Centrales de conditionnement SCXI utilisées pour le test de pots d’échappement
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Author(s):
Arnaud Perrot - FAURECIA
Industry:
ATE/Instrumentation, Industrial Controls/ Devices/ Systems, Basic Materials - Steel/ Lumber/ Construction, Automotive
Products:
Data Acquisition, LabWindows/CVI, Multifunction DAQ, Other Software, LabVIEW, Signal Conditioning
The Challenge:
Remplacer des bancs de mesures hétéroclites, difficiles et coûteux à maintenir par un système polyvalent, évolutif et développé en interne.
The Solution:
Utiliser des centrales de conditionnement SCXI, des cartes d’acquisition et un développement en Borland C pour créer un système d’acquisition et de supervision.
"Nous avons choisi le matériel National Instruments car le driver NI-DAQ était disponible sous Windows NT et qu’un jeu de fonctions unique permet de piloter toutes les cartes."
Une nouvelle génération de bancs
Sur le site de Bavans (25) le service Essais, Recherche Anticipation de FAURECIA teste des systèmes de pots d’échappement. Les tests portent sur la tenue mécanique, thermique des éléments de ligne ainsi que sur leur comportement acoustique et vibratoire. Compte tenu des problèmes de maintenance, de la difficulté à exploiter les résultats et des demandes très spécifiques des experts, en 1994-95, une réflexion amena les ingénieurs à développer, en interne, une solution versatile, évolutive et rattachée au réseau.
Le choix s’orienta sur un système PC sous Windows NT pilotant des cartes d’acquisition et des centrales de conditionnement SCXI. Le but : créer un superviseur polyvalent capable non seulement d’acquérir les données (150 voies) mais aussi d’assurer la gestion des servitudes des cabines abritant les bancs de test (ventilations, carburants, rampes d’aspersion, arrêt d’urgence...). Le nombre de bancs (une quinzaine), la volonté d’entretenir des compétences informatiques internes nécessaires à l’activité d’un centre de R&D et l’absence de produit logiciel bon marché justifiaient pleinement un développement "maison".
Typiquement, un banc Win OBAO (Outil pour Banc Assisté par Ordinateur) s’architecture autour d’une carte PCI-6040 connectée à un châssis SCXI. Ce dernier comprend des modules 1100 (32 entrées analogiques), 1102 (32 entrées analogiques avec un amplificateur par voie), 1163R (32 sorties TOR) et 1162HV (32 entrées TOR haute tension). Une carte PCI-6713 permet de générer tous les signaux analogiques nécessaires. Le banc acquiert des températures via des Pt100, des thermocouples K ou S, des pressions via des capteurs 4-20mA, ainsi que des débits. Pour limiter les temps d’immobilisation des bancs de test utilisés 5 j/7 et 24 h/24, on retrouve sur étagère du matériel supplémentaire. L’expérience a prouvé qu’un tel investissement était rentable. En effet, outre les coûts de matériel mieux optimisés, le temps gagné en maintenance a permis de dégager des ressources supplémentaires pour assister les experts et spécialistes responsables du développement produits.
Le logiciel
L’application se divise en deux parties. Un noyau se charge de l’acquisition ainsi que du traitement de toutes les voies. Il garantit que cette opération se fasse en 1/20 de seconde rendant l’application apte au support de la supervision. Cette partie met en oeuvre des mécanismes de synchronisation, de nombreux threads et utilise au mieux les différents modes de transfert entre les cartes et la mémoire du PC. Un module de traitement contrôle l’ensemble du comportement du banc et met à la disposition de l’opérateur un langage de script permettant le traitement des données. Dans ces scripts, l’utilisateur manipule des voies physiques ou virtuelles (telle voie correspond à l’addition de telle et telle voie physique) ce qui a l’avantage de l’isoler du matériel.
Une fois les données acquises, on peut appliquer des analyses sur les fichiers stockés (de 10 à 100 Mo). Les traitements s’effectuent simultanément sur la station du banc afin de bénéficier de la puissance du bi-processeur. Toutes les stations étant connectées sur le réseau, les sauvegardes de fichiers sont assurées par l’administrateur réseau.
L’avenir
Le déploiement de ce type de matériel sur d’autres bancs est en cours d’opération. Leur polyvalence a contribué à la mise au point de nouveaux concepts tels que le FAP (filtre à particules), et permet le test des lignes d’échappement en vibration ou bien encore la création de bancs de chocs thermiques. LabWindows/CVI sera utilisé pour développer des "plug-in" qui permettront d’étendre les fonctionnalités des bancs sans remettre en cause le code existant. Par exemple, des DLL vont mettre à la disposition de l’opérateur des voies issues de matériels reliés aux baies via des liaisons série ou Ethernet (fours, baie d’analyse de gaz...). La création d’une interface ActiveX entre le superviseur et LabVIEW va permettre à l’utilisateur final d’utiliser le langage graphique pour programmer les traitements dont il a besoin. Il est aussi prévu qu’à travers une interface ActiveX et le réseau, les bancs puissent partager toutes leurs voies de mesure.
Mai 2000
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