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Reducción de emisiones contaminantes atmosféricos


Enercat necesitaba optimizar el software de supervisión y control de un banco de pruebas de catalizadores para aumentar el volumen de pruebas realizadas y al mismo tiempo tener una IHM gráfica, eficiente y fácil de usar.



Phalanx empleó el « Scan Mode » del módulo de generación y adquisición de señales ya presente en el banco piloteado por un cRIO-9073, para aumentar el volumen de pruebas. La mejora de la IHM al la HMI ofreciendo un nuevo diseño de software con controles e indicadores personalizados.


Enercat, empresa del Grupo Alsys, es una empresa que desarrolla y comercializa tecnologías innovadoras en los campos del medio ambiente (desarrollo de tecnologías para reducir las emisiones contaminantes a la atmósfera por medios catalíticos) y energía (producción de hidrógeno a partir de fuentes de hidrocarburos, asociados con el desarrollo de la pila de combustible) - Valorización de Energías Renovables.


Enercat, ubicados en Ploemeur (Morbihan, France), solicitó a Phalanx la mejora de un bancode pruebas existente realizado en LabVIEW para probar catalizadores.

Un proyecto para el medio ambiente

Durante varios años, el calentamiento global no ha dejado de aumentar: "La temperatura del aire y del océano, aumento del nivel del mar, emisiones de dióxido de carbono, deshielo, [...]. Se han batido decenas de récords en los aproximadamente cincuenta indicadores presentados en este Estado del Clima en 2015. Y la mayoría de ellos muestran indiscutiblemente 'una tendencia hacia el calentamiento global'" ( 0 artículo de Le Monde, 3 de agosto de 2016). La responsabilidad social corporativa se está convirtiendo en una preocupación importante para muchas organizaciones. Es por eso que Phalanx desea participar en proyectos relacionados con el medio ambiente con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Este proyecto de una empresa del sector medioambiental, sobre una unidad de prueba para evaluar catalizadores destinados a tratar las emisiones contaminantes a la atmósfera, encaja perfectamente en este planteamiento.


Funciones del software Catatest

El banco consiste en hacer pasar un fluido a través de un convertidor catalítico a través del control del caudalímetro que sirve tanto de sensor como de actuador para regular el caudal. A continuación, este fluido se calienta mediante carcasas calefactoras (sistema de calefacción que rodea al convertidor catalítico).

Cuando el usuario inicia el software, llega a la página de prueba. Es a partir de este último que el usuario controlará los caudalímetros, las carcasas calefactoras y lanzará una o más grabaciones.

Page d'essai du logiciel
Página de pruebas

El operador puede elegir qué caudalímetros activar: cada caudalímetro es independiente y configurable. Por tanto, se pueden utilizar diferentes caudalímetros.

La regulación de la temperatura de la carcasa es activada por el usuario para cada carcasa presente.

Todos los dispositivos puestos en funcionamiento son fácilmente identificables en la HMI mediante LED.

Una vez que el usuario ha realizado un registro, puede, a través de la página “Informe”, crear un archivo Excel en el que se registran todos los parámetros de todos los dispositivos de banco (caudalímetros, saturador, carcasas) para tener un informe de las condiciones. del experimento.


Se agrega una seguridad para controlar la temperatura de las conchas. Si una de las carcasas de calefacción supera este límite, todas las regulaciones y caudalímetros activados se desactivan. A continuación, el usuario ve aparecer un LED rojo en la HMI que indica la activación de una seguridad. Tan pronto como las temperaturas hayan caído por debajo de este límite, el operador puede reanudar las pruebas en curso.

Una de las grandes novedades fue la implementación de la seguridad de temperatura, poniendo el banco en un estado específico (apagado de todas las regulaciones de flujo y calor) si superan un umbral máximo. El usuario podrá reanudar su prueba presionando un botón en la HMI solo cuando la temperatura descienda por debajo de este umbral.

Otra novedad fue el uso de las funciones de generación de informes para crear un informe a partir de un archivo de plantilla de Excel.


Ahorre tiempo: uso del modo de escaneo y variables compartidas en la red

Este proyecto debía completarse en 13 días hábiles como se especifica en la cotización. La primera idea para ahorrar tiempo durante el desarrollo del programa fue limitar el envío de datos a través de métodos de comunicación entre los diferentes niveles de hardware. Al escribir las especificaciones, Enercat nos dio las especificaciones para las velocidades de adquisición y grabación, estas eran un máximo de 8 Hz para la adquisición y 0,5 Hz para la grabación. Además, los indicadores presentes en la HMI solo deben mostrar los últimos valores adquiridos. Estos diversos factores nos han llevado a elegir el uso del modo de escaneo que, al igual que el consejo de National Instruments, es suficiente para aplicaciones que requieren una velocidad de adquisición que no exceda los cien hercios. Así, gracias a este método, pudimos evitar el desarrollo de código FPGA pero también la implementación de métodos de comunicación entre FPGA y RT.


Como el registro de datos es de un punto cada 2 segundos y los datos se guardan en la PC, hemos optado por enviar los datos a través de variables compartidas en la red. Este método evita configurar un flujo de red para enviar todos los datos del RT a la PC.


Scan Mode
Lectura en "Modo de escaneo"

Así, gracias al uso de métodos desarrollados por National Instruments en su hardware y software, el modo de escaneo y variables compartidas en la red, pudimos producir el software a tiempo garantizando el cumplimiento de las especificaciones.


Ejecutable en tiempo real que ocupa poco espacio en la memoria

Durante la realización de este proyecto, tuvimos que enfrentar algunos desafíos. Uno de los más importantes fue el manejo de la memoria disponible en el modelo CompactRIO que teníamos. La primera solución habría sido elegir un CompactRIO con más memoria. Sin embargo, no se consideró la compra de nuevo hardware. La solución adoptada fue personalizar la instalación del software a través de MAX (Medición y Automatización) para usar poco espacio de memoria como NI Scan Engine, NI RIO, NI VISA, Network Variable Engine, LabVIEW Real-Time. Tuvimos que tener cuidado de no instalar algunos de los programas que dependen de los seleccionados.

Por lo tanto, mediante la instalación de software personalizado a través de MAX, hemos logrado resolver uno de los principales problemas encontrados durante la integración en el cliente.


Conclusión y perspectivas

Gracias al nuevo software desarrollado, el banco es duradero y de fácil mantenimiento. Además, hemos añadido características que permitirán una mayor flexibilidad del banco si es necesario: posibilidad de introducir un rango de histéresis para la activación de los relés que gestionan las carcasas calefactoras, posibilidad de especificar el valor de entrada de la presión del saturador.


Desde que este banco se puso en funcionamiento, el volumen de prueba se ha duplicado.

Basado en la facilidad de uso de LabVIEW y su fácil integración con el hardware de National Instruments, pudimos completar el banco a tiempo (13 días) mientras satisfacía las necesidades del usuario.



Artículo escrito por Aurélien Allaizeau