Banc de charge Actionneur

Nacer Mokhtari, Centum-Adeneo

"L’architecture logicielle est basée sur le moteur d’exécution NI VeriStand qui est capable de contrôler le variateur en temps réel, mais également de traiter des commandes à la milliseconde. "

- Nacer Mokhtari, Centum-Adeneo

Le défi:

Créer un banc générique pour tester des actionneurs électriques, un système qui pilote un moteur électrique en vue d’un mouvement mécanique. Ce banc devra réaliser des tests (performance, endurance et qualification), des ATP (script de test), piloter en temps réel de façon synchrone des données capteurs, effectuer des mesures et de l’enregistrement et enfin offrir la possibilité d’intégrer un modèle Simulink.

La solution​:

Utiliser un châssis PXI en temps réel, un moteur et un variateur pour contrôler la charge et des modules CompactRIO EtherCAT pour gérer les différentes E/S. Une application LabVIEW utilisant le moteur d’exécution NI VeriStand est le chef d’orchestre de l’ensemble ce système.

Centum Adeneo conçoit, industrialise et fabrique des systèmes électroniques et logiciels en environnement contraint. Ce banc a été développé en vue de concevoir et de valider un équipement pour l’aéronautique.
Le but est de garantir un temps d’exécution à la milliseconde, pouvoir piloter l’équipement simplement en cas d’ajout de matériel et l’application se doit d’être évolutive. Nous avons donc choisi LabVIEW pour réaliser l’application et utilisé VeriStand pour garantir le RT tout en étant assez générique pour l’utilisation des futurs drivers.

 

Une solution matérielle capable d’entrainer et de charger tout type d’actionneur électrique

La charge est un moteur 4 piloté en couple, vitesse ou position.
Elle est pilotée par une baie d’acquisition composée d’un châssis PXI et des E/S déportées sur le bus EtherCAT, où il est possible d’intégrer un rack de simulation de différents capteurs et actionneurs (LVDT, jauge de contrainte, PT100, …).

 

Une solution logicielle complète et évolutive dynamiquement

La solution logicielle s’adapte dynamiquement à l’environnement de l’utilisateur.
En effet, il est possible de modifier l’ensemble des contrôles sur l’écran principal en choisissant le type de contrôle que l’on souhaite (commande numérique ou booléenne, indicateur numérique ou booléen, séparateur et texte libre).

 

Un clic droit sur un élément permet de le modifier et de le relier à l’alias que l’on souhaite visualiser ou contrôler. De plus, le nombre d’onglet est personnalisable.
Un deuxième écran offre la possibilité à l’utilisateur d’afficher les courbes des signaux qu’il souhaite étudier. Il dispose d’un ensemble d’outils pour les traiter : choix des signaux à visualiser, calcul des deltas entre deux points, modification de l’échelle de temps, couleurs personnalisables…

 

Des tests réalisés sous un environnement en temps réel, avec un rapport de test entièrement personnalisable

Le troisième écran sert à la gestion du système: Il est possible de jouer différents scénarii de tests et un menu permet de sélectionner les scenarii préalablement réalisés sous l’outil Stimulus Profile Editor ou à l’aide d’un fichier CSV.
Chaque test est personnalisable : l’utilisateur a donc le choix de sélectionner les sous-séquences qu’il ne souhaite pas utiliser. De plus, il est possible de voir le résultat de chaque sous-séquence.
Suite à cela, un rapport personnalisable au format Word est généré. Ce rapport contient l’ensemble des éléments que l’utilisateur désire visualiser, avec le format dont il a besoin sans avoir à modifier le logiciel.
Le logiciel permet d’enregistrer des signaux avec une fréquence pouvant aller jusqu’à 1 kHz. Des enregistrements sous conditions sont possibles ainsi qu’un enregistrement PostMortem.
Le logiciel permet une gestion des alarmes. En cas d’erreur des procédures sont déroulées, un journal d’événements et un monitoring permettent de surveiller un nombre important de variables.

 

L’utilisation de différents modèles grâce à la couche VeriStand

L’utilisation de la couche VeriStand permet d’exploiter différents modèles de simulation en temps réel afin de simuler des organes. Il est alors possible d’utiliser des modèles LabVIEW ou bien des modèles Matlab/Simulink.
De plus, différentes briques logicielles VeriStand ont été réalisées afin d’envoyer des commandes au variateur pilotant le moteur électrique représentant la charge de l’actionneur sous test, de récupérer les entrées/sorties sur le bus EtherCAT, de piloter les cartes de simulations des capteurs/actionneurs et enfin de gérer différents protocoles de communication avec l’équipement sous test comme le µAFDX.

 

Résultats

La première version du banc actionneur a pris beaucoup de temps à être développée mais ce temps fut économisé sur les nouveaux projets utilisant ce système.
Un premier banc a pu être livré et aucun problème n’est survenu. L’application reste en constante évolution.

 

Informations sur l’auteur:

Nacer Mokhtari
Centum-Adeneo
nmokhtari@centumadeneo.com

Fig.1: Vue d’ensemble du banc.
Fig.2: Baie générique.
Fig.3: Interface logicielle.
Fig.4: Affichage des courbes.
Fig.5: Gestion du système.