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1 france.ni.com

2 Comment concevoir un système autonome de surveillance et d'enregistrement avec le NI CompactRIO Lionel GIROD Step Automation and Test, Président fondateur france.ni.com

3 Sommaire Généralités Architecture de systèmes à base de crio Exemples d applications Échanges

4 Les fonctionnalités attendues Démarrage et fonctionnement autonomes Acquisition et traitement en ligne Gestion éventuelle de sécurité (action sur des relais) Enregistrement des données en local avec gestion de la mémoire Mise à disposition des données au travers d un réseau

5 Architecture classique d un système embarqué de type NI CompactRIO Grande robustesse Gamme de températures : de -40 à 70 C Choc 50 g, vibration 5 g Basse consommation/fonctionnalités 9 à 35 VDC, 7-10 W

6 Architecture classique d un système embarqué de type NI CompactRIO Processeur temps-réel FPGA FPGA reconfigurable : E/S rapides, cadencement, déclenchement et contrôle personnalisés Modules d E/S : conditionnement du signal intégré et connexion directe des capteurs Contrôleur temps réel pour l analyse, le contrôle et la communication avec l hôte

7 Architecture classique d un système embarqué Entrées/Sorties Contrôle/ Traitement Réseau Visualisation Conditionnement du signal Enregistrement en local Enregistrement distant Système embarqué Capteurs/ Actionneurs

8 Gestion des entrées sorties Entrées/Sorties Contrôle/ Traitement Réseau Visualisation Conditionnement du signal Enregistrement en local Enregistrement distant Système embarqué Capteurs/ Actionneurs

9 Gestion des entrées/sorties Deux méthodes de gestion Scan mode FPGA Élémentaire Avancé

10 Gestion des entrées/sorties Entrées/Sorties Élémentaire Scan Mode Pas de code FPGA Accès aux entrées/sorties directement à partir de la cible RT et du gestionnaire de systèmes distribués Vitesse limitée (1 khz) Gourmand en CPU

11 Gestion des entrées/sorties Entrées/Sorties Avancé FPGA Rapidité d exécution et de traitement Possibilité de traiter les données à la source Complexité de programmation Temps de compilation

12 Traitements des signaux Entrées/Sorties Contrôle/ Traitement Réseau Visualisation Conditionnement du signal Enregistrement en local Enregistrement distant Système embarqué Capteurs/ Actionneurs

13 Traitements des signaux Contrôle/ Traitement Filtrage, dépassement de seuils, niveaux dans des bandes, traitement statistique Au niveau de la cible RT Bibliothèques de calculs en virgule flottante Transfert des données entre FPGA et RT Au niveau FPGA Temps d exécution et déterminisme Complexité du code (virgule fixe) Place disponible sur le FPGA Élémentaire Avancé

14 Enregistrement des données Entrées/Sorties Contrôle/ Traitement Réseau Visualisation Conditionnement du signal Enregistrement en local Enregistrement distant Système embarqué Capteurs/ Actionneurs

15 Enregistrement des données Élémentaire Les différents types de format Enregistrement en local Format ASCII Ouverture et lecture simples Taille des fichiers Format binaire Taille des fichiers Il faut développer un utilitaire pour lire les fichiers Format TDMS Possibilité de stocker des infos en plus des données Taille des fichiers parfois plus importante qu en ASCII

16 Enregistrement des données Avancé Enregistrement en local Enregistrement sur événement Gestion d un pré et post-trig Gestion de la place restante

17 Transfert des données sur le réseau Entrées/Sorties Contrôle/ Traitement Réseau Visualisation Conditionnement du signal Enregistrement en local Enregistrement distant Système embarqué Capteurs/ Actionneurs

18 Transfert des données sur le réseau Réseau Élémentaire Variables partagées Abstraction de la programmation de la communication Supportent les clients multiples Liaison des données sur face-avant Fonctionnalité Serveur OPC Intègrent les fonctionnalités LabVIEW Real-Time et DSC (RTFIFO, alarmes, historiques, sécurités) Protocole propriétaire Ne sont pas optimisées pour le transfert continu

19 Transfert des données sur le réseau Réseau Avancé Protocoles de communication bas niveau (TCP) Fiable Protocole standard Rapidité de communication Nécessite plus de code Les données doivent être converties de/en chaînes Du code supplémentaire pour gérer plusieurs clients

20 Utilisation du TCP sous LabVIEW (serveur) Écouter la connexion Envoyer l info de l en-tête Envoyer les données Changer le type de données en chaîne

21 Transfert des données sur le réseau Réseau Avancé Protocoles de communication bas niveau (UDP) Asynchrone Sans connexion établie Communication très rapide Supporte le Broadcasting (multiclients) Livraison des données non garantie Nécessite du code Les données doivent être converties de/en chaînes

22 Utilisation de l UDP sous LabVIEW Ouvrir un port UDP Fermer le port UDP Convertir les données en chaînes

23 Interface homme-machine Entrées/Sorties Contrôle/ Traitement Réseau Visualisation Conditionnement du signal Enregistrement en local Enregistrement distant Système embarqué Capteurs/ Actionneurs

24 Interface homme-machine Visualisation Page web embarquée sur le contrôleur Rien à coder Débit limité Un seul client connecté (licence pour client supp.) Interface sur PC distant Possibilités étendues Code à réaliser Panels PC ou afficheurs sur le contrôleur Plus compact qu un PC Coût de certaines solutions Licences supplémentaires (LabVIEW Touch Panel) Élémentaire Élémentaire Avancé Élémentaire Avancé

25 EXEMPLES D APPLICATIONS

26 Dispositif d Etude et de Scrutation des Tensions Unitaires L objectif : Surveiller des tensions de cellules sur une pile à combustible Communiquer les mesures à un serveur OPC Interface de configuration et de visualisation embarquée La solution : Un enregistreur à base de CompactRIO Action directe sur la boucle de sécurité de la pile Utilisation du webserver pour visualisation et configuration

27 Stations de diagnostic des finisseurs du train à bande L objectif : Permettre le diagnostic des défauts des lamineurs (finisseurs train à bandes) 112 voies analogiques à plus de 17 khz La solution : Système crio et modules 9205 Sauvegarde des points bufférisés (jusqu à 16 Mo de données) sur dépassement de seuils

28 Conclusion Importance de l architecture Performance Robustesse Autonome = sans intervention opérateur Plantage (chien de garde) Reboot Déconnexion PC... Mémoire pleine Les performances du système peuvent être limitées par l architecture

29 Restez connecté(e) avant et après NIDays youtube.com/nifrance facebook.com/nifrance ni.com/rss/f twitter.com/nifrance ni.com/community