Le PXI, DataSet Pro et LabVIEW Real-Time sécurisent le freinage des camions

Author(s):
Éric GONNET - SETRI

Industry:
ATE/Instrumentation, Research, Industrial Controls/ Devices/ Systems, Automotive

Products:
Data Acquisition, Signal Conditioning, Multifunction DAQ, PXI/CompactPCI, LabVIEW, Real-Time

The Challenge:
Faire évoluer un banc dynamométrique de freinage pour camions en répondant à de nouvelles spécifications techniques.

The Solution:
Construire un système basé sur des matériels PXI et SCXI, pilotés par le logiciel DataSetPro et LabVIEW Real-Time.

Le Partenaire National Instruments SETRI, basé en région parisienne, a été chargé par le groupe Alstom de l’évolution d’un banc de freinage pour l’ensemble de la gamme des véhicules Renault Trucks et Volvo Trucks. Dans le cadre de tests de nouveaux matériaux composant les plaquettes de freins des camions, SETRI a conçu un système assurant le contrôle/commande du banc de tests, ainsi que toute la partie informatique. Le banc doit permettre d’imposer aux freins les contraintes liées à la simulation d’un demi-véhicule (freins avant et arrière) sur circuit routier et également de simuler le frein de parc (l’équivalent du frein à main pour les véhicules légers). Les essais sont applicables aux freins à commande pneumatique comme aux freins à commande hydraulique. Le test des freins consiste à paramétrer les caractéristiques du véhicule (poids, vitesse, type de freinage souhaité...), exécuter le test, acquérir les données, les traiter et les sauvegarder. Le banc doit être contrôlé en couple de freinage et également en pression.
En résumé, le système mis en oeuvre est un banc de régulation assurant les tests à :
- pression constante et variable
- couple constant et variable.
Toutes ces données sont calculées en fonction de la vitesse du véhicule.

Le défi a été de construire un système PXI temps réel en s’adaptant aux besoins spécifiques de l’application.

Après la configuration de l’essai, des roues d’inertie, simulant le comportement du véhicule, sont fixées automatiquement autour d’un axe entraîné par un moteur. Simultanément, une enceinte climatique régule le débit d’air appliqué au niveau des freins afin de reconstituer l’environnement réel. Par la suite, dans le cas d’une régulation à pression constante, on applique une force, variant de 0 à 7 bars, sur l’étrier de frein et on calcule le temps mis par le camion pour s’arrêter.

Mise en oeuvre du système
En réponse au cahier des charges, un système PXI temps réel a été choisi. Il gère quatre PID (deux pour les tests en pression, deux pour les tests en couple) asservis simultanément à 200 Hz, pouvant être modifiés à tout instant. De plus, une centrale de conditionnement de signaux SCXI est associée au châssis PXI formant ainsi un PXI-1011.
La partie conditionnement se compose :
- d’un module SCXI-1102C pour les mesures issues des capteurs placés dans l’entourage des freins (déplacement, pression, humidité, température...). 32 voies à 1 kHz sont acquises.
- d’un module SCXI-1520 pour les mesures de couple et d’effort (8 voies).
- des modules SCXI-1163R et SCXI-1162 HV qui récupèrent les signaux des armoires électriques connectées au système sous test (conditionnement d’air, groupe hydraulique...).

Une carte de génération de données PXI-6713 gère toutes les consignes analogiques du système comme la vitesse de l’air, la température de l'air de soufflage, la vitesse moteur... Enfin, deux sorties analogiques de la PXI-6052 pilotent les électrovannes de commande d’air pour les freins. Une entrée analogique de cette même carte récupère les signaux issus de la centrale de conditionnement.

Le logiciel
Une partie de l’application est pilotée par deux logiciels développés par SETRI : GenSet et DataSet Pro. Ces deux logiciels sont architecturés autour de l’outil de programmation graphique LabVIEW. De plus, l’asservissement des PID, représentant plus de 240 VIs, a été possible grâce à LabVIEW Real-Time. GenSet simule les profils routiers et permet ainsi à l’opérateur de configurer son essai. DataSet Pro est un logiciel dédié à l’acquisition et à la visualisation en temps réel de tous les types de signaux. Un développement spécifique a été nécessaire afin d’ajouter des fonctionnalités de post-traitement et des calculs mathématiques supplémentaires.

Les logiciels sont stockés dans un PC industriel relié au système PXI par liaison Ethernet. En effet, dans cette configuration le PXI est une plate-forme temps réel qui exécute l’essai configuré, puis renvoie les données au PC industriel.

Résultats
La recette du projet a été validée par le client final (Volvo 3P). Les améliorations notables sont le pilotage en couple, le pas d’exécution des PID et l’ajout du système de conditionnement d’air.

Février 2004

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Éric GONNET
SETRI
ZAC Sully 10, rue Costes et Bellonte
Mantes-la-Jolie 78200
FR
Tel: 01 34 76 56 21
courrier@setri.com

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