FR3040570A1

FR3040570A1 - Commande de moteur d'entrainement a frequence variable

Info

Publication number: FR3040570A1
Application number: FR1657037A
Authority: FR
Inventors: Warren Neil Rattan; Charles Edward Neal Iii; James Douglas Funkhouser; Derek Williams; Gary Lee Cline; Derek James Abel; Troy Dale Bachman
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2017-03-03
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: NO20190538A1; US9912261B2; GB201801700D0; GB2556574A; US10128782B2; US20170264220A1; AU2015408050A1; FR3040570B1; AU2020203079B2; NO343781B1; AU2015408050B2; NO20180155A1; CA3044585A1; NO346666B1; FR3084799B1; CA2994546A1; GB2556574B; US20180145615A1; AU2020203079A1; FR3084799A1

Abstract

Divers modes de réalisation comprennent un appareil de commande de moteur à entraînement à fréquence variable (104). L'appareil comprend une commande principale (110) ayant une première interface (115). Une commande de moteur (112) est couplée à et commande un moteur électrique (114), la commande de moteur (112) étant également couplée à la commande principale (110). Un commutateur de réseau (111) est couplé à la commande principale (110), la commande du moteur (112) et une commande à distance (105) via des connexions numériques respectives. La commande à distance (105) comporte une deuxième interface (106). Le réseau commute des données entre la première interface (115), la deuxième interface (106) et la commande du moteur (112). Un coupleur de réseau (113) est couplé entre une commande d'entraînement à fréquence variable (103) et la commande du moteur (112).

Description

CONTEXTE

[0001] Au cours d'une opération de forage de puits, un tubage en ciment est généralement inséré dans le trou de forage pour assurer un support structural au trou de forage dans des formations géologiques instables en sus de rendre étanche le trou de forage. Le tubage est généralement coulé en place en faisant circuler une pâte de ciment à travers l'intérieur du tubage et hors de celui-ci dans l'anneau à travers un sabot de tubage à l'extrémité inférieure du train de tubage.

[0002] Dans des opérations de forage offshore, l'opération de cimentation peut être réalisée par un châssis de cimentation offshore. Un ou plusieurs moteurs électriques sur le châssis fournissent la pression utilisée pour injecter le ciment dans le puits de forage. Il est souhaitable de commander le fonctionnement de ces moteurs afin de contrôler le flux de ciment dans le puits de forage.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0003] La figure 1 est un organigramme montrant un système de commande de moteur d'entraînement à fréquence variable (VFD ) (« variable frequency drive »), selon divers exemples de la divulgation.

[0004] La figure 2 est un organigramme montrant une configuration de commande pour une redondance pour un système de commande de moteur VFD avec une pluralité de moteurs, selon divers exemples de la divulgation.

[0005] La figure 3 est un organigramme montrant un procédé permettant de commander un VFD et un moteur électrique, selon divers exemples de la divulgation.

[0006] La figure 4 est un organigramme d'un système de forage comprenant une installation de forage sous la forme d'un exemple d'une plateforme offshore qui comprend un châssis, selon divers exemples de la divulgation.

[0007] La figure 5 est un organigramme d'un exemple de système de commande qui peut être utilisé pour implémenter les activités de multiples procédés, selon divers exemples de cette divulgation.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

[0008] Certains des défis notés ci-dessus, aussi bien que d'autres, peuvent être relevés par un appareil de commande d'un moteur VFD. L'appareil comprend la capacité de communiquer avec et de commander l'entraînement de fréquence variable d'une plateforme dans un système de commande de moteur VFD. Un tel appareil peut réduire le nombre de câbles utilisé pour commander les moteurs électriques utilisés sur des châssis de cimentation offshore au cours d'une opération de cimentation.

[0009] La discussion ultérieure sur l'appareil et les systèmes des figures 1 et 2 concerne les connexions Ethernet entre les éléments. La connexion Ethernet est présentée dans un but illustratif seulement étant donné que d'autres formes de connexions numériques, qui transfèrent des signaux numériques, peuvent être utilisées.

[0010] Le VFD utilisé dans les présents modes de réalisation peut être un VFD de n'importe quel type ou de n'importe quelle marque. Différents types/marques de VFD peuvent utiliser différents procédés pour l'envoi et la réception des données numériques vers ou à partir de la commande du moteur. Les présents modes de réalisation ont la capacité de choisir le type/la marque de VFD via une interface utilisateur. La commande du moteur sait ensuite quel algorithme utiliser pour un type/une marque de VFD donné.

[0011] La figure 1 est un organigramme montrant une commande de moteur VFD, selon divers exemples de la divulgation. Le système est illustré comprenant une partie d'une plateforme 101 et d'un châssis 102 avec diverses fonctions dans chaque bloc 101, 102. D'autres modes de réalisation peuvent incorporer différentes fonctions dans chacune de la plateforme 101 ou du châssis 102.

[0012] La plateforme 101 comprend l'équipement utilisé pour creuser un puits de forage. Par ex., la plate-forme 101 peut comprendre des réservoirs à boue, des pompes à boue, un derrick ou un pylône, des treuils, un plateau tournant, un train de tiges et un équipement de production d'énergie. La plateforme 101 dans l'exemple de la figure 1 comprend également un VFD 104, une commande logique programmable (PLC) (« programmable logic controller ») du VFD 103 et une pièce de commande à distance 105.

[0013] Le VFD 104 est couplé à la PLC du VFD 103 via une ligne de communication 123. Le VFD 104 est une commande de moteur qui est couplée à et qui entraîne un moteur électrique 114 en faisant varier la fréquence, la tension et/ou le signal modulé en largeur de l'impulsion (PWM) (« puise width modulated signal ») fourni au moteur électrique 114. Le VFD 104 est couplé au moteur électrique 114 sur le châssis 102 via une ligne de commande de la puissance 121.

[0014] Une PLC de la commande du moteur 112 représente l'ordinateur qui transmet la commande du VFD 104 via la ligne de communication 190 vers le coupleur DP/PD 113 jusqu'à la PLC du VFD 103 via une ligne de communication 120 et jusqu'au VFD 104 via la ligne de communication 123. Par ex., la PLC de la commande du moteur 112 peut exécuter un algorithme de commande de moteur qui détermine les paramètres souhaités du moteur, comme : la façon dont on démarre ou dont on arrête le moteur dans des conditions normales, la façon dont on démarre ou dont on arrête le moteur dans des situations spéciales (par ex., des conditions de défaillance), à quel moment allumer ou éteindre la soufflante du moteur, la vitesse d'accélération ou de décélération du moteur, le couple, la vitesse de l'arbre, aussi bien que d'autres paramètres du moteur. La PLC du VFD 103 assure une « transmission » des informations de commande du moteur provenant de la PLC de la commande du moteur 112. La PLC de la commande du moteur 112 fournit les paramètres souhaités du moteur à la PLC du VFD 103 qui doivent être transférés au VFD 104, via la ligne de communication 123, et le VFD 104 détermine ensuite la fréquence, la tension et/ou le signal PWM qui doit être fourni au moteur électrique 114, via la ligne de commande de l'alimentation 121, afin que le moteur 114 puisse obtenir les paramètres de moteur souhaités.

[0015] La commande de pièce à distance 105 se trouvant sur la plateforme 101 est un ordinateur qui comprend une interface homme/machine (HMI) (« human-machine interface ») 106 (c'est à dire, une interface utilisateur). La HMI 106 comprend un écran (par ex., un écran en cristaux liquides (LCD), un écran tactile LCD, un tube cathodique (CRT), une diode électroluminescente (DEL)) qui peut utiliser une interface utilisateur graphique, un clavier, un quelconque moyen pour saisir des commandes permettant à un opérateur de commander le fonctionnement du moteur électrique 114. Par ex., l'affichage de la HMI 106 peut comprendre divers icônes que l'opérateur peut toucher pour initier ou arrêter diverses fonctions du moteur électrique. La commande de pièce à distance 105 est couplée à un port d'un commutateur Ethernet 111 sur le châssis 102 via une ligne Ethernet 122.

[0016] Le châssis 102 comprend un cadre métallique sur lequel un équipement portable peut être monté pour faciliter la manutention avec des grues ou des camions à plateforme. Le châssis 102 peut être mobile et peut être couplé à la plateforme 101 au cours d'une opération de forage. Dans l'exemple de la figure 1, le châssis comprend également un pupitre de commande avec une PLC 110 principale, une PLC 112 de commande du moteur, un coupleur (DP)/DP périphérique décentralisé 113, le commutateur Ethernet 111 et le moteur électrique 114. Le pupitre de commande avec la PLC 110 principale comprend également une autre HMI115 (c.-à-d., une interface utilisateur). Le moteur électrique 114 peut être utilisé pour pomper un fluide (par ex., du ciment) au fond du puits de forage.

[0017] Le pupitre de commande avec la PLC 110 principale est couplé à un port du commutateur Ethernet 111 sur une ligne Ethernet 134. Le pupitre de commande avec les codeurs qui sont utilisés pour le contrôle de la vitesse et du couple sont également couplés à la PLC de la commande du moteur 112 via une ligne de commande de codeur 132. La PLC de la commande du moteur 112 est également couplée à un port du commutateur Ethernet 111 via une ligne Ethernet 133. La PLC de la commande du moteur 112 est également couplée à la HMI 115 du pupitre de commande via une ligne Ethernet 131.

[0018] Le coupleur DP/DP 113 (c.-à-d., un coupleur de réseau) couple la PLC de la commande du moteur 112 au VFD de la PLC 103 de la plateforme via des lignes de communication 120 respectives. Le coupleur DP/DP 113 communique en utilisant des normes de communication prédéterminées telles qu’un bus de champ de procédé (Profibus) (« Process Field Bus ») DP pour une communication de bus de champ (« fieldbus ») dans l'automatisation.

[0019] Profibus DP est un protocole opérationnel permettant de faire fonctionner des capteurs et des actionneurs via une commande centralisée dans les applications de production et d'automatisation sur le terrain. Profibus DP comprend trois couches distinctes : la couche d'application, la couche de sécurité et la couche de transmission de bit, chacune ayant un rôle spécifique dans l'assemblage et la transmission d'informations de niveau élevé à partir des équipements de procédé vers les systèmes de commande principaux.

[0020] La PLC de la commande du moteur 112 est couplée au moteur électrique 114 via des lignes de capteur 135. Par ex., le moteur électrique 114 peut fournir des données concernant la température, l'humidité, ou d'autres données en temps réel sur l'état du moteur provenant des capteurs de le PLC de la commande du moteur 112 via les lignes du capteur 135. La PLC de la commande du moteur 112 peut utiliser les données en temps réel provenant du capteur comme un autre facteur lors du contrôle du moteur 114. Par ex., si les capteurs indiquent une condition de surchauffe provenant du moteur 114, la PLC de la commande du moteur 112 peut réduire la vitesse du moteur afin de réduire la température.

[0021] La PLC de la commande du moteur 112 partage des informations avec la PLC 110 principale et la commande à distance 105 via une connexion Ethernet (c.-à-d., une connexion 133, un commutateur 111, une connexion 134, une connexion 122) étant donné que chaque composant est branché dans le commutateur Ethernet 111. Les informations qui sont partagées comprennent le point de réglage de la vitesse du moteur, la vraie vitesse du moteur, le vrai couple, le point de réglage de la limite du couple, l'alimentation (en kilowatts), la puissance (HP), le courant (en Amp), la fréquence (en Hz), l'état VFD (activé/désactivé) et la température du moteur. Les alarmes VFD, le capteur d'humidité, le capteur de fuite et les alarmes de la pression de soufflage sont également surveillées. Ces informations sont partagées pour qu'elles soient visibles aux opérateurs dans la pièce à distance et sur les écrans principaux sur le pupitre de commande.

[0022] Dans un exemple de fonctionnement, on peut attribuer à la HMI 106 de la plateforme 101 une entrée de commande primaire vers le moteur 114 alors qu'on peut attribuer à la HMI 115 du châssis 102 une commande de backup du moteur 114 en cas de défaillance au niveau de la commande primaire. Le basculement entre la HMI 115 du châssis et la HMI 106 de la plateforme comme entrée de commande vers la PLC de la commande du moteur 112, via la ligne Ethernet 133,134 se fait via un commutateur Ethernet 111.

[0023] La HMI PLC 115 principale et la HMI 106 de la chambre à distance sont reliées à et communiquent via des connexions Ethernet 122, 123,134 avec le PLC 110 principal et la PLC de la commande du moteur 112. Même si les deux HMI 106, 115 voient les données en temps réel sur l'état du moteur, seulement une HMI 106, 115 peut être utilisée pour commander l'équipement à un moment donné. L'échange de commande peut être réalisé par un opérateur au niveau de l’une des deux HMI 106, 115 seulement exécutant une commande qui demande une commande auprès de l'autre HMI 106, 115. Par ex., si une demande de commande provient d'une HMI PLC 115 principale, un message provenant de la HMI 106 de la chambre à distance indiquera qu'une autre HMI demande une commande. Le message peut donner à l'opérateur de la HMI 106 de la chambre à distance une option pour accepter ou pour rejeter cette demande. La demande de commande peut se faire dans la direction opposée également. S'il n'y a pas d'opérateur au niveau de la HMI pour réceptionner la demande de commande, la commande sera automatiquement réorientée vers la HMI qui fait la demande après un temps d'attente prédéterminé.

[0024] Un opérateur au niveau de la HMI 106 de la plateforme (ou de la HMI 115 de backup) peut émettre une commande de contrôle vers le moteur électrique 114 via un commutateur Ethernet 111 vers le PLC de la commande du moteur 112. La PLC de la commande du moteur 112 utilise l'algorithme de commande du moteur et transmet ainsi les données traitées via la ligne de communication 120 vers la PLC du VFD 103 . La PLC du VFD 103 envoie un signal vers le VFD 104 via la ligne de communication 123, pour ordonner au VFD 104 de produire la bonne fréquence d'entrée, la bonne tension et/ou la bonne puissance PWM qui doivent être fournies au moteur électrique 114 via la ligne de commande de la puissance 121 afin de réaliser la commande souhaitée.

[0025] Les données qui sont transmises à partir de la HMI 106 principale ou à partir du codeur du pupitre de commande principal, via la ligne de commande du codeur 132, peut comprendre le point de réglage des tours par minute (TPM) et le point de réglage de la limite du couple pour l'arbre du moteur. Le codeur, se trouvant dans le pupitre de commande, est un dispositif électromécanique qui transforme la rotation angulaire de l'arbre du codeur en un signal analogique ou un code numérique. Ce code est traduit dans la PLC de la commande du moteur 112 et peut être utilisé pour commander la vitesse rotationnelle et/ou le couple.

[0026] Les données provenant du moteur VFD 104 qui sont lues, via la PLC du VFD 103, comprennent la vraie TPM/vitesse, le point de réglage de la limite du couple, le vrai couple du moteur, le TPM maximal, la limite maximale du couple, l'état activé/désactivé de l'entraînement, la fréquence, le courant, la puissance du moteur, aussi bien que des défaillances qui ont été émises à partir du moteur. Ces données peuvent être affichées sur la HMI106 principale et/ou sur la HMI115 de backup.

[0027] La figure 2 est un organigramme montrant une configuration de commande pour une redondance pour un système de contrôle de moteur VFD avec une pluralité de moteurs, selon divers exemples de la divulgation. Pour des raisons de clarté, toutes les fonctions de la figure 1 ne sont pas illustrées dans la figure 2. Par ex., la HMI 106 de la commande à distance peut être comprise dans la console principale 210 dans le cadre de la commande de système. Un coupleur DP/DP 113 peut être compris dans chacun d'une PLC du moteur A 204 et du moteur B 205.

[0028] Le moteur A 201 et le moteur B 202 peuvent être montés sur le même châssis sur des châssis différents. Les moteurs 201, 202 sont des codeurs couplés qui renseignent le VFD avec une vraie vitesse du moteur vers leurs câbles de codeurs respectifs 230, 231 à partir de leur VFD ou PLC du VFD 220, 221 respectifs qui comprennent chacun des codeurs respectifs. En fonction de la configuration du VFD, d'autres modes de réalisation pourraient ne pas utiliser les codeurs. Chaque PLC 204, 205 respective du moteur est couplée à son moteur 201, 202 via les lignes du capteur du moteur 240, 241. La PLC 204 du moteur A peut être montée sur le même châssis que le moteur A 201 et la PLC 205 du moteur B peut être montée sur le même châssis que le moteur B 202.

[0029] Chaque VFD ou PLC du VFD 220, 221 du moteur est couplé à la PLC 204, 205 respective du moteur via un coupleur DP/DP Profibus et la ligne de commande 260, 261. La console principale 210 (par ex., la PLC principale, la commande principale) est couplée à la PLC du moteur A 204 et la PLC du moteur B 205 via des lignes Ethernet distinctes 270, 271 pour la HMI, des lignes Ethernet distinctes 280, 281 vers un commutateur Ethernet et des lignes séparées distinctes 290, 291 pour la vitesse de l'arbre du moteur de la commande du couple aussi bien que la commande du commutateur à distance/locale. La console principale 210 a la responsabilité pour la commande globale du système. Les connexions 260, 261, 270, 271, 280, 281 sont des connexions numériques (par ex., Ethernet) dans le cadre d'un réseau de connexions.

[0030] Les commandes PLC en association avec les HMI, sont mises en réseau de telle façon qu'ils procurent de multiples couches de redondance dans l'exemple des figures 1 et 2. Par ex., si la HMI est défaillante dans la chambre à distance, l'opérateur est en mesure de voir la rétroaction du moteur et la commande du moteur en temps réel à partir de la HMI du châssis. Si la HMI sur le châssis est défaillante, en sus de la HMI de la chambre à distance, l'opérateur a deux HMI de la commande du moteur pour afficher les données du moteur. Si la PLC principale est défaillante, l'opérateur peut continuer à faire fonctionner la pluralité des moteurs à partir des codeurs sur la console et avoir toujours des données du moteur affichées sur les HMI de la commande du moteur. Si l’une ou les deux PLC de la commande du moteur tombent en panne, l'opérateur peut être en mesure de continuer à utiliser l'autre commande du moteur pour terminer le travail.

[0031] Les modes de réalisation procurent également des données de défaillances qui pourraient ne pas être disponibles conventionnellement ou facilement accessibles. Les conditions de défaillance suivantes sont continuellement surveillées et/ou affichées, et peuvent également être consignées, si elles surviennent : l'état de communication de la PLC du VFD Profibus DP, l'état de communication du coupleur DP/DP, défaillances de l'entraînement moteur comme l'entrainement désactivé, l'entraînement déclenché, l'entraînement en mode distant, déclenchements d'alarmes/d'avertissements généraux, défaillance du capteur d'humidité, défaillance du capteur de fuite, défaillance de la température du moteur, déclenchement de surpression (ΟΡΚΟ), et/ou E-Stop.

[0032] La figure 3 est un organigramme montrant un procédé permettant de commander un VFD et un moteur électrique, selon divers exemples de la divulgation. Le procédé de la figure 3 est donné dans un but illustratif seulement comme les appareils et les systèmes des figures 1 et 2 peuvent fonctionner avec différents procédés.

[0033] Au niveau du bloc 301, un algorithme de commande de moteur est initié en réponse à une entrée de commande de contrôle reçue par l'une de la pluralité des interfaces couplée à une commande de moteur via une connexion numérique. L'algorithme de commande du moteur détermine la façon de démarrer et de stopper les moteurs dans des conditions normales, la façon de démarrer et de stopper des moteurs dans des situations spéciales différentes (par ex., défaillance, ΟΡΚΟ, E-

Kill), quand allumer ou éteindre les moteurs de la soufflante et/ou les vitesses d'accélération ou de décélération de l'arbre du moteur.

[0034] Au niveau du bloc 303, un entraînement à fréquence variable transforme les sorties provenant de l'algorithme de commande du moteur en tensions, fréquences et/ou signaux PWM qui doivent être émis à partir d'un entraînement à fréquence variable couplé au contrôleur de l'entraînement à fréquence variable. Les sorties provenant de l'algorithme de commande du moteur peuvent comprendre un point de réglage des tours par minute (TPM)/vitesse de l'arbre du moteur et un point de réglage de la limite du couple.

[0035] Au niveau du bloc 305, le fonctionnement d'un moteur électrique est contrôlé avec une commande de moteur et l'entraînement à fréquence variable qui répond aux tensions, aux fréquences et/ou au PWM, la commande du moteur communicant numériquement avec la commande de l'entraînement à fréquence variable via une connexion numérique.

[0036] La figure 4 est un organigramme d'un système de forage comprenant une installation de forage 400 sous la forme d'un exemple d'une plateforme offshore qui comprend un châssis 102, selon divers exemples de la divulgation. Le système 400 comprend une installation de forage qui comprend l'un quelconque des multiples types de plateformes de forage offshore 403 (par ex., plate-forme flottante semi-submersible, autoélévatrice, barge, navire de forage, etc.) qui sont utilisés pour forer un trou de forage sous la mer 404 au moyen d'un train de tiges 408 suspendu et entraîné par la plate-forme de forage 403. Dans d'autres modes de réalisation, le procédé et l'appareil divulgués peuvent être utilisés dans différentes configurations d'appareil de forage, comprenant le forage offshore et onshore.

[0037] Le train de forage 408 comprend des sections de tige de forage suspendues depuis une plateforme de forage 433 sur l'appareil de forage 403. Un module de fond de puits ou module de fond de trou (BHA) situé à une extrémité inférieure du train de forage 408 comprend un trépan 416 qui est entraîné au moins en partie par le train de forage 408 pour forer dans les formations terrestres, ce qui pilote le puits de forage 404. Une partie du puits de forage 404 peut contenir un trou de forage 419 qui comprend un tubage suspendu par une tête de puits 411 sur le fond marin. Une colonne montante marine 414 s'étend de la tête de puits 411 jusqu'à l'appareil de forage 403. Un dispositif de régulation de la rotation (RCD) 428 est positionné au-dessous d'un plancher de forage 431 formé par la plateforme de forage 433. Le train de forage 408 s'étend ainsi du plancher de forage 431, à travers le RCD 428, la colonne montante 414, la tête de puits 411, le tubage de trou de forage et le long du puits de forage 404.

[0038] Un châssis 102 est couplé à une commande distante/VFD 101 sur la plate-forme 433, comme il est illustré dans la figure 1. Après enlèvement du train de forage 408, les moteurs d'un système de pompe sur le châssis 102 fournissent une suspension de ciment sous pression depuis une cuve 440 sur la plateforme de forage 403 vers une ligne d'alimentation 443 raccordée à une conduite intérieure de la plateforme de forage 433. On fait passer le ciment en force au fond du trou à travers le tubage 450 dans le trou de forage 419 et vers le haut à travers l'espace annulaire entre le tubage 450 et le trou de forage 419.

[0039] La figure 5 est un organigramme d'un exemple de système 500 qui peut fonctionner pour implémenter des activités de multiples procédés, selon divers exemples de la divulgation. Le système 500 peut être implémenté comme le montre les figures 1 et 2 en référence aux blocs PLC 103, 110, 112, 204, 205, 220, 221 et/ou les blocs HMI106, 115.

[0040] Le système 500 peut comprendre des circuits tels qu'une commande 520, une mémoire 530 et une unité de communication 535. La mémoire 530 peut être structurée pour inclure une base de données. La commande 520, la mémoire 530 et l'unité de communication 535 peuvent être placées pour fonctionner comme des circuits de commande pour commander le fonctionnement des systèmes des figures 1 et 2 et pour exécuter un quelconque procédé divulgué ici afin de commander un ou plusieurs moteurs pour l'injection du ciment dans un trou de forage.

[0041] L'unité de communication 535 peut contenir une capacité de communication pour divers protocoles (par ex., Profibus). Une telle capacité de télécommunication peut comprendre des technologies de télécommunication sur fil et des technologies sans fil.

[0042] Le système 500 peut également comprendre un bus 537 qui procure une conductivité électrique parmi les composants du système 500. Le bus 537 peut comprendre un bus d'adresse, un bus de données et un bus de commande, chacun étant indépendamment configuré ou sous format intégré. Le bus 537 peut être réalisé à l'aide d'un certain nombre de supports différents de communication permettant la répartition de composants du système 500. Le bus 537 peut comprendre un réseau. L'utilisation du bus 537 peut être régulée par la commande 520.

[0043] Le système 500 peut comprendre une ou plusieurs unités d'affichage 560 sous forme de composant réparti à la surface du trou de forage, qu'on peut utiliser avec les instructions enregistrées dans la mémoire 530 pour mettre en œuvre une interface d'utilisateur pour surveiller/commander le fonctionnement de l'appareil et du système des figures 1 et 2 ou des composants distribués à l'intérieur du système 500. Une telle interface d'utilisateur peut être utilisée en association avec l'unité de télécommunication 535 et avec le bus 537.

[0044] Ces mises en œuvre peuvent comprendre un dispositif d'enregistrement lisible par la machine comportant des instructions exécutables par une machine, par exemple un dispositif d'enregistrement lisible par un ordinateur comportant des instructions exécutables par un ordinateur. En outre, un dispositif de stockage lisible par ordinateur peut être un dispositif physique qui enregistre des données représentées par une structure physique au sein du dispositif. Un tel dispositif physique peut être un dispositif non-transitoire. Des exemples de dispositifs de stockage lisibles par une machine peuvent comprendre, sans limitation, une mémoire en lecture seule, une mémoire à accès aléatoire, un dispositif d'enregistrement sur disque magnétique, un dispositif d'enregistrement optique, une mémoire flash et d'autres dispositifs de mémoire électronique, magnétique et/ou optique.

[0045] D’autres exemples peuvent inclure les Exemples 1 à 20 suivants : [0046] L’Exemple 1 peut avoir pour objet un appareil, en particulier un appareil de commande, comprenant : une commande principale ayant une première interface utilisateur ; un moteur électrique couplé à et configuré pour être commandé par un entraînement à fréquence variable, l'entraînement à fréquence variable est couplé à et configuré pour être commandé par une commande d'entraînement à fréquence variable ; une commande de moteur couplée à un moteur électrique et la commande principale ; un commutateur de réseau couplé, via des connexions numériques respectives, à la commande principale, la commande de moteur et une commande distante ayant une deuxième interface utilisateur, le commutateur de réseau étant configuré pour commuter des données entre la commande principale, la commande distante et la commande de moteur ; et un coupleur de réseau couplé entre la commande d'entraînement à fréquence variable et la commande de moteur, dans lequel l'une de la première interface utilisateur ou de la deuxième interface utilisateur est configurée pour commander le fonctionnement du moteur électrique via les connexions numériques et le coupleur de réseau.

[0047] Dans l'Exemple 2, l'objet de l'Exemple 1 peut également comprendre le fait que la commande principale et la première interface utilisateur sont placés sur un châssis et la commande à distance et la deuxième interface utilisateur sont placées sur une plateforme.

[0048] Dans l'Exemple 3, l'objet de l’un quelconque des Exemples 1 et 2 peut également comprendre le fait que la commande principale comprend également un codeur couplé à la commande de moteur via une ligne de commande du codeur de sorte à transformer une vitesse angulaire de l'arbre du codeur en un signal analogique ou un code numérique.

[0049] Dans l'exemple 4, l'objet de l’un quelconque des Exemples 1 à 3 peut en outre comprendre le fait que le moteur électrique soit couplé à la commande de moteur via des lignes du capteur.

[0050] Dans l'Exemple 5, l'objet de l’un quelconque des Exemples 1 à 4 peut également comprendre le fait que les lignes du capteur sont configurées pour fournir des sorties de condition de moteur en temps réel provenant du moteur électrique.

[0051] Dans l'Exemple 6, l'objet de l’un quelconque des Exemples 1 à 5 peut également comprendre le fait que les sorties de condition de moteur en temps réel comprennent une température et une humidité.

[0052] Dans l'Exemple 7, l'objet de l’un quelconque des Exemples 1 à 6 peut également comprendre le fait que le coupleur de réseau est un coupleur périphérique décentralisé utilisant une norme de communication de bus de champ de procédé.

[0053] Dans l'Exemple 8, l'objet de l’un quelconque des Exemples 1 à 7 peut également comprendre le fait que les première et deuxième interfaces utilisateur comprennent des interfaces utilisateur graphiques.

[0054] L'Exemple 9 peut avoir pour objet un système, en particulier un système de commande, comprenant : une première commande pour commander le système ; une pluralité de commandes de moteur couplées à la première commande, chaque commande de moteur étant couplée à la première commande via une connexion numérique respective ; une pluralité d'entraînements à fréquence variable, chaque entraînement à fréquence variable étant couplé à une commande respective de la pluralité des commandes de moteur via une connexion de réseau numérique ; et une pluralité de moteurs électriques, chaque moteur électrique étant couplé à une commande respective de la pluralité de commandes de moteur et à un entraînement respectif de la pluralité d’entraînements à fréquence variable.

[0055] Dans l'Exemple 10, l'objet de l'Exemple 9 peut également comprendre le fait que les connexions numériques sont des connexions Ethernet.

[0056] Dans l'Exemple 11, l'objet de l’un quelconque des Exemples 9 à 10 peut également comprendre le fait que la pluralité d’entraînements à fréquence variable comprend des commandes d'entraînement à fréquence variable.

[0057] Dans l'Exemple 12, l'objet de l’un quelconque des Exemples 9 à 11 peut également comprendre le fait que chacun de la pluralité des moteurs est couplé à son entraînement à fréquence variable respectif via des câbles de d’alimentation électrique et, en réponse à une configuration de son entraînement à fréquence variable respectif, un câble de codeur.

[0058] Dans l'exemple 13, l'objet de l’un quelconque des exemples 9 à 12 peut également comprendre le fait que la pluralité des commandes de moteur sont couplées à la première commande via des lignes de normes de communication de bus de champ de procédé (Profibus) périphérique décentralisé, des lignes Ethernet et un câblage indépendant.

[0059] Dans l'exemple 14, l'objet de l’un quelconque des exemples 9 à 13 peut également comprendre le fait que le câblage Profibus fournit une vitesse de d'arbre moteur et des signaux de commande de couple provenant de la première commande à la pluralité des commandes de moteur.

[0060] Dans l'exemple 15, l'objet de l’un quelconque des exemples 9 à 14 peut également comprendre le fait que la pluralité des moteurs sont chacun couplés à leurs commandes de moteur respectives via des connexions de capteurs de moteur qui fournissent des données sur une condition du moteur en temps réel.

[0061] L'exemple 16 peut avoir pour objet un procédé, en particulier un procédé de commande, comprenant : l'initiation d'un algorithme de commande de moteur en réponse à une entrée de commande de contrôle reçue par une interface utilisateur d'une pluralité d'interfaces couplées à une commande de moteur via une connexion numérique ; la conversion, avec une commande d'entraînement à fréquence variable, des sorties provenant de l'algorithme de commande du moteur en tensions, fréquences et/ou modulation en largeur d’impulsion (PWM) qui sont transmises à partir d'un entraînement à fréquence variable couplé à la commande d'entraînement à fréquence variable ; et le contrôle du fonctionnement d'un moteur électrique avec une commande de moteur et l'entraînement à fréquence variable qui répond aux tensions, fréquences et/ou PWM, la commande du moteur communiquant de façon numérique avec la commande d'entraînement à fréquence variable via une connexion numérique.

[0062] Dans l'Exemple 17, l'objet de l’Exemples 16 peut également comprendre une deuxième interface de la pluralité d’interfaces demandant un transfert de commande à partir de l'interface utilisateur.

[0063] Dans l'exemple 18, l'objet de l’un quelconque des Exemples 16 à 17 peut en outre comprendre le transfert de la commande du moteur électrique à partir d'une interface utilisateur vers la deuxième interface après un temps prédéterminé d'absence de réponse de la part de la première interface et vice versa.

[0064] Dans l'Exemple 19, l'objet de l’un quelconque des Exemples 16 à 18 peut également comprendre le fait que la commande de moteur reçoit des informations sur une condition de moteur en temps réel à partir du moteur électrique.

[0065] Dans l'Exemple 20, l'objet de l’un quelconque des exemples 16 à 19 peut également comprendre le fait que les sorties provenant de l'algorithme de la commande du moteur comprend un point de réglage des tours par minute (TPM)/ vitesse de l'arbre de moteur et un point de réglage de la limite du couple.

[0066] Plus généralement, conformément à la présente divulgation, n’importe lequel des Exemples 1 à 20 précités peut comprendre n’importe laquelle des caractéristiques qui sont décrites en combinaison avec l’un quelconque de ces Exemples.

[0067] La description détaillée correspond aux dessins annexés qui montrent, à titre d'illustration et non de limitation, divers modes de réalisation dans lesquels l'invention peut être mise en pratique. Ces modes de réalisation sont décrits avec suffisamment de détails pour permettre aux spécialistes du domaine de mettre en pratique ces modes de réalisation ainsi que d'autres. D'autres modes de réalisation peuvent être utilisés et des substitutions de structure, logiques et électriques peuvent être apportées à ces modes de réalisation. Les divers modes de réalisation ne sont pas nécessairement mutuellement exclusifs, comme certains modes de réalisation peuvent être combinés avec au moins un autre mode de réalisation pour obtenir de nouveaux modes de réalisation. La description détaillée ne doit donc pas être prise dans un sens limitatif.

[0068] Même si des modes de réalisation spécifiques ont été illustrés et décrits ici, il sera apprécié par les spécialistes que tout agencement qui est calculé pour atteindre le même objectif peut être substitué pour les modes de réalisation spécifiques illustrés. Divers modes de réalisation utilisent des permutations et/ou des combinaisons des modes de réalisation décrits ici. Il doit être compris que la description qui précède est destinée à être illustrative, et non pas restrictive, et que la phraséologie ou la terminologie utilisée ici l'est dans un but descriptif. Des combinaisons des modes de réalisation susmentionnés et d'autres modes de réalisation seront apparentes aux spécialistes après étude de la description qui précède.

Claims

REVENDICATIONS E Appareil de commande, caractérisé en ce qu’il comprend : une commande principale (110) comportant une première interface utilisateur (115) ; un moteur électrique (114) couplé à et configuré pour être commandé par un entraînement à fréquence variable (104), l'entraînement à fréquence variable étant couplé à et configuré pour être commandé par une commande d'entraînement à fréquence variable (103) ; une commande de moteur (112) couplée au moteur électrique (114) et à la commande principale (110) ; un commutateur de réseau (111) couplé, via des connexions numériques respectives (134, 133, 122), à la commande principale (110), la commande de moteur (112) et une commande à distance (105) comportant une deuxième interface utilisateur (106), le commutateur de réseau (111) étant configuré pour commuter des données entre la commande principale (110), la commande à distance (105) et la commande de moteur (112) ; et un coupleur de réseau (113) couplé entre la commande d'entraînement à fréquence variable (103) et la commande de moteur (112), dans lequel l'une de la première interface utilisateur (115) ou de la deuxième interface utilisateur (106) est configurée pour commander le fonctionnement du moteur électrique (114) via les connexions numériques (134, 133, 122) et le coupleur de réseau (113).
2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la commande principale (110) et la première interface utilisateur (115) sont placées sur un châssis (102) et la commande à distance (105) et la deuxième interface utilisateur (106) sont placées sur une plateforme (101).
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la commande principale (110) comprend également un codeur couplé à la commande de moteur (112) via une ligne de commande (132) du codeur de sorte à transformer une vitesse angulaire de l'arbre du codeur en un signal analogique ou un code numérique.
4. Appareil selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur électrique (114) est couplé à la commande de moteur (112) via des lignes de capteur (135).
5. Appareil selon la revendication 4, dans lequel les lignes de capteur (135)sont configurées pour fournir des sorties de condition de moteur en temps réel provenant du moteur électrique (114).
6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel les sorties de condition de moteur en temps réel comprennent une température et une humidité.
7. Appareil selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le coupleur de réseau (113) est un coupleur périphérique décentralisé utilisant une norme de communication de bus de champ de procédé (Profibus).
8. Appareil selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les première et deuxième interfaces utilisateur (115, 106) comprennent des interfaces utilisateur graphiques.
9. Système de commande, caractérisé en ce qu’il comprend : une première commande (210) pour commander le système ; une pluralité de commandes de moteur (204, 205) couplées à la première commande (210), chaque commande de moteur (204, 205) étant couplée à la première commande (210) via une connexion numérique respective (270, 271, 280, 281) ; une pluralité d'entraînements à fréquence variable (220, 221), chaque entraînement à fréquence variable (220, 221) étant couplé à une commande respective de la pluralité des commandes de moteur (204, 205) via une connexion de réseau numérique (260, 261) ; et une pluralité de moteurs électriques (201, 202), chaque moteur électrique (201, 202) étant couplé à une commande respective de la pluralité des commandes du moteur (204, 205) et à un entraînement respectif de la pluralité d’entraînements à fréquence variable (220, 221).
10. Système selon la revendication 9, dans lequel les connexions numériques (270, 271, 280, 281) sont des connexions Ethernet.
11. Système selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la pluralité d’entraînements à fréquence variable (220, 221) comprend des commandes d'entraînement à fréquence variable.
12. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel chacun de la pluralité de moteurs (201, 202) est couplé à son entraînement à fréquence variable respectif (220, 221) via des câbles d’alimentation électrique et, en réponse à une configuration de son entraînement à fréquence variable respectif (220, 221), un câble de codeur (230, 231).
13. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel la pluralité des commandes de moteur (204, 205) sont couplés à la première commande (210) via des lignes de normes de communication de bus de champ de procédé (Profibus) périphérique décentralisé, des lignes Ethernet et un câblage indépendant.
14. Système selon la revendication 13, dans lequel le câblage Profibus fournit une vitesse d'arbre moteur et des signaux de commande de couple provenant de la première commande (210) à la pluralité de commandes de moteur (204, 205).
15. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel la pluralité des moteurs (201, 202) sont chacun couplés à leur commande de moteur respective (204, 205) via des connexions de capteur de moteur (240, 241) qui fournissent des données sur une condition du moteur en temps réel.
16. Procédé de commande, caractérisé en ce qu’il comprend : l'initiation (301) d'un algorithme de commande de moteur en réponse à une entrée de commande de contrôle reçue par une interface utilisateur d’une pluralité d’interfaces (115, 116) couplées à une commande de moteur (112) via une connexion numérique ; la transformation (303), avec une commande d'entraînement à fréquence variable (103), des sorties provenant de l'algorithme de commande du moteur en voltages, fréquences et/ou signaux modulés en largeur de l'impulsion (PWM) qui doivent être émis à partir d'un entraînement à fréquence variable (104) couplé à la commande d'entraînement à fréquence variable (103) ; et la commande (305) du fonctionnement d'un moteur électrique (114) avec une commande de moteur (112) et l'entraînement à fréquence variable (104) qui répond aux tensions, aux fréquences et/ou au PWM, la commande de moteur (112) communicant numériquement avec la commande d'entraînement à fréquence variable (103) via une connexion numérique.
17. Procédé selon la revendication 16, comprenant également une deuxième interface de la pluralité d’interfaces (115, 116) demandant un transfert de commande à partir de l'interface utilisateur.
18. Procédé selon la revendication 17, comprenant également le transfert de la commande du moteur électrique (114) à partir de l'interface utilisateur vers la deuxième interface (115, 116) après un temps prédéterminé d'absence de réponse de la part de la première interface et vice versa.
19. Procédé selon l’une quelconque des revendications 16 à 18, comprenant également le fait que la commande de moteur (112) reçoive des informations sur une condition de moteur en temps réel provenant du moteur électrique (114).
20. Procédé selon l’une quelconque des revendications 16 à 19, dans lequel les sorties provenant de l'algorithme de commande du moteur comprennent un point de réglage des tours par minute/vitesse de l'arbre du moteur (114) et un point de réglage de la limite du couple.