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Évaluation 7 NOM Prénom 7 novembre 2017 1 Situation d'étude Une entreprise de chimie stocke les produits dans 2 cuves à l'extérieur du hall de fabrication. Voir photo ci-dessous (http://www.coelho.fr/fr/chimie.php) : Les cuves présentent des évents, mettant ainsi le contenant à l'atmosphère. La masse volumique du produit chimique est de 0,89 g/cm 3 . La mesure de niveau est effectuée par une mesure de pression hydrostatique. Le capteur de pression est installé en fond de cuve. L'étendue de mesure paramétrée est 0 – 500 mbar. Lorsqu'il reste 5 m 3 dans la cuve un ordre d'approvisionnement est envoyé à la supervision par le programme de l'API.

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Évaluation 7 NOM Prénom

7 novembre 2017 1

Situation d'étude

Une entreprise de chimie stocke les produits dans 2 cuves à l'extérieur du hall de fabrication. Voir

photo ci-dessous (http://www.coelho.fr/fr/chimie.php) :

Les cuves présentent des évents, mettant ainsi le contenant à l'atmosphère.

La masse volumique du produit chimique est de 0,89 g/cm3.

La mesure de niveau est effectuée par une mesure de pression hydrostatique. Le capteur de

pression est installé en fond de cuve. L'étendue de mesure paramétrée est 0 – 500 mbar. Lorsqu'il

reste 5 m3 dans la cuve un ordre d'approvisionnement est envoyé à la supervision par le programme

de l'API.

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Évaluation 7 NOM Prénom

7 novembre 2017 2

Les dimensions de la cuve B sont :

♦ Diamètre : 3,30 m

♦ Hauteur : 5,70 m

Il est installé un détecteur de niveau à lame vibrante (sortie TOR) à 5,60 m (voir le visuel du

détecteur ci-dessous), pour informer d'une alarme haute, lors du remplissage de la cuve par le

camion citerne. Lorsque le niveau haut est atteint une électro-vanne, TOR, se ferme et provoque

l'arrêt du chargement. Une sirène avertit le camionneur de l'arrêt du chargement.

http://www.sectoriel.fr/vdoc/easysite/sectoriel/fr/informations-generales/Electrovannes

http://www.hellopro.fr/kobold-instrumentation-1119-1000494-societe.html

Un Automate Programmable Industriel Allen Bradley (voir photo ci-dessous) pilote cette partie de

l'installation.

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Évaluation 7 NOM Prénom

7 novembre 2017 3

http://www.futura-sciences.com/tech/definitions/informatique-automate-programmable-10525/

Au niveau de la carte d'entrée analogique 1756-IF6I nous avons la correspondance :

♦ 4 mA = - 20341 points

♦ 20 mA = + 29369 points

Le bureau d'étude a assigné la voie 2 de la carte d'entrée analogique au capteur de pression.

Questionnement :

1. Établir le schéma TI de cette partie d'installation. Le schéma TI est une autre manière de

mettre en forme les informations de la situation d'étude.

2. Indiquer la fonction des points de mesure.

3. Choisir la gamme de mesure du capteur de pression Barcon LHC/PPC dans le document

constructeur.

4. Déterminer la valeur du courant de sortie Is du capteur pour le seuil de 5 m3.

5. Rappeler la structure interne d'une carte d'entrée analogique.

6. À partir du document constructeur Allen Bradley page 36 et 73, déterminer l'adresse de

l'entrée analogique.

7. Déterminer le nombre de points pour un courant d'entrée de 4,81 mA.

8. À partir des spécifications techniques du capteur de pression Barcon LHC/PPC et de la carte

d'entrée analogique, déterminer l'erreur totale, en litres, sur la mesure du seuil de 5 m3, vue

de l'Unité de Traitement.

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Évaluation 7 NOM Prénom

7 novembre 2017 4

Compétence Indicateur de réussite A B C D S'approprier

Schéma TI

Le schéma TI est conforme au cahier

des charges.

Structure interne carte analogique Les principaux éléments sont présents

Analyser

Fonction point de mesure

Les fonctions sont définies.

Choix de la gamme de mesure La démarche pour trouver la gamme

est clairement explicitée.

Adresse entrée analogique La démarche pour trouver l'adresse est

clairement explicitée.

Erreur de mesure La démarche pour trouver l'erreur est

clairement explicitée.

Réaliser

Calcul de la sortie Is

Le résultat attendu est correct.

Nombre de points Le résultat attendu est correct.

Niveau A : les indicateurs choisis apparaissent dans leur totalité

Niveau B : les indicateurs choisis apparaissent partiellement

Niveau C : les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante

Niveau D : les indicateurs choisis ne sont pas présents

Indiquer comment vous avez préparé le test ?

Indiquer le temps consacré à la préparation ?

Compléter le niveau attendu pour chaque item, au vu de vos réponses.

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Barcon LHC/PPC (PROFIBUS PA)Technical data

Dat

e of

issu

e14

.05.

2002

52

Input Measured variables Absolute or gauge pressure

Measuring ranges

Conversion factors1 bar = 14.5 psi1 psi = 0.069 bar

PPC-M20, LHC-M20 PPC-M10, LHC-M401)

Type of pressure

Measure-ment limits

Min. span(TD 10:1)

Overload Type of pressure

Measure-ment limits

Min. span(TD 10:1)

Overload

bar bar bar bar bar bar

1) The stated overload applies to the sensor. Please also note the maximum permissible overloads to the diaphragm seals.

gauge 0 ... 0.1 0.01 4 gauge 0 ... 1 0.1 4

gauge 0 ... 0.4 0.04 7 gauge 0 ... 4 0.4 16

gauge 0 ... 1 0.1 10 gauge 0 ... 10 1 40

gauge 0 ... 4 0.4 25 gauge 0 ... 402) 4 160

2) absolut pressure sensor gauge 0 ... 10 1 40 gauge 0 ... 1002) 10 400

gauge 0 ... 40 4 60 gauge 0 ... 4002) 40 600

gauge -0.1 ... 0.1 0.02 4 gauge -1 ... +1 0.2 4

gauge -0.4 ... 0.4 0.08 7 gauge -1 ... +4 0.5 16

gauge -1 ... +1 0.2 10 gauge -1 ... +10 1.0 40

gauge -1 ... +4 0.5 25

gauge -1 ... +10 1.0 40

absolute 0 ... 0.4 0.04 7 absolute 0 ... 1 0.1 4

absolute 0 ... 1 0.1 10 absolute 0 ... 4 0.4 16

absolute 0 ... 4 0.4 25 absolute 0 ... 10 1 40

absolute 0 ... 10 1 40 absolute 0 ... 40 4 160

absolute 0 ... 40 4 60 absolute 0 ... 100 10 400

absolute 0 ... 400 40 600

Adjusting the span (Turndown) to TD 10:1

Resistance to low pressure (vacuum resistance)PPC-M20, LHC-M20: for sensors with nominal values 0.1 bar: to 0.7 barabs

for all other sensors: to 0 barabs

PPC-M10, LHC-M40: to 10 mbarabs

Zero point increase and decrease Within measurement limits

PROFIBUS PA

Output Output signal Digital communication signal PROFIBUS PA

PA function Slave

Transmission rate 31.25 kBit/s

Response time Slave: approx. 20 msPLC: 300 ... 600 ms (depending on segment coupler) for approx. 30 transmitter

Signal on alarm Signal status bit is set, last measured value is held

Damping 0 ... 40 s via communication

Communication resistance None, separate PROFIBUS PA termination-resistor

Physical layer IEC 1158-2

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Barcon LHC/PPC (PROFIBUS PA)Technical data

Dat

e of

issu

e14

.05.

2002

53

Accuracy Reference conditions DIN IEC 770 TU = 25°C (+77 °F)

Explanation of terms:Turn down (TD) = Nominal value/set span

Example: Nominal value = 3000 mbar Set span = 1000 mbar TD 3:1

Linearity including hysteresis and reproducibility (based on the limit point method to DIN IEC 770)

±0.2 % of set span

Linearity at low absolute pressure ranges (due to performance limits of currently available DKD calibration rigs)

PPC-M10, PPC-M20, LHC-M20for ��40 mbarabs to < 100 mbarabs:

±0.3 % of set span

Warm-up time 1 s

Rise time 220 ms

Response time 600 ms

Long-term drift (with reference to set span) ± 0.1 % (FS) per year, ± 0.25 % per 3 years

Thermal effects (with reference to the set span) (Applies to transmitter without diaphragm seals or capillay tubes.)

For -10 ... +60 °C (+14 ... +140 °F): ± (0.2 % x TD + 0.2 %) for -40 ... -10 °C (-40 ... +14 °F) and +60 ... +85 °C (+140 ... +185 °F): ± (0.4 % x TD + 0.4 %)by medium temperature +85 ... +125 °C (+185 ... +257 °F) (LHC-M20): ± (0.6 % x TD + 0.6 %)

Temperature coefficient (maximum TK) (But not exceeding the error due to thermal effects.) (Applies to transmitter without diaphragm seals or capillay tubes.)

For zero signal and span:for -10 ... +60 °C (+14 ... +140 °F): ± 0.08% of nominal value/10 Kfor -40 ... -10 °C (-40 ... +14 °F) and +60 ... +85 °C (+140 ... +185 °F): ± 0.1% of nominal value/10 Kby medium temperature +85 ... +125 °C (+185 ... +257 °F) (LHC-M20): ±0.12 % of nominal value/10 K

Vibration effects None (4 mm in path peak-to-peak: 5 ... 15 Hz, 2 g: 15 ... 150 Hz, 1 g: 150 ... 2000 Hz)

Process conditionsInstallation conditions Any position, zero point shift due to position can be

corrected (see "Zero point increase and decrease" in this table)

Ambient conditions

Ambient temperature -40 ... +85 °C (-40 ... +185 °F)

Ambient temperature range (short-term) -40 ... +100 °C (-40 ... +212 °F)

Storage temperature -40 ... +85 °C (-40 ... +185 °F)

Climatic class 4K4H to DIN EN 60721-3

ProtectionIP66/Nema4X:

IP68 (1 m water over 24 h) andNema6P (1.8 m water over 30 min.):

with cable gland, cable entry and Harting plug Han7Dwith assembled cable or M12 plug

Electromagnetic compatibility Interference emission to EN 61326 electrical equipment B; Interference immunity to EN 61326 Annex A (industrial) and NAMUR directive NE 21, Interference influence to EMC: ��0.5 %Twisted, screened pairs must be used.

Process conditions

Process temperature (PPC-M20, LHC-M20: Please also note the temperature limits of the gasket used. See section 7.6)

PPC-M10, PPC-M20:LHC-M20:

LHC-M40:

-40 ... +100 °C (-40 ... +212 °F)-40 ... +125 °C (-40 ... +257 °F)(cleaning temperature: +150 °C (+302 °F) up to 60 minutes) depending on maximum permissible temperature of filling liquid of diaphragm seal and diameter of diaphragm For Ex see "Safety Instructions".

Process pressure Corresponds to permissible overload

–1 0 +10.4

set span

nominal value

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Chapter 3 Module Data, Status, and Channel Configuration

Input Data File The input data table lets you access analog input-module read data for use in the control program, via word and bit access. The data table structure is shown in the table below. For each input module, slot x, words 0…3 in the input data file contain the converted values of the analog inputs. The most significant bit (MSB) is the sign bit, which is in two’s complement format. ‘Nu’ indicates not used with the bit set to zero.

Time Stamp Value (Word 4)

The module supports a 15-bit rolling time stamp that is updated during each new update of the analog input and output values. The time stamp has a 1 ms resolution. If the time stamp function is enabled, the time stamp value is placed in the Input Data file, word 16, following each module conversion cycle. Enable and/or disable this time stamp in word 1, bit 15 of the Configuration Data file.

General Input Status Bits (SI0…SI3)

Word 5, bits 0…3 contain the general operational status bits for input channels 0…3. If set (1), these bits indicate an alarm or range error associated with that channel. The over- and under-range bits and the high- and low-alarm bits for channels 0…3 are logically ORed to the appropriate general status bit.

Input Data Array

Word/Bit

15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00

Word 0 SGN Analog Read (Input) Data Value Channel 0

Word 1 SGN Analog Read (Input) Data Value Channel 1

Word 2 SGN Analog Read (Input) Data Value Channel 2

Word 3 SGN Analog Read (Input) Data Value Channel 3

Word 4 0 Time Stamp Value

Word 5 Nu Nu Nu Nu Nu Nu Nu Nu Nu Nu Nu Nu SI3 SI2 SI1 SI0

Word 6 LI3 HI3 UI3 OI3 LI2 HI2 UI2 OI2 LI1 HI1 UI1 OI1 LI1 HI1 UI1 OI1

Word 7 Nu Nu UO1 OO1 Nu Nu UO0 OO0 Nu Nu Nu Nu Nu Nu SO1 SO0

Word 8 SGN Output Data Loopback/Echo Channel 0 0 0

Word 9 SGN Output Data Loopback/Echo Channel 1 0 0

36 Publication 1769-UM019A-EN-P - October 2008

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Appendix A Specifications

Input Specifications

Attribute Value

Analog normal operating ranges(1) ±10V DC0…10V DC

0…5V DC1…5V DC

0…20 mA4…20 mA

Full scale analog ranges(1) ±10.5V DC-0.5…10.5V DC

-0.5…5.25V DC0.5…5.25V DC

0…21 mA3.2…21 mA

Number of inputs 4 differential or single-ended

Converter type Successive Approximation

Response speed per channel Input filter and configuration dependent

Resolution, max(2) 14 bits (unipolar)14 bits plus sign (bipolar)

Rated working voltage(3) 30V AC/30V DC

Common mode voltage range(4) ±10V DC max per channel

Common mode rejection Greater than 70 dB at 50 and 60 Hz with the 10 Hz filter selected, respectively

Input impedance, voltage terminal 220 kΩ

Input impedance, current terminal 250 Ω

Overall accuracy, voltage terminal(5) 0.15% full scale @ 25 °C (77 °F)

Overall accuracy, current terminal(5) 0.2% full scale @ 25 °C (77 °F)

Accuracy drift with temperature, voltage terminal ±0.003% per °C

Accuracy drift with temperature, current terminal ±0.0045% per °C

Calibration None required

Non-linearity (in percent full scale) ±0.03%

Repeatability(6) ±0.03%

Module error over full temperature range 0…60 °C (32…140 °F), voltage

0.2%

Module error over full temperature range 0…60 °C (32…140 °F), current

0.3%

Channel diagnostics Over- or under-range by bit reporting, process alarms

Max overload at input terminals, voltage(7) ±30V DC continuous, 0.1 mA

Max overload at input terminals, current(7) ±32 mA continuous, ±7.6V DC

Input group to bus isolation 500V AC or 710V DC for 1 minute (qualification test)30V AC/30V DC working voltage (IEC Class 2 reinforced insulation)

(1) The over- or under-range flag will come on when the normal operating range (over/under) is exceeded. The module will continue to convert the analog input up to the maximum full scale range. The flag automatically resets when within the normal operating range.

(2) Resolution is dependent upon your filter selection.(3) Rated working voltage is the maximum continuous voltage that can be applied at the input terminal, including the input signal and the value that floats above ground

potential (for example, 10V DC input signal and 20V DC potential above ground).(4) For proper operation, the plus input terminals must be within ±10V DC of analog common.(5) Includes offset, gain, non-linearity and repeatability error terms.(6) Repeatability is the ability of the input module to register the same reading in successive measurements for the same input signal.(7) Damage may occur to the input circuit if this value is exceeded.

70 Publication 1769-UM019A-EN-P - October 2008

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Appendix B

Module Addressing and Configuration with MicroLogix 1500 Controller

Introduction

This appendix examines the modules’ addressing scheme and describes module configuration using RSLogix 500 software and a MicroLogix 1500 controller.

Module Input Image The module’s input image file represents data words and status bits. Input words 0…3 hold the input data that represents the value of the analog inputs for channels 0…3. These data words are valid only when the channel is enabled and there are no errors. Input words 5…7 hold the status bits. To receive valid status information, the channel must be enabled.

For example, to obtain the general input status of channel 2 of the analog module located in slot 3, use address I:3.5/2.

Topic Page

Module Input Image 73

Module Configuration File 74

Configure Analog I/O Modules in a MicroLogix 1500 System 75

TIP The end cap does not use a slot address.

I:3.5/2Input File Type

Slot Word Bit

Bit DelimiterWord DelimiterElement Delimiter

0 1 2 3

Micr

oLog

ix 1

500

Com

pact

I/O

Com

pact

I/O

Com

pact

I/O

End

Cap

Slot Number

Publication 1769-UM019A-EN-P - October 2008 73