Les technologies essentielles pour le test de structure

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1 Les technologies essentielles pour le test de structure Vincent Coudre, District Sales Manager - Aquitaine/ Poitou Charente/ Limousin

2 La surveillance et le test de structures Évaluer les performances et l intégrité Charge acceptable, analyse de la fatigue, vibration, détection de défauts Meilleure connaissance des structures et des matériaux Validation de modèles, recherche En laboratoire ou sur le terrain Limité dans le temps Test Surveillance Sur le terrain Installation sur le long terme

3 Éviter les catastrophes Infrastructures volumineuses vieillissantes ~ ponts aux États-Unis o La moitié construite avant 1964 o présentent des problèmes de structure barrages miles de digues La société des ponts et chaussées américaine (ASCE) estime à 2200 milliards de dollars la rénovation des infrastructures américaines

4 Quelques considérations Systèmes personnalisables et adaptables Mesures mixtes et sur un grand nombre de voies Possibilités de synchronisation de plusieurs systèmes Systèmes durcis Logiciels de traitement Accès aux données à distance

5 Système centralisé Capteurs Affichage et traitement des données Système de mesure Avantages : Un seul système de mesure Considérations : Coût du câblage Source de bruit Synchronisation des mesures (temps de propagation) Mise en œuvre difficile Câblage Communication analogique

6 Solution basée sur la fibre optique Fibre optique intégrant directement les capteurs Avantages : Un seul système de mesure Jusqu à 10 km Système de mesure et de traitement des données Connexion à plusieurs dizaines de capteurs Immunisation par rapport au bruit Grande précision Considérations : Mise en œuvre pour des mesures localisées

7 Solution distribuée Câblage Communication analogique Capteurs Affichage et traitement des données Avantages : Fonctionnement sur batterie possible Implémentation localisée Limitation du câblage Réseau Ethernet Quelques voies à plusieurs centaines de voies de mesure Considérations : Nécessite de la synchronisation Système de mesure Prétraitement des données

8 Comparaison des technologies de synchronisation Distance

9 Synchronisation de systèmes distribués Synchronisation basée signal Connexion directe d un signal de déclenchement ou d horloge à tous les systèmes Synchronisation basée sur le temps NTP IEEE 1588 EtherCAT (Ethernet déterministe) GPS Signal GPS Système de mesure Système de mesure

10 IRIG-B 10 MHz PPS IRIG-B 10 MHz PPS Mesures synchronisées par GPS Informations fournies par le signal GPS : Le temps absolu : IRIG-B pour l horodatage Fréquence de référence de 10 MHz reliée au fond de panier PXI pour la synchronisation des convertisseurs Signal PPS (Pulse-Per-Second) pour la synchronisation des signaux Symmetricom GPS Receiver Symmetricom GPS Receiver

11 Que sont les instruments modulaires? Des cartes enfichables Identiques aux instruments traditionnels sur table Plus de flexibilité et d avantages

12 Le PXI utilise des technologies standard Contrôleur PXI : Technologie OS Environnements de développement d applications (ADE) Multicœur Emplacement des périphériques Fond de panier PXI : Technologie du bus Cadencement Synchronisation Châssis : Alimentation DC et AC Robustesse Intégration des périphériques

13 Distributions de châssis PXI Châssis maître PXI Connexion MXI ou Ethernet Synchronisation de châssis Grande variété de capteurs Des milliers de voies Grande bande passante et intelligence locale Maître Connexion MXI ou Ethernet Esclave 1 Esclave 2 Esclave 3 Esclave X

14 Introduction au système NI CompactRIO Processeu r tempsréel FPGA Robustesse extrême Gamme de températures : -40 à 70 C Choc 50 g, vibration 5 g Basse consommation 9 à 35 VDC, 7-10 W 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

15 Modules Série C pour le CompactRIO Ethernet Wifi Acquisition d images CompactRIO GPS RS-232 RS-485 ZigBee Stockage amovible GSM/GPRS 60 modules d E/S

16 E/S déterministes distribuées Ordinateur hôte CompactRIO PXI Contrôleur industriel PC temps réel (TCP/IP) Contrôleur maître temps réel (EtherCAT) Châssis d extension NI 9144

17 Réseau de capteurs sans fil NI WSN Capteurs connectés à des nœuds sans fil Capacité de maillage et routage pour des mesures distribuées Très faible consommation Exemple : basé sur bus Zigbee, alimentation piles AA, durée de vie jusqu'à trois ans Nœuds programmables ou non programmables Nœud # voies Résolution DIO WSN-3202 Entrées analogiques (±10 V) WSN-3212 Entrées thermocouple WSN-3226 RTD/Tension

18 Résumé des plate formes de mesures pour la surveillance de structures PXI CompactRIO WSN Type de mesure Déformations Vibrations Température Vision Capteurs optiques Déformations Vibrations Température Vision Tension (10V) Température Déformations (Mesures statiques) Synchronisation Nombre de voies par système (déformation ou vibrations) Options de déploiement Oui Trigger, GPS, IEEE 1588 Temps réel Durcissement Oui Trigger, GPS, IEEE Temps réel -40 à 70 C Faible consommation Compacité 1-4 Un type de voie par nœud Temps réel Sur batterie Compacité

19 Une plate-forme globale Services et support Logiciels de gestion de systèmes NI TestStand, Switch Executive, DIAdem, Requirements Gateway LabWindows/CVI Measurement Studio Drivers et outils de mesure NI-DAQmx, NI-VISA, Measurement and Automation Explorer (MAX) Acquisition de données et conditionnement Instruments modulaires Contrôleur d automatismes programmable Communication avec les instruments

20 Logiciel flexible et modulaire Prétraitement Analyse Simulation Filtrage Echantillonnage Convolution Fenêtrage Mise à l échelle Statistiques Analyse de fatigue Analyses fréquentielles Analyses temporelles Boucle fermée Boucle ouverte HIL

21 Outil d analyse des données : DIAdem Recherche de données prêtes-à-l emploi Accès aux bases de données et aux fichiers facile et flexible Analyse et gestion de rapports interactives Automatisation grâce à VBScript

22 EXEMPLES D APPLICATIONS

23 Valises de mesures sismiques pour le Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées (LRPC) St Brieuc Installé dans des valises étanches, le CompactRIO exploite les technologies Wi-Fi, GSM et GPS pour le contrôle à distance des valises, leur synchronisation et le transfert des données. Mesures autonomes permettant de recueillir des données relatives à des vibrations émises dans l'environnement (chantiers de travaux publics, carrières, circulation routière...). Réalisé par la société Nerys

24 Questions?