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Réduction des émissions de polluants dans l’atmosphère


Enercat avait besoin d'optimiser le logiciel de supervision et de contrôle d'un banc d’essai afin d’augmenter le volume de tests tout en ayant une IHM graphique conviviale et performante.



Phalanx a utilisé le « Scan Mode » du module d’acquisition et de génération de signaux déjà présent sur le banc cRIO-9073 afin d’augmenter le volume de tests. Améliorer l’IHM en proposant un nouveau design du logiciel avec des commandes et indicateurs personnalisés.


Enercat est une entreprise qui développe et commercialise des technologies innovantes dans les domaines de l’environnement (développement de technologies pour réduire les émissions de polluants dans l’atmosphère par voie catalytique) et de l’énergie (production d’hydrogène à partir de sources hydrocarbonées, associée au développement de la pile à combustible) – Valorisation des Energies Renouvelables.

Enercat, située à Ploemeur (Morbihan), a fait appel à notre société Phalanx afin d’améliorer le banc d’essai existant réalisé sous LabVIEW permettant de tester des catalyseurs (cf. image 1).

Un projet pour l’environnement

Depuis plusieurs années, le réchauffement climatique ne cesse de prendre de l’ampleur : « Températures de l’air et de l’océan, montée du niveau des mers, émission de dioxyde de carbone, fonte des glaces, […]. Des dizaines de records sont battus sur la cinquantaine d’indicateurs présentés dans cet Etat du climat en 2015. Et la plupart d’entre eux montrent indiscutablement "une tendance au réchauffement de la planète" » (article Le Monde, 3 août 2016). La responsabilité sociétale des entreprises devient l’une des préoccupations majeures pour bon nombre d’organisations. C’est pourquoi Phalanx souhaite s’engager dans des projets en lien avec l’environnement dans le but de réduire les émissions de gaz à effets de serre.

Ce projet concernant une entreprise travaillant dans le secteur de l’environnement, sur une unité de tests permettant d’évaluer des catalyseurs destinés à traiter les émissions polluantes dans l’atmosphère, s’inscrit parfaitement dans cette démarche.


Fonctionnement du logiciel Catatest

Le Banc consiste à faire passer un fluide dans un pot catalytique via le pilotage de débitmètre servant à la fois de capteur et d’actionneur pour réguler le débit. Ce fluide est par la suite chauffé via des coquilles chauffantes (système de chauffe entourant le pot catalytique).

Lorsque l’utilisateur lance le logiciel, il arrive sur la page d’essai. C’est depuis cette dernière que l’utilisateur va piloter les débitmètres, les coquilles chauffantes et lancer un ou plusieurs enregistrements.

Page d'essai du logiciel

L’opérateur peut choisir quels débitmètres activer : chaque débitmètre est indépendant et paramétrable. Différents débitmètres peuvent ainsi être utilisés.

La régulation de la température des coquilles est activée par l’utilisateur pour chaque coquille présente.

L’ensemble des appareils mis en fonctionnement est facilement repérable sur l’IHM grâce à des LED.

Une fois que l’utilisateur a effectué un enregistrement, il peut, via la page « Rapport », créer un fichier Excel dans lequel l’ensemble des paramètres de tous les appareils du banc (débitmètres, saturateur, coquilles) est enregistré afin d’avoir un rapport sur les conditions de l’expérience.


Une sécurité est ajoutée pour contrôler la température des coquilles. Si l’une des coquilles chauffantes dépasse cette limite, l’ensemble des régulations et des débitmètres activés est désactivé. L’utilisateur voit alors apparaître sur l’IHM une LED rouge indiquant l’activation d’une sécurité. Dès que la ou les températures sont redescendues en dessous de cette limite, l’opérateur peut reprendre les essais en cours.

L’une des grandes nouveautés a été la mise en place de sécurité sur les températures mettant le banc dans un état déterminé (arrêt de l’ensemble des régulations débit et chaleur) si celles-ci dépassent un seuil maximal. L’utilisateur pourra reprendre son essai via l’appui d’un bouton sur l’IHM uniquement quand la température repasse sous ce seuil.

Une autre nouveauté a été l’utilisation des fonctions de génération de rapport afin de créer un rapport à partir d’un fichier Excel gabaris.


Gain de temps : l’utilisation du scan mode et des variables partagées sur le réseau

Ce projet devait être réalisé en 13 jours ouvrés comme spécifié dans le devis. La première idée afin de gagner du temps lors du développement du programme était de limiter l’envoi de données via des méthodes de communication entre les différents niveaux hardware. Lors de la rédaction des spécifications, Enercat nous a donné les caractéristiques concernant les vitesses d’acquisition et d’enregistrement, celles-ci étaient au maximum de 8 Hz pour l’acquisition et 0.5 Hz pour l’enregistrement. De plus, les indicateurs présents sur l’IHM ne devaient afficher que les dernières valeurs acquises. Ces différents facteurs nous ont conduits à choisir l’utilisation du scan mode qui, comme le conseil National Instruments, est suffisant pour des applications qui requièrent une vitesse d’acquisition ne dépassant pas la centaine de hertz. Ainsi, grâce à cette méthode, nous avons pu éviter le développement de code FPGA mais également la mise en place de méthodes de communication entre FPGA et RT.


L’enregistrement de données étant d’un point toutes les 2 secondes et les données étant enregistrées sur le PC, nous avons opté pour l’envoi des données via des variables partagées sur le réseau. Cette méthode permet d’éviter la mise en place d’un flux réseau pour l’envoi de l’ensemble des données du RT au PC.


Lecture en "Scan Mode"

Ainsi, grâce à l’utilisation de méthodes développées par National Instruments sur leurs matériel et logiciels, le scan mode et les variables partagées sur le réseau nous avons pu réaliser le logiciel en temps et en heure tout en garantissant le respect des spécifications.


Réalisation d’un exécutable Temps-Réel prenant peu d’espace mémoire


Lors de la réalisation de ce projet, nous avons dû faire face à quelques défis. Un des plus important a été la gestion de la mémoire disponible sur le modèle de CompactRIO dont nous disposions. La solution première aurait été de choisir un compactRIO avec plus de mémoire. Cependant, l’achat d’un nouveau matériel n’était pas envisagé. La solution adoptée a alors été de personnaliser l’installation de logiciels via MAX (Measurement And Automation) afin d’utiliser peu d’espace mémoire comme NI Scan Engine, NI RIO, NI VISA, Network Variable Engine, LabVIEW Real-Time. Il a fallu faire attention à ne pas installer certains des logiciels dépendants de ceux sélectionnés.

Ainsi, par l’installation personnalisée de logiciel via MAX, nous avons réussi à résoudre l’un des problèmes majeurs rencontré lors de l’intégration chez le client.


Conclusion et perspectives

Grâce au nouveau logiciel développé, le banc est pérenne et facilement maintenable. De plus, nous avons ajouté des fonctionnalités qui permettront une meilleure flexibilité du banc si besoin : possibilité d’entrer une gamme d’hystérésis pour l’activation des relais gérant les coquilles chauffantes, possibilité de spécifier la valeur d’entrée de la pression saturateur.


Grâce à la mise en fonctionnalité de ce banc, le volume de test a été multiplié par deux.

Grâce à la facilité d’utilisation de LabVIEW et l’intégration facile du matériel National Instruments, nous avons pu réaliser le banc dans le temps imparti (13 jours) tout en respectant les besoins des utilisateurs.



  • Article rédigé par Aurélien Allaizeau