Outils logiciels

Trois instruments collectent les informations relatives aux mesures e − la le d’acquisition qui regroupe tout

ffectuées : centra es les mesures physiques ; − l’analyseur de gaz ;

− l’automate de régulation de la chaudière. Un lo développ

voies de me

i, toutes les 20 secondes, sont collectées dans une unique feuille du bleur.

a eloppé par nos soins afin de répondre au mieux à nos besoins : collecte s le des mesures, stockage simple dans un tableur pour faciliter le

.2.2.1.1. Choix offerts

Le logiciel permet de gérer jusqu’à quatre ports séries (RS232). Sur chacun de ces ports peut être connecté : − soit un boîtier Testo 350 de type M ou XL (analyseur de gaz) ;

− soit un boîtier Testo 454 (boîtier de mesure courant) ;

− soit un automate Télémécanique (automate de régulation de la chaudière) ; − soit une centrale d’acquisition Ahlborn ;

− soit enfin rester libre.

Ainsi, le tique .

e cas ité des

ponses des deux analyseurs de gaz Testo 350 XL dont nous disposons et ce afin de valider leur bon giciel é spécifiquement se charge de la connexion des instruments, de la reconnaissance des sure et de l’implémentation à pas de temps fixé des informations de mesures dans un tableur. , ce sont 129 mesures qu

En pratique ta

Le logiciel ssez complexe a été dév rapide et imultanée de l’ensemb traitement et les calculs.

Une rapide explication est proposée dans ce paragraphe afin d’expliciter l’architecture et le fonctionnement du programme.

3.2.2.1. Paramétrages et connexions

Le mode de connexion est différent pour chaque appareil ce qui rend la simultanéité des acquisitions difficile et explique en partie la logique de programmation.

3

logiciel permettrait, par exemple, l’acquisition simultanée de quatre analyseurs de gaz iden extrême ne s’est jamais présenté, mais en revanche nous avons pu vérifier la simultané

s C

ré

fonctionnement mutuel.

Figure 3-21 : Vue de l'interface graphique du logiciel d'acquisition.

L’interface du logiciel (Figure 3-21) intègre le choix du nom et l’emplacement du fichier de résultats ainsi que la périodicité des mesures. En pratique, le délai de réponse global des différents instruments ne permet pas d’obtenir un fonctionnement stable du logiciel dès lors que l’on demande une période d’acquisition

inférieure à 10 secondes. Si l’on souhaite réduire ce délai, il faut alléger le fonctionnement du logiciel en distribuant les appareils sur plusieurs ordinateurs qui gèrent chacun un seul port de communication sérielle. Il est alors possible d’obtenir une période de deux secondes sur la connexion au Testo 350 XL, une période de cinq secondes pour la connexion à l’automate Télémécanique, et difficilement moins de huit secondes pour la centrale d’acquisition Ahlborn.

3.2.2.1.2. Testo 350 XL

La connexion au Testo s’effectue grâce à une bibliothèque d’instructions complète permettant d’obtenir l’intitulé de la mesure, sa valeur instantanée, sa valeur moyennée sur un temps défini, etc. Les résultats obtenus sont directement convertis en des valeurs exploitables et certifiées. Cette bibliothèque d’instructions consiste en un code de programmation optimisé, et c’est pourquoi nous pouvons solliciter l’acquisition sur le Testo au-delà des autres connexions.

Analyseur Testo Port RS232 Instructions Testo Logiciel d’acquisition Requête Variables Analyseur Testo Port RS232 Instructions Testo Logiciel d’acquisition Requête Variables

Figure 3-22 : Schéma de connexion à l’analyseur de gaz Testo.

3.2.2.1.3. Automate Télémécanique

La connexion à l’automate Télémécanique réside dans une bibliothèque d’instructions succincte qui nous permet d’obtenir un fichier formaté comprenant les valeurs courantes d’un ensemble de variables de l’automate. Autrement dit, nous avons en partie détourné l’usage de l’automate en le programmant pour qu’il stocke dans certaines de ses variables les valeurs courantes d’entrée, de sortie et de compteurs. Une interface que nous avons développée parallèlement attribue au numéro de variable de l’automate un nom distinct. A la connexion avec l’automate, le logiciel va ouvrir un fichier de données renfermant l’éventail de numéros de variables à lire ainsi que leur nom respectif. L’acquisition des informations de l’automate consiste à envoyer l’instruction de création du fichier de résultats des valeurs courantes des variables. Le fichier créé est alors ouvert et le texte contenu interprété afin de transformer les chaînes de caractères en plusieurs informations chiffrées correspondantes.

Automate Télémécanique Port RS232 Instructions Télémécanique Logiciel d’acquisition Requête Fichier Texte Automate Télémécanique Port RS232 Instructions Télémécanique Logiciel d’acquisition Requête Fichier Texte

Figure 3-23 : Schéma de connexion à l'automate Télémécanique.

3.2.2.1.4. Centrale d’acquisition Alhborn

La connexion à la centrale d’acquisition est aisée car elle consiste en un dialogue direct avec l’instrument via le port série. Les instructions de requêtes sont de format texte, tout comme les réponses que l’on obtient. La difficulté de traitement consiste alors à interpréter la réponse de l’appareil car elle est sujette à de nombreuses perturbations de communication. Il faut alors nettoyer la chaîne de caractères recueillie afin de n’obtenir que les informations numériques utiles. Ce traitement est long et coûteux en temps processeur, d’où la limitation de la fréquence d’acquisition.

Centrale Ahlborn Port RS232 Logiciel d’acquisition Requête Chaîne de caractères Centrale Ahlborn Port RS232 Logiciel d’acquisition Requête Chaîne de caractères

3.2.2.2. Transit des informations

est régie par une horloge qui se déclenche selon un intervalle de

Les rs des ports séries. Le logiciel

inte btenues afin de les formater et les stocke dans des variables.

Une c en route par la première horloge. Le but de cette seconde L’action d’acquisition des informations

temps correspondant à celui imposé par l’utilisateur.

informations obtenues des instruments de mesure sont importées au trave rprète les informations o

se onde horloge, d’exécution rapide, est mise

horloge est d’interroger des variables d’état de l’exécution de chacune des procédures de lecture. Une fois l’ensemble des lectures effectuées, cette horloge effectue l’écriture des variables dans la feuille du tableur et s’arrête jusqu’à ce que la première horloge la déclenche de nouveau.

La Figure 3-25 synthétise la procédure de transit des informations.

Horloge de lecture Délai entre deux

mesures Procédure de lecture sur l’analyseur de gaz Procédure de lectur la cen e sur trale d’acquisition Procédure de lecture sur l’automate de gestion Horloge d’attente à l’écriture Procédure d’écriture dans le leur tab Délai entre deux

mesures Horloge de lecture Procédure de lecture sur l’analyseur de gaz Procédure de lectur la cen e sur trale d’acquisition Procédure de lecture sur l’automate de gestion Horloge d’attente à l’écriture Procédure d’écriture dans le leur tab

Figure 3-25 : Schéma de synthèse de la procédure de transit des informations.

− la lecture sur chacun des appareils connectés est lancée simultanément sur tous ; − l’écriture n’est effectuée que lorsque tous les appareils ont répondu ;

− l’heure prise en compte est celle de l’écriture des données dans la feuille du tableur.

Le second point n’est pas sans poser de problèmes car toute interruption de dialogue entre l’ordinateur et un seul des appareils de mesure bloque l’ensemble de l’acquisition des mesures. Néanmoins, la qualité des connexions a permis de limiter les pertes de données à quelques cas isolés sur approximativement 1000 heures de fonctionnement.

3.2.2.3. Liaison des mesures aux calculs

Le logiciel d’acquisit les renferment, par

lonne, les grandeurs mesurées sur chaque instrument de chaque appareil. Le mode de connexion et de La méthode de transit des informations venant d’être décrite permet d’obtenir une très bonne synchronisation des mesures effectuées bien que de provenances diverses :

ion des mesures génère une feuille du tableur Excel dont les cellu co

reconnaissance des voies étant dynamique, ce tableau de résultats peut contenir (ou pas) n’importe quelle mesure dans n’importe quelle colonne pendant n’importe quelle durée. La première opération consiste donc à repérer les grandeurs mesurées grâce à un tableau de pointeurs.

ALMEMO ALMEMO ALMEMO ALMEMO ALMEMO ALMEMO ALMEMO ALMEMO Mesure

n° ^{Date & Heure AS1 v AS1 T AP2 v AP2 T AS2 v AS2 T AP1 v AP1 T}

1 22 juin 04 16:44:11 1,83 m/s 35,7 °C 4,26 m/s 31,6 °C 0,00 m/s 36,7 °C 4,48 m/s 30,9 °C 2 22 juin 04 16:44:31 1,85 m/s 36,3 °C 4,53 m/s 30,9 °C 0,00 m/s 36,7 °C 4,92 m/s 30,9 °C j 1,78 m/s 35,8 °C 4,13 m/s 30,9 °C 0,00 m/s 37,4 °C 4,65 m/s 30,8 °C j 1,71 m/s 36,1 °C 3,78 m/s 31,5 °C 0,00 m/s 37,1 °C 4,70 m/s 31,2 °C 3 22 uin 04 16:44:51 4 22 uin 04 16:45:11 5 22 juin 04 16:45:31 1,81 m/s 35,9 °C 4,17 m/s 31,6 °C 0,00 m/s 36,8 °C 4,96 m/s 31,0 °C

Tableau 3-3 : Exemple d'un tableau d'acquisition des mesures.

Le Tableau 3-3 donne un exemple de tableau de résultats d’acquisition. On y voit les colonnes de valeurs de vitesses et de températures mesurées dans les veines d’airs primaires et secondaires se succédant sans

rdre logique. Le tableau de pointeurs a pour but d’indiquer aux colonnes de calculs que, selon cet emple, l’information de vitesses mesurées dans la veine d’air primaire n°2 se situe dans la 5ème colonne du tableau d’acquisition des mesures.

3.2.2.3.1. Information

ertaines informations sont communes à tous les essais. Ainsi, la calibration des mesures de vitesse d’air et de fumées obtenue grâce à l’étalonnage figurent en clair dans le classeur Excel et sont prises en compte i ces informations, figurent aussi les coefficients de régression o

ex

s communes à tout essai C

automatiquement dans les calculs. Parm

linéaire en fonction de la température de la capacité calorifique des gaz. Le Tableau 3-4 renseigne sur les coefficients de régression linéaire.

Cp = a.T + b a b

Cp CO2 0,0007905 1,6370

Cp H2O 0,0001937 1,4850

Cp N2 0,0005739 1,2970

Cp O2 0,

Variations des Cp des gaz

0001818 1,3040

Cp CO 0,0000837 1,2980

Cp Air 0,0004923 1,2985

Tableau 3-4 : Tableau de facteurs de régression de la capacité calorifique des gaz en kJ/(Nm³.K) en fonction de la température exprimée en °C.

’écriture déplacée de ces constantes permet de clarifier et d’alléger les formules de calculs. L’ensemble de ations a été ur toutes et sert à tous les calculs effectués.

L

ces inform implémenté une fois po

3.2.2.3.2. Informations propres à l’essai

Pour chaque essai de combustion, nous évaluons le débit massique anhydre de combustible, son humidité et sa masse volumique anhydre. De plus, nous calculons la vitesse moyenne de rotation de la vis d’alimentation en bois. Ces informations propres à chaque essai sont implémentées manuellement aux

ôtés des constantes précédemment évoquées. c