Le contrôleur de position servo (SPC) Woodward 8200-226 est un dispositif de commande électronique haute performance conçu pour le positionnement précis des actionneurs hydrauliques ou pneumatiques. Il s'agit du dernier modèle de la série SPC, remplaçant directement les précédents modèles 8200-224 et 8200-225. Ce contrôleur est largement utilisé dans les turbines à gaz, les turbines à vapeur, les moteurs à combustion interne et d'autres systèmes d'entraînement industriels pour piloter des actionneurs à bobine unique, prenant en charge des dispositifs de retour de position redondants simples ou doubles.
Le 8200-226 offre une flexibilité et une fiabilité exceptionnelles, acceptant les signaux de demande de position via DeviceNet ou des entrées analogiques 4-20 mA, et pilotant l'actionneur via un algorithme de contrôle PID interne pour obtenir un contrôle de position en boucle fermée de haute précision. Les utilisateurs peuvent facilement configurer, calibrer, déboguer et dépanner le contrôleur à l'aide du logiciel SPC Service Tool sur PC.
Le produit est certifié CE, ATEX, CSA et les principales sociétés de classification marine (ABS, DNV, LR), ce qui le rend adapté aux emplacements dangereux de classe I, division 2 et zone 2, ainsi qu'aux applications marines. Sa large plage de températures de fonctionnement (-40°C à +70°C) lui permet de résister aux environnements industriels difficiles.
Principales caractéristiques et avantages
Modes de contrôle multiples : prend en charge les structures de contrôle proportionnelles, P, PI, PI avec décalage et PI avec avance-retard, adaptées aux actionneurs proportionnels et intégrateurs.
Demande et retour redondants : peuvent être configurés avec DeviceNet et 4-20 mA comme sources de demande primaires/de secours ; prend en charge les capteurs de position LVDT/RVDT/DC simples ou doubles pour la redondance des commentaires.
Haute précision et stabilité : précision du système jusqu'à 0,25 % de la pleine échelle, avec des seuils d'alarme et d'arrêt configurables, ainsi qu'une zone morte et une protection contre l'enroulement de l'intégrateur.
Autodiagnostic complet : comprend la détection d'ouverture/court-circuit du pilote, la détection d'erreur de courant du pilote, la détection de fil ouvert par rétroaction, la surveillance de la tension d'excitation, la surveillance de l'alimentation électrique, la minuterie de surveillance, et plus encore.
Interfaces de communication flexibles : DeviceNet standard (conforme ODVA), port de service RS-232 pour connexion PC, entrée de demande 4-20 mA et sortie de moniteur de position 4-20 mA.
Étalonnage à distance et contrôle manuel : prend en charge l'étalonnage à distance via DeviceNet, ainsi que l'étalonnage local guidé via l'outil de service ; mode de course manuel pour la mise en service.
Sécurité et conformité : répond aux exigences nord-américaines de classe I, division 2 et européennes de zone 2 en matière d'emplacements dangereux ; est conforme aux règles marines ABS, DNV, LR ; dispose d'une entrée d'arrêt externe indépendante et de sorties relais d'alarme/arrêt.
Types de contrôleurs et actionneurs applicables
Type de contrôleur |
Type d'actionneur |
Description |
Proportionnel |
Proportionnel (actuel → position) |
Utilise un intégrateur de trim de commande pour éliminer les erreurs en régime permanent ; peut désactiver le retour pour un fonctionnement en boucle ouverte |
Contrôleur P |
Intégration (courant → vitesse) |
L'erreur la plus simple, très robuste, mais stable existe si le courant nul n'est pas réglé correctement |
Contrôleur PI |
Intégration (courant → vitesse) |
Utilisé dans >90 % des applications ; force la rétroaction à correspondre à la demande en régime permanent |
PI avec décalage |
Intégration (courant → vitesse) |
Ajoute un filtre de décalage à la demande pour réduire le dépassement ; utilisation pour les processus critiques |
PI avec avance-retard |
Intégration (courant → vitesse) |
Ajuste la bande passante apparente de l'actionneur ; peut augmenter ou diminuer la réponse |
Points forts de l'installation et du câblage
Alimentation et mise à la terre
La ligne électrique doit être protégée par un fusible de 5 A.
Le châssis SPC doit être connecté à la terre de protection (PE) à l'aide de la cosse de terre ; utilisez le même calibre de fil que la puissance d’entrée.
Pour une meilleure immunité au bruit, acheminez les câbles d'alimentation séparément des câbles d'E/S de bas niveau.
Boucliers et mise à la terre
Utilisez un câblage à paire torsadée blindée pour tous les signaux.
Terminez le blindage uniquement à l'extrémité SPC (mise à la terre en un seul point) pour éviter les boucles de masse.
Longueur de bande recommandée : 8 mm (0,3 pouces). N’étamez pas (soudez) les extrémités des fils – les bornes à ressort reposent sur du fil toronné nu.
Exigences relatives aux emplacements dangereux (Zone 2 / Classe I Div 2)
Doit être monté dans un boîtier avec une protection IP54 ou supérieure.
Ne retirez pas les couvercles et ne connectez/déconnectez pas les connecteurs lorsque l'appareil est sous tension, à moins que la zone ne soit connue comme non dangereuse.
La substitution de composants peut nuire à l'aptitude aux emplacements dangereux.
Arrêt et réinitialisation externes
Entrée d'arrêt : Normalement fermée (contacts fermés) pour un fonctionnement normal ; l'ouverture des contacts désactive la sortie du pilote de l'actionneur.
Entrée de réinitialisation : normalement ouverte ; la fermeture momentanée réinitialise les alarmes/arrêts verrouillés.
Câblage de sortie du pilote de relais d'état
Les sorties d'alarme et d'arrêt ne sont pas alimentées (contacts secs). Une alimentation externe (max 32 Vdc / 500 mA) doit être connectée en série avec la sortie et la charge.
Le pilote de relais est sous tension pendant le fonctionnement normal et hors tension pendant une condition d'alarme/d'arrêt.
Configuration et calibrage
Le SPC est configuré et calibré à l'aide du logiciel SPC Service Tool , qui fonctionne sur un PC Windows et communique via le port série RS-232. Pour les ordinateurs modernes sans port série, Woodward propose un kit adaptateur USB vers série (P/N 8928-463).
Étapes de configuration
Créez une nouvelle configuration ou ouvrez-en une existante (fichier .cfg).
Sélectionnez la version correcte de l'interface de service (correspond au numéro de pièce du logiciel SPC).
Configurez les onglets suivants dans l'éditeur de configuration :
Servo Contrôleur : Type de contrôleur, gains, courant nul, limites de courant, seuils de liquidation.
Demande de position : Source (DeviceNet uniquement/primaire, Analogique uniquement/primaire), mise à l'échelle, réponse aux défauts.
Retour : Type de dispositif de retour (4-20mA, LVDT/RVDT, tension DC), excitation, seuils de plage.
Erreur de position : deux seuils/retards d'erreur indépendants, comportement de verrouillage.
Pilote : plage de courant, tramage, délai de défaut, réponse aux défauts.
DeviceNet : Débit en bauds, ID MAC, activation de l'étalonnage à distance.
Enregistrez le fichier de configuration.
Chargez la configuration sur le SPC (le chargement entraîne l'arrêt du SPC).
Exécutez l'assistant d'étalonnage :
Étape 1 : Introduction
Étape 2 : Définir la position minimale (0 %)
Étape 3 : Définir la position maximale (100 %)
Étape 4 : Vérifier l'étalonnage (test de réponse échelonnée)
Étape 5 : Enregistrer les paramètres d'étalonnage
Basculez SPC en mode Exécution .
Méthodes d'étalonnage
Étalonnage de l'outil de service : assistant guidé dans lequel l'utilisateur actionne manuellement l'actionneur jusqu'aux points finaux et enregistre les signaux de retour.
Étalonnage à distance DeviceNet : effectué par un système de contrôle hôte via DeviceNet (nécessite de vérifier « L'étalonnage sera effectué via DeviceNet » dans l'outil de service).
Fonctionnalités de diagnostic et de protection
Le SPC offre des fonctions étendues de diagnostic et de protection. Les principaux défauts sont résumés ci-dessous :
Nom du défaut |
Type (configurable) |
Description |
Défaut actuel du pilote |
Alarme / Arrêt |
Le courant réel ne correspond pas au courant demandé à ±20 % de la pleine échelle |
Défaut de surintensité du pilote |
Arrêt (corrigé) |
Le courant mesuré dépasse la demande de > 25 % de la pleine échelle |
Défaut d'ouverture du pilote |
Alarme / Arrêt |
Bobine d'actionneur ouverte détectée (seuil ≈ 13 / courant max requis) |
Défaut de court-circuit du conducteur |
Alarme / Arrêt |
Bobine d'actionneur en court-circuit détectée (seuil ≈ 1 / courant à pleine échelle) |
Retour 1/2 Défaut ouvert |
Alarme |
Fil ouvert dans le circuit du transducteur de rétroaction (uniquement pour les sorties isolées) |
Défaut de rétroaction 1/2 plage |
Alarme |
La tension de retour dépasse la plage calibrée ± seuil |
Erreur de position Défaut 1/2 |
Alarme / Arrêt |
La différence entre la demande et le feedback dépasse le seuil du temps de retard |
Défaut d'excitation |
Alarme |
Tension d'excitation différente de ±0,2 Vrms de la valeur configurée |
Défaut de communication DeviceNet |
Alarme / Statut |
Pas de maître, données lentes, conflit d'ID MAC, problème de bus CAN, maître inactif |
Entrée d'arrêt externe |
Arrêt (corrigé) |
Contacts d'entrée d'arrêt ouverts |
Défaut interne |
Arrêt (corrigé) |
Test de mémoire, tension d'alimentation, référence A/D, moniteur de puissance CPU, chien de garde |
Toutes les alarmes et arrêts peuvent être configurés comme verrouillés ou non verrouillés et peuvent être réinitialisés via l'entrée de réinitialisation ou l'outil de service.
Conformité et certifications
Attestation |
Norme / Carrosserie |
Région/condition applicable |
CE (CEM) |
89/336/CEE |
Compatibilité électromagnétique |
CE (ATEX) |
94/9/CEE |
Équipement pour atmosphères potentiellement explosives (Zone 2, Groupe IIC) |
CSA (Amérique du Nord) |
Classe I, Division 2, Groupes A, B, C, D, T4 à 70°C |
Emplacements dangereux au Canada et aux États-Unis (certification des composants) |
Marin |
ABS, DNV, LR (ENV1, ENV2, ENV3) |
Navires, engins à grande vitesse et unités mobiles offshore (modèles 8200-225 et 8200-226 uniquement) |
Référence croisée de remplacement DRFD vers SPC
Le SPC 8200-226 peut remplacer de nombreux anciens modèles DRFD (Digital Remote Final Driver). Un exemple de référence croisée est présenté ci-dessous (voir l'annexe A du manuel pour la liste complète) :
Ancien modèle DRFD |
Canaux |
Pouvoir |
Loquet |
Plages du pilote (mA) |
Notes de remplacement du SPC |
0051 |
Redondant |
CA |
Loquet |
±20,40,125,250 |
Aucun remplacement direct ; SPC a besoin d’une redondance d’alimentation externe ; pas de plage 125 mA |
0062 |
Redondant |
CA |
Loquet |
±20,40,125,250 |
Nécessite deux SPC pour la redondance |
0072 |
Célibataire |
CC |
Loquet |
±10,20,100,250 |
Deux SPC peuvent avoir besoin d'être réajustés |
0081 |
Célibataire |
CC |
Loquet |
±10,20,100,250 |
Un SPC fonctionne ; il faudra peut-être un nouveau réglage |
0302 |
Redondant |
CC |
Loquet |
±10,20,100,250 |
Deux SPC + redondance d'alimentation externe |
0412 |
Célibataire |
CA |
Loquet |
±20,40,125,250 (PI) |
Deux SPC ; pas de plage 125 mA |
0632 |
Célibataire |
CC |
Loquet |
±10,20,100,250 (EHPC) |
Alimentation externe nécessaire pour le transducteur EHPC ; il faudra peut-être un nouveau réglage |
Différences importantes entre DRFD et SPC :
Le boîtier SPC n’est pas classé NEMA 4.
La puissance d'entrée du SPC est de 18 à 32 Vcc (DRFD utilise 120 Vcc/Vca).
Les contacts d'état SPC sont normalement fermés (NC) et évalués à 18-32 Vdc uniquement.
Le courant de sortie maximum du SPC est de 250 mA.
Service et assistance technique
Woodward propose plusieurs options de service pour maximiser la disponibilité des équipements :
Remplacement/Échange (service 24 heures) : Fournit rapidement une unité de remplacement comme neuve (généralement dans les 24 heures). Tarif forfaitaire plus frais de base ; crédit de retour de base dans les 60 jours.
Réparation forfaitaire : Réparation à coût fixe pour la plupart des produits standards ; comprend la garantie sur les pièces remplacées et la main d’œuvre.
Remise à neuf forfaitaire (produits mécaniques uniquement) : unité retournée à l'état neuf avec garantie complète du produit.
