TP ENERGIE : Compteurs électriques

Télécharger les documents des Travaux Pratiques

Fiches TP Enseignant / Elève

Datasheet / Table d’échanges

Fiche TP enseignant

Objectif :

Installer un compteur électrique qui communique avec un PC d’acquisition, et analyser les données du compteur sur un graphique.

Pré-requis à réaliser par l’enseignant :

  1. Déclarer les salariés (élèves et équipes)
  2. Déclarer l’arborescence physique par groupe d’élèves (pour classer les fonctions créées)
  3. Déclarer l’arborescence mnémonique par groupe d’élèves (pour classer les mnémoniques)
  4. Installer l’Add-In Lina pour Excel pour réaliser la partie « Pour aller plus loin »

Fiche TP élève

Objectif : Installer un compteur électrique qui communique avec un PC d’acquisition, et analyser les données du compteur sur un graphique.

Les compteurs électriques sont utilisés dans l’industrie pour répondre aux problématiques suivantes :

  • Mesurer les coûts de production liés à l’électricité
  • Analyser les postes de consommation
  • Adapter la puissance pour réduire le coût des factures

Nous utiliserons dans ce TP le compteur Socomec countis E17. Il est équipé d’un écran digital, d’un port réseau et prend en charge le protocole Modbus TCP/IP. Ce compteur peut donc être raccordé directement sur le réseau informatique.

Important : Pour faire communiquer les compteurs avec le logiciel d’énergie, il est important de vérifier que le logiciel et le compteur prennent en charge le protocole Modbus TCP/IP.

Pour plus d’infos :

Dans l’industrie il est souvent privilégié de raccorder les compteurs à une CPU plutôt que de les mettre directement en réseau.

Il existe d’autres compteurs qui sont non-communiquant, ou qui communiquent par un port COM ou une sortie Pulse.

Rappels :

La puissance électrique est une grandeur instantanée. Elle rend compte de la puissance (U x I en Watts) consommée par un appareil à un instant t.

L’énergie électrique rend compte de la puissance consommée sur une durée.

L’énergie électrique se note E, et son unité de mesure est le Joule. La grandeur physique de E est [P x t] soit des watts-seconde. Cependant l’unité la plus couramment utilisée quand on parle d’installations domestiques est le kilowatt-heure (kWh).

1 kilowatt-heure = 1000 watts x 1 heure = 1000 watts x 3600 secondes.

D’où 1 kWh = 1000 x 3600 watts-secondes = 3 600 000 Joules.

Sur une facture EDF, la consommation exprimée en kWh rend donc compte de la puissance en kilowatts consommée par une installation sur une durée d’une heure.

Exercice :

Sur une installation on alimente pendant 30 minutes une ampoule de 60 Watts, une ampoule de 120 Watts, et un moteur de 15 kilowatts.

Quelle est la consommation finale de cette installation en kWh ?

Quelle serait la consommation de cette installation en kWh si on l’alimente pendant 1 heure ?

TP partie 1 : Installation et acquisition

1. Réaliser l’installation électrique et réseau.

Le schéma suivant représente l’installation la plus simple pour connecter un compteur électrique, une ampoule, et un PC d’acquisition.

Vérifier que le PC et le capteur sont bien sur le même sous-réseau.

 ATTENTION : Lors du raccordement de l’installation l’alimentation générale doit être coupée.

Il est possible d’ajouter entre le compteur et le PC un switch réseau. Le switch peut permettre de connecter plusieurs compteurs électrique (ou d’autres appareils communiquant) sur un même PC.

2. Configurer le compteur électrique

Le compteur dispose d’une adresse IP et d’une adresse Modbus définies par défaut. Il est possible de configurer ces adresses, pour cela consulter la datasheet de l’appareil.

3. Configurer le logiciel d’acquisition

Pour configurer le logiciel d’acquisition :

Remarque : vous devez paramétrer le device Modbus dans le logiciel selon les mêmes paramètres que le compteur (ceux par défaut ou ceux que vous avez configuré).

4. Déclarer les mnémoniques

Puis les élèves déclarent les mnémoniques, et les classent dans l’arborescence de leur groupe de TP. Chaque groupe doit créer ses sous-niveaux d’arborescence par automate. Cela ne pose pas de problème dans Lina que plusieurs mnémoniques référencent la même adresse automate.

Une fois que le device est configuré dans le logiciel d’acquisition, il faut aller lire sur celui-ci les valeurs qui nous intéressent. Cela passe par les mnémoniques et une table d’échange.

Il y a 2 registres de type double mot à lire :

  • P à l’adresse décimale 50536
  • Ea+ à l’adresse décimale 51311

Pour déclarer les mnémoniques :

5. Déclarer le compteur

Le compteur dans le logiciel d’acquisition, est la fonction qui permet d’enregistrer les données. Le mnémonique seul permet de lire les données mais pas de les enregistrer dans le temps.

Pour déclarer le compteur :

TP partie 2 : Analyse des données et rapports

Pour suivre les données du compteur :

Le menu « Suivi des compteurs » vous permet en un coup d’œil de vérifier la bonne acquisition des données de votre compteur électrique.

Si vous ne retrouvez pas ici l’image de la consommation réelle de l’installation, alors un ou plusieurs points du TP partie 1 n’ont pas été correctement réalisés.

Après avoir vérifié que les données étaient correctes, vous pouvez utiliser le menu « Tableau croisé dynamique des compteurs » pour créer vos propres analyses.

Après avoir créé votre analyse personnalisée, il vous est possible de l’afficher dans un tableau de bord hypervision.

Pour aller plus loin : Lina permet de créer des rapports Excel, en réalisant une extraction des données en base de données. L’Add-In Lina pour Excel doit avoir été préalablement installé sur le PC pour utiliser cette fonctionnalité. Pour créer des rapports :