FT110. Interfaces de régulation, des mouvements plus précis grâce
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solution 33 Interfaces de régulation Des mouvements plus précis grâce au numérique ◗ « Les sièges du cinéma dynami- que du Pavillon de la Vienne du Futuroscope de Poitiers sont groupés par bancs (96 bancs au total). Chaque banc de deux sièges est fixé par un montage flottant sur les tiges de six vérins hydrauliques à double effet (systèmes mécaniques triangulés). Ces vérins sont équipés chacun d’un capteur de position capacitif. Les mouvements de chaque vérin sont obtenus par une valve hydraulique à fourrure et à action électrique proportionnelle directe. La vitesse et la position du vérin sont contrôlées par une interface électronique numérique embarquée. Chaque interface est pilotée par une consigne autonome. Un banc reçoit donc six consignes différentes et chaque banc reçoit les mêmes consignes. Les consignes analogiques et les commandes logiques, ainsi que les retours d’informations, transitent jusqu’en salle de contrôle via un réseau de fibres optiques. pour remplacer chacune des 600 interfaces analogiques actuellement en service sur les axes hydrauliques actionnant les bancs. La régulation de position des vérins est assurée par un régulateur numérique PPID d’architecture parallèle. Le système comporte les fonctions suivantes : deux régulateurs pro- La carte électronique numérique DRA-2 a été conçue spécifiquement FLUIDES & transmissions N°110 - MARS 2008 Sefydro Interface électronique portionnels paramétrables « P1 & P2 », parallèles et commutables en fonction d’un seuil paramétrable d’écart de régulation ; un « gain global » agissant après les régulateurs proportionnels ; un régulateur d’intégration « I » paramétrable ; un régulateur d’anticipation « D » paramétrable, associé à une rampe réglable ; et un module de com- Sefydro De nouvelles interfaces de régulation sont en cours d’installation au cinéma dynamique du Pavillon de la Vienne au Futuroscope de Poitiers. Des cartes numériques vont progressivement remplacer les cartes analogiques pour la commande des six axes hydrauliques équipant chaque groupe de sièges afin de reproduire les mouvements dynamiques d’une projection audio-visuelle. Jean-Marie Hilbert, ingénieur chez Sefydro, nous décrit ce bel exemple d’application d’asservissement de vitesse et de position par régulateur électronique numérique embarqué. mutation permettant de passer du « Mode Commande » au « Mode Régulation ». Un amplificateur numérique permet la commande proportionnelle de l’électrovanne hydraulique. Le système de puissance comporte les fonctions suivantes. Deux étages de puissance assurent la conversion des calculs mathématiques en courant électrique proportionnel à la grandeur régulante. Chaque étage « IA & IB » comporte un régulateur proportionnel d’excitation et de désexcitation des électroaimants « A & B », mesurant et ajustant le courant électrique strictement nécessaire. Toutes les fonctions d’optimisation de la valve hydraulique permettent d’obtenir les meilleures performances tout en conservant les caractéristiques nominales. Le contrôle et la limitation s’effectuent par modules « comparateur» et entrées et sorties logiques « TOR ». Le système comporte les fonctions suivantes : . un comparateur de contrôle de la « home position » à logique négative: la sortie « TOR » correspondante 34 Sefydro Sefydro passe à « 1 » lorsque la « home position » est atteinte ; . un comparateur de contrôle de l’écart de régulation [Xws = (Ws – Xs)] à logique positive : la sortie « TOR » passe à « 0 » lorsque Xws est supérieur à la fenêtre de tolérance paramétrée et persiste après la temporisation mise en place ; . une entrée « TOR » de limitation de la grandeur régulante permet de limiter la vitesse des actionneurs à un tiers de la vitesse nominale. Système DRA Les interfaces électroniques numériques Dra-2 sont mises en oeuvre par les techniques les plus modernes. Les platines remplissent toutes les conditions normalisées vis à vis de la CEM. Elles assurent une grande protection par rapport aux perturbations magnétiques et rayonnent très faiblement. Les excellentes caractéristiques de fonctionnement de l’appareil sont possibles grâce à l’utilisation de la technologie la plus récente en termes de microprocesseurs. En plus de toutes les fonctions de commande, le microprocesseur prend en compte le contrôle des dispositifs en boucle fermé. Les fonctionnalités du système sont essentiellement déterminées par le logiciel et le système offre une réserve de capacité pour d’éventuelles extensions et adaptations. Les fonctionnalités suivantes distinguent la série DRA-2 : L’amplificateur et le régulateur sont entièrement numérisés. Ce qui présente de nombreux avantages : aucun potentiomètre sur la carte ; aucun positionnement de cavaliers nécessaire ; réglage numérique et affichage de tous les paramètres via une liaison de communication vers un boîtier spécifique de contrôle ou un PC ; sécurité pour l’utilisateur lors de la programmation ; aucun potentiomètre pour mesurer le courant de bobine. Le système est souple et fiable grâce à l’utilisation d’un μC 16 bits moderne. La réserve de puissance est élevée. Une mise à jour facile du logiciel est rendue possible par l’utilisation d’une EPROM-Flash ; des adaptations et des extensions peuvent être faites sans changement de l’EPROM (téléchargement depuis un PC par l’intermédiaire d’une liaison de communication). FLUIDES & transmissions N°110 - MARS 2008 solution Sefydro FLUIDES & transmissions N°110 - MARS 2008 Sefydro « L’ensemble présente une haute fiabilité et une sécurité importante du fait de l’utilisation d’un contrôleur de séquence et d’un module d’initialisation » L’ensemble présente une haute fiabilité et une sécurité importante du fait de l’utilisation d’un contrôleur de séquence et d’un module d’initialisation. Les réglages de variables pour les systèmes magnétiques et de signaux des capteurs donnent la plus grande souplesse d’utilisation possible. A noter l’utilisation fonctionnelle de l’interface de communication, avec la modification des paramètres sélectionnés «au vol», sans interférence ou interruption du contrôleur. L’analyse des performances du système s’effectue en sélectionnant des paramètres d’affichage avec le PC. Enfin, un programme de surveillance permet l’accès direct à l’amplificateur en utilisant des contrôleurs (par exemple, des contrôleurs à logique programmable, PLC). Quelque 200 cartes numériques ont été installées à ce jour par Sefydro en lieu et place des cartes analogiques. 200 autres cartes le seront cette année et l’ensemble du programme (remplacement de 600 cartes au total) devrait être achevé courant 2009 ». ■ 35
