Le PLC LME21.130C2 LME21130C2 LME21.13OC2

Unité de commande de brûleur Siemens LME21.130C2 | 2 étages — Détection de flamme par ionisation / QRA, t1=7s, TSA=3s, AC230V, affichage de défaut multicolore, surveillance de la pression d'air

Tension secteur : AC230V

Temps de pré-ventilation (t1) : 7 secondes

Temps de sécurité (TSA) : 3 secondes

Mode de fonctionnement : Intermittent (redémarrage contrôlé après 24 heures de fonctionnement continu)

Fonctionnalités de sécurité :

• Détection de sous-tension
• Surveillance de la pression d'air avec vérification fonctionnelle du pressostat d'air au démarrage et pendant le fonctionnement
• Limitation des répétitions de verrouillage
• Dispositif de réinitialisation électrique à distance

Aperçu

Le Siemens LME21.130C2 est une unité de commande de brûleur à base de microprocesseur — le cerveau électronique qui régit la séquence d'allumage, surveille la flamme pendant le fonctionnement et gère l'arrêt sécurisé d'un brûleur à gaz ou gaz/fioul à tirage forcé à 2 étages. En ingénierie de la combustion, cette classe d'appareils est appelée un dispositif de sécurité de flamme ou un programmateur de brûleur : il suit une séquence d'opérations précisément chronométrée, de la pré-ventilation à l'allumage et au fonctionnement stable, et il verrouille le brûleur — arrêtant toute alimentation en combustible et nécessitant une réinitialisation manuelle — chaque fois qu'il détecte une condition en dehors des paramètres de fonctionnement sûrs.

La série LME21 représente la génération de commandes de brûleurs à base de microprocesseur de Siemens, remplaçant les anciennes conceptions électromécaniques à cames.

Alors qu'un programmateur mécanique s'appuyait sur une came rotative pour ouvrir et fermer des contacts de relais en séquence, le LME21.130C2 effectue la même séquence numériquement, avec des valeurs de temporisation fixes dans le firmware et vérifiées en interne par le microprocesseur.

Cette approche numérique élimine l'usure mécanique et la dérive de temporisation inhérentes aux commandes à cames, produit des informations de diagnostic beaucoup plus détaillées grâce à son écran LED multicolore, et permet des fonctionnalités — comme la surveillance continue du pressostat d'air et le comptage des répétitions de verrouillage — qui auraient nécessité des composants externes séparés sur les anciens systèmes.

La désignation 2 étages fait référence au contrôle de la capacité de sortie du brûleur : plutôt qu'un brûleur simple marche/arrêt (1 étage), un brûleur à 2 étages a un étage basse puissance et un étage haute puissance.

Le LME21.130C2 gère la transition entre ces étages — démarrant le brûleur au premier étage et activant le second étage selon la demande — mais sans contrôle d'actionneur, ce qui signifie que le changement d'étage est une commutation marche/arrêt (fermeture de contact de relais vers la vanne de gaz du second étage ou le commutateur d'amortisseur d'air) plutôt qu'une modulation proportionnelle.

Ceci est approprié pour la plupart des brûleurs commerciaux et industriels de petite taille où deux niveaux de puissance thermique offrent une capacité de suivi de charge suffisante.

Spécifications clés

Séquence de démarrage — Ce qui se passe de l'appel de chaleur à la flamme stable

Le LME21.130C2 suit une séquence définie chaque fois qu'un signal de demande de chaleur arrive à son entrée thermostat ou régulateur :

Pré-ventilation (t1 = 7 secondes) : Le ventilateur du brûleur fonctionne à pleine vitesse pendant 7 secondes avant toute tentative d'allumage ou d'admission de combustible.

Cette pré-ventilation purge la chambre de combustion et le conduit de fumée de tout gaz non brûlé résiduel d'un arrêt précédent — éliminant le risque d'explosion qui résulterait de l'allumage d'un mélange combustible-air accumulé pendant la période d'arrêt. Pendant la pré-ventilation, le LME21.130C2 vérifie le pressostat d'air pour confirmer un débit d'air de combustion adéquat.

Allumage et admission de combustible (temps de sécurité TSA = 3 secondes) : Après la pré-ventilation, le transformateur d'allumage s'active et la vanne de combustible du premier étage s'ouvre simultanément.

La sonde d'ionisation ou le détecteur QRA surveille la chambre de combustion pour un signal de flamme. Le temps de sécurité de 3 secondes est la fenêtre autorisée pour que la flamme s'établisse — si un signal de flamme valide n'est pas détecté dans les 3 secondes, le LME21.130C2 ferme toutes les vannes de combustible et se verrouille.

Surveillance de la flamme : Une fois la flamme stable établie, le LME21.130C2 surveille en permanence le signal du détecteur de flamme. La perte de flamme à tout moment pendant le fonctionnement déclenche la fermeture immédiate des vannes de combustible et le verrouillage. La transition à 2 étages (activation de la vanne du second étage ou du commutateur d'amortisseur) se produit sur demande, le régulateur confirmant la présence de flamme avant et après le changement d'étage.

Arrêt et redémarrage intermittent : Après 24 heures de fonctionnement continu — une exigence de sécurité pour éviter un fonctionnement prolongé sans surveillance — le LME21.130C2 force un arrêt contrôlé et redémarre la séquence d'allumage.

Ce fonctionnement intermittent contrôlé garantit que les vérifications de sécurité de pré-ventilation et d'allumage sont répétées à intervalles réguliers plutôt que de permettre au brûleur de fonctionner indéfiniment sans redémarrage supervisé.

Détection de flamme — Options ionisation et QRA

Le LME21.130C2 prend en charge deux technologies de détection de flamme fondamentalement différentes, choisies pour correspondre au type de combustible et aux caractéristiques de la flamme :

Sonde d'ionisation : Une tige métallique insérée dans la zone de flamme qui conduit un petit courant alternatif à travers le nuage d'ions de la flamme vers la terre.

Comme seule une flamme active produit une ionisation suffisante pour faire passer ce courant, la présence de courant confirme la flamme. 

Les sondes d'ionisation sont simples, peu coûteuses et très fiables — mais elles ne fonctionnent qu'avec les flammes de gaz, car les flammes de fioul produisent une zone de suie non conductrice autour de la pointe de la sonde. 

Pour les brûleurs à gaz uniquement, l'ionisation est le premier choix standard.

Détecteurs UV série QRA... avec AGQ3...A27 : Capteurs à photocellule ultraviolette qui détectent le rayonnement UV produit par la combustion d'hydrocarbures. Contrairement à l'ionisation, la détection UV fonctionne avec les flammes de gaz et de fioul, et elle offre une réponse plus rapide à la perte de flamme.

L'unité auxiliaire AGQ3...A27 interface la sortie du détecteur QRA avec l'entrée du signal de flamme du LME21.130C2. Les détecteurs à flamme bleue (série QRC) couvrent des applications spécifiques impliquant des flammes bleues, quasi invisibles, qui n'émettent pas de rayonnement UV significatif — comme la combustion d'hydrogène pur ou de gaz très pauvre.

Surveillance de la pression d'air — Plus qu'un simple interrupteur

Un pressostat d'air standard confirme que le ventilateur d'air de combustion a démarré et fournit un débit d'air supérieur au seuil minimum.

La surveillance de la pression d'air du LME21.130C2 va plus loin : elle effectue une vérification fonctionnelle du pressostat d'air lui-même pendant chaque séquence de démarrage, vérifiant que le commutateur s'ouvre et se ferme correctement plutôt que d'être bloqué dans une position. 

Un pressostat bloqué fermé qui ne peut pas détecter une défaillance du ventilateur permettrait l'admission de combustible sans air de combustion adéquat — une condition extrêmement dangereuse. La vérification fonctionnelle détecte ce mode de défaillance avant chaque démarrage, et non pas seulement lors de l'installation initiale.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre t1 et TSA dans la séquence du LME21.130C2 ?

t1 (7 secondes) est le temps de pré-ventilation — la durée pendant laquelle le ventilateur fonctionne avant toute tentative d'allumage, purgeant la chambre de combustion du gaz résiduel. TSA (3 secondes) est le temps de sécurité — le temps maximum autorisé après l'ouverture de la vanne de combustible et l'activation du transformateur d'allumage pour qu'une flamme soit détectée.

Si aucun signal de flamme n'apparaît dans le TSA, la commande se verrouille.

Les deux temporisations servent des fonctions de sécurité différentes : t1 empêche l'allumage explosif de poches de gaz préexistantes, tandis que TSA limite le volume total de combustible non brûlé qui peut entrer dans la chambre de combustion avant qu'un verrouillage n'arrête la séquence.

Q2 : Le LME21.130C2 est décrit comme "sans contrôle d'actionneur". Que signifie le contrôle d'actionneur dans ce contexte ?

Le contrôle d'actionneur fait référence au contrôle de modulation d'un amortisseur d'air ou d'une vanne de combustible entraîné par servomoteur — utilisé dans les brûleurs entièrement modulants qui varient continuellement le combustible et l'air pour correspondre à la demande de chaleur exacte plutôt que de passer par étapes fixes.

Le LME21.130C2 gère le fonctionnement à 2 étages (deux niveaux de sortie discrets) uniquement par contacts de relais, sans les signaux de sortie analogiques ou numériques qui piloteraient un servomoteur.

Les brûleurs nécessitant une modulation proportionnelle ont besoin d'une unité de commande différente — les séries LME22 ou LME71, par exemple, qui incluent des sorties de contrôle de position d'actionneur.

Q3 : La commande spécifie "fonctionnement intermittent après 24 heures de fonctionnement continu". Est-ce obligatoire et qu'est-ce qui le déclenche ?

Oui, c'est obligatoire — c'est une fonction programmée du firmware du LME21 qui ne peut pas être désactivée. Après que la commande a fonctionné en continu (brûleur en marche) pendant 24 heures, elle initie un arrêt contrôlé et redémarre la séquence de démarrage à partir de la pré-ventilation.

C'est une exigence de sécurité réglementaire dans les normes européennes sur les appareils à gaz, garantissant que la séquence d'allumage et le détecteur de flamme sont testés au moins quotidiennement, même dans les applications où le brûleur fonctionne en continu (comme les systèmes d'eau chaude à température constante).

Le minuteur de 24 heures se réinitialise chaque fois qu'un cycle marche/arrêt normal commandé par thermostat se produit pendant la journée.

Q4 : Que signifie l'affichage de diagnostic LED multicolore et comment est-il lu ?

L'affichage LED multicolore du LME21.130C2 indique la phase actuelle de la séquence de commande et les codes d'erreur à l'aide de différentes couleurs (vert pour les phases de fonctionnement normales, rouge ou rouge clignotant pour les verrouillages et les conditions de défaut) et de motifs de clignotement.

Chaque combinaison couleur-clignotement correspond à un état de fonctionnement spécifique ou à un type de défaut documenté dans la fiche technique du LME21 : vert continu pour le fonctionnement, vert clignotant pendant des phases de séquence spécifiques, rouge pour le verrouillage, et des combinaisons indiquant des types de défauts spécifiques (perte de flamme, défaut de pression d'air, défaut interne).

Cet affichage sur l'appareil permet à un technicien de service de diagnostiquer la raison du défaut sans avoir besoin d'un outil de diagnostic séparé — la LED raconte l'histoire directement.

Q5 : Le LME21.130C2 peut-il remplacer directement une ancienne unité de commande des séries LGB ou LMG ?

Siemens a conçu le boîtier du LME21 pour qu'il soit physiquement identique aux anciennes commandes des séries LGB et LMG, spécifiquement pour permettre un remplacement direct.

L'empreinte de montage, la disposition des bornes de câblage et le connecteur enfichable sont compatibles, de sorte qu'un LME21.130C2 peut être installé dans un brûleur qui utilisait précédemment une commande LGB ou LMG avec une modification de câblage minimale ou nulle.

La différence fonctionnelle — traitement numérique remplaçant les minuteries électromécaniques, fonctionnalités de diagnostic supplémentaires — est livrée avec la même forme physique. 

Cependant, le chronométrage de la séquence de commande (t1, TSA) et les types de détecteurs approuvés doivent être vérifiés pour correspondre aux exigences spécifiques du fabricant du brûleur avant de substituer un LME21 à un LGB/LMG, car les approbations de brûleurs sont liées à des types d'unités de commande spécifiques.