Développement des moyens de test automatiques pour le système de distribution électrique primaire (PEPDS) d’un avion

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"Le moyen de test devant offrir une solution de test manuelle et automatique, la modularité des outils NI a permis d'atteindre cet objectif en isolant la partie contrainte sur la cible temps réel et en déportant l’interface utilisateur sur un PC tiers."

- Amrane Lelaidier, LGM Ingénierie

The Challenge:
Labinal Power Systems a souhaité se doter d’un ensemble de 4 bancs de test automatiques capable d’adresser les 4 calculateurs d’un cœur électrique primaire afin de réaliser la qualification environnementale, la qualification système et la procédure d’acceptation en sortie de production. Chaque banc de test doit simuler les réseaux électriques avion (180 kW), ainsi que traiter environ 1 000 E/S et 200 labels ARINC429.

The Solution:
Le système prévoit trois armoires et un banc de charge. Le traitement temps réel est isolé sur un PC industriel exécutant VeriStand et LabVIEW Real-Time connecté à un châssis PXI équipé de 17 cartes. Le traitement de l’interface homme-machine, de l’enregistrement des rapports et le pilotage des alimentations de l’infrastructure est organisé sur un PC dédié avec LabVIEW et TestStand.

Author(s):
Amrane Lelaidier - LGM Ingénierie

Labinal Power Systems est un leader mondial des systèmes électriques aéronautiques. Au cœur de la conception et la production de systèmes électriques aéronautiques, Labinal Power Systems maîtrise l'ensemble de la chaîne de l'énergie électrique embarquée. L'entreprise est le bras armé de Safran dans le domaine de l'avion « plus électrique ». Dans sa gamme de produits et solutions, Labinal Power Systems propose des cœurs électriques primaires.

Un cœur électrique primaire assure la distribution et la protection des organes électriques de l’avion, au sol et lors des phases de vols. Le cœur électrique primaire est l’interface entre les producteurs d’énergie et les consommateurs. Il arbitre et organise la distribution de l’énergie en fonction de la criticité des systèmes connectés.

LGM Ingénierie est un acteur reconnu dans la conception d’équipements embarqués et la réalisation de solutions de tests. Son offre couvre tous les moyens qui permettent de qualifier ou tester un produit lors de la remontée du cycle en V. LGM Ingénierie accompagne ses clients depuis plus de 15 ans dans leurs démarches de standardisation et de définition d’architectures génériques.

LGM Ingénierie, en combinant son expertise des produits NI et son expérience sur les solutions de distribution de forte puissance, a su convaincre Labinal Power Systems de la pertinence de sa solution.

Dans le cadre de ce besoin, l’emploi d’une solution NI permet de se concentrer sur la définition du test, l’environnement fournissant toutes les fonctionnalités standard et l’écosystème permettant de disposer de ressources adaptées pré-qualifiées. 

Le système prévoit trois armoires et un banc de charge. La première armoire servira pour l’acquisition et le pilotage des signaux, et la seconde pour la distribution et le brassage de la puissance. La troisième est destinée aux coupures des signaux de contrôle afin de simuler des défauts. Un banc de charge externe complète la solution.

LGM Ingénierie a développé les organes de distribution de la puissance électrique pour répondre au besoin spécifique. En effet, la solution assure :

– La simulation des consommateurs de l’avion  (180 kW) :

90 charges AC,

88 charges DC 

– La simulation des générateurs (120+30 kW) :

Les génératrices des moteurs

Le groupe auxiliaire de puissance (APU)

L’éolienne de secours (RAT)

L’onduleur

Les batteries

La prise de parc

VeriStand pour sécuriser le développement

L’utilisation de VeriStand a permis de sécuriser le développement, notamment en proposant nativement :

Une solution temps réel couplée à une interface homme-machine ;

Une gestion de configuration complète de l’environnement ;

Un outil d’enregistrement de données intégré ;

La possibilité d’intégrer nos propres custom devices ;

L’évolutivité de la solution.

La création d’un outil de génération des configurations VeriStand à partir des fichiers d’interface électrique avion a permis, tout au long du développement, un gain de temps et une garantie de cohérence entre les bancs et les calculateurs sous test.

Les efforts se sont concentrés sur le développement de nombreux custom devices et l’optimisation globale pour atteindre les performances requises :

Acquisition de 300 signaux analogiques à 10 kéch./s

Acquisition de 200 signaux discrets à 2 kéch./s

Génération de 500 signaux discrets 10 éch./s

Génération de 9 signaux triphasés > 1 200 Hz

Traitement de 200 labels ARINC429 sur 12 Rx/Tx.

Une attention particulière a été portée sur la synchronisation de tous ces signaux. 

Le moyen de test devant offrir une solution de test manuelle et  automatique, la modularité des outils NI a permis d'atteindre cet objectif en isolant la partie contrainte sur la cible temps réel et en déportant l’interface utilisateur sur un PC tiers. En test automatique, le séquenceur TestStand fait l’interface entre VeriStand et LabVIEW. En test manuel, le séquenceur disparaît et LabVIEW interface directement VeriStand.

Le projet PEPDS livré à Labinal Power Systems en 2014 comprend quatre bancs. L’exploitation a mis en évidence que les efforts d’automatisation, le développement d’outils, la modularité du banc et de la solution VeriStand ont permis un gain de temps significatif lors des modifications de la spécification de test, des modifications des ICD des calculateurs sous test, des changements de modes (automatique/manuel) et des changements des types de tests (ATP/QTP).

L’objectif fixé en termes d’automatisation, bien que présentant un coût supplémentaire, a tout de suite été intégré dans une stratégie de développement à moyen terme par Labinal Power Systems, convaincu, comme nous le sommes à LGM Ingénierie, que ce type de solutions révèle un réel retour sur investissement  en exploitation.

La solution a permis d’obtenir les performances attendues. À l’utilisation, souplesse et gain de temps se sont confirmés. Le projet est un succès.

Author Information:
Amrane Lelaidier
LGM Ingénierie
3, avenue Morane Saulnier
Vélizy-Villacoublais 78140
France
Tel: +33 (0)6 85 21 68 42
a.lelaidier@lgm.fr

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