PLC et coupure courant : évitez les pièges classiques du redémarrage automatique
Sur une machine industrielle, la coupure secteur est rarement prévue. Micro-coupure de quelques millisecondes, baisse de tension prolongée, chute brutale d’une phase : le réseau électrique industriel est loin d’être parfait. Ce qui distingue une installation robuste d’une installation fragile, c’est souvent la façon dont elle gère le retour du courant. Un redémarrage automatique mal configuré peut provoquer des incidents mécaniques, des pertes de données ou des situations dangereuses. À l’inverse, un système trop conservateur bloquera la reprise en mode STOP et immobilisera la ligne jusqu’à l’intervention d’un technicien. Voici comment trouver le bon équilibre.
Comprendre les modes de démarrage de l'automate
La gestion des variateurs de fréquence
- P1210 = 0 : fonction désactivée (réglage usine, aucun redémarrage automatique).
- P1210 = 1 : acquittement du défaut de sous-tension au retour secteur, sans redémarrage automatique du moteur.
- P1210 = 4 : acquittement du défaut et redémarrage automatique après chute de tension, uniquement si l’ordre de marche était actif.
- P1210 = 6 : acquittement du défaut et redémarrage automatique après coupure brève ou prolongée, tant que l’ordre de marche est maintenu.
La reprise au vol (flying restart) est une fonction distincte, configurée via le paramètre P1200 :
- P1200 = 0 : reprise au vol désactivée (réglage usine).
- P1200 = 1 : reprise au vol activée, recherche uniquement dans le sens de la consigne.
- P1200 = 4 : reprise au vol activée, recherche dans les deux sens de rotation (recommandé pour les charges pouvant être entraînées à contre-sens, comme les ventilateurs ou les charges suspendues).
Cette fonction est indispensable sur les applications avec charge inertielle importante (ventilateurs de grande dimension, compresseurs centrifuges, convoyeurs lourds) : elle resynchronise le variateur sur le moteur encore en rotation avant d’en reprendre le contrôle, évitant ainsi un défaut de surintensité au redémarrage.
Le paramétrage à distance, depuis l'automate
Avec un capteur classique, modifier un seuil de détection ou une plage de mesure implique une intervention physique sur le terrain, parfois dans une zone difficile d’accès. Avec IO-Link, le paramétrage se fait depuis le programme automate ou depuis S7-PCT, sans toucher au capteur. Sur une ligne avec des changements de format fréquents, ce gain de temps est immédiat et mesurable.
La rétention mémoire : le piège des données perdues
Un redémarrage automatique réussi au niveau CPU ne signifie pas que l’application reprend correctement. Si les variables rétentives ne sont pas correctement configurées, les recettes, les compteurs de production, les consignes PID ou les offsets de calibration seront remis à zéro.
Sur S7-300 avec carte MMC (Micro Memory Card), les zones M, T, C rétentives sont sauvegardées sur la carte et survivent à la coupure sans batterie. Sur S7-400, la batterie de secours est indispensable pour conserver les données DB en RAM : le voyant BATTF s’active généralement dès que la tension descend sous 3,0 V (pour une lithium 3,6 V). Attendre une tension plus basse avant d’intervenir, c’est prendre le risque qu’une coupure survienne avant le remplacement et vide toute la RAM.
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Séquencement du redémarrage : éviter les conflits mécaniques
Un redémarrage automatique global est rarement souhaitable sur une machine multiaxes ou une ligne d’assemblage. Le retour du courant doit s’accompagner d’une séquence de redémarrage contrôlée, pas d’une remise en marche simultanée de tous les actionneurs.
Les bonnes pratiques observées sur le terrain :
- Prévoir un délai de 2 à 5 secondes après le retour 24 V continu avant d’autoriser le redémarrage des axes, pour laisser les alimentations DC se stabiliser et les variateurs terminer leur initialisation interne.
- Distinguer le redémarrage “après micro-coupure” (machine dans un état cohérent, reprise possible) du redémarrage “après coupure longue” (retour à l’origine obligatoire, position axes inconnue).
- Utiliser un bit rétentif pour mémoriser l’état de la machine avant la coupure (en cycle, en pause, en alarme), et conditionner la logique de reprise à cet état.
- Pour les machines avec axes servo, vérifier la cohérence entre la position enregistrée en mémoire et la position réelle lue par l’encodeur absolu au démarrage. Un décalage anormal doit bloquer la reprise et générer une alarme.
Exemples : applications et réglages types
Sur une ligne de conditionnement (étiqueteuse + convoyeur + détecteur de présence), un warm restart avec délai de 3 secondes et reprise conditionnée à la validité des fins de course suffit généralement. Les compteurs de production sont rétentifs, les recettes sont relues depuis le DB au démarrage via OB100.
Sur un poste de soudure robotisé, la reprise automatique après coupure est désactivée par sécurité : le robot doit être ramené à sa position home manuellement avant toute autorisation de cycle. Un bouton de reprise dédié sur l’IHM force l’opérateur à valider l’état de la cellule avant redémarrage.
Sur un système de pompage avec variateur SINAMICS G120, P1210 = 6 (redémarrage automatique après coupure) est combiné avec P1200 = 1 (reprise au vol activée) : en cas de micro-coupure de 200 ms, le variateur resynchronise sur la pompe encore en rotation et reprend sans coup de bélier.
Limites et points de vigilance
Quelques points restent souvent négligés en conception :
- Les protections thermiques (relais, sondes PTC) peuvent faire obstacle au redémarrage si l’arrêt brutal de la ventilation forcée a provoqué une hausse de température par inertie thermique dans le moteur, ou si la coupure s’accompagnait d’une anomalie réseau.
- Les fonctions de sécurité (arrêt d’urgence, barrières immatérielles) doivent être re-validées manuellement dans la plupart des conceptions : un redémarrage automatique ne doit jamais court-circuiter la logique de sécurité.
- Les IHM (panneaux WinCC, Comfort Panels) ont leur propre délai de démarrage, parfois supérieur à celui de la CPU. Prévoir dans l’OB100 un mécanisme d’attente ou de ré-émission des données d’affichage une fois l’IHM disponible.
- L’onduleur (UPS) en amont de l’automate lisse les micro-coupures mais masque les problèmes réseau : un équipement qui subit dix coupures par jour sans que le CPU s’en aperçoive signale souvent un problème électrique plus profond à investiguer.
