Circuits de permission et d'interverrouillage dans les systèmes de commande industriels

Une application pratique de la logique interrupteurs et relais est dans les systèmes de commande où plusieurs conditions de processus doivent être remplies avant qu'un équipement ne soit autorisé à démarrer.

Un exemple courant est le système de contrôle de brûleur pour grands fours à combustion. Pour démarrer les brûleurs en sécurité, la logique de commande doit recevoir la « permission » de plusieurs interrupteurs de processus : pression carburant haute et basse, débit ventilateur air, position clapet cheminée, position porte d'accès, et plus.

Chaque condition de processus est appelée un permissif. Les contacts permissifs sont câblés en série pour que si l'un détecte une condition dangereuse, le circuit s'ouvre.

Si toutes les conditions permissives sont satisfaites, CR₁ s'énergise et la lampe verte s'allume. Dans un système de production, un relais de commande ou électrovanne carburant serait placé dans ce barreau, s'activant seulement quand tous les contacts permissifs sont fermés.

Si une condition échoue, la chaîne série s'ouvre, CR₂ se dé-énergise, et la lampe rouge s'allume.

Notez que l'interrupteur de haute pression carburant est normalement fermé : il s'ouvre quand la pression dépasse le consigne. Puisque l'état normal d'un interrupteur de pression est zéro (basse) pression, on choisit un dispositif normalement fermé pour déclencher sur l'excès de pression.

Logique relais dans les systèmes de commande

La logique relais assure aussi que deux événements mutuellement exclusifs ne peuvent pas se produire simultanément. Un cas typique est le contrôle de moteur réversible, où deux contacteurs commutent la séquence de phases du moteur. Énergiser les deux contacteurs avant et arrière simultanément pourrait court-circuiter les phases A et B.

Avec contacteur M₁, les phases A, B et C se connectent directement aux bornes moteur 1, 2 et 3. Avec contacteur M₂, les phases A et B sont échangées, inversant la rotation du moteur.

Le diagramme montre aussi un contact de surcharge thermique « OL » normalement fermé sur chaque phase. Si un élément réchauffeur surchauffe, le contact s'ouvre et bloque l'énergisation des deux contacteurs.

Ce design fonctionne seulement si l'opérateur n'appuie jamais sur les deux boutons à la fois. L'actionnement simultané court-circuiterait les phases A et B, créant une condition dangereuse.

Prévention des courts-circuits par interverrouillage

Pour éliminer ce risque, le circuit peut être câblé de sorte qu'énergiser un contacteur désactive automatiquement l'autre. C'est ce qu'on appelle l'interverrouillage et est typiquement réalisé avec des contacts auxiliaires :

Quand M₁ s'énergise, son contact auxiliaire normalement fermé s'ouvre, empêchant M₂ de s'énergiser même si le bouton marche arrière est pressé. L'inverse est vrai quand M₂ est énergisé.

Certains contacteurs incluent un interverrouillage mécanique — un levier qui empêche physiquement les deux armatures de fermer ensemble. Pour une sécurité accrue, les interverrouillages électriques peuvent être combinés avec des mécaniques, et la simplicité du circuit en fait une pratique standard dans l'industrie.

Révision :

• Les contacts d'interrupteur qui interrompent un circuit quand certaines conditions physiques ne sont pas remplies sont appelés contacts permissifs ; le système requiert leur « permission » pour s'activer.
• Les contacts d'interrupteur qui empêchent un système de commande d'exécuter deux actions incompatibles simultanément sont appelés interverrouillages.

Fiches d'exercices associées :

• Fiche d'exercices sur les relais électromécaniques à temporisation