur d'énergie active mesurant l'énergie dans un seul sens

Varheuremètre, compteur d'énergie réactive

Wattheuremètre, compteur d'énergie active

Dispositifs de comptage : fonction de comptage d’un nombre d’événements

Symbole distinctif

Compteur d'impulsions électriques avec mise à n manuelle (mise à zéro si n = 0) Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

Compteur d'impulsions électriques

Compteur d'impulsions électriques à affichage numérique Compteur d'impulsions électriques avec mise à 0 électrique

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Horloges électriques Horloge, symbole général Horloge secondaire

Horloge à contact

Horloge mère

Lampes et dispositifs de signalisation Lampe, symbole général

Dispositif lumineux clignotant

Lampe tube (néon = rouge)

Avertisseur sonore, klaxon

Sonnerie

Sirène

Buzzer

Sonnerie – idem eu dessus mais à 90°

Indicateur mécanique

Tableau 15 : Symboles des appareils de mesure et de signalisation

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4.4. CONDUCTEURS Soit les ficelles, les fils qui relient les différents symboles. Ces sont tout simplement des ‘traits’ mais quand même pas n’importe quoi … Ceci est pour la réalisation des schémas électriques (cours suivant), voyons ici les normes de représentation Symboles généraux des blocs fonctionnels : Un bloc fonctionnel est représenté par un rectangle ou un carré à l'intérieur duquel figure le symbole de la fonction qu'il codifie. Convertisseur (de toute nature) : ex redresseur, CA/CC

Bloc fonctionnel symbole général

Grandeur variable : ex, variateur de vitesse

Sens de propagation de l'énergie ou du signal Liaisons entre blocs fonctionnels et appareils électriques – Lignes de raccordement Liaisons électriques

Triphasé, ligne à n voies

Contact électrique : !!!: point obligatoire si contact entre 2 fils ┴

Croisement sans contact.

Liaison mécanique

3

50 Hz

3 phases – 50 Hz

Courant alternatif

Courant continu

Courant monophasé

Courant polyphasé (m phases)

Fréquence basse

Fréquence moyenne

Fréquence haute

Terre / masse

Connexion sur châssis

PE – point de connexion

Courant rectifié

Variabilité Variabilité extrinsèque linéaire

Variabilité extrinsèque non linéaire

Variabilité intrinsèque linéaire

Variabilité intrinsèque non linéaire

Ajustement prédéterminé

Régulation automatique

extrinsèque : la variable dépend d'un dispositif externe. Ex. : résistance réglée par un actionneur intrinsèque : la variable dépend des propriétés du dispositif lui-même. Ex. : résistance dépendant de la température) Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Variabilité par échelons

Variabilité continue

Conducteur principal – Circuit de puissance pour schéma – trais épais, repère à un chiffre

Conducteur secondaire – Circuit de commande pour schéma – trait fin, repère à un chiffre

Nomenclature / Repérage : L1, L2, L3, N, PE : réseau triphasé, Neutre , Liaison à la terre Q* : sectionneur (* = n°) S* : interrupteur, commutateur, bouton poussoir F* : protection (fusible, disjoncteur,…) T* : transformateur KM* : contacteur principal KA* : contacteur auxiliaire M* : moteur n : numéro de l’appareil Conducteurs et dispositifs de connexion : Fiche male

Prise femelle

Prise et fiche

Fiche male – en circuit contrôle

Prise femelle – en circuit contrôle

Prise et fiche assemblées

Connecteur assemblé 1) partie mobile male 2) partie mobile femelle

Barrette de connexion fermée (cavalier)

Connecteur multi fiches et multiprise

Barrette de connexion ouverte

Picot, point de test

Tableau 16 : Conducteurs et connexions entre appareils pour schémas Le principe de « multi connexion » est utilisé souvent lors des essais, des contrôles des instruments (indicateurs, relais, enregistreurs,…) sur les panneaux BT et HT. Figure 34: Exemple de connecteur multi fiches La particularité des connecteurs « courant » (sur le connecteur fixe, la prise femelle) est la non coupure des circuits, un ampèremètre peut être inséré ou enlevé, le circuit étant maintenu opérationnel en condition fermée (split contact system) Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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4.5. MOTEURS ELECTRIQUES Symboles des moteurs électriques pour les schémas moteur asynchrone monophasé (rotor en court-circuit)

moteur à collecteur monophasé série

moteur synchrone monophasé

moteur à courant continu à excitation série

moteur à courant continu à excitation shunt

Moteur à courant continu

Moteur pas à pas à aimant permanent

Moteur à collecteur monophasé

moteur triphasé asynchrone à rotor en court-circuit (U, V, W)

moteur triphasé asynchrone à rotor en court-circuit avec 6 bornes au stator

Ou

1 vitesse U1, V1,W1 + U2, V2, W2

moteur à courant continu (symbole général) Ou

Moteur triphasé, rotor en court-circuit (cage d’écureuil)

2 vitesses 1U, 1V, 1W + 2U, 2V, 2W

moteur asynchrone triphasé à bague (U, V, W + K, L, M)

Ou Moteur triphasé rotor bobiné

Symboles fonctionnels de démarreurs de moteurs

Démarreur, symbole général

Démarreur opérant par échelons

Démarreur régleur (variateur)

Démarreur avec mise à l'arrêt automatique

Démarreur direct par contacteur pour deux sens de marche

Démarreur étoile triangle

Démarreur par auto--transformateur

Démarreur régleur par thyristor

Démarreur automatique, symbole général

Démarreur semi auto, symbole général

Démarreur rhéostatique

Démarreur série parallèle

Tableau 17 : Symboles des moteurs électriques et accessoires de moteurs Il peut bien entendu, y avoir d’autres styles de représentation schématique, mais elles seront toujours proche de ce qui est montré ci-dessus et là encore, tout est question d’esprit logique pour comprendre la signification d’un symbole. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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4.6. COMPOSANTS ELECTRIQUES D’autres “éléments” sont à rajouter dans les schémas qui peuvent être : Symboles des composants électriques pour les schémas résistance (purement résistif)

impédance Variante pour résistance

inductance Variante pour résistance variable

varistance (symbole général)

condensateur

inductance avec noyau

thermistance à variabilité non linéaire (on peut aussi noter - θ) à coefficient de température négatif

condensateur électrolytique polarisé

résistance à variation continue

thermistance à variabilité non linéaire (on peut aussi noter + θ) à coefficient de température positif

condensateur variable

résistance à variation par échelons

thermistance à variabilité non linéaire on peut aussi noter U dépendant de la tension

Résistance photoélectrique

potentiomètre

Bobine (inductance)

Bobine à noyau

Cristal piézoélectrique

Diodes à semi-conducteurs Diode shotky

Diode zener

Transil

Diode jonction PN

Diode électrolumines cente

Diode laser

Thyristors thyristor

GTO (thyristor blocable par la gâchette

Diac (diode) et Triac

Transistors Transistor bipolaire PNP

Transistor bipolaire NPN

Transistors, montage darlington NPN

Transistors, montage darlington PNP

T. jonction à effet de champ canal N

T. jonction à effet de champ, canal P

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T. MOS à enrichissement, canal P

T. MOS à enrichissement , canal N

T. MOS à déplétion, canal N

T. MOS à déplétion, canal P Dispositifs photosensibles & magétosensibles photorésistance

photodiode

Cellule photovoltaïque

phototransistor

Optocoupleur à phototransistor

Optocoupleur à phototriac

Dispositif à effet Hall

Magnéto résistance

Tableau 18 : Symboles des composants électriques / électroniques

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4.7. LES SOURCES D’ENERGIE 4.7.1. Transformateurs Transformateurs et autotransformateurs Transformateur à deux enroulements transformateur monophasé (l'un ou l'autre des symboles)

Transformateur à trois enroulements transformateur triphasé (par exemple triangle-étoile)

transformateur monophasé à couplage réglable

autotransformateur

inductance

Transformateur à écran

Transformateur triphasé couplage étoile.triangle

autotransformateur monophasé

autotransformateur monophasé à réglage progressif

transformateur d'intensité (KL primaire, kl secondaire; k entrée kommen, l sortie - los).

Transformateur de courant symbole général

Transformateur de potentiel symbole général

Transformateur 3 phases avec 4 bornes de raccordement

Transformateur 3 phases avec réglage de tension (tap changer) hors service

Transformateur 3 phases avec réglage de tension (tap changer) en service (sous tension)

Transformateur 3 phases – 3 enroulements et indication des couplages

Tableau 19 : Symboles transformateurs et autotransformateurs

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4.7.2. Générateurs et sources de courant Sources de courant et génération source de tension (idéale)

source de courant (idéale)

source d'ennuis (marquage d'un défaut)

élément de pile ou d'accumulateur (sur ce symbole : + à gauche et - à droite)

batterie d'accumulateurs ou de pile

cellule photovoltaïque

Générateur (alternateur) de courant alternatif. Symbole général

Génératrice à courant continu

Génératrice à courant continu (autre symbole)

Convertisseurs de puissance Convertisseur symbole général

Convertisseur continu-continu

Redresseur à tension continue réglable

Onduleur (inverter)

redresseur

redresseur en couplage en pont graetz

Redresseur / Onduleur

Variateur de puissance à thyristor

Tableau 20 : Symboles générateurs et sources de courant

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4.8. EXERCICES 11. Associer ces 10 images avec les 10 symboles et les 10 appellations correspondantes. Les appellations, trouvez les vous-mêmes !

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12. Quiz – une seule bonne réponse ‰ Contact ouvrant sous l’action d’un déclencheur magnétique ‰ Contact fermant sous l’action d’un déclencheur thermomagnétique ‰ Contact ouvrant sous l’action d’un déclencheur magnétothermique ‰ Contact fermant sous l’action d’un déclencheur magnétique 13. Quiz – une seule bonne réponse ‰ Moteur à induction 3 phases, rotor bobiné ‰ Moteur à induction 3 phases cage d’écureuil ‰ Moteur courant alternatif, symbole général ‰ Moteur courant alternatif à 2 enroulements séparés 14. Quiz – une seule bonne réponse ‰ Interrupteur symbole général ‰ Contact de fin de course NO (normalement ouvert) ‰ Sectionneur ‰ Interrupteur de coupure 15. : Quiz – une seule bonne réponse ‰ Interrupteur de charge avec fusible ‰ Sectionneur fusible ‰ Disjoncteur fusible ‰ Disjoncteur interrupteur fusible

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5. SYMBOLES POUR TRACAGE DE PLANS DOMESTIQUES Ce n’est pas le genre de symbole que vous allez systématiquement rencontrer dans l’industrie, mais si vous êtes (ou entendez devenir) électricien, il vaut mieux comprendre un minimum quant aux plans de réalisation domestique. Qui sait, peut-être un jour deviendrez vous électricien bâtiment (qui est une spécialité tout aussi valable qu’électricien industriel !!) ou alors entreprendrez vous la réalisation de l’installation électrique de votre domicile pour laquelle il vaudra mieux comprendre les plans de l’architecte… Il est de toute façon utile d’avoir des références d’installations domestiques. Les symboles sont disponibles ci après, à votre disposition au cas où. Dans le cours sur « plans et schémas », vous aurez également quelques exemples de réalisation domestiques. Dans la réalisation de bureaux, sur un site industriel, j’ai déjà rencontré (souvent même) des plans utilisant les symboles ci-après

5.1. CANALISATIONS / CONDUCTEURS Canalisations et conducteurs en schémas électriques domestiques conduite plafond / mur

canalisation apparente posée sur une paroi

canalisation encastrée dans une paroi

canalisation aérienne

canalisation dans un conduit

canalisation souterraine

conduite au sol

canalisation montante

canalisation descendante

canalisation -> point d'attente d'éclairage

point d'attente d'éclairage mural

canalisation à 3 fils (si plus de 3 conducteurs seulement le nombre)

conducteur neutre (N)

conducteur de protection (PE)

conducteur de protection et de neutre (PEN)

canalisation 3 P, N, PE

Tableau 21 : Symboles canalisations et conducteurs en domestique

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5.2. APPAREILLAGES L’appareillage en distribution domestique représente les dispositifs de commande, interrupteurs, va et vient, poussoirs,….que vous trouvez au bord des portes d’entrée, au milieu des couloirs. La représentation de ces appareillages est du type « symbolique » (il vaut mieux pour un symbole…) Appareillages et appareils pour schémas électriques domestiques Interrupteur simple action (SA)

Gradateur ou variateur

Interrupteur unipolaire à tirette

Interrupteur unipolaire à ouverture retardée

Interrupteur unipolaire à lampe témoin

Interrupteur bipolaire

Interrupteur tripolaire

Interrupteur unipolaire double (DA)

Commutateur unipolaire (va-et-vient) (VV)

commutateur bipolaire

Inverseur double, permutateur

bouton poussoir / bouton poussoir lumineux

prise courant faible (télécommunication) / blindée (TV)

Tableau 22 : Symboles appareillage pour schémas domestiques

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5.3. APPAREILS / RECEPTEURS Autres que les récepteurs ‘moteur’, ce sont les appareils électroménagers entre autres Lampes et récepteurs pour schémas électriques domestiques Projecteur (symbole général)

Luminaire à fluorescence

Projecteur à Faisceau divergent

Luminaire à fluorescence à 3 tubes

Luminaire avec interrupteur à tirette

compteur

Appareil électroménager fixe (symbole général)

cuisinière électrique

four électrique

four à micro-ondes

réfrigérateur / 3 étoiles = congélateur

ventilateur

Lave-vaisselle

moteur

séchoir

chauffage

chauffe-eau

Lampe (symbole général) Projecteur à faisceau peu

divergent

lave-linge

M

transformateur chauffage à accumulation (peut être avec ventilateur si symbole ventilateur ajouté)

chauffe-eau à accumulation

Tableau 23 : Symboles lampes et récepteurs pour schémas électriques domestiques

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6. STANDARDS DE DENOMINATION 6.1. REPERAGES - GENERALITES Ceci concerne les lettres de repérage des matériels électriques avec le repérage selon le norme DIN EN 61346-2:2000-12 (IEC 61346-2:2000). Il existe bon nombre de normalisation / symbolisation qu’il faut bien essayer de « standardiser » sur ‘nos’ schémas. Avec la norme référencée ci-dessus, et à la différence des repérages utilisés jusqu'ici, les lettres repères sont désormais déterminées en priorité par la fonction du matériel électrique au sein du schéma. Il en résulte une certaine liberté dans le choix de la lettre à affecter à un matériel. Exemple pour une résistance : Limiteur de courant normal : R Résistance de chauffage : E Résistance de mesure : B On pourra par exemple adopter un certain nombre de règles spécifiques qui s'écartent partiellement de la norme. Les désignations des bornes de raccordement ne sont pas lisibles à partir de la droite. La deuxième lettre servant à l'identification de l'objectif du matériel électrique n'est pas indiquée, par exemple : le relais temporisé K1T devient K1. Les disjoncteurs dont la fonction essentielle est la protection continuent d'être repérés par Q. Ils sont numérotés en continu de 1 à 10, en commençant par celui situé en haut à gauche. Les contacteurs sont à présent repérés par Q et numérotés en continu de 11 à nn, par exemple : K91M devient Q21. Les contacteurs auxiliaires restent K et sont numérotés en continu de 1 à n. Le repérage apparaît à un emplacement approprié à proximité immédiate du symbole. Il établit la relation entre le matériel situé dans l'installation et les différents documents du dossier (schémas des circuits, nomenclatures des pièces, schémas fonctionnels de raccordement, instructions). Pour faciliter la maintenance, le repérage peut également être reporté intégralement ou en partie sur le matériel ou à proximité. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Correspondances entre anciennes et nouvelles lettres repères généralement utilisées, et pour une sélection de matériels sont représentées ci après et avec exemple de représentation schématique. Les nouvelles lettres sont utilisées déjà depuis « un certain temps » sur ‘nos’ schémas.

6.2. LETTRES DE REPÉRAGE DES MATÉRIELS ÉLECTRIQUES 6.2.1. Normes DIN (IEC) Normes DIN EN 61346-2:2000-12 (IEC 61346-2:2000). Ancienne lettre repère B C D E F F F G G G G H H H K K K K K L N Q Q Q Q

Exemple de matériel électrique Transducteurs de mesure Condensateurs Dispositifs de mémorisation Filtres électriques Déclencheurs thermiques Manostats Fusibles (fins, HH, signal) Convertisseurs de fréquence Génératrices Démarreurs progressifs Alimentations sans interruption Lampes Dispositifs de signalisation optiques et acoustiques Voyants lumineux Relais auxiliaires Contacteurs auxiliaires Contacteurs à semi-conducteurs Contacteurs de puissance Relais temporisé Inductances Amplificateurs de séparation, amplificateurs inverseurs Sectionneurs à coupure en charge disjoncteurs de protection Disjoncteurs pour moteurs Disjoncteurs étoile - triangle

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Nouvelle lettre repère T C C V F B F T G T G E P P K K T Q K R T Q Q Q Q Page 52 de 112

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Ancienne lettre repère Q R R R S S S T T T U V V V Z Z

Exemple de matériel électrique Interrupteur - sectionneur Résistances de réglage Résistances de mesure Résistance de chauffage Auxiliaires de commande Bouton-poussoir Interrupteurs de position Transformateur de tension Transformateur de courant Transformateurs Convertisseurs de fréquence Diodes Redresseur Transistors Filtres CEM Dispositifs d'antiparasitage et d'atténuation

Nouvelle lettre repère Q R B E S S B T T T T R T K K F

Tableau 24 : Lettres de Repérage selon DIN EN 61346-2:2000-12 (IEC 61346-2:2000)

6.2.2. Normes Amérique du Nord Repérage des appareils aux États-unis et au Canada selon NEMA ICS 1-2001, ICS 1.11984, ICS 1.3-1986 Bon nombre de schémas sont d’origine américaine et dans l’industrie pétrolière, les références pour l’instrumentation et les P&ID’s sont également de la même origine. En conséquence, il vaut mieux connaître les symboles US et leurs significations en langue anglaise (avec la traduction). Pour différencier les appareils de fonctions analogues, on peut ajouter trois chiffres ou lettres aux lettres repères du tableau ci-dessous. Si l'on utilise deux ou plusieurs lettres repères, il est d'usage d'indiquer en premier la lettre d'identification de la fonction. Exemple : Le contacteur auxiliaire qui déclenche la première fonction de pianotage est repéré par « 1 JCR ». La signification du repérage est la suivante : 1 = numéro d'ordre J = Jog (pianotage) – fonction du matériel CR = Control relay (contacteur auxiliaire) – type de matériel Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Lettre repère A AM B C ou CAP CB

Device or Function

Appareil ou fonction

Accelerating

Accélération

Ammeter

Ampèremètre

Braking

Freinage

Capacitor, capacitance

Condensateur, capacité

Circuit-breaker

CR

Control relay

CT DM D DS ou DISC DB FA FC FD FL F ou FWD FM FU GP H J LS L M MCR MS OC OL P

Current transformer

Disjoncteur Contacteur auxiliaire, contacteur de commande Transformateur de courant

Demand meter

Compteur de consommation

Diode

Diode

Disconnect switch

Interrupteur - sectionneur

Dynamic braking

Freinage dynamique

Field accelerating

Accélération de champ

Field contactor

Contacteur de champ

Field decelerating

Diminution du champ (décélération)

Field-loss

Perte de champ

Forward

Marche avant

Frequency meter

Fréquencemètre

Fuse

Fusible

Ground protective

Terre de protection

Hoist

Levage

Jog

Pianotage

Limit switch

Interrupteur de position

Lower

Diminuer

Main contactor

Contacteur principal

Master control relay

Contacteur de commande principal

Master switch

Interrupteur maître

Overcurrent

Surintensité

Overload

Surcharge

Plugging, potentiometer

PFM

Power factor meter

PB PS REC R ou RES REV RH

Pushbutton

Potentiomètre ou connecteur Appareil de mesure du facteur de puissance Bouton-poussoir

Pressure switch

Manostat

Rectifier

Redresseur

Resistor, resistance

Résistance

Reverse

Marche arrière

Rheostat

Rhéostat

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Lettre repère SS SCR SV SC S SU TACH TB TR Q UV VM WHM WM X

Device or Function

Appareil ou fonction

Selector switch

Sélecteur

Silicon controlled rectifier

Thyristor

Solenoid valve

Électrovanne

Squirrel cage

Rotor à cage (d’écureuil)

Starting contactor

Contacteur de démarrage

Suppressor

Suppresseur

Tachometer generator

Génératrice tachymétrique

Terminal block, board

Bornier, bloc de jonction

Time-delay relay

Relais temporisé

Transistor

Transistor

Undervoltage

Sous-tension (sous le seuil)

Voltmeter

Voltmètre

Watthour meter

Wattheuremètre

Wattmeter

Wattmètre

Reactor, reactance

Inductance, réactance

Tableau 25 : Lettres de repérage des appareils ou de la fonction selon NEMA ICS 1-2001,

6.2.3. Normes Amérique du Nord (bis) La réglementation autorise également le repérage en fonction de la classe d'appareillage (class designation) à la place du repérage des appareils à l'aide de lettres (device designation) selon NEMA ICS 1-2001, ICS 1.1-1984, ICS 1.3-1986. Ce mode de repérage vise à faciliter l'harmonisation avec les normes internationales. Les lettres repères utilisées ici sont (en partie) conformes à la norme IEC 61346-1 (1996-03).

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Repérage en fonction de la classe d'appareillage selon NEMA ICS 19-2002 Lettre repère A

B

BT C CB

D, CR

D, VR

DS

Appareil ou fonction

Traduction

Separate Assembly Induction Machine, Squirrel Cage Induction Motor Synchro, Genera Control Transformer Control Transmitter Control Receiver Differential Receiver Differential Transmitter Receiver Torque Receiver Torque Transmitter Synchronous Motor Wound-Rotor Induction Motor or Induction Frequency Convertor Battery Capacitor Capacitor, General Polarized Capacitor Shielded Capacitor Circuit-Breaker (all) Diode Bidirectional Breakdown Diode Full Wave Bridge Rectifier Metallic Rectifier Semiconductor Photosensitive Cell Semiconductor Rectifier Tunnel Diode Unidirectional Breakdown Diode Zener Diode Annunciator Light Emitting Diode Lamp Fluorescent Lamp Incandescent Lamp Indicating Lamp

Montage séparé Machine asynchrone, rotor à cage Moteur asynchrone Synchro transmetteur en général Transformateur de commande Émetteur de commande Récepteur de commande Récepteur différentiel Émetteur différentiel Récepteur Récepteur de couple Transmetteur de couple Moteur synchrone Moteur à induction à rotor bobiné ou convertisseur de fréquence à induction Batterie Condensateur Condensateur en général Condensateur polarisé Condensateur blindé Disjoncteurs (tous) Diode Diode Zener bidirectionnelle Redresseur pleine onde Redresseur sec Cellule photoélectrique à semi-conducteurs Redresseur à semi-conducteurs Diode tunnel Diode Zener unidirectionnelle Diode Zener Avertisseur Diode électroluminescente Lampe Tube fluorescent Lampe à incandescence Voyant lumineux

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Lettre repère

D

F G HR J K

FL

LS M P Q

Appareil ou fonction

Traduction

Armature (Commutor and Brushes) Lightning Arrester Contact Electrical Contact Fixed Contact Momentary Contact Core Magnetic Core Horn Gap Permanent Magnet Terminal Not Connected Conductor Fuse Rotary Amplifier (all) A.C. Generator Induction Machine, Squirrel Cage Induction Generator Thermal Element Actuating Device Female Disconnecting Device Female Receptacle Contactor, Relay Coil Blowout Coil Brake Coil Operating Coil Field Commutating Field Compensating Field Generator or Motor Field Separately Excited Field Series Field Shunt Field Inductor Saturable Core Reactor Winding, General Audible Signal Device Bell Buzzer Horn Meter, Instrument Male Disconnecting Device Male Receptacle Thyristor NPN Transistor PNP Transistor

Armature (collecteur et balais) Protection contre la foudre Contact Contact électrique Contact fixe Contact de passage Conducteur, âme Noyau magnétique Éclateur cornu Aimant permanent Borne Conducteur non raccordé Fusible Amplificateur rotatif (tous types) Alternateur Machine asynchrone, rotor à cage Alternateur asynchrone Interrupteur à bilame Dispositif de déconnexion femelle Connecteur femelle Contacteur, contacteur auxiliaire Bobine Bobine de soufflage Bobine de freinage Bobine d'excitation Champ Champ de commutation Champ de compensation Champ générateur et moteur Champ à excitation séparée Champ série Champ shunt Inducteur Self à fer Enroulement en général Avertisseur sonore Sonnerie Ronfleur Klaxon Instrument de mesure Dispositif de déconnexion mâle Connecteur mâle Thyristor NPN Transistor PNP Transistor

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Lettre repère

R

S

Appareil ou fonction

Traduction

Resistor Adjustable Resistor Heating Resistor Tapped Resistor Rheostat Shunt Instrumental Shunt

Résistance Résistance réglable Résistance de chauffage Résistance à prise Rhéostat Dérivation Résistance en dérivation pour appareils de mesure Résistance en dérivation pour relais Contact Contact retardé à la fermeture Contact retardé à l'ouverture Contact à séquences Contact de commutation Rangée de contacts Signal clignotant Interrupteur Interrupteur avec et sans verrouillage Sectionneur Interrupteur à deux leviers Interrupteur à tambour Interrupteur commandé par le débit Interrupteur à pédale Interrupteur à clé Interrupteur à couteau Interrupteur de position Interrupteur à flotteur Interrupteur de verrouillage Interrupteur maître Interrupteur champignon Interrupteur actionné par la pression ou le vide Bouton-poussoir Bouton-poussoir lumineux Commutateur rotatif, commutateur à cames Sélecteur Interrupteur à un levier Inverseur de pôle Commutateur à gradins Contrôleur de température Minuterie – contact temporisé Interrupteur à bascule Inverseur Interrupteur à levier Thermostat

Relay Shunt Contact Time Closing Contact Time Opening Contact Time Sequence Contact Transfer Contact Basic Contact Assembly Flasher Switch Combination Locking and Nonlocking switch Disconnect switch Double Throw Switch Drum Switch Flow-Actuated Switch Foot Operated Switch Key-Type Switch Knife Switch Limit switch Liquid-Level Actuated Switch Locking Switch Master switch Mushroom Head Operated Switch Pressure or Vacuum Pushbutton Switch Pushbutton Illuminated Switch, Rotary Switch Selector switch Single-Throw Switch Speed Switch Stepping Switch Temperature-Actuated Switch Time Delay Switch Toggle Switch Transfer Switch Wobble Stick Switch Thermostat

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Lettre repère T TB TC U

V

W X

Appareil ou fonction

Traduction

Transformer Current Transformer Transformer, General Polyphase Transformer Potential Transformer Terminal Board

Transformateur Transformateur de courant Transformateur en général Transformateur polyphasé Transformateur de tension Tablette à bornes – Bornier

Thermocouple

Thermocouple Ensemble à montage et à raccordement fixe Pentode, cathode équipotentielle Tube photoélectrique, monolithique, Type à vide Triode Tube, cathode à bain de mercure Câble, conducteur Câble normalisé Multiconducteur Blindé Conducteur en général Douille de tube

Inseparable Assembly Pentode, Equipotential Cathode Phototube, Single Unit, Vacuum Type Triode Tube, Mercury Pool Conductor Associated Multiconductor Shielded Conductor, General Tube Socket

Tableau 26 : Lettres de repérage en fonction de la classe d'appareillage selon NEMA ICS 19-2002

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6.3. REPERAGES – APPLICATIONS Il faut bien commencer à lire (sinon faire) les schémas, passons donc aux ‘choses’ un peu plus concrètes, avec ce que vous êtes (ou serez) amenés à voir tous les jours.

6.3.1. Les symboles électriques de commande 3

1 S1

S1

21

3 4

2

C1

KM1

S1 22

4

1

13

S1 2

14

65

67 KM1

KM1

N

Ph

P1

P2

S1

S2

T1 3

P 4

55 KM1

57 KM1

56

58

95

97

F1

98

A1

A1 KM1

Ph

N

Ph

3 S1

A2

N Q1

F1 96

A2

Ph

68

66

KM1

N Q1

KM1

4

Ph

3

21

P1

Q1

4

22

S1 3

Ph

S1

4

H1

Figure 35: Exemples de symboles électriques de commande Voici, « en vrac », une représentation de symboles et de repères. A vous d’identifier, nommer, expliquer (ou vous faire expliquer…) le détail des chiffres, lettres et symboles. Considérer ce paragraphe comme un exercice (il n’y a pas de ‘correction’ prévue dans ce document). Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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6.3.2. Les symboles électriques de puissance Q1

Q2 2

1 4 6 8

3 5 7

1

2

1 4 6 8

3 5 7

3

5

1

Q1

Q1 I

I 2

I

I 4

3

5

2

4

6

1

3

I

5

I

2

4

3

5

6

6 1

1

3

5

Q1

Q1 Q1

I

I 2

I 4

I

6

I 2

1

3

5

2

4

6

I 4

6

KM1 1 U

V

W

3

5

1

3

5

KM2

KM1 2

4

6

1

3

5

2

4

6

U1 1

V1

W1

U2 1

V2

W2

2

4

6

M1

F1

M1

Figure 36: Exemples de symboles électriques de puissance Idem pour la « puissance » : voici, en vrac des symboles, numérotation à commenter. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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7. SYMBOLES PNEUMATIQUES On parle souvent d’électropneumatique pour signifier l’association entre les systèmes électriques et pneumatiques. Si sur un site, c’est bien souvent l’instrumentiste qui « s’occupe » des systèmes pneumatiques, l’électricien doit pouvoir sinon lui donner un coup de main, au moins interpréter les symboles et schémas électropneumatiques. En maintenance, le mécano, l’instrumentiste et l’électricien travaillent ensemble et dans ce domaine (le pneumatique), l’on ne sait pas trop où s’arrête la spécificité du corps de métier. Ce n’est pas judicieux de dire « ce n’est pas mon problème », lorsque vous serez confronté à un interface, un ensemble électrique + pneumatique (et hydraulique). Sur un site, l’on compte sur tout le monde et particulièrement sur l’électricien pour savoir tout faire : alors apprenez les symboles pneumatiques (et le chapitre suivant les symboles hydrauliques). Vous en aurez besoin aussi pour les P&ID’s (que vous devez savoir lire également).

7.1. REPRÉSENTATION SYMBOLIQUES EN PNEUMATIQUE Veuillez vous référer aux tableaux de symboles ci-dessous…

M

Oscillateur hydraulique

Oscillateur pneumatique

Moteur électrique

Moteur à combustion interne

Tableau 27 : Symboles généraux des systèmes pneumatiques

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7.1.1. Instruments et accessoires

Manomètre z

Venturi

Débitmètre z z z z

Interrupteur à flotteur Jauges de température z

z

Diaphragme (plaque à orifice)

Tube de Pitot

Silencieux

Σ

Débitmètre totalisateur Pressostat

Tuyère

Tableau 28 : Symboles des instruments et accessoires pneumatiques

7.1.2. Vannes / relais pneumatiques

Ports bloqués à l’intérieur

Passages ouverts à l’intérieur, positionnement infini

Tout ou rien à deux positions, avec transition

Limiteur de pression (PSV)

Séquence

Réducteur (Régulateur) de pression

Distributeur, trois voies

Distributeur, quatre voies

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Formation Exploitation Maintenance Électrique Symboles et Normes en Électricité Régulateur de débit à pression réglable, compensé avec by-pass

Régulateur de débit réglable, non compensé Régulateur de débit à pression et température réglables, compensé avec by-pass

Tableau 29 : Symboles des vannes et relais pneumatiques

7.1.3. Lignes techniques Contour d'enceinte

Ligne pneumatique

Croisement de lignes

Liaison de lignes

Sens de l’écoulement hydraulique

>

>

Orifice non raccordable

>

<

Sens de l’écoulement pneumatique Orifice raccordable

>

Tableau 30 : Symboles des conduites techniques pneumatiques

7.1.4. Stockage d’énergie et stockage de fluide Réservoir à l’air libre

Réservoir pressurisé Réservoir à l’air libre/pressurisé avec conduites de connexion au-dessus du niveau de fluide Réservoir avec conduites de connexion sous le niveau de fluide. Les conduites entrent ou sortent sous le réservoir lorsque cela est nécessaire pour le fonctionnement du circuit

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Accumulateur, symbole élémentaire

Accumulateur, chargé par ressort

Accumulateur, hydropneumatique

Accumulateur à poids

Récepteur pour air ou autres gaz

Source d'énergie hydraulique

Source d'énergie pneumatique

>

Tableau 31 : Symboles de stockage d’énergie et de stockage de fluide en pneumatique

7.1.5. Conditionneur de fluides

Symbole de base

Réchauffeur, symbole élémentaire

Réchauffeur, chauffage par liquide

Réchauffeur, chauffage par gaz

r

Refroidisseur, symboles de base

Refroidisseur, refroidissement par liquide

Refroidisseur, refroidissement par gaz

Crépine de filtre

Séparateur, vidange manuelle

Séparateur, vidange automatique

Séparateur avec filtre, vidange manuelle

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Séparateur avec filtre, vidange automatique

Dessicateur (séchage par produits chimique)

Lubrificateur, sans vidange

Lubrificateur, vidange manuelle

Lubrificateur, vidange automatique

Tableau 32 : Symboles de conditionneurs de fluide en pneumatique

7.1.6. Récepteurs à mouvements linéaires Cylindre à double effet, avance et recul avec atténuateur fixe

Cylindre à double effet, avec atténuateur réglable Cylindre à double effet dans lequel le diamètre de la tige par rapport au diamètre de l’alésage est significatif pour le fonctionnement du circuit

Pression amplifiée

Servo positionneur hydraulique

Servo positionneur pneumatique

Positionneur ‘discret’ Di

ii

Tableau 33 : Symboles des dispositifs linéaires en pneumatique

7.2. TYPES DE SYMBOLES EN PNEUMATIQUE Deux principaux types de symboles sont utilisés sur les schémas. Les symboles de base et les symboles composés. (Voir figure ci-dessous.) Il est facile de les distinguer. Le symbole de base provient des tableaux de symboles (tableaux ci-dessus). Les symboles composés sont constitués en joignant certains de ces symboles pour en former un seul appelé symbole composé. Les symboles composés représentent plusieurs composants élémentaires qui travaillent ensemble pour exécuter une fonction. Cela est représenté sur la figure ci-dessous. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Figure 37 : Symbole composé fait de symboles élémentaires Dans cette figure, on voit quatre symboles de base distincts, chacun représentant une partie d’un relais actionnée à la main. Il s’agit du symbole d'orifice en position fermée, du symbole d’orifice en position ouverte, du symbole de ressort de rappel, et du symbole de levier de commande manuelle. Ceux-ci sont combinés en un seul symbole composé pour le relais actionné à la main représenté en haut de la figure. Les symboles composés sont fréquemment utilisés dans les schémas des systèmes pneumatiques et hydrauliques. Bon nombre de schémas/plans de bureau d’études contiennent une zone dans un coin ou une liste sur une des feuilles représentant une « légende ». Une légende représente la signification des symboles. Les symboles utilisés sur ce schéma sont représentés dans la légende pour en rappeler la signification. Cette façon de procéder est très utile lorsque l’exploitant utilise des symboles légèrement différents ; les symboles diffèrent généralement très peu.

7.3. IDENTIFICATION DES ÉLÉMENTS DE COMMANDE N’oubliez pas que cette formation est destinée aux opérateurs et techniciens de site de production pétrolière. L’étude des schémas doit être basée sur une approche dans laquelle vous opérez, contrôlez, dépannez le système, le procédé Vous devez savoir mettre un système pneumatique non seulement en marche et l’arrêter, mais connaître aussi toutes les procédures de fonctionnement de ce même système.

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Vous devez savoir comment fonctionne un système quand il ‘tourne’ correctement. Vous devez également savoir ce qui se produit lorsque le système ne ‘tourne pas rond’, de sorte que vous pourrez être alerté et effectuer les opérations dépannage et/ou réparation. Ces éléments s’apprennent en travaillant sur des systèmes pneumatiques et hydrauliques particuliers sur site. Ce cours vous apprendra les bases des systèmes pneumatiques / hydrauliques et leur fonctionnement. Sur votre site, vous devez faire l’effort de collecter tous les schémas et d’aller sur l’unité ‘voir ‘comment « çà » fonctionne.

Figure 38 : Exemple de fonctionnement d’un tiroir pneumatique (distributeur)

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7.4. CRÉATION DE SYMBOLES DE RELAIS/VANNES Une des meilleures manières d’apprendre la signification des symboles des relais/vannes pneumatiques (et hydrauliques car c’est identique) est de les dessiner. Si vous souhaitez représenter un relais par un symbole de schéma, vous pouvez dessiner tout le schéma vous-même. Commencez par un symbole blanc pour un relais et ajouter les positions des éléments de ce relais. Ajoutez ensuite le mécanisme de fonctionnement. Finissez le dessin en regroupant toutes les parties en un seul symbole (voir l’exemple ci-dessous).

Commencer par un symbole vierge pour un relais, une vanne. Ajouter les orifices (ports) au symbole même si la vanne/relais elle-même a trois orifices en haut. Le symbole a toujours 2 ports en haut et 2 ports en bas.

Indiquer la direction de débit pour toutes les positions du relais.

Ajouter le mécanisme opératoire au symbole. Ce relais est actionné manuellement avec un rappel par ressort en position fermée.

Regrouper tous les éléments en un seul symbole.

Figure 39 : Création d’un symbole de relais (pneu. ou hydro.) Vous avez développé un symbole pour un relais 4/3 (4 ports, 3 positions) Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Les symboles courants de types de cylindre sont représentés dans les schémas suivants.

Figure 40 : Symbole de cylindre à une seule action (pneu. ou hydro.)

Figure 41 : Symbole de cylindre à double action (pneu. ou hydro.)

Figure 42 : Symbole de cylindre à double extrémité (pneu. ou hydro.)

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8. SYMBOLES HYDRAULIQUES Nous avons déjà vu de nombreux principes avec les symboles des systèmes pneumatiques. Cette partie traite des compléments spécifiques aux installations hydrauliques.

8.1. INSTALLATIONS HYDRAULIQUES Des symboles ont été développés pour des systèmes mus par fluide hydraulique par l’Organisation internationale de normalisation (ISO). Tout comme pour les symboles pneumatiques, en tant que technicien de site, vous devez connaître ces symboles. Les symboles les plus courants sont illustrés dans ce chapitre. Conservez ces documents pour une utilisation ultérieure. Comme vous le savez peut-être, plusieurs des symboles utilisés dans les systèmes pneumatiques et hydrauliques sont identiques ou quasiment identiques. Les différences sont présentées ici, mais revoyez en même temps les symboles des paragraphes précédents, en effet les schémas pneumatiques et les schémas hydrauliques se lisent de la même façon. À la fin de ce chapitre, l’interprétation des schémas suivants n’aura plus de secret pour vous. Figure 43 : Schéma hydraulique typique

8.2. SYMBOLES HYDRAULIQUES POUR SCHÉMAS Ce paragraphe introduit des symboles de nombreux dispositifs hydrauliques. Les opérateurs et les techniciens doivent pouvoir identifier les représentations seules, mais aussi travailler avec un ensemble de symboles sur le schéma d’un système. Un système hydraulique peut contenir une seule source de génération d’énergie et un seul instrument utilisant cette énergie, mais un système peut contenir beaucoup d’instruments.

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Pour comprendre un schéma de circuit hydraulique (relativement conséquent), il est important de considérer des portions de schéma et déterminer les flux d’énergie dans cette section. Lorsque ces différentes sections (ou portions) du circuit sont comprises, le schéma complet (la vue d’ensemble) sera plus facile à suivre.

8.2.1. Conduites (lignes) de fluide Un système hydraulique est constitué d’appareils hydrauliques interconnectés par des tuyaux ou des tubes. On appelle parfois les « tuyaux » et les « tubes » par conducteurs ou par conduites de travail, mais le plus souvent, par conduites de fluide. Pour simplifier on les appellera des « conduites ». Les conduites de travail constituent les principales conduites de fluide dans un système hydraulique. Elles sont représentées par des traits pleins sur les schémas. Les conduites pilotes sont habituellement beaucoup plus petites que les conduites de travail. Elles supportent en général la même pression que les conduites de travail. Une conduite pilote envoie un fluide sous pression à un dispositif interne. Quand le dispositif pilote interne fonctionne, il permet au dispositif principal de fonctionner. Les conduites pilotes sont représentées par des traits en pointillé. Les conduites d’évacuation (vent) ou de purge sont généralement petites. Elles ne supportent que de basses pressions. Elles sont représentées par des traits en pointillé, mais les pointillés sont plus courts que ceux d’une conduite pilote. Conduite de travail

Conduite pilote

Conduite de purge

Croisement de conduites

Liaison de conduites

Conduite flexible

Ligne électrique

Flux d’énergie

Tableau 34 : Symboles des conduites de fluide hydraulique Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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8.2.2. Restrictions Dans les systèmes hydrauliques, on utilise des dispositifs restrictifs pour : Diriger le flux d’énergie Contrôler le flux d’énergie Mesurer le flux d’énergie

Restriction fixe

Diaphragme (plaque à orifice)

Diaphragme avec lignes d’impulsion

Tube de Pitot

Buse

Tableau 35 : Symboles des dispositifs restrictifs en hydraulique

8.2.3. Connexions rapides De nombreuses conduites hydrauliques doivent être fréquemment branchées et débranchées. Un exemple est la conduite de frein hydraulique qui va d’un tracteur à une remorque. Un raccord à connexion rapide est utilisé sur chaque « morceau » de la conduite. Ces raccords ont des blocages mécaniques qui sont facilement branchés et débranchés. Un flexible est utilisé avec ce système. Raccord à débranchement rapide

Raccord à débranchement rapide avec clapet anti retour

Tableau 36 : Symboles des raccords à débranchement rapide en hydraulique

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8.2.4. Cylindres Un cylindre et un piston peuvent parfois être utilisés comme moteur à action linéaire. Il reçoit l’énergie pour entraîner la tige du piston en ligne droite pour effectuer le travail. Il peut également s'agir d’une source de génération d’énergie si la tige de piston est poussée par un moyen mécanique extérieur. Le piston établit la pression sur le fluide à l’intérieur du cylindre. Cette pression est envoyée comme une énergie dans le système.

Cylindre à simple effet

Cylindre à double effet et une tige

Cylindre à double effet et deux tiges

Cylindre à simple effet avec pression dans un sens et ressort de rappel. On pourrait dire ‘double action’ : 1er fluide et 2nd ressort

Cylindre avec atténuateur fixe

Cylindre avec atténuateur réglable

Télescopage (ou système télescopique) à simple effet

Télescopage à double effet

Multiplicateur de pression

Transformateur de pression air / huile

Tableau 37 : Symboles des cylindres hydrauliques

8.2.5. Relais (de distribution) hydrauliques Le symbole de base pour un relais hydraulique est un rectangle appelé une enveloppe de relais (ou vanne). L’enveloppe est le corps du relais. Les lignes à l’intérieur de l’enveloppe indiquent le sens du flux d’énergie des entrées aux sorties. On appelle ‘ports’ les orifices d’entrée et de sortie. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Un relais sur un schéma est toujours représenté tel qu’on le trouve sur l’étagère. C’est à dire qu’il est représenté dans la position dans laquelle il se trouve avant d’être installé. C’est comme si il était seul sur une étagère. La raison de ceci est que l’on peut se le représenter tel qu’il est avant d’être utilisé. De cette façon, vous pouvez clairement voir ce qui se produit quand la « puissance » est appliquée au relais sous forme d’électricité, de pression pneumatique, de pression hydraulique ou d’une force mécanique. Si le relais est équipé de ressorts, il ne seront pas comprimés, de telle sorte que tout ce que l’on connecte à un ressort sera dans la position dans laquelle il se trouve quand le ressort n’est pas comprimé. Ceci signifie que le relais est représenté dans sa position initiale ou de repos. Un relais dans un système est représenté avec les voies internes connectées comme dans la position sur l’étagère.

Ports normalement fermés

Ports normalement ouverts Rappel : le côté gauche (zone ou symbole) est la position « pas d’alimentation » pour un relais à 2 positions et la zone du milieu est la position « pas d’alimentation » pour un relais à 3 positions

Tableau 38 : Symboles des relais hydrauliques

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8.2.6. Servomoteurs Un dispositif de commande tel qu’un servomoteur est un dispositif qui met la vanne dans une position déterminée. Les « actionneurs » ou servomoteurs peuvent être électriques, pneumatiques, hydrauliques, moteur, ressort ou manuel. Parfois une combinaison de différents types d’actionneurs est utilisée sur une vanne.

À la main

Solénoïde électrique

Hydraulique

Ressort

Levier

pédale

Pneumatique

Bouton poussoir

Plongeur

Hydraulique, ressort de rappel

Moteur réversible

Solénoïde électrique, priorité manuelle et ressort de rappel

Tableau 39 : Symboles des actionneurs de relais hydrauliques

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8.2.7. Pompes hydrauliques Le symbole de base d’une pompe est le cercle. Les conduites hors du cercle ne font pas partie du symbole. Il s’agit de conduites de connexion. Des triangles foncés indiquent le sens du flux d’énergie. Dans les systèmes hydrauliques, l'écoulement du fluide n’est pas aussi important que le flux d’énergie. L’énergie circule quand la pression de la compression est envoyée dans le système.

Pompe de base

L’arbre tourne dans les deux sens

Pompe volumétrique fixe. L’énergie circule dans les deux sens

L’arbre tourne dans un sens

Pompe volumétrique fixe. L’énergie circule dans un sens

Pompe volumétrique variable. L’énergie circule dans un sens

Pompe volumétrique variable. L’énergie circule dans les deux sens

Tableau 40 : Symboles de pompes hydrauliques

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8.2.8. Moteurs hydrauliques Le cercle de base utilisé pour les pompes est également utilisé pour les moteurs hydrauliques rotatifs. Des triangles foncés indiquent encore le sens du flux d’énergie. Les triangles sont en face du côté opposé du cercle ; pas comme dans le cas des pompes. Le flux d’énergie s’éloigne de la pompe et s’approche du moteur.

Moteur volumétrique fixe. L’énergie circule dans un sens

Moteur volumétrique variable.

Moteur volumétrique fixe. L’énergie circule dans les deux sens

Moteur volumétrique variable.

L’énergie circule dans un sens

L’énergie circule dans les deux sens

Le moteur dans un sens, la pompe dans l’autre sens

Le moteur ou la pompe dans un seul sens

L’arbre tourne dans un sens

L’arbre tourne dans les deux sens

Moteur à rotation limitée

Tableau 41 : Symboles des moteurs hydrauliques

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8.2.9. Soupape de sécurité (PSV) Tous les systèmes pressurisés ont un moyen pour éviter la surpression. Une soupape de sécurité (PSV) est utilisée pour corriger ces états de surpression. Dans les systèmes pneumatiques, le gaz est généralement évacué dans l’atmosphère. Dans des systèmes hydrauliques, le liquide est évacué dans une cuve de stockage ou il retourne dans le réservoir

Soupape de sécurité (PSV)

Soupape de sûreté (commande extérieure)

Tableau 42 : Symboles des soupapes de sécurité en hydraulique

8.2.10. Vannes régulatrices de débit Les systèmes hydrauliques utilisent différents types de vannes pour conditionner l’écoulement. Des vannes de blocage sont utilisées pour commander la direction de l’écoulement ou arrêter/mettre en service. Les vannes de régulation laissent passer une quantité spécifiée de fluide. Les régulateurs commandent la pression du fluide hydraulique. Vanne d'isolement manuelle

Vanne d'isolement commandée par la pression

Clapet anti retour

Vanne de réglage de débit fixe

Vanne de réglage de débit variable

Régulateur de pression à commande pilote

Tableau 43 : Symboles des vannes de conditionnement d’écoulement hydraulique Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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8.2.11. Réservoirs Il existe trois types de réservoirs utilisés dans les systèmes hydrauliques. Ils sont : Les réservoirs à l’atmosphère Les cuves pressurisées Les cuves non pressurisées Les conduites de purge dans les systèmes hydrauliques s’écoulent généralement dans des réservoirs en contact avec l’atmosphère. Un exemple de cuve pressurisée est son utilisation avec les actionneurs (servomoteurs) des vannes de procédé (process). Les soupapes de sécurité (PSV) peuvent « évacuer » dans une cuve non pressurisée.

Réservoir à l’atmosphère avec conduite de raccordement

Cuve pressurisée

Conduite d’air purgeant dans un réservoir à l’atmosphère

Tableau 44 : Symboles des réservoirs en hydraulique

8.2.12. Appareils moteurs

Moteur électrique

Moteur à combustion interne

Tableau 45 : Symboles des appareils moteurs en hydraulique Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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8.2.13. Indicateurs

Thermomètre

Manomètre

Débitmètre

Débitmètre totalisateur

Tableau 46 : Symboles des indicateurs en hydraulique

8.2.14. Accumulateurs

Accumulateur de base

Accumulateur à ressort

Accumulateur hydropneumatique

Accumulateur à poids

Tableau 47 : Symboles des accumulateurs en hydraulique

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8.2.15. Conditionneurs de fluides

Enveloppe de base

Refroidisseur

Échangeur thermique

Contrôleur de température

Crépine de filtre

Séparateur avec purge manuelle

Séparateur avec purge automatique

Séparateur et filtre avec purge manuelle

Séparateur filtrant avec purge automatique

Sécheur

Lubrificateur sans vidange

Lubrificateur avec vidange

Tableau 48 : Symboles de conditionneurs de fluide hydraulique

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9. AUTRES SYMBOLISATIONS 9.1. SYMBOLES ELECTRONIQUES - LOGIQUES Nous entrons dans le détail, peut-être considérez vous que c’est plus une « spécialisation » instrumentation et systèmes, mais si vous vous trouvez devant une armoire de démarrage moteur comprenant des variateurs, une armoire d’alimentation secourue (ASI ou UPS), il ne suffira pas de changer les ‘cartes électroniques’ mais aussi de comprendre les schémas de ces mêmes cartes, les plans et dossiers sont (presque) toujours mis gracieusement à disposition par le vendeur. Et pouvoir suivre les schémas, ça peut servir….

9.1.1. Télécommunications Commutation et équipements périphériques Transducteurs Microphone

Récepteur téléphonique

Tête de transducteur (symbole général)

Tête d'effacement

Haut-parleur

Tableau 49 : Symboles des transducteurs télécommunications

9.1.2. Télécommunications – transmissions Antenne Symbole général Générateurs de signal Générateur de signal (symbole général) Générateur d'une onde en dent de scie

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Générateur d'une onde sinusoïdale

Générateur onde sinus à fréquence réglable

Générateur d'impulsions

Générateur de bruit

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Convertisseurs Convertisseur (symbole général)

Convertisseur de fréquence f1 en f2

Diviseur de fréquence

Inverseur d'impulsions

Ampli. (symbole général) 1

Ampli. (symbole général) 2

Amplificateur réglable

Affaiblisseur, affaiblisseme nt fixe

Filtre, symbole général

Filtre passehaut

Filtre passebas

Filtre passebande

Filtre réjecteur

Compresseur de dynamique

Expanseur de dynamique

Déphaseur

Multiplicateur de fréquence

Amplificateurs

Appareils de réseau

Dispositif à seuil / Termineurs / Modulateur, démodulateur / Concentrateur Dispositifs à seuils (symbole général), Écrêteur symétrique

Termineur

Mod., démod. (symbole général)

Concentrateur de gauche à droite avec m circuits d'entrée et n < m circuits de sortie Fibres optiques Émetteur de lumière pour système à fibre optique

Fibre optique

Récepteur

Tableau 50 : Symboles des transmissions

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9.1.3. Opérateurs logiques binaires 9.1.3.1. Formation des symboles Le symbole comprend un ou plusieurs cadres complété de symboles distinctifs Figure 44 : Formation symbole en logique binaire

9.1.3.2. Association des symboles Pour réduire l'espace occupé sur le schéma, des symboles distincts, représentatifs d'opérateurs élémentaires, peuvent être accolés avec les conventions suivantes : il n'y a aucune relation logique entre deux symboles lorsque la ligne de séparation est parallèle au sens de propagation de l'information il y a interconnexion, sans négation logique, au niveau de la ligne séparatrice lorsque celle-ci est perpendiculaire au sens de propagation de l'information. Figure 45 : Exemple d’association de symboles en logique binaire

9.1.3.3. Type de logique

Entrée

Logique négative (l'état 1 correspond au niveau le moins positif) :

Sortie

Figure 46 : Type de logique négative

Remarque : ces symboles sont parfois utilisés pour indiquer la négation logique. L'absence de symbole correspond au cas de la logique positive (où l'état 1 correspond au niveau le plus positif).

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9.1.3.4. Signes distinctifs associés aux entrées et aux sorties Signes distinctifs associés aux entrées et aux sorties Négation logique à l'entrée État externe 0 ► état interne 1 Entrée dynamique (front montant) Front montant ► état interne 1 Effet différé sur une sortie Sortie à circuit ouvert

Sortie amplifiée Sortie à collecteur ouvert

Entrée de validation (ENable) EN Ø► état haute impédance des sorties

Négation logique à la sortie État interne 1 ► état externe 0 Entrée dynamique (front descendant) Front descendant ► état interne 1 Entrée à seuil (hystérésis) Sortie 3 états (haute impédance) Entrée de bascule type "x" ("x" = D, J, K, R, S, T)

Entrée de décalage d'un registre série : - décalage à droite de m positions

- décalage à gauche de m positions

Entrée de comptage - incrémente de m à chaque impulsion

- décrémente de m à chaque impulsion

Tableau 51 : Entrées et sorties logiques

9.1.3.5. Opérateurs combinatoires fondamentaux Opérateurs combinatoires fondamentaux ET

OU

OUI

(NON = symbole OUI avec négation en sortie)

Tableau 52 : opérateurs combinatoires fondamentaux

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9.1.3.6. Opérateurs combinatoires complexes Opérateurs combinatoires complexes Seuil logique (au moins m) (sortie = 1 ↔ nb d'entrées à l'état 1 ≥ m) Fonction "m et seulement m" (sortie = 1 ↔ m entrées parmi n à l'état 1) (OU exclusif si m = 1) Identité logique (sortie = 1 ↔ toutes les entrées dans le même état)

Majorité logique (sortie = 1 ↔ majorité des entrées à l'état 1) Addition modulo 2 (imparité logique) (sortie = 1 ↔ nb d'entrées à l'état 1 est impair) Parité numérique

Imparité numérique

Tableau 53 : opérateurs combinatoires complexes

9.1.3.7. Opérateurs fantômes Un opérateur fantôme est réalisé par l'interconnexion des sorties d'un certain nombre d'opérateurs de façon telle qu'une opération ET ou bien OU soit réalisée sans l'utilisation d'un autre opérateur ("ET câblé" ou "OU câblé"). Par convention, si aucun symbole distinctif n'est indiqué, l'opérateur fantôme doit être considéré comme un OU. Opérateurs fantômes ET fantôme

OU fantôme

Tableau 54 : opérateurs fantômes

9.1.3.8. Opérateurs séquentiels complexes Opérateurs séquentiels complexes Monostable redéclenchable

Monostable non redéclenchable

Astable synchronisé au démarrage

Astable synchronisé à l’arrêt

Astable

Tableau 55 : opérateurs séquentiels complexes Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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9.1.3.9. Bascules et groupements de bascules Bascules et groupements de bascules Bascule bistable, symbole général

Bascule JK, avec mise à 0, à 1

Bascule D, avec mise à 0, à1

Mémoire de phase (automate)

Compteur

Compteur à m étages

Compteur décompteur par m

Registre

Tableau 56 : bascules et groupements de bascules

9.1.3.10. Opérateurs retard Opérateurs retard Opérateur retard, symbole général

Retard variable

Retard identique sur les 2 transitions

Retard avec indication des valeurs

Tableau 57 : opérateurs retard

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9.1.4. Opérateurs analogiques Opérateurs analogiques Signaux analogiques

Signaux numériques

Sommation

Intégration

Différenciation

Amplificateur de gain K

Amplificateur opérationnel

Intégrateur K/P

Dérivateur K.p

Sommateur de gain K

Multiplieur

Amplificateur inverseur de gain K ajusté par P1

Convertisseur numérique analogique

Convertisseur analogique numérique

Opérateur de connexion bidirectionnel, contact travail commandé par une entrée numérique ("interrupteur commandé") : passage du signal dans les deux sens si l'entrée logique est à 1 Opérateur de connexion unidirectionnel, contact repos commandé par une entrée numérique : passage du signal dans un seul sens si l'entrée logique est à 0

Régulateur de tension

Déphaseur

Valeur absolue

Dispositif d'amorçage

Rampe

Atténuateur ajustable

Convert. d'un paramètre x en tension

Monostable, impulsion de durée θ

Générateur de signaux triangulaires

Isolement galvanique par optocoupleur

Ecrêteur symétrique

non inverseur

inverseur

Comparateur à seuil version 1

Comparateur à seuil version 2

Détecteur de valeur maximale

Comparateur Tout – Ou - Rien (TOR) :

Tableau 58 : Opérateurs analogiques Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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9.1.5. Code des couleurs des résistances Puisque nous sommes dans la partie « électronique », autant voir la symbolisation des couleurs pour les composants.

9.1.5.1. La valeur nominale C’est la valeur de référence qui figure sous forme codée sur le composant.

9.1.5.2. La tolérance C’est la plage de valeurs entre lesquelles se situe la valeur réelle de la résistance. Cette tolérance est exprimée en % de la valeur nominale. Exemple : 100 kΩ ±5% = (95 kΩ ≤ R ≤ 105 kΩ).

9.1.5.3. Les valeurs normalisées Toutes les valeurs de résistances n’existent pas et de manière générale, on ne les fabrique pas à la demande. Les valeurs proposées par les constructeurs apparaissent dans diverses listes normalisées (Le chiffre indique le nombre de valeurs dans la série) : série E3 tolérance ± 40%, série E6 tolérance ± 20%, série E12 tolérance ± 10%, série E24 tolérance ± 5%, série E48 tolérance ± 2%, série E96 tolérance ± 1%, série E192 tolérance ± 0,5%.

Figure 47 : Exemple de valeurs de résistance pour la série E6 Dans l’exemple ci-dessus, la série E6 ne comporte que 6 valeurs de résistances (voir tableau par la suite). Ainsi pour une valeur « étagère » de 150 kΩ, la résistance de type E6 étant à 20% de tolérance aura une valeur « réelle » comprise entre 120 et 180 kΩ.

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9.1.5.4. Le marquage des valeurs La valeur normalisée et la tolérance sont notées sur la résistance à l’aide de bagues de couleur (tolérance jusqu’à 1% et puissance jusqu’à 1 watt). A partir de 2 watts et 0,5% de tolérance, ces valeurs sont reproduites en chiffres.

Figure 48 : Code des couleurs à 4 anneaux

Figure 49 : Code des couleurs à 5 anneaux

Chaque couleur a une signification. Tenez la résistance dans le bon sens (le trait or / argent à votre droite). Rappel des coefficients multiplicateurs

atto

fento

pico

nano

micro

milli

kilo

méga

giga

téra

a

f

p

n

μ

m

k

M

G

T

10-18

10-15

10-12

10-9

10-6

10-3

103

106

109

1012

Tableau 59 : coefficients multiplicateurs Couleur

Chiffres significatifs

Cœfficient multiplicateur

Argent

Tolérance

Moyen mnémo 1

Moyen mnémo 2

Ne

Ne

±10%

Or

0,1

±5%

Noir

0

1

Brun/marron

1

10

±1%

Mangez

Mangez

Rouge

2

100

±2%

Rien

Rien

3

3

Ou

Ou

4

Orange

10

Jaune

4

10

Je

Jeûnez

Vert

5

105

Vous

Voila

6

6

Battrai

Bien

7

Violemment

Votre

8

Gros

Grosse

9

Bêta

Bêtise

Bleu Violet Gris Blanc

7 8 9

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10 10 10 10

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Tableau 60 : code couleurs des résistances Le Tableau ci après donne les valeurs des résistances dans les cinq séries de E6 à E96. Au moins, avec ce tableau, vous pourrez chercher des résistances qui existent ! E6 ± 20%

E12 ± 10%

E24 ± 5%

E48 ± 2%

E96 ± 1%

100

100

100

100

100 102 105 107 110 113 115 118 121 124 127 130 133 137 140 143 147 150 154 158 162 165 169 174 178 182 187 191 196 200 205 210 215 221 226 232 237 243 249 255 261 267 274 280 287 294 301 309

105 110

110 115

120

120

121 127

130 133 140 147 150

150

150 154 160

162 169

180

180

180 187 196

200 205 215 220

220

220 226 240

237 249 261

270

270 274 287 300

301

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E6 ± 20% 330

E12 ± 10% 330

E24 ± 5% 330

E48 ± 2%

E96 ± 1%

316

316 324 332 340 348 357 365 374 383 392 402 412 422 432 442 453 464 475 487 499 511 523 536 549 562 576 590 604 619 634 649 665 681 698 715 732 750 768 787 806 825 845 866 887 909 931 953 976

332 348

360

365 383

390

390 402 422 430 442 464

470

470

470 487 510

511 536

560

560

562 590

620

619 649

680

680

680

681 715

750

750 787

820

820

825 866

910

909 953

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Tableau 61 : valeurs normalisées des résistances dans les séries E6 à E96

9.1.5.5. Exercice sur les valeurs de résistances 16. Pour chacune de ces résistances écrivez sa valeur ohmique et la tolérance

9.1.6. Code des couleurs des condensateurs Celui-ci est semblable à celui des résistances au niveau des couleurs. Il faut néanmoins bien faire attention lors du déchiffrage, au sens de lecture qui est parfois différent suivant le type de condensateurs. Le premier chiffre est situé à l’opposé des " pattes ". Il existe des tableaux plus complexes, tenant compte des coefficients de température,. Figure 50 : Exemple de code couleur sur condensateur (voir table dessous) 1er CHIFFRE Noir

2ème CHIFFRE

MULTIPLICATEUR TENSION en TOLERANCE en pf Volts

0

1

20%

Marron

1

1

10

1%

100

Rouge

2

2

100

2%

200

Orange

3

3

1 000 (ou 1 nF)

300

Jaune

4

4

10 000

400

Vert

5

5

100 000

Bleu

6

6

1000 000 (ou x 1μF)

600

Violet

7

7

10 000 000

700

Gris

8

8

0,.01

800

Blanc

9

9

0,1

Or Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

5%

500

10%

900

5%

1000 Page 93 de 112

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Tableau 62 : Code couleurs des condensateurs

9.2. SYMBOLES AUTOMATES (PLC) Un automate c’est (en gros) une boite, ou il se passe des choses, boite à laquelle on vient rattacher des éléments d’entrée et des éléments de sortie. Il faut également de l »énergie, donc des systèmes d’alimentation. Figure 51 : Architecture de base d’un automate 1 Alimentation des différentes parties : Cette alimentation doit fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement correct de l'ensemble de l'automate. Elle sera dimensionnée en fonction des consommations des différentes parties. 2 Unité centrale de l'automate : C'est cette partie qui traite les données. Elle contient en mémoire le programme et élabore donc les ordres de commande. Son coeur est composé d'un microcontrôleur alimenté en TBT (5 volts). 3 Interfaçage des entrées et des sorties : Ce sont des circuits chargés d'adapter en tension et en courant les signaux entre l'unité centrale et les entrées-sorties. Ils assurent en outre un isolement entre les entrées-sorties et l'unité centrale. 4 Entrées : Ce sont des circuits spécialisés capables de recevoir en toute sécurité pour l'automate les signaux issus des capteurs. Elles peuvent être logiques (T.O.R.), analogiques, ou numériques. 5 Sorties : Ce sont des circuits spécialisés capables de commander en toute sécurité pour l'automate les circuits extérieurs. Elles peuvent être logiques (T.O.R.), analogiques, ou numériques.

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Quant aux symboles et schémas, en gros (aussi), cela ressemble à l’exemple ci après pour le câblage « hard », les constructeurs peuvent également se donner quelques libertés quant aux représentations….. Exemple Inversion automatique du sens de rotation par capteur (S2 et S3), avec départ Cycle (S4), marche automatique et manuelle (S1), arrêt d'urgence (S0), et butée de course extrême (S5 et S6).

Figure 52 : Exemple de câblage entrées / sorties d’un automate Les symboles (contacts et appareils extérieurs), vous les avez vu précédemment, rien de spécial donc. Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Quant au « LADDER », ce sera vu avec le cours ‘automates C'est un langage graphique. Il traduit directement une équation, une logique, en un schéma électrique avec des symboles particuliers -Contact à fermeture : - Contact à ouverture - Bobine : Figure 53 : Les symboles de base dans un PLC Les autres symboles sont suivant le constructeur et se résumant à un bloc (une boite ou une fonction) dans laquelle « on » explique son rôle (temporisation, horloge, fonction algébrique,…etc.) Sur le cours, automates / API / PLC, il y en aura (un peu) plus à dire.

9.3. SYMBOLES GRAFCET Le grafcet est plus une “méthode” qu’une association de symboles.

0 I0.0

Vous trouverez dans le cours ‘Plans et Schémas électriques’, un chapitre consacré au grafcet

1

Q0.0 I01

2

Figure 54 : Représentation basique d’un grafcet

3

4

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10. EXERCICES – APPLICATIONS Voyons 3 exemples de ce que l’on peut faire avec des symboles : des schémas électriques, objet du cours suivant. 17. Commentez, interpréter le schéma «alimentation sans coupure » ci- dessous

Figure 55 : Exemple d’alimentation sans coupure Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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18. Circuit de démarrage de moteur asynchrone triphasé à cage Schéma fonctionnel, démarreur direct deux sens de marche

Figure 56 : Schéma fonctionnel démarreur direct 2 sens de marche Schéma électrique

Figure 57 : Schéma électrique démarreur direct 2 sens de marche Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Question : déterminer l’appellation et la fonction de chacun des éléments suivants :

Q1

KM1 & KM2

S1

S2

T1

F1

19. Régulation cascade (Ω et I) sur moteur CC - Commentez ces 2 versions de schémas et l’utilisation des symboles vus dans ce document

Figure 58 : Régulation moteur CC un quadrant (un sens de marche non réversible) Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Figure 59 : Régulation moteur CC quatre quadrants (deux sens de marche réversible)

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11. GLOSSAIRE

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12. SOMMAIRE DES FIGURES Figure 1: Autres principes de représentation des contacts ................................................14 Figure 2: Représentation des contacts automates.............................................................14 Figure 3: Principe du contact auxiliaire et bloc de contacts auxiliaires Télémécanique .....15 Figure 4: Contacts puissance et commande sur contacteur Télémécanique.....................15 Figure 5: Contact temporisé Télémécanique .....................................................................17 Figure 6: Contact NO temporisé travail..............................................................................18 Figure 7: Contact NO temporisé repos ..............................................................................18 Figure 8: Contact NF temporisé travail ..............................................................................18 Figure 9: Contact NF temporisé repos ...............................................................................18 Figure 10: Bouton poussoir à rappel automatique .............................................................21 Figure 11: Bouton poussoir sans rappel ............................................................................21 Figure 12: Boite à 2 boutons poussoirs .............................................................................21 Figure 13: Bouton poussoir actionnant 4 contacts 2 NO + 2 NF........................................21 Figure 14: Les fonctions illimitées des poussoirs...............................................................21 Figure 15: B-P lumineux type affleurant ou dépassant et symbole ....................................22 Figure 16: Arrêt d’urgence diamètre 40 mm ......................................................................22 Figure 17: Différents sélecteurs rotatifs .............................................................................24 Figure 18: Différentes positions des commutateurs...........................................................24 Figure 19: Commutateurs à cames....................................................................................24 Figure 20: Micro rupteur, interrupteur de position, de sécurité, etc… ................................25 Figure 21: Interrupteur (contact) à pédale, à levier, palonnier ...........................................25 Figure 22: Thermostat, pressostat et symbole...................................................................26 Figure 23: Relais thermique tri avec schéma et symbole ..................................................27 Figure 24: symbole « classique » du disjoncteur différentiel..............................................31 Figure 25: Sectionneur tétrapolaire....................................................................................31 Figure 26: Interrupteur tétrapolaire ....................................................................................32 Figure 27: Interrupteur sectionneur tétrapolaire.................................................................32 Figure 28: interrupteur tripolaire équipé de fusibles...........................................................32 Figure 29: Disjoncteur tripolaire et représentations pour schéma......................................33 Figure 30: DDR - disjoncteur bipolaire avec bloc différentiel ............................................33 Figure 31: Contacteur tripolaire avec 2 contacts auxiliaries...............................................34 Figure 32: Exemple de relais temporisé.............................................................................35 Figure 33: Exemple de relais à multi contacts et de contacts auxiliaires ...........................35 Figure 34: Exemple de connecteur multi fiches .................................................................40 Figure 35: Exemples de symboles électriques de commande ...........................................60 Figure 36: Exemples de symboles électriques de puissance.............................................61 Figure 37 : Symbole composé fait de symboles élémentaires ...........................................67 Figure 38 : Exemple de fonctionnement d’un tiroir pneumatique (distributeur) ..................68 Figure 39 : Création d’un symbole de relais (pneu. ou hydro.) ..........................................69 Figure 40 : Symbole de cylindre à une seule action (pneu. ou hydro.) ..............................70 Figure 41 : Symbole de cylindre à double action (pneu. ou hydro.) ...................................70 Figure 42 : Symbole de cylindre à double extrémité (pneu. ou hydro.)..............................70 Figure 43 : Schéma hydraulique typique............................................................................71 Figure 44 : Formation symbole en logique binaire .............................................................85 Figure 45 : Exemple d’association de symboles en logique binaire...................................85 Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Figure 46 : Type de logique négative.................................................................................85 Figure 47 : Exemple de valeurs de résistance pour la série E6 .........................................90 Figure 48 : Code des couleurs à 4 anneaux ......................................................................91 Figure 49 : Code des couleurs à 5 anneaux ......................................................................91 Figure 50 : Exemple de code couleur sur condensateur (voir table dessous)....................93 Figure 51 : Architecture de base d’un automate ................................................................94 Figure 52 : Exemple de câblage entrées / sorties d’un automate ......................................95 Figure 53 : Les symboles de base dans un PLC ...............................................................96 Figure 54 : Représentation basique d’un grafcet ...............................................................96 Figure 55 : Exemple d’alimentation sans coupure .............................................................97 Figure 56 : Schéma fonctionnel démarreur direct 2 sens de marche.................................99 Figure 57 : Schéma électrique démarreur direct 2 sens de marche ..................................99 Figure 58 : Régulation moteur CC un quadrant (un sens de marche non réversible) ......100 Figure 59 : Régulation moteur CC quatre quadrants (deux sens de marche réversible) .101

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13. SOMMAIRE DES TABLES Tableau 1 : Les unités de base............................................................................................6 Tableau 2 : Les unités SI dérivées.......................................................................................7 Tableau 3 : Les préfixes.......................................................................................................8 Tableau 4 : Unités techniques « hors normes ».................................................................10 Tableau 5 : Unités anglo-saxonnes ...................................................................................11 Tableau 6 : Les types de contacts .....................................................................................13 Tableau 7 : Les organes de commande des contacts .......................................................17 Tableau 8 : Couleurs normalisées des boutons poussoirs ................................................22 Tableau 9 : Couleurs des boutons-poussoirs lumineux et leur signification.......................23 Tableau 10 : Les organes de commande rotatif des contacts (commutateur) ...................24 Tableau 11 : Les organes de commande électromécanique .............................................26 Tableau 12 : Les organes de protection ............................................................................31 Tableau 13 : Relais et contacteurs ....................................................................................34 Tableau 14 : Comparatif appareils de protection et de séparation.....................................36 Tableau 15 : Symboles des appareils de mesure et de signalisation ................................38 Tableau 16 : Conducteurs et connexions entre appareils pour schémas ..........................40 Tableau 17 : Symboles des moteurs électriques et accessoires de moteurs.....................41 Tableau 18 : Symboles des composants électriques / électroniques.................................43 Tableau 19 : Symboles transformateurs et autotransformateurs .......................................44 Tableau 20 : Symboles générateurs et sources de courant...............................................45 Tableau 21 : Symboles canalisations et conducteurs en domestique................................48 Tableau 22 : Symboles appareillage pour schémas domestiques .....................................49 Tableau 23 : Symboles lampes et récepteurs pour schémas électriques domestiques.....50 Tableau 24 : Lettres de Repérage selon DIN EN 61346-2:2000-12 (IEC 61346-2:2000) ..53 Tableau 25 : Lettres de repérage des appareils ou de la fonction selon NEMA ICS 1-2001, ...................................................................................................................................55 Tableau 26 : Lettres de repérage en fonction de la classe d'appareillage selon NEMA ICS 19-2002 ......................................................................................................................59 Tableau 27 : Symboles généraux des systèmes pneumatiques ........................................62 Tableau 28 : Symboles des instruments et accessoires pneumatiques.............................63 Tableau 29 : Symboles des vannes et relais pneumatiques ..............................................64 Tableau 30 : Symboles des conduites techniques pneumatiques .....................................64 Tableau 31 : Symboles de stockage d’énergie et de stockage de fluide en pneumatique.65 Tableau 32 : Symboles de conditionneurs de fluide en pneumatique................................66 Tableau 33 : Symboles des dispositifs linéaires en pneumatique......................................66 Tableau 34 : Symboles des conduites de fluide hydraulique .............................................72 Tableau 35 : Symboles des dispositifs restrictifs en hydraulique .......................................73 Tableau 36 : Symboles des raccords à débranchement rapide en hydraulique.................73 Tableau 37 : Symboles des cylindres hydrauliques ...........................................................74 Tableau 38 : Symboles des relais hydrauliques.................................................................75 Tableau 39 : Symboles des actionneurs de relais hydrauliques ........................................76 Tableau 40 : Symboles de pompes hydrauliques ..............................................................77 Tableau 41 : Symboles des moteurs hydrauliques ............................................................78 Tableau 42 : Symboles des soupapes de sécurité en hydraulique ....................................79 Tableau 43 : Symboles des vannes de conditionnement d’écoulement hydraulique .........79 Tableau 44 : Symboles des réservoirs en hydraulique ......................................................80 Manuel de Formation EXP-MN-SE030-FR Dernière Révision: 14/10/2008

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Tableau 45 : Symboles des appareils moteurs en hydraulique..........................................80 Tableau 46 : Symboles des indicateurs en hydraulique.....................................................81 Tableau 47 : Symboles des accumulateurs en hydraulique...............................................81 Tableau 48 : Symboles de conditionneurs de fluide hydraulique .......................................82 Tableau 49 : Symboles des transducteurs télécommunications ........................................83 Tableau 50 : Symboles des transmissions.........................................................................84 Tableau 51 : Entrées et sorties logiques............................................................................86 Tableau 52 : opérateurs combinatoires fondamentaux......................................................86 Tableau 53 : opérateurs combinatoires complexes ...........................................................87 Tableau 54 : opérateurs fantômes .....................................................................................87 Tableau 55 : opérateurs séquentiels complexes................................................................87 Tableau 56 : bascules et groupements de bascules..........................................................88 Tableau 57 : opérateurs retard ..........................................................................................88 Tableau 58 : Opérateurs analogiques................................................................................89 Tableau 59 : coefficients multiplicateurs ............................................................................91 Tableau 60 : code couleurs des résistances......................................................................92 Tableau 61 : valeurs normalisées des résistances dans les séries E6 à E96....................93 Tableau 62 : Code couleurs des condensateurs................................................................94

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14. CORRECTION DES EXERCICES 1. A et B sont actionnés en même temps au temps 5 secondes et relâchés au même moment à 35 s, tracer sur le graphique l’excitation ‘on’ de R.

5s

R on/off A

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 10s

Il ne se passe rien du tout, ‘R’ reste désexcité car à t=5s, ‘B’ s’ouvre immédiatement et reste ouvert et ‘A’ se ferme à t=10s. Le circuit alimentant R reste ouvert; a t=35s ‘A’ s’ouvre immédiatement et reste ouvert quand ‘B’se referme à t=45s sur un circuit déjà ouvert….

Excitation A & B (5s)

A & B ‘off’ (35s)

R

5s

2. Même question que pour l’exercice précédent, tracer l’excitation de ‘R’

Ts B

R on/off A

A t=5s, ‘A’ se ferme immédiatement avec ‘B’ en délai d’ouverture, ‘R’ est excité. A t=15s, ‘B’ s’ouvre, le circuit est ouvert, ‘R’ est désexcité A t=35s, ‘B’ se referme immédiatement avec ‘A’ commençant son délai, ‘R’ est ré excité. A t=40s, ‘A’ s’ouvre, le circuit est ouvert

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ts

10s B Excitation A & B (5s)

A & B ‘off’ (35s)

R

3. Rajoutons un contact, pour l’exercice car dans la réalité, ce type de montage risque d’être peu employé. A, B & C sont actionnés en même temps à t=5s puis relâchés à t=35s. Quel est le ‘comportement de ‘R’ ? 10s A

R on/off 20s

15s C 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

5s B

R

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Ts Excitation A, B & C (5s)

A, B & C ‘off’ (35s)

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A t=5s, ‘A’ ferme immédiatement avec ‘B’ commençant sa ‘tempo’, ‘R’ est excité ; à t=10s ‘B’ s’ouvre, ‘R’ est désexcité. A t=20s, le contact en parallèle ‘C’ se ferme, ‘R’ est ré excité. A t=35s, ‘C’ reste fermé (double sens de temporisation), ‘B’ ferme immédiatement et ‘A’ reste fermé, ‘R’ est alimenté par les 2 branches en parallèle. A t=45s, ‘A’ s’ouvre mais ‘R’ reste alimenté par la branche ‘C’. A t=55s, ‘C’ s’ouvre et ‘R’ est relâché. 4. En représentation ‘horizontale’, action du contact du bas vers le haut (c’est la norme), attribuer les 4 définitions aux 4 symboles proposés Contact A

Contact B

Contact C

Définition 1 : NF temporisation Repos Définition 2 : NF temporisation Travail Définition 3 : NO temporisation Travail Définition 4 ; NO temporisation repos

= contact = contact = contact = contact

Contact D

B C A D

5. Sur un ‘vieux schéma, venant de chez où, je trouve ces représentations. Attention, à priori, je ne sais pas quel est le sens d’action : haut vers bas, bas vers haut, droite à gauche, gauche à droite, à vous de vous y retrouver et identifier les 4 possibilités.

A

B

C

D

Définition 1 : NF temporisation Repos = NC delay off = contact Définition 2 : NF temporisation Travail = NC delay on = contact Définition 3 : NO temporisation Travail = NO delay on = contact Définition 4 ; NO temporisation repos = NO delay off = contact

D B A C

6. identifier l’appareil suivant et dessiner son symbole sachant qu’il ouvre un contact et en ferme un autre en 2 circuits séparés Interrupteur rotatif (commutateur), 2 contacts (NO + NF) à 2 positions fixes, à 90° et cadenassable sur une position

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7. Définissez ce symbole Contact de niveau, à flotteur avec 2 contacts NO + N

8. Donnez la définition de cet organe de commande et dessinez le symbole (avec un contact NO) Arrêt d’urgence type coup de poing avec visualisation lumineuse et (en principe) à accrochage mécanique en position enfoncée

9. Utilisant ce type de d’organe de commande (joystick) avec les « sigles » de commande représentés. Combien de positions y a t’il. Combien de contacts (minimum) faut-il avoir « d’accouplés » Commutateur à 4 ‘directions’ ou positions ,90° entre chaque commande consécutive. Il faut un minimum de 4 contacts (NO ou NF) pour assurer le « plein emploi » des 4 commandes

10. La fiche technique de cet appareil dit : Réglage de l'humidité relative de l'air Contact inverseur Grande capacité de commutation Accès facile aux bornes Quel est son ‘autre’ nom. Dessinez le symbole

% H2O

ou

H

C’est un Hygrostat

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11. Associer ces 10 images avec les 10 symboles et les 10 appellations correspondantes. Les appellations, trouvez les vous-mêmes !

D.E.L.

Fusible

Interrupteur fermé

Interrupteur ouvert

Diode

Moteur

Lampe à incandescence

Résistance Pile

Bouton poussoir

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12. Quiz – une seule bonne réponse ‰ Contact ouvrant sous l’action d’un déclencheur magnétique ‰ Contact fermant sous l’action d’un déclencheur thermomagnétique ; Contact ouvrant sous l’action d’un déclencheur magnétothermique ‰ Contact fermant sous l’action d’un déclencheur magnétique 13. Quiz – une seule bonne réponse ‰ Moteur à induction 3 phases, rotor bobiné ; Moteur à induction 3 phases cage d’écureuil ‰ Moteur courant alternatif, symbole général ‰ Moteur courant alternatif à 2 enroulements séparés 14. Quiz – une seule bonne réponse ‰ Interrupteur symbole général ‰ Contact de fin de course NO (normalement ouvert) ; Sectionneur ‰ Interrupteur de coupure 15. Quiz – une seule bonne réponse ; Interrupteur de charge avec fusible ‰ Sectionneur fusible ‰ Disjoncteur fusible ‰ Disjoncteur interrupteur fusible

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16. Pour chacune de ces résistances écrivez sa valeur ohmique et la tolérance

17. Exemple alimentation sans coupure Pas de correction pour cet exemple / exercice 18. Déterminer l’appellation, la fonction de chacun des éléments suivants Q1 : Sectionneur et disjoncteur magnétothermique 3 pôles. Bouton à deux positions stables : coup de poing (arrêt d'urgence) et rotatif (réarmement) KM1 & KM2 : Contacteurs 3 pôles avec verrouillage mécanique entre KM1 et KM2 S1 : Bouton-poussoir arrêt S2 : Bouton-tournant "1-2" à positions non maintenues (marche sens 1 & 2) et retour, automatique en position médiane stable. T1 : Transformateur de commande en TBTF F1 : Fusible gG (protection du secondaire du transformateur) circuit principal circuit de commande 19. Exemple régulation cascade sur moteur CC Pas de correction pour cet exemple / exercice

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