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March 31, 2016

Link Belt choisit Gantner Instruments pour des mesures de contrainte de flèche précises

Présentation

Link-Belt Construction Equipment Company est spécialisée dans la conception, la fabrication et la vente de grues télescopiques et de grues sur chenilles à flèche treillis, et a son siège social à Lexington, Kentucky. Link-Belt s’est imposée comme leader sur le marché en s’engageant en matière de conception, de fabrication et de maintenance de produits de qualité qui satisfont aux besoins de ses clients dans le monde entier. Comme elle vise l’amélioration continue de la qualité, Link-Belt s’est tournée vers Gantner Instruments pour ses besoins en matière d’acquisition de données.

La problématique

Link-Belt Construction Equipment Company devait trouver un moyen automatisé d’obtenir des mesures d’analyse de contrainte pour le test de qualité de ses grues télescopiques et de ses grues sur chenilles à flèche treillis. De nouvelles conceptions ou modifications étant implémentées, il est nécessaire que ses grues soient testées par rapport à leur sécurité, leur fiabilité et leurs performances globales. L’équipe de test de Link-Belt est responsable de la réalisation de plusieurs tests statiques et dynamiques afin de valider les capacités de charge de ses grues par rapport aux spécifications. Ces tests fournissent des informations détaillées importantes sur la solidité structurelle globale de ces nouvelles conceptions. Les défauts critiques en termes de performances comme la fatigue sont identifiés rapidement pendant les tests, ce qui permet à l’équipe d’ingénieurs d’apporter des modifications supplémentaires à la conception avant que les systèmes ne soient mis en production.

La procédure de test de très haute qualité de Link-Belt s’est traduite directement par le besoin d’un système d’acquisition de données personnalisé et hautement spécialisé. Avant Gantner, le premier système conçu par Link-Belt pour réaliser des tests de qualité impliquait l’utilisation de modules E/S spécialisés qui étaient connectés via des lignes de communication en série à un ordinateur central qui collectait toutes les données et les affichait via une interface opérateur personnalisée. Ce système était très personnalisé, compliqué et sensible aux conditions météorologiques de l’installation sur le site de test. Comme les composants du système de test commençaient à présenter des défaillances dues aux conditions météorologiques et à d’autres conditions de manipulation, il était clair que Link-Belt avait besoin d’un système plus robuste conçu pour les exigences flexibles requises d’un test à l’autre. Ce système idéalisé devait pouvoir échantillonner plus de types de capteurs comme les diverses entrées de jauges de contraintes et à des fréquences d’échantillonnage plus élevées. Mais surtout, il était nécessaire que ce nouveau système ait une architecture ouverte qui permette l’utilisation d’une interface opérateur qui corresponde étroitement à celle déjà utilisée par Link-Belt, comme son équipe de test était déjà formée à l’utilisation de ce logiciel.

Link-Belt voulait un système qui soit fiable (d’une durée de vie minimale de 10 ans), flexible, résistant aux intempéries, évolutif (de quelques douzaines à plusieurs centaines de canaux), synchronisé, rapide (avec un échantillonnage allant jusqu’à 10 KHz pour les tests dynamiques), compatible avec son logiciel existant et abordable.  Qui d’autre que Gantner Instruments pouvait être à la hauteur ?

La proposition

Le caractère modulaire haute densité et la diversité de choix proposée par la Q.series de Gantner Instruments ont fourni à Link-Belt une grande variété d’options pour créer une solution clé en main sur mesure nécessaire à la réussite de son projet. Gantner Instruments souhaitait aussi fournir des boîtiers personnalisés pour chacun des systèmes distribués ; juste un autre exemple des efforts fournis par Gantner Instruments pour satisfaire les demandes en constante évolution de ses clients. La proposition de Gantner englobait les produits suivants :

Module de mesure Q.bloxx A107

Le module Q.bloxx A107 monté sur rail DIN haute densité a été choisi pour fournir des mesures de jauge de contraintes précises, isolées et sans bruit. Ce module a satisfait à toutes les exigences de mesure pour ce projet tout en assurant une extensibilité pour de futurs ajouts de ces types de capteurs.

Contrôleur Q.pac DL

La puissance et les performances du contrôleur Q.pac DL ont fourni la plate-forme nécessaire pour gérer l’ensemble de la synchronisation, l’enregistrement et la gestion des données pour l’application. Le Q.pac DL a pu aisément faire office de “contrôleur maître” pour l’ensemble des systèmes en boîtiers distribués du fait de ses 4 UART et de sa capacité à stocker les données localement.

Logiciel de configuration test.commander

Les capacités de configuration et de visualisation de test.commander ont fourni une solution clé en main et très avantageuse au niveau du coût permettant de configurer aisément l’ensemble de l’application, le tout avec des menus où il suffit de remplir les blancs et pas une seule ligne de code de programmation.  test.viewer (composant de test.commander) a également été utilisé pour visualiser les données archivées et en temps réel à l’aide de formats courants d’oscilloscope et de tableau de bord.

Logiciel LabVIEW personnalisé – le pack logiciel pour chef de projets de Gantner Instruments

L’ensemble des produits Gantner Instruments peut se vanter d’avoir une architecture ouverte robuste permettant la compatibilité avec le logiciel choisi par le client. Gantner a assuré la programmation personnalisée d’une interface opérateur LabVIEW complexe qui a pu réaliser des tests sans problèmes et enregistrer les données en résultant pour qu’elles soient analysées par les ingénieurs de Link-Belt.

Boîtiers personnalisés

Les boîtiers Pelican ont été utilisés pour leur résistance aux intempéries et leur facilité d’installation et de transport. Chaque boîtier était prépercé, câblé et configuré pour être prêt à installer.

L’objectif principal de ce projet était d’utiliser les composants tout prêts disponibles dans le commerce de Gantner avec la méthode de contrôle logiciel préférée du client pour lancer une série de tests poussés. Cet objectif a été atteint par la proposition de Gantner. Trente systèmes d’acquisition de données clé en main et deux systèmes de contrôle ont été créés sur mesure en fonction des exigences de conception spécifiques du client, construits et préconfigurés de manière à ce que le client puisse les installer et les mettre en service dans les jours suivant leur livraison.

La solution Gantner

En raison du volume d’acquisition de données requis pour cette application où chaque mesure devait en outre être prise sur une flèche, il a été décidé que la meilleure approche serait une approche distribuée. Trente systèmes d’acquisition de données Gantner au total ont été utilisés, comportant chacun trois modules A107 totalisant 12 canaux de mesures en quart de pont de 120 ohms par système. Chaque système Gantner était installé dans un boîtier personnalisé résistant aux intempéries pour assurer des mesures de qualité sur le long terme, quelle que soit la saison. Le contrôleur Q.pac DL de la Q.series de Gantner a été choisi pour gérer les 360 canaux de mesures de contraintes. Les 4 UART d’un contrôleur Q.pac DL pouvaient gérer jusqu’à 20 boîtiers avec 5 boîtiers par UART. Un total de 6 UART étant nécessaire, 2 boîtiers de contrôleur ont été créés. Chaque boîtier de contrôleur comportait un contrôleur Q.pac DL, quatre alimentations de 90 W et un commutateur 5 ports industriel. Les boîtiers de contrôleur étaient censés être autonomes et entièrement opérationnels sans PC connecté.

Photo: GI
Photo: GI

Les données en ligne étaient collectées et mises en mémoire tampon dans les contrôleurs Q.pac DL, puis lues en temps réel depuis l’application LabVIEW personnalisée : le pack logiciel pour chef de projets de Gantner Instruments. Le pack logiciel pour chef de projets de Gantner Instruments a été développé dans l’objectif de remplacer le logiciel IMPS Manager au niveau de son aspect et sa fonctionnalité, logiciel qui était précédemment utilisé par Link-Belt Construction Equipment pour ses tests de validation de grue. De nombreux efforts ont été déployés pour le développement de l’architecture de programmation de ce logiciel pour qu’il puisse non seulement satisfaire les fonctionnalités du système qu’il était censé remplacer, mais pour qu’il pose également les bases pour de futures améliorations, ajouts et développement conçus pour élargir ces fonctionnalités – avec une plate-forme logicielle d’application compatible avec les futurs systèmes d’exploitation. Le pack logiciel pour chef de projets de Gantner Instruments avait la capacité de configurer les jauges, d’acquérir des relevés de jauges en direct, de renseigner les cartes de jauges, d’enregistrer les détails du test, les valeurs zéro, de suspendre/reprendre les tests, de créer des écrans de comparaison personnalisés et de générer des rapports de test détaillés. L’analyse des données hors ligne était effectuée en utilisant un programme Link-Belt MATLAB personnalisé.

Toute cette application, tant sur le plan matériel que logiciel, a été terminée et expédiée dans un délai de 12 semaines à compter de la commande. Tous les systèmes d’acquisition de données et de contrôleurs ont fonctionné exactement comme ce qui était annoncé et le pack logiciel personnalisé a permis à Link-Belt d’améliorer sa procédure de test de validation tout en maintenant des options pour une croissance et un développement futurs. Cette application a été un énorme succès et, après 5 ans d’utilisation des systèmes Gantner, Link-Belt a été si satisfaite qu’elle a acheté un second ensemble de systèmes Gantner.

Author: Juergen Sutterlueti

Juergen Sutterlueti is Gantner Instrument's Vice President, Energy Segment and Marketing.

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