Retrofit électronique d’une machine de traction 150 kN

La prestation porte sur l’étude, la fourniture, l’installation et la mise en service d’une nouvelle électronique pour rétrofiter le système de commande d’une machine de traction-compression ZwickRoell Z150 de capacité 150 kN. Le bâti mécanique est conservé. Le périmètre comprend le contrôleur, le variateur, les conditionneurs de signaux, le boîtier d’acquisition, le PC, le logiciel de pilotage et d’acquisition ainsi que les interfaces de raccordement.

La machine doit conserver ses capacités d’essais de traction, compression, cisaillement et flexion, avec pilotage et mesure de la force, du déplacement et de la déformation. Elle comporte notamment des cellules de force de 150 kN et 10 kN, une course de traverse de 1539 mm sans outillage et une plage de vitesse de 0,00005 à 900 mm/min.

Fonctionnalités de commande et d’acquisition

Le nouveau système doit :

• assurer une régulation en force, déplacement ou déformation, avec changement de mode en cours d’essai sans saut de consigne ;
• programmer et exécuter des séquences personnalisées comprenant rampes, maintiens, boucles et phases successives ;
• permettre le pilotage par signaux analogiques ou événements numériques externes, avec synchronisation Trig-In/Trig-Out ;
• enregistrer en continu et de manière sécurisée les signaux, avec export au minimum aux formats CSV, TXT ou ASCII ;
• proposer un logiciel en français et/ou en anglais, compatible avec le matériel informatique de l’ONERA, et une interface affichant en temps réel les courbes force-déplacement et les signaux instrumentés.

Les performances minimales à préserver comprennent une précision de vitesse de 0,005 % de la vitesse nominale, une résolution de course de 0,0123 µm, une reproductibilité de positionnement inférieure à 2,0 µm, une fréquence d’essai maximale de 0,5 Hz, un enregistrement à 500 Hz et une transmission vers le PC réglable de 10 à 500 Hz.

Fournitures et interfaces

La fourniture inclut notamment :

• deux modules d’entrées-sorties analogiques et numériques ;
• une entrée analogique ±10 V, deux sorties analogiques ±10 V programmables, quatre entrées numériques galvaniques, trois sorties numériques, une sortie relais à contact sec et une sortie courant de 100 µA ;
• deux boîtiers de connexion BNC avec câbles de 2 m ;
• une entrée analogique synchrone ±10 V avec résolution de 24 bits ;
• une télécommande ou un PAD mobile avec affichage de la force et du déplacement, commandes de montée et descente, réglage fin et rapide, arrêt d’urgence et câble de plus de 2 m ;
• l’intégration ou le remplacement par une solution équivalente de l’interface avec le boîtier National Instruments NI-USB-6229, comprenant 16 entrées analogiques 0–10 V, 4 sorties et une résolution de 16 bits.

Le titulaire raccorde les cellules de force de 150 kN et 10 kN, le capteur de déplacement, les extensomètres et le moteur existants. Si le moteur n’est pas compatible avec le nouveau variateur, un moteur au moins équivalent est proposé avec l’accord de l’ONERA. La compatibilité électrique avec l’installation existante, notamment 400 V AC ±10 %, 50 à 60 Hz, triphasé, doit être assurée.

Installation, vérifications et livrables

Les prestations comprennent l’étude détaillée de l’équipement existant, la vérification des cellules de force et de la vitesse de déplacement avant et après rétrofit, la fourniture, l’installation, les raccordements, la mise en service, les tests de réception et la formation.

Le titulaire fournit les moyens de transport et de manutention, les logiciels, fichiers d’installation, sauvegardes, documentations techniques, descriptions d’interfaces, étalonnage, validation du système et formation. Il remet un manuel d’utilisation et d’entretien en version électronique et papier, les plans et schémas d’interfaces demandés, ainsi que les rapports de vérification métrologique avant et après rétrofit. La formation concerne 5 personnes de l’ONERA.

Les essais de recette comprennent notamment la vérification des arrêts d’urgence, des séquences de traction et de compression, du pilotage par signal externe, des changements de mode de régulation, de l’acquisition continue pendant un essai, des limites de sécurité, du conditionnement des capteurs externes et de la synchronisation avec le boîtier d’acquisition externe.

La garantie minimale couvre pendant 12 mois les pièces, la main-d’œuvre et les logiciels. Une extension de garantie matérielle et logicielle de 12 mois supplémentaires doit être chiffrée obligatoirement. Le support technique, les mises à jour logicielles et la disponibilité des pièces détachées doivent être assurés pendant 5 ans à compter de la fin de la garantie. Un onduleur destiné à sécuriser l’enregistrement des données en cas de coupure constitue une prestation supplémentaire éventuelle à chiffrage facultatif.