Rénovation du système de pilotage de la soufflerie Eurocopter du site de Marignane

  Print Print

"La communication avec les automates est assurée par la bibliothèque «Modbus» disponible sous LabVIEW et très simple d’utilisation."

- Warren LINDER et Julien MAREY, CLEMESSY

The Challenge:
Rénover le système de pilotage et d’acquisition d’une soufflerie avec des contraintes fortes de précision, inhérentes à ce type de moyen d’essais. En outre, il fallait étendre les fonctionnalités existantes et considérer les futures évolutions de l’architecture.

The Solution:
Remplacer le matériel obsolète par des éléments équivalents et pérennes (NI CompactDAQ notamment) et développer une application conviviale en NI LabVIEW permettant de s’interfacer aux matériels et de superviser la soufflerie.

Author(s):
Warren LINDER et Julien MAREY - CLEMESSY

La soufflerie Eurocopter, de type Eiffel, est un moyen d’essais qui entre notamment en jeu lors du design et de l’évaluation des performances aérodynamiques des hélicoptères. Une partie des éléments constitutifs du moyen d’essais étant devenue obsolète, les coûts de maintenance élevés et une fiabilité détériorée associés à la soufflerie ont conduit Eurocopter à entreprendre un projet de rénovation.

Dans un tel contexte, Clemessy s’est vu confier la rénovation du système de pilotage du banc, de la partie acquisition, ainsi que le renouvellement des actionneurs hydrauliques. L’objectif était alors de remplacer les organes identifiés comme obsolètes par du matériel pérenne. Un nouveau système de pilotage dédié a également été mis au point. Le chantier de rénovation impliquait le remplacement d’une partie du matériel et une refonte de l’ensemble de la partie logicielle.

Principe de fonctionnement de la soufflerie

Au sein de la soufflerie, un moteur de 300 kW permet de générer, à l’aide d’un ventilateur de plus de 5 m de diamètre, un écoulement à retour et semi-guidé. Un collecteur, à gauche sur la Figure n°2, permet de concentrer le flux afin d’obtenir une vitesse uniforme dans la section d’essais. Les maquettes d’hélicoptère sont situées au centre de la section d’essais. Une balance aérodynamique permet alors d’évaluer, avec précision, le comportement des maquettes.

Différents mécanismes permettent de déplacer la maquette et ainsi de définir différentes « attitudes » de l’hélicoptère. Un portique autour de la maquette permet également de positionner différents capteurs dans l’espace.

Le système d’acquisition permet de collecter à la fois les forces et les moments de l’hélicoptère (par l’intermédiaire d’une ou de plusieurs balances aérodynamiques) mais également tout autre type de variable physique (pression, température …).

LabVIEW pour une IHM ergonomique

L’application a été intégralement développée en LabVIEW, avec pour but d’une part de s’interfacer avec le matériel du banc utilisé pour les essais (le serveur), et d’autre part de fournir une IHM ergonomique et conviviale grâce aux interfaces de commande LabVIEW de type « Silver » (la supervision).

Rôle du serveur

Le serveur est le noyau central de l’application. Il est l’interface entre le réseau de contrôle/commande et le réseau bureautique.

Un réseau de contrôle/commande

Le serveur communique avec l’automate « process » par liaison Modbus TCP. L’applicatif de l’automate est développé par Clemessy. Cette automate permet de piloter les six axes (banc maquette et portique). Il gère aussi la liaison avec un autre automate qui contrôle le ventilateur de la soufflerie en Modbus TCP. Cette communication est assurée par la bibliothèque « Modbus » disponible sous LabVIEW et très simple d’utilisation.

Le serveur gère une base de données relationnelle. Cette base de données contient toutes les configurations des essais ainsi que les résultats. La base de données a été conçue pour la gestion des historiques de configuration. L’interface avec la base de données est mise en œuvre à travers le Toolkit Database connectivity de LabVIEW.

Côté acquisition de données, le serveur communique avec des modules de la Série C (NI 9205, NI 9237 et NI 9213) installés dans des châssis NI CompactDAQ déportés via Ethernet. Le driver NI-DAQmx permet de piloter ces modules d’acquisition. Plusieurs configurations sont programmables selon la carte (type de pont, alimentation du pont, gamme de tension, etc.) ; ce qui simplifie les tâches de l’équipe mesure.

Un réseau bureautique

Le serveur peut accueillir plusieurs clients. Le réseau bureautique est dédié aux postes de pilotage. Chacun de ces postes contient l’applicatif de la supervision. Les échanges se font en TCP/IP.

Le serveur contient un module de calcul aérodynamique développé initialement par le client en langage JAVA et intégralement porté en LabVIEW (pas de DLL) par Clemessy. Ce module alimenté par la chaîne d’acquisition, permet de faire des calculs en temps réel sur les efforts et moments de la maquette.

Trois fenêtres distinctes pour la supervision

La supervision développée en LabVIEW est l’interface utilisateur. Elle est constituée de trois fenêtres pouvant accueillir plusieurs vues chacune. Le nombre de moniteurs optimal pour la supervision est de trois.

La première fenêtre affiche les vues des synoptiques et des schémas. Elle est conçue pour la maintenance.

La fenêtre principale contient les menus. Cet écran est utilisé pour visualiser et configurer les paramètres d’essais. Des échanges de haut niveau s’effectuent avec la base de données. Cet écran permet également d’envoyer des commandes de haut niveau afin de piloter le portique, le support maquette et le ventilateur.

La troisième fenêtre affiche les résultats pendant un essai. Il est possible de configurer les courbes à visualiser et de les comparer à d’autres essais. Il est également possible de relire les paramètres et les résultats de plusieurs essais sauvegardés dans la base de données et de générer des rapports aux formats Excel (grâce à des outils LabVIEW) et SEE.

Chacune de ces interfaces a un rôle propre, pour guider l’utilisateur dans ses manipulations et limiter les risques d’erreur.

Des séquences d’essai automatisées

Un séquenceur automatique réglé à partir d’une configuration permet d'effectuer un essai de façon autonome. Il se réalise en trois phases. Il y a la phase d’initialisation qui charge la configuration depuis la base de données et qui initialise et démarre l’acquisition. Vient alors la phase principale, qui est exécutée en boucle. Cette étape effectue le déplacement de la maquette (automatique) et attend la position atteinte pour ensuite envoyer la consigne de vitesse du ventilateur. Après avoir atteint la position, selon les critères de stabilisation configurés, une attente de stabilité plus ou moins longue est lancée avant la sauvegarde automatique de la mesure et des calculs qui s’ensuivent. Lorsque le dernier point est terminé, le banc est arrêté et l’affichage se met automatiquement à jour pour dépouiller les résultats (graphiques, génération de rapport, tableau, etc.).

Il est possible à tout moment, pendant l’essai, de l’interrompre. Ce séquenceur offre la possibilité, nouvelle, d’effectuer des essais sur des milliers de points de façon automatisée et ce, en combinant le pilotage et la partie mesure. Les erreurs sont minimisées et les campagnes d’essais du client peuvent être optimisées.

Décembre 2012

Author Information:
Warren LINDER et Julien MAREY
CLEMESSY
18, rue de Thann - BP 52499
68057 Mulhouse Cedex 2
France
Tel: +33 (0)3 89 32 30 63
w.linder@clemessy.fr

Bookmark and Share


Explore the NI Developer Community

Discover and collaborate on the latest example code and tutorials with a worldwide community of engineers and scientists.

‌Check‌ out‌ the‌ NI‌ Community


Who is National Instruments?

National Instruments provides a graphical system design platform for test, control, and embedded design applications that is transforming the way engineers and scientists design, prototype, and deploy systems.

‌Learn‌ more‌ about‌ NI