Bernard Controls STX100 Installation & Operation Manual

Marque: Bernard Controls

Modèle: STX100

Taper: Installation & Operation Manual

INSTRUCTIONS FOR START-UP

SQX & STX RANGES - ‘SWITCH’ VERSION

MANUEL DE MISE EN SERVICE

GAMMES SQX ET STX - VERSION ‘SWITCH’

(ATEX & IECEx)

NR 1180_rev.05 AF

Art : 5100136

SQX

STX

Gamme

Range

1 Safety information Page 3

1.1 Marking Page 3

1.2 Installation Area Page 4

1.3 Cautions for electrical connection Page 4

1.4 Operation Page 6

1.5 Maintenance Page 6

1.6 Electrical and temperature parameters Page 6

1.7 Special operation conditions including unconrrect practices Page 6

1.8 List of applicable standards Page 7

2 Product overview Page 7

3 Storage Page 7

4 Actuator on valve assembly Page 8

5 Electrical connection Page 8

6 Preliminary tests Page 8

7 Setting of mechanical stops and travel limit switches Page 9

8 Setting of torque limit switches Page 10

9 Mechanical position indicator Page 10

10 Position feedback potentiometer Page 10

11 “TAM” position feedback transmitter Page 11

12 Maintenance Page 12

13 Torque adjustment tables Page 23

Instructions pour la sécurité Page 13

1.1 Marquage Page 13

1.2 Zone d’utilisation Page 14

1.3 Précautions pour le raccordement électrique Page 14

1.4 Utilisation Page 16

1.5 Maintenance Page 16

1.6 Paramètres électriques et températures Page 16

1.7 Conditions particulières d’utilisation y compris d’un mauvais usage Page 16

1.8 Liste des normes appliquées Page 17

2 Présentation Page 17

3 Stockage Page 17

4 Montage sur vanne Page 17

5 Raccordement électrique Page 18

6 Test préliminaires Page 18

7 Réglage des butées mécaniques et des contacts de ﬁn de course Page 19

8 Réglage du limiteur de couple Page 20

9 Indicateur mécanique de position Page 20

10 Potentiomètre de recopie de position (option) Page 20

11 Transmetteur de position type «TAM» (option) Page 21

12 Maintenance Page 22

13 Tableau de correspondance des couples Page 23

CONTENTS

SOMMAIRE

1 SAFETY INFORMATION

The following documents should also be consulted:

a) IEC/ EN60079-14 standard (electric installations in gaseous explosive atmosphere),

b) IEC/EN60079-17 standard (inspection and maintenance operations in dangerous areas),

c) Decrees, ministerial orders, laws, directives, standards, procedures and any other document

relative to the area where the actuator has to be installed.

BERNARD CONTROLS cannot be judged responsible for the non-respect of these rules.

Our actuators have been designed for a use in explosive atmospheres: group II - category 2 in presence

of vapour, fog or gas (G) or dust (D). Use in zone 1 or 2 for gas and 21 or 22 for dust.

Actuators CE marked

Our equipments comply to the ATEX 94/9/CE Directive.

Actuators IECEx marked

Our equipments comply to the IECEx certiﬁcation.

Actuators INMETRO IEx marked

Our equipments comply to the INMETRO IEx certiﬁcation.

Please check the compatibility between the indications written on the identiﬁcation plate and the

explosive atmosphere type, the ambient and the admissible surface temperature of the installation area.

The actuator installation and maintenance must be carried out by qualiﬁed, trained and certiﬁed

personnel.

1.1 MARKING

ATEX

Explosionproof

enclosure “d”

IECEx

Explosionproof

enclosure “d”

IEx

Explosionproof

enclosure “d”

Name and address

of the manufacturer

BERNARD CONTROLS

4 rue d’Arsonval 95505

Gonesse France

BERNARD CONTROLS

4 rue d’Arsonval 95505

Gonesse France

BERNARD CONTROLS

4 rue d’Arsonval 95505

Gonesse France

Actuator type Type STX... Type STX... Type STX...

Serial number and year of

construction

99605 001 - 2011 99605 001 - 2011 99605 001 - 2011

Certiﬁcate number INERIS 10 ATEX 0045 X IECEx INE 10.0017X IEx 12-IEx0226X

Speciﬁc marking II 2 GDc T135°C

N° of notiﬁed

audit body

0080

Gaz marking Ex d IIB T4 Gb Ex d IIB T4 Gb Ex d IIB T4 Gb

Dust marking Ex tb IIIC T135°C Db Ex tb IIIC T135°C Db Ex tb IIIC T135°C Db

Ambiant

temperature

-20°C +70°C -20°C +70°C -20°C +70°C

WARNING

READ THESE INSTRUCTIONS CAREFULLY BEFORE USE

1.2 INSTALLATION AREA

This actuator is a category 2 explosion-proof equipment and can be used in the following areas

depending on the marking :

EPL = Equipment’s Protection Level. b= high level Gas (G) and Dust (D).

Zone 1 (gas) & 21 (dust): the explosive atmosphere is likely to occur occasionally in normal operation.

Zone 2 (gas) & 22 (dust): the explosive atmosphere is not likely to occur in normal operation but

if it does occur, it will persist for a short period of time only.

This product is desig-

ned for a use in surface

industries group IIB,

IIB+H2 or IIC.

(*) Other gas, please consult a notiﬁed body (INERIS or LCIE i.e)

The temperature class corresponds to the actuator maximum surface temperature.

1.3 CAUTIONS FOR ELECTRICAL CONNECTION

Opening the covers

To avoid any risk of explosion, do not open when explosive atmosphere may be present. It is prefe-

rable that the actuator electric control and power supply are switched off before opening the cover.

Be careful not to damage the joint surfaces of the cover.

The explosion proof joint may be lubricated with a grease that does not become hard and is anticorrosion.

Be careful not to damage the gaskets when repositioning the cover onto the actuator body. Tighten

each cover screw.

Screws of explosion-proof actuator body must be of a minimum 8.8 quality grade or made of

stainless steel with a minimum 70 daN/mm2 tensile strength.

In case of use in explosive dust atmosphere, check that cover tightness gaskets are intact and make

Group Typical gas (*)

IIB Ethylene

IIB + H2 Hydrogen

IIC Hydrogen, Acetylene

Class Max surface temperature

T4 135°C

T5 100°C

T6 85°C

WARNING

This device has not been designed to be operated in areas where the risk

of getting explosive atmosphere, frequently or during long periods, is high (Zone 0).

Actuator type STX.., SQX

Protection Ex d, Ex de, Ex tb Ex d , Ex de, Ex tb

Category 2 (EPL Gb, Db) 2 (EPL Gb, Db)

Areas 1 or 2 21 or 22 1 or 2 21 or 22

Atmosphere G Gas D Dust G Gas D Dust

sure not to degrade the gaskets while closing the cover. Cable entries shall provide a level of protection

equal or higher than the one indicated on the actuator identiﬁcation plate. The user shall ensure a regular

cleaning of the product housing to avoid dust build-up.

Overheating

A motor thermal protection switch (refer to actuator electric diagram) is located in the motor. It has

to be integrated into the control circuit in order to switch off the motor power supply in case of

overheating conditions. This protection is mandatory to respect maximum surface temperatures.

Cable entries

Check that cable glands are used and wiring done according to the explosion-proof equipment standards ;

take a special care of the compatibility between the cable diameter and the cable gland size. If one

of the cable entries is not used, seal it with a certiﬁed metal plug and without adapter. If an adapter

is necessary to ﬁt a cable gland, only one is allowed by cable entry and shall be a certiﬁed one.

The actuator is delivered with a yellow sticker in the connection compartment, that obstruates the cable

entries. The danger symbol

and a notice warns the installer of the obligation to equip each cable entry

with a certiﬁed plug or cable gland.

For cable gland and plug take care of the marking:

ATEX : Exd (or Exe in case of an increased safety « e » connexion

compartment)

IECEx : Exd (or Exe in case of an increased safety « e » connexion

compartment)

IEx : Brazilian certiﬁcation Exd.

For Exd box, the thread type is indicated in the connection

box to avoid confusion (NPT or ISO). If the ambiant

temperature exceeds 60°C, consider an additional 10°C at the

cable entry. I.e, at a maximum ambiant temperature of 70°C, the

temperature at the cable entry will be 80°C.

Wiring

Maximum acceptable voltage for the power supply terminal (M4) is 690V and 160V for control terminals

unless otherwise speciﬁed on the wiring diagram. Connection is done with isolated and crimped ring tongue

terminals. The maximum cable section is 6mm

for the power supply (M4) and 4mm

for controls (M3).

An external earth rod allows connection to the earth (4 or 6mm

according to the actuator model).

Make sure to wire both internal and external groundings.

Water-proofness

Because the NPT cable gland thread is not IP68, it’s necessary to mount it with a thread sealant for ex: Loctite

577 (Henkel). In case of ISO thread, sealing is assured by an O ring or by a thread sealant as noticed above.

Please note : For Exd enclosure, thread type (NPT or ISO) is indicated in the connection box to avoid any mistake.

(ﬁg. 1)

Terminal compartment with double double-

sealing protection and volume < 2 litres.

1.4 OPERATION

Do not open the cover when an explosive atmosphere may be present.Never leave the cover open,

in order to avoid any risk of water inlet.

Respect the actuator duty cycle indicated on the identiﬁcation plate. For example, for a 30% duty

and a 40s operating time, the minimum time between two operations is 93 s. In case of over-hea-

ting, the thermal protection will disrupt the motor power supply in order to limit the actuator body

temperature elevation.

1.5 MAINTENANCE

Regularly check that the actuator explosion-proof

body has not been degraded by a mechanical shock

or any other type of agression. The cable glands

are explosion-proof components and, as such, must

be kept intact.

Check that the glands and the cables aspect is normal and also that there is no risk of water

entering into the actuator (avoid placing the cable glands upwards i.e).

Do not bring any modiﬁcation of any kind to the actuator.

The actuator mechanical parts are lubricated and do not necessitate any speciﬁc maintenance.

In the event of a dismounting/remounting operation, make sure that all moving parts are correctly

lubricated in order to prevent any electric spark. The oil for lubriﬁcation must have an auto-ignition

temperature ≥200°C. Please consult Bernard Controls.

Although a thermal protection is built in the motor, it is important to check that there is no risk of

bearings jamming.

Bearings change frequency: 10000h of operation.

Any repair on the explosion proof or the increased safety device requires a prior manufacturer

agreement and generally necessitates to return it to the manufacturer workshop in order to secure

the explosion proof and increased safety protection integrity. Dimensions of explosion proof joints

are speciﬁc. Consult BERNARD CONTROLS for information.

1.6 ELECTRICAL AND TEMPERATURE PARAMETERS

The power supply voltage and frequency are indicated on the identiﬁcation tag and (or) on the electric

wiring diagram.

The minimum ambiant temperature is -20°C and the maximum +40°C unless an other information

is mentioned on the identiﬁcation tag.

1.7 SPECIAL OPERATION CONDITIONS INCLUDING UNCORRECT

PRACTICES

Duty cycle: the motors are designed for an intermittent operation ; it means that they should

be stopped for a sufﬁcient period of time after each operation in order to enable them to cool down

(see §1.4 operation). If the operating time is too high, the motor temperature will raise and will

eventually activate the thermal protection. This event must remain exceptional and everything must

be carried out to avoid switching the thermal protection during normal operation phases.

Covers opening: remove the covers only if there is no explosive atmosphere. It is important

not to degrade the explosion proof protections (surfaces, cable glands, gaskets, ...).

CAUTION:

« WARNING– DO NOT OPEN WHEN

AN EXPLOSIVE ATMOSPHERE

MAY BE PRESENT »

1.8 LIST OF APPLICABLE STANDARDS

EN60079-0 (2012) + A11 (2013), EN60079-1(2007), EN60079-7 (2007), EN60079-31 (2009),

EN13463-1 (2009), EN 13463-5 (2011), IEC60079-0 (2011), IEC60079-1 (2007), IEC 60079-7 (2006),

IEC60079-31 (2008)

2 PRODUCT OVERVIEW

Manual override

STX and SQX actuators incorporate a handwheel for manual control with an automatic clutch sys-

tem with motor-drive priority. The direction of rotation is normally clockwise for closing unless

otherwise speciﬁed.

3 STORAGE

Introduction

An actuator consists of electrical components plus mechanical parts which have life-long lubrication.

Although the assembly is contained in a waterproof housing, the actuators may suffer from oxidation,

become clogged or seize during commissioning if it has not been stored correctly.

Storage

Actuators must be stored under cover in a clean, dry place which is protected against variations

in temperature.

Avoid storing directly on the ground. If stored in areas subject to damp, apply power to the actuator

to dry it out electrically. Check to ensure that the cable entries are sealed.

Ensure electrical component covers and compartments are properly sealed.

In case of a valve with an important stem lift, check that the stem protection cover is mounted

on the actuator. If not, assemble it with a weak sealing paste.

Inspection following storage

1. If stored for less than one year:

• Visual inspection of electrical parts.

• Perform a few movements manually.

• Check consistency of grease.

• Commission the actuator.

Emergency

handwheel

Terminal

compartment

Power and controls

connection

2. If stored for more than one year:

• Long-term storage causes the consistency of the grease to change. To avoid any

grease-drying problem, do some rotations of the actuator several times a year by using

motor or manual override.

• Visual inspection of electrical parts.

4 ACTUATOR ON VALVE ASSEMBLY

Actuator should be secured directly to the valve using proper bolts or via a proper interface.

After assembly, the actuator can operate in any position. However, cable glands should not be

oriented upwards (loss of water tightness) and the motor will preferably not be positioned at the

bottom (potential internal condensation trap)

Note 1: do not lift the actuator by handwheel, it could damage the wormwheel gear.

Note 2: see §.3 for details on storage precaution prior to starting-up.

Note 3: Greasing of A form drive bush trust unit has to be done prior to mounting actuator on valve

(in the case of a rising stem valve).

5 ELECTRICAL CONNECTION

A wiring diagram is normally supplied with the actuator. If

this is not the case, please ask our customer service.

Operating procedure :

a) Check the power supply characteristics with respect to

the rating nameplate.

b) Open the terminal box (ﬁg. 2), connect the power and

control circuits (ring tongue not supplied). The screw dia-

meters is 3mm for the control and 4mm for the power.

Check the wiring.

c) make sure that the cover screws, cable glands are pro-

perly tighten and IP68 waterproofness is assured by an

O ring or by a thread sealant as noticed §1.3.

6 PRELIMINARY TESTS

a) Open the front cover. Due to its high level of tightness,

in order to ease the opening, we do recommend to screw

two M8 screws (minimum length 40mm) into the two holes

(cf. ﬁg.3).

b) Move the valve manually to an half-open position,

c) Operate an electrical opening and check that the motor ro-

tates in the right direction. Press manually on the «OPEN»

travel limit switch ; the motor should stop.

WARNING

Torque, travel limit and motor thermal overload switches must be integrated into

your control system (see wiring examples) in order to prevent potential damage

to the actuator or valve.

Cable entries

Captive

screws

(ﬁg. 2)

O-rings

Cover

M8 screws

(ﬁg. 3)

In the same way, check that the closing electrical command as well as the «CLOSED» travel limit

switch are working correctly,

d) Operate an electrical opening. Press manually on the «OPEN» torque limit switch ; the motor

should stop.

In the same way, operate an electrical closing check that the «CLOSED» torque limit switch is wor-

king correctly,

If any misfunction was detected at this stage, please check the overall wiring.

For safer working conditions, we recommend that the power supply now be switched off.

7 SETTING OF MECHANICAL STOPS AND TRAVEL LIMIT SWITCHES

Mechanical stops description and function (1/4 Turn only):

These items avoid any over-travelling during handwheel operations.

The stops can be located either on the actuator itself or on the 1/4 Turn

worm gearbox if any.

Actuators and gears are supplied and tested for a 90° operation.

Fine adjustment of the stop screws position is possible within a limit of ±

2° maximum.

Travel limit switches description and function:

The cams operating the limit switches are on a cylindrical block which does

not require any disassembly. Each cam can be set independently of the

others. The white and black cams are for open and close travel limits. The

other ones are for auxiliary limit switches.

How to operate the cams:

a) Put a screwdriver in the slot of the button encircled by the same color

as the cam to be set,

b) Press lightly to disengage the cam of locked position,

c) By turning the screwdriver rotate the cam to the position in which it can

trip the limit switch,

d) Remove screwdriver and ensure that the button has come back to its

original position, thus locking the cam.

Procedure of mechanical stops and travel limit switches setting:

a) Loosen stop screws by 2 turns (1/4 Turn only).

b) Manually drive the valve to the closed position. For the 1/4 Turn devices,

if mechanical stops are reached before the valve closing is completed, it

means that the 2° maximum adjustment tolerance has been exceeded ; do not try to go beyond

this limit.

c) Set the cam of the «CLOSED» travel limit switch.

d) Turn stop screws clockwise to the mechanical contact, reloosen 1.5 turn, and secure by lock nut

(1/4 Turn only).

Proceed in the same way in open position.

Perform complete electrical valve opening and closing operations.

It is mandatory that the motor stops on the travel limit switch and not on the mechanical stop

(check available extra travel to the stop with handwheel).

8 SETTING OF TORQUE LIMIT SWITCHES

Actuators are set and tested in accordance with the torque stated on

purchase orders.

If no torque is speciﬁed, the actuator is supplied with torque springs

set to the nominal torque (refer to our Technical Handbooks).

SQX and STX6 models

IMPORTANT: the torque limit switch design of SQX/STX6 actuators

gives a short duration contact only (signal has to be memorised).

If this torque setting must be readjusted, please consult us.

STX models (except STX6)

Remark: The STX torque limiter provides a maintained contact

If the torque limiter is activated during an operation, check:

- that the valve stem is clean and well lubricated

- that the valve stem does not jam in the nut

- that the valve stufﬁng box is not too tight

If the torque limiter setting has to be modiﬁed, consult the valve

manufacturer before proceeding as follows:

- open the limit switches compartment (cover with mechanical position

indicator)

- the torque limiter shall be released prior to proceed to any adjustment

- according to the valve travel direction, determine which adjustment screw to use

- Turn the setting screw to set the new torque limit value reported on the A to G graduated

scale. The A corresponds to the nominal torque of the actuator (100%). Depending on the nomi-

nal torque and the reference, the percentage of torque per gradution (A to G) will be diffrent.

Please refer to the table at the end of the document.

9 MECHANICAL POSITION INDICATOR

The indicator disc is driven by the camblock system.

Turn electrically the valve to the completely closed position and rotate the

disc until the symbol

and the arrow are lined up.

Turn electrically the valve to the completely open position to check that

the symbol

and arrow are lined up. Adjust if required.

10 POSITION FEEDBACK POTENTIOMETER (OPTION)

The potentiometer used for actuator signal feedback is driven by the travel

cam block system. Unless special conﬁguration, the potentiometer has a total resistance of 1000

Ohms 1W. Its operating range depends on the valve travel (typically 730

to 1000 Ohms).

The potentiometer has no mechanical stop and has a non-resistive area

(dead zone) at both the beginning and end of track.

0% position corresponds to a closed valve. 100% to an open valve.

Setting of potentiometer zero is achieved thanks to the «0% postion»

screw.

Drive the actuator to the closed position.

Resistance value is measured between terminals 16 and 17.

Hold the pinion located just under the plate with the «0% position»

marking while driving the potentiometer screw. Adjust the potentiometer so that the resistance

value exceeds 0 Ohm and regularly increases then turn backwards to reach a value as close to 0

Ohm as possible.

Drive the actuator to the open position and write down the resistance value corresponding to the

100% position.

Come back to the closed position and check that, for the 0% position, the resistance shows a close

to zero repeatable value.

Note: If actuator is equipped with 2 potentiometers, each potentiometer is set independently of

the other.

Signal inversion:

To inverse the signal variation direction, invert potentiometer wires on the actuator terminal board

(e.g. for a connection on 16/17/18, invert 16 and 18).

11 “TAM” POSITION FEEDBACK TRANSMITTER (OPTION)

The TAM transmitter delivers a 0/4 to 20 mA signal linearly proportional to the position of the valve.

Electric connections

Refer to the wiring diagram supplied with the actuator.See also some

typical wiring examples below.

Filtered or stabilised power supply should be provided within the 12 to

32 VDC range.

Maximum admissible ohmic load values are given in the table :

Signal direction inversion

The TAM transmitter, when supplied with a standard actuator, provides a signal that rise from close

position to open position, the standard opening direction being counter-clockwise.

If an opposite signal variation is required, simply move 2 jumpers on the board near the potentio-

meter.

Direct signal: jumpers on 1-3 and 2-4

Reversed signal: jumpers on 1-2 and 3-4

Energy Supply

DC (VOLT)

Max. admissible load

Ohm

12 150

24 750

30 1050

Settings

Connect a milliampermeter at the place of burden.

- Always start by adjusting the 0/4mA.

- Drive actuator to the position corresponding to the 0/4 mA (closed in standard),

- Hold the pinion located just under the plate with the «0% position» marking while driving the

potentiometer screw. Adjust the potentiometer so that the output current reaches a minimum

value. Turn backwards until the current value regularly increases then turn backwards again and

stop as soon as the minimum value determined here above has been reached.

The potentiometer is then positioned at the very beginning of its track.

- Then, use the TAM adjustment screw marked as «0/4mA» to adjust the current to a value as close

to the 0/4 mA as possible.

- Drive actuator to the position corresponding to the 20 mA (open in standard),

- Turn the screw marked «20mA» in order to read exactly 20 mA on the milliampermeter.

- Come back to the closed position and check that, for the 0% position, the signal current shows a

close to 0/4 mA and repeatable value.

12 MAINTENANCE

If actuators is correctly mounted and sealed, no special maintenance is required. In case of a rising

stew, the condition of the valve stew and its mut must nertheless be checked periodically to make

sure they are clean and well lubricated. Check once a year function of motor and make sure that

switch compartment is condensation free. If environment is humid, we recommend installation of an

anti-condensation heater resistance.

Actuators are lubricated for about 100,000 operations. If the grease requires to be renewed, ﬁrst

remove the integrality of the old one and use one of the products listed hereafter for reﬁlling.

The lubricants listed are suitable for standard conditions (-20 … +70°C).

For other cases, please consult our Customer Service.

SQX models

- TOTAL N31272

STX models

- CONDAT SY320

1 INSTRUCTIONS POUR LA SÉCURITÉ

Les instructions suivantes doivent être lues conjointement avec :

a) la norme IEC/EN60079-14 (installations électriques en atmosphères explosibles gazeuses),

b) la norme IEC/EN60079-17 (inspection et entretien dans les emplacements dangereux),

c) les décrets, les arrêtés, les lois, les directives, les circulaires d’applications, les normes, les règles

de l’art et tout autre document concernant son lieu d’installation.

Le non-respect de ceux-ci ne saurait engager notre responsabilité.

Nos servomoteurs sont prévus pour une utilisation dans les atmosphères explosives groupe II -

catégorie 2 en présence de gaz, vapeurs ou brouillard (G) ou en présence de poussières (D) selon le

marquage. Utilisation en zone 1 ou 2 pour les gaz et 21 ou 22 pour les poussières.

Servomoteurs marqués CE

Nos appareils sont conformes à la Directive ATEX 94/9/CE.

Servomoteurs marqués IECEx

Nos appareils sont conformes à la certiﬁcation IECEx

Servomoteurs marqués IEx

Nos appareils sont conformes à la certiﬁcation INMETRO IEx

S’assurer de la compatibilité entre les indications ﬁgurant sur la plaque signalétique, l’atmosphère

explosive présente, la zone d’utilisation et les températures ambiantes et de surface. L’installation

du matériel doit être réalisée par du personnel qualiﬁé, compétent et habilité.

1.1 MARQUAGE

ATEX protection

antidéﬂagrante « d »

IECEx protection

antidéﬂagrante « d »

IEx protection

antidéﬂagrante « d »

Nom et adresse

du fabricant

BERNARD CONTROLS

4 rue d’Arsonval 95505

Gonesse France

BERNARD CONTROLS

4 rue d’Arsonval 95505

Gonesse France

BERNARD CONTROLS

4 rue d’Arsonval 95505

Gonesse France

Type du servomoteur STX... STX... STX...

Numéro de série

et date de fabrication

99605 001-2011 99605 001-2011 99605 001 - 2011

Numéro du certiﬁcat INERIS 10 ATEX 0045X IECEx INE 10.0017X IEx 12-IEx0226X

Marquage spéciﬁque II 2 GDc T135°C

Organisme notiﬁé 0080

Marquage gaz Ex d IIB T4 Gb Ex d IIB T4 Gb Ex d IIB T4 Gb

Marquage poussières Ex tb IIIC T135°C Db Ex tb IIIC T135°C Db Ex tb IIIC T135°C Db

Température ambiante Tamb -20°C +70°C Tamb -20°C +70°C -20°C +70°C

ATTENTION

LIRE ATTENTIVEMENT CES INSTRUCTIONS AVANT USAGE

1.2 ZONE D’UTILISATION

Ce matériel antidéﬂagrant est de catégorie 2 et peut être utilisé dans les zones suivantes :

EPL= Niveau de protection de l’équipement. b= haut niveau Gaz (G) et Poussières (D)

Zone 1 (gaz) & 21 (poussières) : l’atmosphère explosive est susceptible de se présenter occasionnel-

lement en fonctionnement normal.

Zone 2 (gaz) & 22 (poussières) : l’atmosphère explosive n’est pas susceptible de se présenter

en fonctionnement normal ou si elle se présente néanmoins, elle n’est que de courte durée.

Ce matériel est prévu

pour les industries de

surface groupe IIB,

IIB+H2 ou IIC :

(*) Autre gaz consulter un organisme notiﬁé (par ex. INERIS ou LCIE)

La classe de température correspond à la température maxi de surface admissible du matériel :

1.3 PRECAUTIONS POUR LE RACCORDEMENT ELECTRIQUE

Ouverture des couvercles

Pour éviter tout risque d’explosion, ne pas ouvrir en présence d’atmosphère explosible. Il est préférable de

mettre hors tension les circuits puissance et contrôle avant l’ouverture des couvercles. En déposant les

couvercles, ne pas endommager l’état de surface des joints.

Les emboitements de couvercles antidéﬂagrants peuvent être lubriﬁés avec une graisse qui ne durcit pas

et est anticorrosion.

Positionner les couvercles sur le carter en prenant garde de ne pas abîmer les joints. Serrer chaque vis du

couvercle.

Type de servomoteur STX.., SQX

Protection Ex d, Ex de, Ex tb Ex d , Ex de, Ex tb

Catégorie 2 (EPL Gb, Db) 2 (EPL Gb, Db)

Zones 1 ou 2 21 ou 22 1 ou 2 21 ou 22

Nature de l'atmosphère G Gaz D Poussières G Gaz D Poussières

Groupe Gaz représentatif (*)

IIB Ethylène

IIB + H2 Hydrogène

IIC Hydrogène Acétylène

Classe Température max. de surface

T4 135°C

T5 100°C

T6 85°C

ATTENTION

Le matériel n’est pas prévu pour un emplacement où l’atmosphère explosive

est présente en permanence, pendant de longues périodes ou fréquemment (Zone 0).

La visserie des enveloppes antidéﬂagrantes doit être de qualité minimum 8.8 ou en inox de résistance à la

rupture de 70 daN/mm² mini.

Pour l’utilisation dans les atmosphères poussiéreuses, vériﬁer le bon état des joints d’étanchéité des cou-

vercles et veiller à ne pas détériorer les joints lors de la fermeture. Les entrées de câble devront avoir un

degré de protection au moins égal aux degrés de protection indiqués sur la plaque. L’utilisateur devra pro-

céder à un nettoyage régulier du matériel aﬁn d’éviter les dépôts de poussières sur les parois du matériel.

Echauffement

Une protection thermique est incluse dans le moteur (voir schéma électrique du servomoteur). Elle doit être

intégrée au circuit de contrôle du servomoteur dans le but de couper l’alimentation du moteur en cas de sur-

chauffe. Cette protection est obligatoire pour respecter les températures maximales admissibles de surface.

Entrées de câble

Vériﬁer que toutes les entrées de câbles sont utilisées et câblées conformément aux règles des équipe-

ments antidéﬂagrants et à la classiﬁcation, en particulier respecter impérativement le diamètre de la bague

du presse-étoupe en fonction du diamètre du câble. Au cas où une entrée de câble ne serait pas utilisée,

l’obturer par un bouchon métallique certiﬁé et sans adaptateur. Si un adaptateur est nécessaire pour le

montage d’un presse-étoupe, cet adaptateur doit être unique et certiﬁé.

A la livraison, une étiquette jaune, avec le symbole danger

et appliquée sur les entrées de câble côté

interne, rappelle l’obligation d’obturer chaque entrée de câble avec un bouchon ou un presse étoupe certiﬁé.

Pour les presse-étoupe et bouchons faire attention au marquage :

ATEX : Exd (ou Exe pour un boitier de raccordement marqué « e »),

IECEx : Exd (ou Exe pour un boitier de raccordement marqué « e »),

Brazil : Certiﬁcation par un organisme brésilien Exd.

Pour les boitiers de raccordement Exd, le type de ﬁletage est indiqué

à l’intérieur de ce boitier pour éviter toute confusion (NPT ou ISO).

Si la température ambiante maximum est supérieure à 60°C, tenir compte d’un échauffement de 10°C à

l’entrée de câble. Pour une température ambiante maximum de 70°C, la température à l’entrée de câble sera

de 80°C. Le boitier de raccordement est protégé par double étanchéité et son volume est inférieur à 2 litres.

Raccordement

La tension maxi de raccordement est de 690V pour les bornes puissance (M4) et 160V pour les bornes

contrôle (M3), sauf indication contraire sur le schéma électrique. Le raccordement se fait par cosse à œillet

isolée et sertie. La section de ﬁl maxi est de 6mm2 pour le circuit de puissance (M4) et 4 mm

pour le circuit

contrôle (M3). Une borne de masse extérieure est prévue pour le raccordement d’un conducteur de terre

(4mm² ou 6mm² suivant le modèle).

Raccorder les masses internes et externes.

Etanchéité

Le ﬁletage des presse-étoupes NPT n’étant pas IP68, il faut les monter avec du joint d’étanchéité pour

ﬁletage, par exemple : Loctite 577 (Henkel). Dans le cas d’un ﬁletage ISO, l’étanchéité doit être assurée par

un joint torique ou par du joint d’étanchéité pour ﬁletage comme indiqué ci-dessus.

Nota : Sur les enveloppes Ex d, le type de ﬁletage utilisé (NPT ou ISO) est indiqué sur le boitier de raccor-

dement électrique.

(ﬁg. 1)

1.4 UTILISATION

Ne pas ouvrir les capots en cours d’exploitation si une atmosphère explosible risque d’être présente et ne

pas risquer une introduction d’eau.

Respecter le service de fonctionnement du servomoteur indiqué sur la plaque signalétique du servomoteur.

Exemple pour un service 30% et un temps de manoeuvre de 40 s, un temps d’arrêt de 93s au minimum

devra être respecté. En cas d’excès de temps de marche le thermique coupera l’alimentation moteur pour

limiter la température de surface du carter.

1.5 MAINTENANCE

Vériﬁer périodiquement que le matériel n’a pas subit de

choc ou d’agression pouvant dégrader la protection an-

tidéﬂagrante. De même, les entrées de câble font partie

de la protection et doivent rester intactes.

Vériﬁer que les bagues et l’état extérieur du câble restent conformes et aussi qu’il n’y a pas de risque d’en-

trée d’eau dans le servomoteur. (Eviter les presse-étoupe orientés vers le haut favorisant les entrées d’eau).

Ne pas effectuer de modiﬁcation du matériel.

La partie mécanique du servomoteur est lubriﬁée et ne nécessite pas d’entretien particulier. En cas de

démontage / remontage, s’assurer que toutes les pièces mobiles sont correctement lubriﬁées pour prévenir

tout risque d’étincelle. L’huile de lubriﬁcation doit avoir un point d’auto-inﬂammation ≥200°C. Consulter

Bernard Controls.

Bien que le moteur soit protégé par une protection thermique, il faut veiller qu’il n’y a pas de risque de

blocage par les roulements.

Périodicité de changement des roulements : 10000h de marche.

Toute intervention de réparation sur le matériel antidéﬂagrant et sécurité augmentée ne peut se faire sans

l’avis du fabricant et devra en général nécessiter un retour en usine pour vériﬁer l’intégrité de la protection

antidéﬂagrante et de la sécurité augmentée. La dimension des joints antidéﬂagrants étant spéciﬁque au

matériel consulter BERNARD CONTROLS pour information.

1.6 PARAMETRES ELECTRIQUES ET TEMPERATURES

La tension et la fréquence d’alimentation sont indiqués sur la plaque signalétique et (ou) sur le schéma

électrique. La température ambiante mini est de -20°C et maxi de +40°C sauf indication contraire sur la

plaque signalétique.

1.7 CONDITIONS PARTICULIERES D’UTILISATION

Y COMPRIS D’UN MAUVAIS USAGE

Service de fonctionnement: Les moteurs sont prévus en service intermittent, c’est-à-dire qu’ils doivent

rester au repos après une manoeuvre pour permettre au moteur de refroidir (voir §1.4 utilisation). Si le temps

de marche est trop important, la température du moteur augmente jusqu’à éventuellement déclencher la

protection thermique. Cette circonstance de fonctionnement doit rester exceptionnelle et tout doit être fait

pour qu’en fonctionnement normal la protection thermique ne soit pas sollicitée.

Ouverture du couvercle. N’ouvrir un couvercle que s’il n’y a pas présence d’atmosphère explosible. Il est

important de ne pas abîmer la protection antidéﬂagrante ( Surfaces antidéﬂagrantes, presse-étoupe, joints

d’étanchéité,...).

ATTENTION :

NE PAS OUVRIR

SI UNE ATMOSPHÈRE EXPLOSIVE

PEUT ÊTRE PRESENTE

1.8 LISTE DES NORMES APPLIQUEES

EN60079-0 (2012) + A11 (2013), EN60079-1(2007), EN60079-7 (2007), EN60079-31 (2009),

EN13463-1 (2009), EN 13463-5 (2011), IEC60079-0 (2011), IEC60079-1 (2007), IEC 60079-7 (2006),

IEC60079-31 (2008)

2 PRÉSENTATION

Comande manuelle

Les servomoteurs STX & SQX sont équipés d’une commande manuelle à débrayage automatique à

priorité électrique. Le sens de manoeuvre est normalement indiqué sur le volant.

3 STOCKAGE

Introduction

Un servomoteur est composé d’éléments électriques et d’une partie mécanique lubriﬁée à la graisse.

Malgré l’étanchéité de l’enveloppe de cet ensemble, les risques d’oxydation, de gommage et de

grippage peuvent apparaître lors de la mise en service du servomoteur si son stockage n’a pas été

correctement réalisé.

Stockage

Les servomoteurs doivent être stockés sous abri dans un endroit propre et sec et protégé des chan-

gements successifs de température.

Eviter le stockage à même le sol. Dans le cas de présence d’humidité alimenter le servomoteur

pour permettre l’action de la résistance de chauffage. Vériﬁer que les entrées de câble sont bien

étanches. En cas de présence d’humidité, remplacer ceux-ci par des bouchons ﬁletés métalliques.

S’assurer de la bonne étanchéité des couvercles, des boîtiers renfermant les éléments électriques.

Dans le cas de vanne dont la levée de tige est importante, vériﬁer que le capot de protection

est bien monté sur le servomoteur. Sinon, monter celui-ci avec une pâte à joint.

Contrôle après stockage

1. Durée du stockage inférieure à 1 an

• Contrôle visuel de l’équipement électrique.

• Procéder à quelques manoeuvres manuelles.

• Vériﬁer la bonne consistance de la graisse.

• Procéder à la mise en service du servomoteur.

Volant de

commande

manuelle

Raccordement

électrique

Connexion électrique

puissance et contrôle

2. Durée du stockage supérieure à 1 an

• Le stockage à long terme entraîne un changement dans la consistance de la graisse.

En faible épaisseur sur les axes ou tourillons elle se dessèche. Il est donc nécessaire

de procéder à quelques rotations plusieurs fois par an (par démarrage moteur ou à l’aide du

volant) pour prévenir tout problème.

• Contrôle visuel de l’équipement électrique.

4 MONTAGE SUR VANNE

Le servomoteur doit être boulonné sur l’appareil à motoriser.

Les servomoteurs BERNARD CONTROLS sont graissés à vie et peuvent fonctionner dans n’importe

quelle position. Cependant, les presse-étoupes ne devraient par être orientés vers le haut

(étanchéité) et le moteur pas placé en position basse (accumulation de condensation potentielle).

Note 1: ne pas transporter les servomoteurs par le volant sous peine d’endommager le couple roue

et vis.

Note 2: voir §.3 pour les précautions de stockage avant mise en route.

Note 3: En cas de montage sur vanne à tige montante, vériﬁer le graissage de l’écrou en bronze

de la forme A avant montage sur vanne.

5 RACCORDEMENT ELECTRIQUE

Un schéma de câblage est fourni avec l’actionneur. Si ce n’est

pas le cas, le demander à notre service client.

Mode opératoire

a) Vériﬁer la nature et la tension du courant par rapport à la

plaque signalétique.

b) Ouvrir la boite de raccordement (ﬁg. 2), raccorder

puissance et contrôle (cosse à oeillet non fournis). Le

diamètre des vis fournies est de 3mm pour le contrôle et

4 mm pour la puissance.

Vériﬁer le câblage

c) Vériﬁer que les vis du couvercle ainsi que les

presse-étoupe ont bien été resserrés après

câblage, que l’étanchéité IP68 est bien réalisée comme

expliqué chapitre §1.3.

6 TESTS PRÉLIMINAIRES

a) Ouvrir le capot principal (avec l’indicateur de position).

Grâce à son haut niveau d’étanchéité et aﬁn de faciliter

l’ouverture, nous vous recommandons de visser deux vis

M8 (longueur minimale de 40 mm) dans les deux trous pré-

vus à cet effet (voir ﬁgure 3).

b) A l’aide de la commande manuelle, amener la vanne en

position médiane

ATTENTION

Les contacts de limiteur de couple, de ﬁns de course et de protection thermique moteur

doivent être intégrés dans la logique de contrôle (voir les exemples de schemas de câblage)

de manière à éviter toute dégradation potentielle du servomoteur ou de la vanne.

Entrée

de câbles

Vis

imperdable

(ﬁg. 2)

Joints

Couvercle

Vis M8

(ﬁg. 3)

c) Actionner la commande électrique d’ouverture. Vériﬁer que le sens de rotation du servomoteur

est correct. Actionner manuellement le contact de ﬁn de course «OPEN» (ouvert) ; le moteur doit

s’arrêter. Vériﬁer de la même manière la commande électrique de fermeture et le contact de ﬁn

de course «CLOSED» (fermé).

d) Actionner la commande électrique d’ouverture. Vériﬁer que le sens de rotation du servomoteur

est correct. Actionner manuellement le contact du limiteur d’effort «OPEN» (ouvert) ; le moteur

doit s’arrêter. Vériﬁer de la même manière la commande électrique de fermeture et le contact du

limiteur d’effort (2 occurences).

En cas de problème sur un de ces tests, vériﬁer l’ensemble du cablâge.

Pour plus de sécurité, nous recommandons de couper maintenant l’alimentation électrique

7 REGLAGE DES BUTEES MECANIQUES ET DES CONTACTS

DE FIN DE COURSE

Description et fonction des butées mécaniques (1/4 Tour uniquement)

Ce dispositif limite mécaniquement la course lors de la commande ma-

nuelle de la vanne et de ce fait évite tout déréglage. Suivant les cas, les

butées sont localisées sur le servomoteur ou sur le réducteur 1/4 Tour.

Les servomoteurs sont réglés dans nos usines pour une rotation de 90°.

Un réglage est possible grâce aux vis d’arrêt dans la limite de 2° à chaque

extrémité.

Description et fonction du bloc à cames et des contacts ﬁn de course:

Les cames actionnant les micro-contacts forment un ensemble monobloc

dont les éléments peuvent être réglés indépendamment les uns des autres.

Les cames blanche et noire servent aux contacts ﬁn de course.

Les autres cames sont pour des contacts auxiliaires.

Les cames se manoeuvrent de la façon suivante :

a) Introduire un petit tournevis dans la fente entourée d’une bague de la

même couleur que la came à déplacer,

b) Appuyer légèrement pour libérer la came,

c) Tourner indifféremment dans un sens ou dans l’autre pour amener la

came dans la position recherchée,

d) Relâcher la pression en s’assurant que la tête est remontée en position

d’origine, ce qui verrouille automatiquement la came

Mode opératoire de réglage des butées mécaniques et du bloc à cames:

a) Desserrer les deux butées mécaniques de 2 tours (1/4 Tour seulement).

b) Amener la vanne en position fermée. Pour les appareils 1/4 Tour, si l’on arrive en butée mécanique

avant d’avoir atteint la fermeture complète de la vanne, cela signiﬁe que la tolérance de réglage

de 2° maximum a été dépassée ; ne pas tenter de passer outre à cette limite

c) Régler la position de la came du contact de ﬁn de course «CLOSED».

d) Revisser la butée jusqu’au contact et la desserrer d’un tour et demi puis bloquer la vis de la butée

avec le contre-écrou (1/4 Tour uniquement).

Respecter la même procédure pour l’ouverture (ﬁn de course OPEN).

Effectuer une fermeture et une ouverture complète avec la commande électrique. Il est impératif

que l’arrêt du moteur sur ﬁn de course électrique intervienne avant l’arrivée en butée mécanique (à

l’aide du volant vériﬁer la marge de course restante jusqu’à la butée mécanique).

8 REGLAGE DU LIMITEUR DE COUPLE

Le servomoteur est livré avec un système limiteur d’effort étalonné en atelier. Son réglage est

effectué suivant les valeurs spéciﬁées à la commande ou, par défaut, à 100% du couple nominal du

servomoteur (cf. nos Guides Techniques).

Modèles SQX et STX6

IMPORTANT: Les microrupteurs limiteurs de couple des SQX donnent

un contact à impulsion (le signal doit être mémorisé).

Si le limiteur de couple nécessite une action à un couple inférieur au

couple maximum, nous consulter.

Modèles STX (Sauf STX6)

Les microrupteurs limiteurs de couple des STX fournissent un contact

électrique maintenu.

Si le limiteur de couple est actionné en cours de manœuvre, vériﬁer :

- que la tige de vanne est propre et bien graissée

- que la tige de vanne ne grippe pas dans l’écrou de manoeuvre

- que le presse étoupe de la tige de vanne n’est pas trop serré.

Si une modiﬁcation de couple est nécessaire, et après accord du four-

nisseur de la vanne, le réglage du limiteur peut être ajusté comme suit :

- ouvrir le couvercle avant (celui qui intègre l’indicateur mécanique de

position)

- pour reprendre le réglage, le limiteur de couple doit être au repos

- suivant le sens de manoeuvre de la vanne, déterminer sur quelle vis

de réglage agir,

- ajuster la nouvelle valeur de couple du limiteur à l’aide d’un tournevis et de l’échelle graduée de A

à G. A correspond au couple nominal (100%) du servomoteur. The A corresponds to the nominal

torque of the actuator (100%). Selon le couple nominal et la référence commerciale de l’action-

neur, le pourcentage du couple par graduation (de A à G) sera différent. Merci de vous référer aux

tableaux en ﬁn de document.

9 INDICATEUR MECANIQUE DE POSITION

Le disque de l’indicateur est entraîné en rotation par le bloc cames des ﬁns

de course.

Amener la vanne en position fermeture complète et positionner le disque

aﬁn que la ﬂèche pointe vers le symbole

Amener la vanne en position ouverture complète pour contrôler que le

symbole

est bien en face de la ﬂèche. Réajuster si nécessaire.

10 POTENTIOMETRE DE RECOPIE DE POSITION (OPTION)

Le potentiomètre de recopie de position est entraîné par le bloc cames des

ﬁns de course.

Sauf cas de réalisation spéciale, le potentiomètre a une résistance totale

de 1000 Ohms 1W. La plage utile du potentiomètre dépend de la course

(typiquement 730 à 1000 Ohms). Le potentiomètre n’a pas de butée méca-

nique et possède une zone non-résistive (zone morte) en début et en ﬁn

de piste.

Le 0% correspond à une vanne fermée. Le 100% à une vanne ouverte.

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Bernard Controls STX100 Installation & Operation Manual

Marque: Bernard Controls

Modèle: STX100

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