FORMATION TECHNICIEN MESURES PHYSIQUES GRENOBLE DUT …

FORMATION TECHNICIEN MESURES PHYSIQUES GRENOBLE DUT MPH 2012/2015

Rapport de stage

Dates du stage 12 Novembre 2014 au 4 Fevrier 2015

Tuteurs Entreprise Sebastian QUINTANA

Etienne GUILLAUD-ROLLIN

Tuteur Mesures Physiques Catherine CADET

Intitulé du stage

Réalisation d’essais environnementaux pour le produit HU250,

en phase d’Engineering prototype (EP).

Nom et adresse de l’entreprise

Schneider Electric Industries SAS 38MM4

22 CHEMIN DU VIEUX CHENE INOVALLEE 38240 MEYLAN

Nom et prénom de l’étudiant

Nathan HUE

Page 2

Réalisation d’essais environnementaux pour le produit HU250, en phase d’Engineering prototype (EP). Nathan HUE | Schneider Electric Industries SAS

REMERCIEMENTS

Ce stage chez Schneider Electric a été pour moi une expérience professionnelle sans

précédent, elle a été extrêmement enrichissante de nombreuses manières, je le dois

essentiellement à mes Maîtres de stage Sébastian QUINTANA et Etienne GUILLAUD-

ROLLIN. Je tiens à les remercier ici, tout en sachant que ce remerciement est bien peu de

choses par rapport à tout ce qu’ils ont fait pour moi. Leurs compétences, intelligence, et

qualités humaines ont été très précieuses pour le bon déroulement de mon stage.

Je remercie Amaury ROBLES pour avoir répondu à toutes mes questions concernant

la partie software du projet, et Olivier DURAND pour m’avoir éclairé sur la conception des

cartes électroniques.

Je remercie également toute l’équipe du projet TANGO, avec qui j’ai passé la plupart de mon

temps.

Je n’oublierai évidemment pas de remercier Christophe HUYNH qui s’est occupé de

mon insertion dans l’équipe lors des premiers jours, et l’IUT Mesures Physique pour m’avoir

permis d’effectuer ce stage dans de bonnes conditions. Il a été agréable de mettre en pratique

des sujets tels que l’électronique, et l’instrumentation en utilisant les réflexes obtenus en

gestion de données sous Excel et dans la démarche de rédaction d’un rapport sur des systèmes

nouveaux.

Page 3


RESUME

Contexte :

Mon stage de 10 semaines, du 12 Novembre 2014 au 4 Février 2015 réalisé au sein

d’une équipe du projet Tango dans la société Schneider Electric « MM4 » située à Meylan ;

permet de clôturer ma formation à l’IUT Mesures Physiques de Grenoble.

Le principal objectif du projet Tango évoqué ci-dessus, est de garantir une détection

automatique de perturbations ou défauts sur une ligne électrique moyenne tension.

Effectivement, l’électricité reçue en amont du panneau d’instruments Tango, est analysée puis

communiquée à des postes de supervisions pouvant juger de la qualité de l’énergie distribuée.

Pour valider le projet et permettre la commercialisation des produits, la qualité de ces derniers

doit être normalisée, ce qui implique de passer une procédure de vérification. Chez Schneider

Electric, celle-ci s’organise en plusieurs phases (Key Prototype, Engineering Prototype,

Manufacturing Prototype). Pour mener ma mission j’ai pris connaissance des essais de la

phase Key Prototype puis me suis chargé de la réalisation d’ essais environnementaux en

phase d’Engineering prototype sur le produit HU250, gérant la communication avec le poste

de supervision.

Mission :

Dans un premier temps j’ai pris connaissance des méthodes de réalisation d’essais

conformes aux normes IEC, et me suis renseigné sur le fonctionnement global du produit et

du soft automatique de test. Dans un deuxième temps j’ai effectué une vérification

environnementale comprenant le suivi de manipulations d’essai, la résolution des problèmes

rencontrés, la rédaction de rapport d’essais climatiques sur le HU250 en condition de choc

thermique, d’humidité, et de variation rapide de température. Dans cette expérience j’ai pu,

me faire une première main avec le produit, les outils cuve thermostatée programmable,

thermocouples de type T, enregistreur, automate, le logiciel développé pour ce projet et faire

suivre un bilan des erreurs rencontrées en essai.

Page 4


TABLE DES MATIERES

Remerciements ............................................................................................................................ 2

Résumé ........................................................................................................................................ 3

Introduction ................................................................................................................................. 5

Glossaire ...................................................................................................................................... 6

Table des figures .......................................................................................................................... 7

A. Présentation ........................................................................................................................ 8

I. Présentation de Schneider Electric ..................................................................................................... 8 1. Histoire de Schneider Electric ............................................................................................................................... 8 2. Les projets R&D ..................................................................................................................................................... 9 3. Le service Feeder Automation ............................................................................................................................. 10

II. Présentation du projet TANGO ......................................................................................................... 10 1. Principe général .................................................................................................................................................. 10 2. Exploitation des produits Tango dans un réseau de distribution ........................................................................ 11

III. Présentation de stage ....................................................................................................................... 12 1. Début du stage .................................................................................................................................................... 12 2. Habilitation Electrique ......................................................................................................................................... 13 3. Normativité ......................................................................................................................................................... 14 4. Ma mission .......................................................................................................................................................... 14

B. Prise en main du HU250 ...................................................................................................... 16

I. Prise en main et description produit ................................................................................................. 16 1. Présentation des entrées sorties du produit ....................................................................................................... 16 2. Composition matérielle ....................................................................................................................................... 17 3. Interfaçage .......................................................................................................................................................... 18

a) LAT – Logiciel Automatique de Test ............................................................................................................... 19 b) PuTTY – logiciel de communication avec le HU250 ........................................................................................ 19 c) Win SCP – Client SFTP .................................................................................................................................... 20

II. Vérification fonctionnelle ................................................................................................................. 20 1. Compteurs du LAT ............................................................................................................................................... 20 2. Erreurs de communication .................................................................................................................................. 21

a) Fping .............................................................................................................................................................. 21 b) Modbus Poll ................................................................................................................................................... 21 c) Tera Term ....................................................................................................................................................... 22

3. Etat des I/O ......................................................................................................................................................... 22

C. Réalisation d’essais ............................................................................................................ 23

I. Informations génerales ..................................................................................................................... 23 1. Essai CHOC thermique ......................................................................................................................................... 24 2. Essai Chaleur humide .......................................................................................................................................... 25 3. Essai VRT ............................................................................................................................................................. 25

II. Résultats et analyses ........................................................................................................................ 26

Conclusion .................................................................................................................................. 27

Bibliographie .............................................................................................................................. 28

Annexes ..................................................................................................................................... 29

Page 5


INTRODUCTION

Pour effectuer mon stage de fin d’études « Mesures Physiques », j’ai été accueilli à

SCHNEIDER Electric au sein de l’équipe du projet TANGO située à MEYLAN. J’ai choisi

de postuler pour cette entreprise car je porte un grand intérêt aux industries du secteur

énergétique et parallèlement, cela pouvait me permettre de confirmer mon projet d’étude qui

est de poursuivre un apprentissage dans une école d’électronique embarquée.

Durant cette courte période j’ai réalisé des essais environnementaux pour le produit

HU250, en phase d’Engineering prototype (EP). Les essais principalement climatiques m’ont

permis de développer des compétences telles que la rigueur, l’esprit critique, et le recul par

rapport aux résultats obtenus.

Pour illustrer mon stage je vous présente dans une première partie l’entreprise

Schneider Electric, et notamment le projet TANGO auquel j’ai été attaché. Dans un second

temps je vous parlerai du HU250, produit sur lequel j’ai fait mes essais, en vous expliquant

son fonctionnement, et les méthodes de vérification qui s’appliquent. Dans une dernière

partie je vous décrirai les résultats que j’ai obtenus sur les essais réalisés.

Page 6


GLOSSAIRE

38EQI Site Schneider situé à EYBENS.

38TEC Site Schneider situé sur les quais Grenoblois.

3G Norme numérique de troisième génération pour la téléphonie mobile. Débits de 2 à 42 Mb/s.

3rdPARTY Décerné à la communication avec un produit autre que TANGO (Produit tiers).

ASCII ASCII : les données sont sur 7 bits (les trames sont donc visibles en hexadécimal et il faut

deux caractères pour représenter un octet).

BT Basse Tension entre 50V et 1000V en alternatif et 120V à 1500V en continu.

CEM Compatibilités électromagnétiques.

Ethernet Protocole de réseau local à commutation de paquets.

GSM Norme numérique de seconde génération pour la téléphonie mobile.

HU250 Produit de la gamme TANGO, permettant la communication avec les postes de supervision.

IEC International Electrotechnical Commission

K7RS Cassette du HU250 constitué d'un port permettant l'interface numérique sérielle.

LAN Local Area Network (réseau local).

MODBUS Protocole de communication non-propriétaire constitué de trames contenant l'adresse du

serveur concerné, la fonction à traiter (écriture, lecture), la donnée et le code de vérification

d'erreur appelé contrôle de redondance cyclique sur 16 bits ou CRC16.

MT Moyenne Tension aussi appelé HTA entre 1000V à 50000V en alternatif et 1500 à 75000V en

continu.

RJ45 Interface physique souvent utilisée pour terminer les câbles de type paire torsadée.

RS-232 Norme standardisant un bus de communication de type série sur trois fils minimum (électrique,

mécanique et protocole).

RS-485 Norme qui définit les caractéristiques électriques de la couche physique d'une interface

numérique sérielle.

RTU Remote Terminal Unit : les données sont sur 8 bits.

SEBT Sécurité Electrique Basse Tension.

SFTP Secure File Transfer Protocol : transférer et gérer des fichiers à distance

Smart-Grid

Dénomination d'un réseau de distribution d'électricité « intelligent » qui utilise des

technologies informatiques de manière à optimiser la production, la distribution, et la

consommation.

SMS Short Message Service

SSH Protocole de communication sécurisé.

TANGO Nom du projet.

WAN Wide area network (réseau étendu) .

Page 7


TABLE DES FIGURES Figure 1 : Localisation des 5 hubs de recherche et développement SE.................................................................... 8 Figure 2 : Structure du processus de gestion de projet. .......................................................................................... 9 Figure 3 : Tableau récapitulatif des phases d’un projet .......................................................................................... 9 Figure 4 : Localisation de l'offre TANGO sur un réseau de distribution électrique. ............................................... 10 Figure 5 : Présentation schématique de l'utilisation de la gamme TANGO. .......................................................... 11 Figure 6 : Poste de supervision du "Dispatching national EDF", à Saint-Denis...................................................... 11 Figure 7 : Architecture mécanique de la gamme TANGO. ..................................................................................... 12 Figure 8 : Plan des sites Schneider Electric visités. ................................................................................................ 13 Figure 9 : Domaine d’utilisation électrique en Basse Tension ............................................................................... 13 Figure 10 : Avancement du projet ......................................................................................................................... 14 Figure 11 : Ensemble des essais environnementaux climatiques .......................................................................... 15 Figure 12 : Planning de stage ................................................................................................................................ 15 Figure 13 : Schéma de repères du HU250 ............................................................................................................. 16 Figure 14 : Carte électronique de communication ................................................................................................ 17 Figure 15 : Schéma global du principe d’interfaçage ............................................................................................ 18 Figure 16 : Fenêtre PuTTY ...................................................................................................................................... 19 Figure 17 : Fenêtre WinSCP connecté sur le port LAN1 :192.168.1.111 ................................................................ 20 Figure 20 : Fenêtre Tera Term ............................................................................................................................... 22 Figure 21 : Planning des essais environnementaux réalisés .................................................................................. 23 Figure 22 : Regroupement des informations protocolaires de chaque essai......................................................... 23 Figure 23 : Description de l’essai choc thermique ................................................................................................. 24 Figure 24 : Pose des thermocouples ...................................................................................................................... 24 Figure 25 : Description de l’essai chaleur humide ................................................................................................. 25 Figure 26 : Description d’un cycle VRT .................................................................................................................. 25 Figure 27 : Tableau regroupant les résultats d’essai ............................................................................................. 26

Page 8


A. PRESENTATION

I. Présentation de Schneider Electric

1. Histoire de Schneider Electric

Fondée en 1836 par les frères Mosellans Adolphe et Eugène Schneider. Schneider

Electric était autrefois une entreprise de mécanique, sidérurgie, métallurgie et armement puis

s’est reconverti peu après la 1ère guerre mondiale lors de l’arrivé de l’électricité. Suite à cette

reconversion Schneider s’installe en Allemagne et en Europe de l’est et établi un partenariat

avec l’entreprise « Skoda ». Après quelques turbulences pendant la seconde guerre mondiale

Schneider Electric est finalement soutenu par le général de gaule comme « Pilote de

l'économie nationale » grâce à ses stratégies de long terme. Après plusieurs partenariats

(Télémécanique en 1988, Square D en 1991, Merlin Gerin en 1992 et AREVA en 2010),

Schneider décide de s’internationaliser en mai 1999 et se renomme Schneider Electric.

Aujourd’hui Schneider Electric est le leader mondial de la gestion de l’électricité. Son

but est de proposer des solutions qui permettent de sécuriser, de faciliter et d’améliorer

l’utilisation de l’électricité. L’entreprise compte 150000 collaborateurs dans plus de 100 pays

avec un chiffre d’affaire en 2013 de 23,551 Milliard d’euros. 5% de celui-ci est dédiés à la

recherche et développement qui compte 11000 ingénieurs répartit sur 5 villes : Boston,

Monterrey, Grenoble, Bangalore et Shanghai.

Figure 1 : Localisation des 5 hubs de recherche et développement SE.

Page 9


2. Les projets R&D

Les projets R&D sont réalisés dans plusieurs pays. Afin d’uniformiser les méthodes de

développement, un processus Schneider Electric a été mis en place.

Figure 2 : Structure du processus de gestion de projet.

Avant de pouvoir commercialiser un produit, Schneider Electric défini pour chaque

projet une série d’activités bien spécifiques et théoriquement délimitées dans le temps. Ces

activités ici lettrées de A à F subissent un contrôle qui permettra de décider si l’on passe ou

non à l’activité suivante. Ce système permet de garder une vue d’ensemble sur l’avancement

d’un projet (voir tableau ci-dessous).

Lettres Phases Définition

A Concept and

feasibility

- Etude des architectures électronique possibles, pour répondre aux besoins clients.

- Etude de la faisabilité du projet.

B Definition

- Prise de décisions afin de choisir une solution d’architecture sous forme de spécification.

- Conception des fonctions électronique sous forme de prototype (Key prototype) selon les

spécifications.

- Routage et fabrication des prototypes.

C Product &

Process Design

- Vérification de chacune des fonctionnalités qui ont été spécifiées.

- Avec cette vérification : modification, si besoin, du schéma électronique pour créer un

engineering prototype (EP) : proche de la version finale de la carte.

D Implementation &

Validation

- Intégration de l’ensemble des cartes et des produits afin de les tester et garantir la

fiabilité du produit.

- C’est durant cette phase que les essais normatifs sont appliqués.

E Production for

stock

- La production est lancée, les stocks sont faits pour être prêt à démarrer les ventes.

- Le développement électronique est fini. Le rôle des électroniciens durant cette phase est

de résoudre les éventuels problèmes.

F Launch & Closure

- Les produits sont vendus

- L’équipe du projet reste en support en cas de dysfonctionnement.

- Lorsque le produit à pris un peu de maturité, le projet est fermé et le suivi technique se

fait par une autre entité prévue à cet effet appelée « gestion technique ».

Figure 3 : Tableau récapitulatif des phases d’un projet

Page 10


3. Le service Feeder Automation

Le service Feeder Automation est né suite au rachat de Napac et de la société Sorhodel

Bardin en 2007. Il est inclus dans l’activité Automation de la business unit Energy.

La vocation de ce service est centrée sur la conception d’outils d’automatisation et

d’aide à l’exploitation des réseaux de distribution moyenne tension afin de : « contrôler et

actionner à distance, être alerté en cas de dysfonctionnement, localiser les défauts, superviser

et agir depuis tout lieu, ainsi que suivre et analyser les performances et optimiser les coûts ».

En quelques chiffres Feeder Automation c’est 47,2 M€ de chiffre d’affaires en 2013 avec un

effectif de 135 personnes situées en France à Beynost, Paris, Meylan et en Inde à Noida.

II. Présentation du projet TANGO

1. Principe général

Le projet TANGO est un projet majeur de Feeder Automation piloté par Eric Suptitz,

le chef de projet. Ce projet consiste à créer un ensemble de produits pour les réseaux

électriques moyenne et basse tension qui visent à mieux contrôler la gestion de l’énergie sur

les réseaux électrique, et les surveiller en cas de défaillance, dans le but de rétablir le plus

rapidement possible l’alimentation d’un ligne.

Figure 4 : Localisation de l'offre TANGO sur un réseau de distribution électrique.

Au niveau de la moyenne tension ces produits vont pouvoir :

Contrôler des interrupteurs (cellules de transformation MT/BT)

Réaliser des mesures de consommation électrique sur réseaux moyenne et basse

tension.

Faire de la détection de défaut sur les lignes moyenne tension

Toutes ces fonctions vont pouvoir être surveillées à distance depuis un poste de supervision

grâce au produit TANGO HU250. Les échanges des données vont pouvoir se faire par GPRS,

3G, ADSL, Wimax, Radio, Modbus 2/4fils ou RS232 pour l’utilisation d’un module radio

analogique.

Page 11


Figure 5 : Présentation schématique de l'utilisation de la gamme TANGO.

2. Exploitation des produits Tango dans un réseau de distribution

La gamme TANGO est dite smart-grid, c'est-à-dire que le but des produits est

d’optimiser la production, la distribution, la consommation électrique et d’assurer une

continuité d’énergie, afin de mieux gérer l’ensemble des mailles du réseau de distribution.

Pour cela les produits doivent pouvoir communiquer avec des postes de supervision comme

nous pouvons le voir sur la figure 6.

Figure 6 : Poste de supervision du "Dispatching national EDF", à Saint-Denis.

Page 12


Grâce à des écrans les gestionnaires vont voir en temps réel l’état de leur réseau

électrique et le modeler si un pic de consommation ou si un incident a lieu dans une partie du

réseau. Pour pouvoir avoir ce contrôle à distance, le produit HU250 doit pouvoir faire

l’interface entre les postes de supervision et les autres produits.

Voici un exemple de communication avec un poste Tango :

Figure 7 : Architecture mécanique de la gamme TANGO.

Les clients vont avoir des besoins différents pour communiquer avec leur centre de contrôle.

Des cassettes sont des cartes électroniques embarquées dans un boîtier plastique permettant de

faire de la communication avec des postes de supervision.

III. Présentation de stage

1. Début du stage

Au cours de la première semaine de mon stage à Meylan 4 (MM4) je me suis familiarisé

avec :

Les locaux : Asile, laboratoire électrique, zone de production, salles de réunions.

Le personnel : cadres, ingénieurs et techniciens du projet Tango.

La documentation technique : normes IEC, rapport essais, utilisations fonctionnelles,

schémas blocs.

L’évolution du projet.

J’ai pris connaissance des différents modules du projet tango (SC150, HU250, LV150) et

ai suivi le déroulement de quelques essais CEM:

Essai d’immunité aux transitoires électriques rapides en salves (Norme IEC 6100-4-4).

Essai d’immunité aux ondes de choc (Norme IEC 6100-4-5).

Ces séances d’observations m’ont permis d’apprendre la démarche de réalisation d’un

essai conforme à une norme.

Page 13


Je me suis rendu sur d’autres sites Schneider Electric à Grenoble Figure 9, parmi ceux-ci :

Le site 38EQI situé a Eybens, dans lequel sont effectués des tests de résistance

mécanique à l’aide de pots vibrants, et des tests de résistance électrique de contacteur

en moyenne tension.

Le site 38TEC, situé sur les quais réalise des essais en haute tension et dispose d’un

Laboratoire d’essai accrédité COFRAC dans lequel les normes IEC sont attribuées

suite aux phases finales de vérification.

Figure 8 : Plan des sites Schneider Electric visités.

2. Habilitation Electrique

Pour assurer mon employeur en cas d’électrisation j’ai dû suivre un stage

d’habilitation électrique.

Tous les tests réalisés en présence d’électricité, doivent être homologué par la

possession d’un titre d’habilitation électrique de niveau correspondant à la manœuvre

effectuée. En plus elle permet d’accéder sans surveillance aux laboratoire et emplacements

d’accès réservés aux électriciens.

Le stage SEBT « Sécurité Electrique en Basse Tension » que j’ai effectué au PLM à

Meylan par un formateur Schneider Electric m’a permis de prendre conscience des risques

électriques, et d’apprendre les manœuvres de sécurisation d’un poste électrique.

A la fin du stage de 3 jours j’ai reçu un titre d’habilitation que j’ai ensuite fais valider au

niveau « BEessais » par mon employeur pour pouvoir effectuer des opérations spécifiques en

basse tension.

Pour une limite de courant de 63A, le domaine d’utilisation de tension s’étend comme tel :

En courant alternatif En courant continu lissé

Basse Tension

Domaine BT* BT 50V < Un <= 1 000V 120V < Un <= 1500V

Figure 9 : Domaine d’utilisation électrique en Basse Tension

Page 14


3. Normativité

Dans les domaines de l’électricité et de l'électronique une commission internationale a

été créée pour assurer juridiquement la qualité et la sécurité de l’utilisation des produits mis

sur le marché. Cette organisation est une branche de l’organisation internationale de

normalisation (ISO) et se nomme IEC International Electrotechnical Commission. Pour

obtenir la certification IEC le produit doit passer par une phase de vérification dans un institut

de normalisation. En France, les produits Schneider sont certifiés IEC dans des laboratoires

accrédités COFRAC.

Aux Etats-Unis la certification ANSI permet de garantir la compatibilité des produits nord-

américains avec le standard IEC.

La norme IEC prévoit 3 degrés d’acceptation A, B, C (voir Annexe 4 pour les critères).

En effet même si le critère A de la norme IEC prévoit une vérification très stricte, il peut être

stratégique de faire passer une spécification.

Une spécification correspond à un nouvel échelon de vérification et doit répondre à une

demande pointue du client qui exige un niveau de tenue supérieur à la norme IEC. Elle est

prise en charge par un organisme de réglementation privé.

Pour donner un exemple EDF préconise une série de test supplémentaires, afin de

valider et qualifier les produits qui vont être installés dans son réseau de distribution, ces tests

répondent à une spécification particulière défini par EDF qui est mise à jour toutes les trois

ans.

4. Ma mission

Actuellement le HU250 est en phase engineering prototype (EP), cela veut dire que la

recherche d’erreur est plus fine qu’en phase Key prototype (KP) et doit permettre d’ajuster les

derniers paramètres en défaut pour valider le design du prototype. La finalité des ces tests

auront pour conséquences de passer aux essais normatifs (phase MP), c'est-à-dire de vérifier

la fonction du produit en phase normale de fonctionnement.

HK

Figure 10 : Avancement du projet

KP (Key prototype) Décision d’architecture

Conception électronique prototype

Premiers essais

PR (Commercial product for stock) Production lancée

Stock doivent être prêt pour démarrer les ventes

Développement électronique fini

Phase de résolution des éventuels problèmes

MP (Manufacturing prototype) Essai fiabilités produit

Essais normatifs

EP (Engineering prototype) Architecture définie

Vérification fonctionnalités

Essai proche de la version finale

MASS PROD (Mass Production) Produits vendus

Support

Gestion technique

CERTIFICATION

Page 15


La mission qui m’a été confiée est de soumettre le produit à des configurations

climatiques précises pour observer son comportement. Le premier test que j’ai réalisé est le

test CHOC thermique, dans ce test on joue sur la température en milieu sec. La norme veut

que les températures de paliers soient stabilisées mais relativement importantes. Après le test

CHOC j’ai réalisé un test d’humidité, puis enfin j’ai réalisé des tests en VRT « Variation

rapide de température » qui ont pour effet de vieillir prématurément le produit.

Malheureusement je n’ai pas eu le temps d’effectuer les essais en brouillards salins.

Le tableau ci-dessous représente la totalité des essais environnementaux climatiques à

effectuer en phase EP sur le HU250, et la coche « X » sont ceux que j’ai pu réaliser.

Fait Ordre Environnement climatique

Nom du Test Norme Critère de validation Niveau de vérification

X 1 Température de fonctionnement (CHOC)

IEC 60068-2-2 IEC 60068-2-1

-40°C 96h en conditions de fonctionnement +75°C 96h en conditions de fonctionnement critère A

X 2 Température de stockage

-40°C 96h en stockage +70°C 96h en stockage critère B

-44°C 96h en stockage +85°C 96h en stockage critère B

X 4 Variation rapide de température (VRT)

IEC 60068-2-14 -40°C à +70°C pour un temps de transfert de 5 °C/min pendant 96h. 2h / Paliers Démarrage a -40°C critère A

X 3 Humidité IEC 60068-2-30 95%; 168 h (7 cycles * 12h a 55°C + 12 h a 25°C) critère A

Brouillards salins IEC 60068-2-11 178 h critère A

Figure 11 : Ensemble des essais environnementaux climatiques

Pour conclure la présentation de mon stage voici un tableau récapitulatif des actions

réalisées dans le temps.

PLANNING DE STAGE

n° Semaine 1 2 3 4 5 6

Va

ca

nce

s

7 8 9 10 11

Periode 12 Nov 14 Nov

17 Nov 21 Nov

24 Nov 28 Nov

1 Dec 5 Dec

8 Dec 12 Dec

15 Dec 19 Dec

5 Jan 9 Jan

12 Jan 16 Jan

19 Jan 23 Dec

26 Jan 30 Jan

2 Fev 4 Fev

Découverte des lieux, personnel, normes

Visite 38EQI

Visite 38TEC

Habilitation SEBT

Réalisation des ESSAI

Visite du professeur enseignant

Rédaction Rapport de stage

Soutenance

Figure 12 : Planning de stage

Page 16


B. PRISE EN MAIN DU HU250

I. Prise en main et description produit

1. Présentation des entrées sorties du produit

3rd

Party

Modbus

WAN

Relay output

Usb host

Lampes BVE

Repère

J

G

I

D

H

C

LAN 1

LAN2

Pt100

Inputs

Alimentation

Repère

E

F

K

L,M

A et B

GSM

GPS

K7 RS485

O

N

Wifi

Usb IET (non

accessible)

P

Figure 13 : Schéma de repères du HU250

En bleu : Ports de communication.

En vert : Entrées

En violet : Sorties

Page 17


Comme expliqué précédemment le HU250 sera en charge de l’interface homme

machine depuis un poste extérieur pour récupérer ou envoyer des commandes aux autres

modules (SC150, Lv150). Le HU250 est composé de :

Différents ports de communication (LAN1, LAN2, WAN, 3rdPARTY,

MODBUS, et K7RS485) pour pouvoir communiquer avec son propre

environnement (SC150, LV150) ou un équipement auxiliaire.

8 entrées sorties (I/O) dédiées à la supervision.

4 sorties de type relais pour commander des inverseurs de source.

Une sonde de température PT100 pouvant mesurer la température à l’intérieur du

coffret.

Une sortie lampe pour la signalisation.

Le Hu dispose de deux slot de cartes électronique externes sur lesquels on peut

rajouter des options qui pourraient sembler manquantes. Dans notre cas on équipe

le HU d’une carte GPS permettant de définir la position du produit et d’une carte

GSM permettant d’utiliser les réseaux cellulaire pour communiquer de

l’information.

Pour finir, le HU250, dispose de son propre réseau WIFI et d’un slot USB pouvant

accueillir un périphérique (ex : clavier, souris, webcam, clé usb, etc).

2. Composition matérielle

Pour répondre aux exigences marketing, la conception doit être pensée de façon à

gérer l’architecture électronique et animer certaines fonctions. Par exemple avec quelle

technologie peut-on mesurer la température ? Quel est le besoin en termes d’interfaçage ?

Pour ces multiples raisons le HU250 est composé de 8 cartes électroniques. Chacune de ces

cartes, rempli une fonction spécifique (Alimentation, communication, gestion générale..)

Figure 14 : Carte électronique de communication

La carte de communication représentée ci-dessus établi les connexions Ethernets avec

d’autres appareils et se connecte sur la carte MAIN.

Page 18


3. Interfaçage

Le soft qui suit l’étape de conception doit permettre d’associer la technologie à

l’information utile. Voici un exemple de communication avec une K7 GSM.

Figure 15 : Schéma global du principe d’interfaçage

A Antenne GPS

B Antenne GSM

C Processeur GPS

D Processeur GSM

CINTERION

E Carte SIM

F Processeur SITARA

Données brut,

Trames

d’information :

GPS, GSM..

HU250

MAIN Processor

« SITARA »

Linux OS

LAT v2.18

A B

C

PC de Test

D

E

Le soft « LAT » a été développé et installé dans

le processeur principal « SITARA » du HU250

pour pouvoir utiliser et lire les fonctions (GSM,

GPS, RTC, Switch, Cpt SPI, PT100…).

Le « SITARA » est le processeur principal du

HU250, il reçoit toutes les informations. Sa

mémoire interne héberge le système

d’exploitation Linux.

Le « CINTERION » est un processeur/modem

GSM. Il traduit les données brutes

envoyées/reçues par l’antenne GSM et la carte

SIM puis communique avec le cerveau du

HU250, le Sitara.

PuTTY :

(Commandes LAT)

Obtenir valeur

>>get cpt_GPS

Lecture

>>read cpt_GPS

F

CARTE: K7 GSM/GPS

Commandes

LAT

Page 19


a) LAT – Logiciel Automatique de Test

Dans la phase de développement, on veut pouvoir tester les fonctions au plus bas

niveau de l’électronique sans masquer les problèmes. Ce software permet de vérifier

intégralement les fonctions du produit pendant les phases de vérification (voir Figure 15 :

Schéma global du principe d’interfaçage).

Pour pouvoir communiquer avec le LAT, on utilise un HyperTerminal dans notre cas,

le logiciel PuTTY.

b) PuTTY – logiciel de communication avec le HU250

PuTTY communique à partir d’un

client Windows vers un serveur en

utilisant un protocole de cryptage

SSH. En rentrant l’adresse IP d’un

des ports de communication du

produit HU250, exemple :

LAN1:192.168.1.111 on peut

interagir avec lui.

Figure 16 : Fenêtre PuTTY

Pour lancer le LAT, il faut rentrer la commande à partir de PuTTY:

./LAT_Linux Une fois le LAT lancé, la configuration matérielle est commandée informatiquement.

On peut désormais si on le souhaite activer et désactiver certaines fonctionnalités du HU250.

Par exemple : régler l’horloge interne, commander la fonction GSM et envoyer un SMS,

demander la lecture du compteur PT100 etc..

Le LAT est pourvu d’une commande permettant d’activer toutes les fonctions internes

dans un temps voulu. Cette fonction se nomme Cem. Elle est paramétrée pour incrémenter

chaque seconde une trace de l’état des compteurs dans un buffer interne au HU250. De cette

manière on peut soumettre le produit à des perturbations environnementales et garder un œil

sur son activité.

Page 20


c) Win SCP – Client SFTP

WinSCP utilise le protocole SSH pour lire le contenu des répertoires, éditer et

supprimer des fichiers. Ceci permet d’accéder aux logs de données présents dans la mémoire

du HU250 contenant des erreurs possibles.

Figure 17 : Fenêtre WinSCP connecté sur le port LAN1 :192.168.1.111

Le logiciel LAT est

capable de créer des

logs de données

contenant l’état des

registres du produit.

Ces registres nous

servent pour la

comparaison a la fin des

essais

environnementaux.

II. Vérification fonctionnelle

La vérification fonctionnelle doit être effectuée avant, pendant et après l’essai. Elle a

pour objectif de démontrer l’état de fonctionnement du produit lors des perturbations. Il s’agit

d’une procédure à effectuer pour pouvoir accéder aux données.

1. Compteurs du LAT

On va venir s’intéresser à l’état des compteurs car ils caractérisent l’état général du

produit. Voir annexe 6 : description des compteurs du LAT.

Page 21


2. Erreurs de communication

Avant de se connecter au produit, on vérifie la connectivité. On effectue un Ping sur

tous les ports de communication Ethernet et wifi, connaissant leurs adresses ip:

- LAN1 : 192.168.1.111

- LAN2 : 192.168.5.115

- 3rd Party : 192.168.6.116

- WAN : 192.168.2.112

- Wifi : 192.168.0.1

a) Fping

A la différence de la fonction Ping proposé par la console Windows, le programme

Fping est une commande réseau téléchargeable qui permet d’envoyer des requêtes illimitées

avec une vitesse comprise entre 1ms et 5s. On choisi dans notre cas 100ms.

Dans l’invité de commande Windows on tape : cd desktop pour donner l’accès au fichier .exe

situé sur le bureau ; suivi de la commande : Fping.exe 192.168.0.1 –c –t100 permettant de

lancer un Ping toute les 100ms au Wifi.

Figure 18 : Fenêtre Fping

Sur la figure ci-contre, la communication

est bonne, il n’y a pas de Ping perdu et le

temps de réponse du Wifi avoisine les 9ms.

b) Modbus Poll

Ici nous voulons vérifier la cohérence des données échangées avec le HU250. Modbus

Poll envoie au HU250 une trame de caractères hexadécimaux, et ceux-ci sont renvoyés à

l’ordinateur. Si un caractère est en défaut, une erreur apparait sur le compteur. Suivant ce

principe on comptabilise le nombre d’erreurs pour vérifier la stabilité des ports de

communication cités plus haut.

Figure 19 : Fenêtre Modbus Poll

Sur la figure ci-contre le Tx représente

le nombre de trames échangées, et Err

représente le nombre de trames

défectueuses. En bas à droite figure

l’adresse ip du port concerné, ici

192.168.1.111 correspond au LAN1.

Page 22


c) Tera Term

Un autre programme de détection d’erreurs utilise le protocole SSH pour échanger un

caractère avec le HU250. Ici on envoie un « A » toutes les 50ms.

A la réception du caractère le HU250 dispose d’un intervalle de 100ms pour pouvoir

répondre. Si le HU250 ne répond pas dans ce laps de temps, on considère qu’il y a une erreur

de no data. Si le HU250 répond avec un mauvais caractère il y a une erreur data.

Figure 20 : Fenêtre Tera Term

La fenêtre ci-contre montre que sur

27070 « A » échangés, 6 n’ont pas été

renvoyés par le port « MODBUS » du

HU250.

Finalement tous ces logiciels permettent de quantifier la qualité de la communication entre le

poste de contrôle et le HU250. Le tableau en annexe 7 récapitule les programmes utilisés pour

chaque port.

3. Etat des I/O

Comme je l’ai énoncé précédemment la carte IO dispose d’entrées sorties digitales

alimentées par le biais de pistes. L’une des difficultés est de prévoir la commutation

accidentelle des inputs/outputs. Pour cela on utilisera dans nos tests un automate, capable de

lire et d’imposer des états logiques sur 8 pins. L’automate xflow2 que nous utilisons est

configurable à partir du moment où celui-ci est connecté au réseau en rentrant son adresse ip :

192.168.1.10 dans un navigateur internet. Dans les essais réalisés j’ai défini les entrées

alternativement de niveau haut 101010. On impose cet ordre car si un dépôt venait à

apparaitre entre deux pistes d’état logique haut, les circonstances ne seraient pas les même

que si le dépôt venait se poser entre deux piste d’état logique bas. On se place donc dans les

conditions d’utilisation les plus strictes.

Page 23


C. REALISATION D’ESSAIS

Les essais doivent vérifier un certains nombre de critères :

La mesure d’erreurs des ports de communication.

L’état des compteurs du LAT.

La tenue des états logique des I/O par rapport à ceux imposés par l’automate relié.

Le suivi des températures de chaque composant. (exclusif essai CHOC thermique)

Ces critères doivent être vérifiés, quantifiés tous les jours lors d’une procédure appelée

« vérification fonctionnelle ». Pour avoir un aperçu de la procédure voir annexe 5.

La rédaction du rapport d’essai doit comprendre l’intégralité des opérations effectuées, un

bilan des mesures effectuées, les références des cartes électroniques du produit et du matériel

utilisé, l’incertitude sur les mesures, un schéma de montage, la description des cycles et une

conclusion. PLANNING DES ESSAIS

n° Semaine 1 2 3 4 5 6

Vac

ance

s

7 8 9 10 11

Periode 12 Nov 14 Nov

17 Nov 21 Nov

24 Nov 28 Nov

1 Dec 5 Dec

8 Dec 12 Dec

15 Dec 19 Dec

5 Jan 9 Jan

12 Jan 16 Jan

19 Jan 23 Dec

26 Jan 30 jan

2 Fev 4 Fev

Pose de thermocouples X

ESSAI CHOC Thermique X X

Rédaction rapport d'essai Choc

X

ESSAI Chaleur humide X X

Rédaction rapport d'essai CH

X

ESSAI VRT X X

Rédaction rapport d'essai VRT

X

Figure 21 : Planning des essais environnementaux réalisés

X Qui était prévu

I. Informations génerales ESSAI Durée du

test Matériel Protocole de fixation des états

logiques I/O Schéma de Montage

CHOC Thermique

+75°C : 99,3h -40°C : 135,6h

1 produit HU250. 1 clé 3G. 1 clé USB. 1 PC de test. 1 automate. 1 enregistreur de température. 5 câbles de communication Ethernet d’une longueur de 3m. 1 triple alimentation HU250, PC de test, et automate. 1 convertisseur GPIB/USB. 4 convertisseurs USB/Ethernet. 2 convertisseurs USB-RS485. 1 étuve climat. * : Exclusif a l'essai CHOC

1 : Connexion à l’automate 192.168.1.10 sur le centre de réseau et partage. 2 : Adressage de l’ip sur navigateur. 3 : Fixation des états logiques L{1,0,1,0} et M{1,0,1,0} sur la page php de l’automate.

Schéma n°1

Chaleur Humide

111h Schéma n°2

Variation rapide de

température

115h

Figure 22 : Regroupement des informations protocolaires de chaque essai

Page 24


1. Essai CHOC thermique

Figure 23 : Description de l’essai choc thermique

Le test CHOC thermique (Norme IEC 60068-2-2) vise à vérifier la tenue du produit

pour des températures sèches (-40°C en température froide, et +75°C en Température chaude)

sur des paliers de 96h. Les essais sont réalisés en phase EP et feront l’objet d’une

certification.

Pour faire l’expertise des températures de chaque composant (processeur, capacité,

mosfet..) et vérifier qu’ils ne dépassent pas le seuil de rupture (température de jonction : Tj),

j’ai collé des sondes thermocouple de type T puis les ai câblées sur 2 racks d’entrées d’un

enregistreur relié à mon ordinateur.

Figure 24 : Pose des thermocouples

Les thermocouples sont associés à un n° de voie sur la carte d’acquisition de l’enregistreur.

Voir annexe 9 pour l’indexation des composants et annexe 10 pour la localisation.

Le balayage des températures est effectué toute les secondes et les données enregistrées sont

contenues dans un fichier csv.

J’ai réalisé l’essai sur le module HU250 n° 7 (produit non vernis), chronologiquement

comme tel :

Essai Bd pendant 96h (B : température sèche haute, d : spécimen stabilisé et dissipant

de la chaleur).

Essai Ad pendant 96h (A : température sèche basse, d : spécimen stabilisé et dissipant

de la chaleur).

Essai statique à 25°C.

-40°C 96h

75°C 96h

Page 25


2. Essai Chaleur humide

Figure 25 : Description de l’essai chaleur humide

Le test chaleur humide (Norme IEC 60068-2-30) vise à vérifier la tenue du produit

pour une température de 55°C et un taux d’humidité de 95% sur des cycles de 12h.

Les essais sont réalisés en phase EP et feront l’objet d’une certification.

J’ai réalisé l’essai sur le module HU250 n° 10 (produit vernis), chronologiquement comme

tel :


Essai Db pendant 96h (8 cycles de 12h).

3. Essai VRT

Figure 26 : Description d’un cycle VRT

Le test VRT (Norme IEC 60068-2-14) vise à vérifier la tenue du produit pour des

variations rapide de température. Le produit va subir 14 cycles de variations de température

avec pour chaque cycle, un échelon à 5°C/min et des paliers de 3h définis a -40°C et +70°C.

Les essais sont réalisés en phase EP et feront l’objet d’une certification.

J’ai réalisé l’essai sur le module HU250 n° 10 (produit vernis), chronologiquement comme

tel :


Essai VRT pendant 96h (15 cycles de 7h).

55°C et 95%HR 96h

-40°C 3h

70°C 3h

-5°C/min +5°C/min

Page 26


II. Résultats et analyses ESSAI Observations Analyse Résolution des problèmes rencontrés Incertitudes Résultat

CHOC Thermique

Erreurs de communication - Beaucoup de perte de no data sur la sortie K7RS485 (noData = 60%) - Beaucoup de Ping perdu sur le wifi (Ping = 10-2 %) - Quelques pertes Ping sur LAN1, LAN2, 3rd PARTY et WAN (Ping = 10-4 %) - Défilements d’erreurs infinies sur LAN1, LAN2, 3rd PARTY, WAN, et WIFI Compteurs du LAT - Reboot réguliers du SITARA (1fois/jour) - Incrémentation des compteurs GPS, et rs_receive (jusqu’a la valeur 500) - Positions GPS fausses. (intervalles de 2 à 10s) Etat des I/O - Etat final : 10101010 : OK Thermocouples - 1 Sonde décollée (n°206 Ublocks) - 24 Sondes OK (T° constantes < T°j)

Le défilement d’erreurs infinies sur les ports de communication constitue un problème majeur pour l’expertise car le soft LAT installé dans le Sitara, communique via un port de communication LAN1 avec le PC de test. La perte de cette communication est fatale puisqu’elle entraine le rebootage du sitara et engendre la perte d’enregistrement des compteurs du LAT. Des problèmes mineurs sont également visibles mais ne mette pas en péril le déroulement de l’acquisition. Parmi ces erreurs l’incrémentation des deux compteurs GPS et rs_receive sont dû à la faiblesse du signal reçu par le produit dans la cuve. Ce qui explique la perte de position GPS. Le compteur Tera Term de la K7RS fait sans doute l’objet d’une erreur de paramétrage du logiciel ou d’un défaut de traitement du protocole de communication utilisé pour ce port.

Mauvaise communication du produit avec le PC de test => suppression des convertisseurs RJ45-USB appelés DLINK responsables des déconnexions intempestives. Utilisation d' 1 PC industriel de test + Carte réseau additionnelle pour brancher les câbles Ethernet (LAN1, LAN2, 3rdPart, WAN) Utilisation d'un pc portable pour mesurer le WIFI et les sorties MODBUS et K7 RS485. Création d'une commande pour faire fonctionner le LAT et enregistrer les compteurs sans y être connecté. Le LAT enregistre l’état de ses compteurs dans un buffer stocké en interne (malgré la déconnexion avec LAN1). Changement du traitement d’échange de trames avec la K7RS en optant plutôt pour une acquisition en ModbusPoll. Plus de problèmes constatés en CHOC2. Le test en CHOC thermique peut valider la norme IEC 60068-2-2.

- Dlink - HUB-USB - Pc de test lenovo3 - Soft LAT - Conductivité des câbles - Précision de la cuve - Précision des thermocouples rouge* : exclusif essai CHOC Thermique

OK

Chaleur Humide

Erreurs de communication - Erreurs MBpoll sur la sortie K7RS485 (Err = 10-4 %) - Ping perdu sur le wifi (Ping = 10-4 %). - Ping perdu sur LAN1, LAN2, 3rd PARTY et WAN (Ping perdu = 0%) Compteurs du LAT - Stabilité logicielle (LAT) : OK - Positions GPS fausses (intervalles de 2 à 10s) Etat des I/O - Etat final : 10101010 : OK

Les erreurs ont des taux très faibles et ne sont pas consécutives.

Pas de problèmes constatés. Le test en humidité peut valider la norme IEC 60068-2-30.

OK

Variation rapide de

température

Erreurs de communication - Erreurs MBpoll sur la sortie K7RS485 (Err = 10-4 %). - Ping perdu sur le wifi (Ping = 10-4 %) - Ping perdu sur LAN1, LAN2, 3rd PARTY et WAN (Ping perdu = 0%) Compteurs du LAT - Stabilité logicielle (LAT) : Moyenne (2 bug sur 5 jours) - PT100 : Fausse les 10 première heures - Compteur spi_main : incrémenté les 2 premiers jours - Positions GPS fausses (intervalles de 2 à 10s) Etat des I/O - Etat final : 10101010 : OK

L’incrémentation du compteur spi_main nous informe d’un défaut persistant lors du passage des données spi entre le processeur STM32 et le processeur Sitara. La temperature indiquée par la PT100 (365°C) est une conversion d’un 0 mesuré. Le problème est donc lié a la sonde et non au soft. Les erreurs ont des taux très faibles et ne sont pas consécutives.

Valeur PT100 fausse => Remplacement sonde Compteur "spi_main" incrémenté => Nettoyage des cartes pour enlever les impuretés. Plus de problèmes constatés. Le test en VRT peut valider la norme IEC 60068-2-14.

OK

Figure 27 : Tableau regroupant les résultats d’essai

Page 27


CONCLUSION

L’objectif principal de mon stage était de réaliser des essais environnementaux sur le

produit HU250 du projet tango. Cet objectif a été en parti rempli : Les essais en CHOC

thermique, Chaleur humide et variation rapide de température ont été effectués malgré les

erreurs obtenues lors des premières sessions. De plus, les essais se feront plus précisément

maintenant que le soft de test est stable et que l’agencement du matériel d’acquisition a été

amélioré. Je regrette cependant le fait de n’avoir pas disposé de suffisamment de temps pour

réaliser l’essai en brouillard salins et les essais Cem.

Sans parler d’objectif, j’ai énormément apprécié ce stage et ce pour plusieurs raisons,

d’une part je pense qu’il m’a permis d’avoir une vision un peu plus claire sur ce qu’est le

monde de l’industrie et particulièrement dans le domaine énergétique. J’ai aimé la notion de

projet, car cela implique que malgré les compétences et rôles de chacun, l’entente soit rendu

possible grâce aux échanges multiples. Les phases de résolution d’erreurs sont justement des

moments de réflexion et de partage qui m’ont particulièrement plu durant ce stage. Grâce à cela j’ai appris beaucoup de choses non seulement dans la démarche de réalisation

d’un essai, mais également dans la conception et la mise en œuvre d’un produit initialement

conçu sur papier. J’ai été ravi d’utiliser les compétences acquises à l’IUT. Je pense

notamment au projet radio effectué au deuxième semestre et aux matières telles que :

électromagnétisme, électronique, et capteurs.

En bref ce stage m’a ouvert les yeux sur ce qu’est le monde de l’entreprise. Et je pense que

pour compléter ma vision des choses mon prochain stage se fera dans un laboratoire de

recherche.

Page 28


BIBLIOGRAPHIE

Histoire de Schneider Electric, Livre :

« Schneider, l'Histoire en force" Tristan de la Broise et Félix Torres - De Monza Editions »

Poste de supervision, image Internet :

« http://www.lexpress.fr/actualites/1/societe/aux-portes-de-paris-le-pouls-de-l-electricite-

francaise-sous-surveillance_1049353.html »

Présentation du service Feeder Automation, lien Internet :

« http://www.schneiderelectric.fr/sites/france/fr/support/faq/faq_main.page?page=content&id

=FA22822&redirect=true »

Plan de vérification, liste des essais et niveaux cibles de vérification doc Schneider

teamforge « HU250_Verification_detailled_planv1.4 »

Normes de certification IEC, documentation officielle

« IEC 60068-2-2, IEC 60068-2-11, IEC 60068-2-14, IEC 60068-2-30 »

Localisation des sites Schneider, Google maps

ANNEXES Annexe 1 : Organigramme du PDG aux principaux responsables de Feeder Automation. Annexe 2 : Totalité des essais à certifier en phase (EP) Annexe 3 : Essai d’émission de perturbations radio fréquentielles sur un produit Schneider en salle Anéchoïque Annexe 4 : Liste des critères d’aptitude de validation d’une norme Annexe 5 : Procédure de vérification fonctionnelle des essais environnementaux Annexe 6 : Description des compteurs du LAT Annexe 7 : Logiciels utilisés pour le contrôle des compteurs d’erreurs de communication Annexe 8 : Lecture d’état des I/O sous fenêtre PHP Annexe 9 : Tableau indexation des sondes thermocouples Annexe 10 : Dispositions des sondes sur les cartes électroniques Annexe 11 : Schéma de montage n°1 essai CHOC1. Annexe 12 : Schéma de montage n°2 essai CHOC2, Chaleur humide, VRT. Annexe 13 : Positionnement du HU250 dans la cuve pour les essais climatiques Annexe 14 : Montées en température des sondes pour une température de cuve fixée a +75°C Annexe 15 : Résultats des thermocouples classés par ordre croissant de température Max @Tamb=75°C Annexe 16 : Classement des composants les plus chauds (Graphique) Annexe 17 : Résultats de tolérance en température pour les composants les plus chauds. Annexe 18 : Représentation graphique des températures de jonction

Annexe 1 : Organigramme du PDG aux principaux responsables de Feeder Automation.

Annexe 2 : Totalité des essais à certifier en phase (EP)

Tests

Electromagnétique Diélectrique

Décharge électrostatique Tenue aux chocs

Champs électriques rayonnés Résistance d'isolement

Transition rapides Continuité des liaisons de protection

Onde choc Courte période thermique

Fréquence radio Résistance au feu

Champs magnétiques Retardateur de flammes

Immunité aux creux de tension sur courant continu Durabilité des marquages

Immunité aux ondes oscillatoires amorties Mécanique

Ondulations sur courant continu Degré de protection

Radiation électromagnétique Robustesse

Conduction électromagnétique Essai de chute

Environnement Vibrations

Température de fonctionnement Bosses

Température de stockage Chocs

Variation rapide de température Tremblements de terre

Humidité Brouillards salins

Annexe 3 : Essai d’émission de perturbations radio fréquentielles sur un produit Schneider en salle

Anéchoïque (38TEC)

Annexe 4 : Liste des critères d’aptitude de validation d’une norme

Critère d’aptitude A

Aucun matériel ou composant ne doit être ni endommagé ni détérioré ;

Aucune défaillance ou perte temporaire de qualité ne doit affecter le fonctionnement du coffret ;

Aucune anomalie ne doit venir affecter le dialogue de téléconduite ;

Aucun ordre intempestif ne doit être transmis aux commandes électriques ;

Aucune signalisation locale ou à distance et aucune alarme intempestive ne doivent se produire.

Critère d’aptitude B

Aucun matériel ou composant ne doit être ni endommagé ni détérioré ;

Défaillance ou perte temporaire de qualité acceptable durant l’essai et auto récupérable ;

Perte temporaire du dialogue de téléconduite ;

Aucun ordre intempestif ne doit être transmis aux commandes électriques ;

Aucune signalisation à distance et aucune alarme intempestive ne doivent se produire ;

Dégradation temporaire de signalisation lumineuse locale acceptable durant l’essai

Critère d’aptitude C

Dégradation nécessitant une intervention de l’exploitant pour remise en service ;

Ordre intempestif transmis aux commandes électriques ;

Alarmes intempestives et signalisations locales ou distantes modifiées.

Annexe 5 : Procédure de vérification fonctionnelle des essais environnementaux

Action Ordre (LAT) ou cde windows Observation Critère d'acceptance Resultat

Alimentation du module HU250 Flash Vert OK

Ping sur les @IP cd fping100 Ping toutes les 100ms OK

LAN1: 192.168.1.111 Fping.exe 192.168.1.111 -c-t100 LAN2: 192.168.5.115 Fping.exe 192.168.5.115 -c-t100 WAN: 192.168.2.112 Fping.exe 192.168.2.112 -c-t100

3rdPARTY: 192.168. 6.116 Fping.exe 192.168.6.116 -c-t100 WIFI: 192.168.0.1 Fping.exe 192.168. 0.1 -c-t100

Arrêt du ping : crtl C

Ouverture LAT Windows PuTTY sur configuration du HU250 OK

Initialiser la position du relai select, des compteurs, des fichiers csv Cem setup_cem OK

Cem reset_cpt

Cem remove_file

Fermeture des relais Stm io close_all_relays Lecture compteurs EA Compteur EA fixé a 1 ou led fixe sur

ON OK

Ouverture des relays Stm io open_all_relays OK

Fixation des entrées à 10101010 Stm io cnt_inputs Vérification des inputs OK

Test CEM Cem start CEM launched OK

Ouverture des Tera term Macro -> Choisir correspondance No error data OK A -> Modbus

Ouverture de ModBus Poll pour : Connexion No error data OK

LAN1 LAN2 WAN

3rdPARTY K7 RS485

WIFI

ANALYSE Cem stop Lecture: No error data OK

-Pings (lost, received)

Stop ping, MBPoll, Tera Term - MbPoll (Tx, Err)

- Tera term (No Data, Err data)

Open .csv files - Counters (Cpt)

- Temperatures PT100 (Agilent

Benchlink).

Annexe 6 : Description des compteurs du LAT

Sitara

STM32

time Date et Heure time Date et Heure boot_sitara Reboot Sitara pt100_spi T(trame SPI)

flash Etat mémoire temperature T (°C) dram Etat mémoire cnt_boot Reboot STM32 mram Etat mémoire pt100_drdy Etat timeout

spi_main Etat SPI entre Sitara et STM32 cnt_flash Vérification flash

spi_switch_1 Etat statut switch ethernet 1 cnt_ram Vérification RAM

spi_switch_2 Etat statut switch ethernet 2 cnt_power_fail

Vérification perte alimentation

gsm_ping Envoi de 10 pings avec temps d'attente de 1 seconde. Si 0/10, erreur ping cnt_Input1 Etat entrée 1

gsm_connect Etat connexion de l'hôte cnt_Input2 Etat entrée 2 gsm_status_error Etat du modem CINTERION cnt_Input3 Etat entrée 3

gsm_csq Puissance signal réseau cnt_Input4 Etat entrée 4 gsm_creg 1: Accroché au GSM cnt_Input5 Etat entrée 5

gsm_cgreg 1: Accroché au GPRS cnt_Input6 Etat entrée 6 gps Etat UART entre sitara et GPS cnt_Input7 Etat entrée 7

gps_nb_sat_used Nombre de satelites accrochés cnt_Input8 Etat entrée 8

nb_sat_seen Nombre de satelites vu cnt_bp_1

Etat bouton Poussoir 1

rtc_clk Etat RTC registre quartz cnt_bp_2


rtc_bat Etat RTC registre batterie cnt_bp_3


rtc_capa Etat RTC registre Capacité cnt_bp_4


rtc_i2c Etat RTC erreur bus i2C cnt_bp_5


gpio_exp_i2c Etat accés i2c au registre GPIO cnt_it Etat IHM pmic Etat accès i2c au registre pmic cnt_vin_mon_min Vmin

cybersec Etat accès i2c au registre cybersecurité cnt_vin_mon_max Vmax

usb 1: Clé USB déconnectée

rs_receive Etat liaison modbus entre K7RS485 => modbus

latitude Valeur latitude N_S North or South longitude Valeur Longitude E_W East or West

+1 lors d'une erreur

0 en fonctionnement normal

Valeur Variable

Etat logique 0 ou 1

Etat incrémenté

(Limite Max=500)

Annexe 7 : Logiciels utilisés pour le contrôle des compteurs d’erreurs de communication

Ports de com Fping Modbus Poll Tera Term

LAN1

LAN2

3rd Party

WAN

K7 RS485

K7 MODBUS

WIFI

Annexe 8 : Lecture d’état des I/O sous fenêtre PHP

Annexe 9 : Tableau indexation des sondes thermocouples

Composant Repère Câble n° de voie carte DAQ

GSM

Célérion E 205

Ublocks 8 206

Tamb 210 207

K7 RS

Pulse 9 201

Transistor de communication 1 P 202

Transistor de communication 2 M 203

Tamb F 204

IHM Driver LEDS 22 115

Tamb 88 118

COM Switch Micrel 66 116

Tamb 55 117

Carte I/O

Transformateur Pulse 6 109

Capacité 5 108

Tamb D 110

POWER

Mosfet1 2 102

Mosfet2 3 103

SELF 1 210

STM 7 107

Pulse 4 104

LM 51 16 A 105

Tamb B 209

MAIN

SITARA 33 111

PMIC 44 112

Wifi 11 208

Tamb 77 114

Annexe 10 : Dispositions des sondes sur les cartes électroniques

8

E

210

9

F M

P

22 88

66

55

2 1

B

7

4

3

A

44

77

33

11

5

6

D

5

K7 GSM/GPS K7 RS

IHM COM

POWER POWER

Carte I/O MAIN

Annexe 11 : Schéma de montage n°1 essai CHOC1.

Annexe 12 : Schéma de montage n°2 essai CHOC2, Chaleur humide, VRT.

Annexe 13 : Positionnement du HU250 dans la cuve pour les essais climatiques

Annexe 14 : Montées en température des sondes pour une température de cuve fixée a +75°C

20

30

40

50

60

70

80

90

0 25 50 75 100 125 150 175 200

Mosfet2/powerLM5116/powerSTM/powerCapacité/carteI/OTransformateur Pulse/carteI/OTamb/carteI/OSITARA/mainPMIC/mainTamb/mainDrivers_LEDS/IHMSwitch_Micrel/comTamb/comTamb/IHMPulse/k7RSTransistor_COM1/k7RSTransistor_COM2/k7RSTamb/k7RSCélérion/GSMUblocks/GSMTamb/GSM

Température des sondes(°C)

Temps (min)

Mesure de température des composants du HU250 allumé, lors de la montée en température de la cuve

Annexe 15 : Résultats des thermocouples classés par ordre croissant de température Max @Tamb=75°C

Composant Repère Câble

n° de voie carte DAQ

T° Max (°C) @Tamb=75°C

T° Min (°C) @Tamb=-40°C

LM 51 16/POWER A 105 97,8 -15,5

SELF/POWER 1 210 96,8 -16,1

Mosfet2/POWER 3 103 95,8 -19,2

SITARA/MAIN 33 111 95,5 -19,6

Mosfet1/POWER 2 102 94,5 -18,9

Switch Micrel/COM 66 116 92,3 -21,6

STM/POWER 7 107 91,2 -19,9

Tamb/POWER B 209 90,8 -20,7

Wifi/MAIN 11 208 90,2 -24,4

PMIC/MAIN 44 112 90,2 -23,5

Célérion/GSM E 205 90,1 -27,2

Transistor de communication 1/K7 RS P 202 90,0 -22,7

Pulse/K7 RS 9 201 89,9 -23,1

Transistor de communication 2/K7 RS M 203 89,7 -23,1

Transformateur Pulse/Carte I/O 6 109 89,4 -24,6

Tamb/MAIN 77 114 88,8 -24,1

Pulse/POWER 4 104 88,6 -22,0

Capacité/Carte I/O 5 108 88,1 -23,8

Tamb/GSM 210 207 87,7 -28,0

Tamb/K7 RS F 204 87,6 -24,2

Tamb/Carte I/O D 110 86,6 -28,1

Tamb/COM 55 117 84,0 -30,2

Driver LEDS/IHM 22 115 82,0 -28,5

Tamb/IHM 88 118 81,3 -29,2

Ublocks/GSM 8 206 ? ?

Annexe 16 : Classement des composants les plus chauds (Graphique)

80,0

82,0

84,0

86,0

88,0

90,0

92,0

94,0

96,0

98,0

100,0

LM 5

1 1

6/P

OW

ER

SELF

/PO

WER

Mo

sfe

t2/P

OW

ER

SITA

RA

/MA

IN

Mo

sfe

t1/P

OW

ER

Swit

ch M

icre

l/C

OM

STM

/PO

WER

Tam

b/P

OW

ER

Wif

i/M

AIN

PM

IC/M

AIN

Cé

léri

on

/GSM

Tran

sist

or

de

co

mm

un

icat

ion

…

Pu

lse

/K7

RS

Tran

sist

or

de

co

mm

un

icat

ion

…

Tran

sfo

rmat

eu

r P

uls

e/C

arte

…

Tam

b/M

AIN

Pu

lse

/PO

WER

Cap

acit

é/C

arte

I/O

Tam

b/G

SM

Tam

b/K

7 R

S

Tam

b/C

arte

I/O

Tam

b/C

OM

Dri

ver

LED

S/IH

M

Tam

b/I

HM

Ub

lock

s/G

SM

T° Max (°C)

Annexe 17 : Résultats de tolérance en température pour les composants les plus chauds.

Composant Température

maximale atteinte T(°C)

Température de jonction Tj (°C)

Pourcentage atteint (%)

SITARA/MAIN 95,5 105 91,0

SELF/POWER 96,8 125 77,4

Switch Micrel/COM 92,3 125 73,8

STM/POWER 91,2 125 73,0

LM 51 16/POWER 97,8 150 65,2

Mosfet2/POWER 95,8 150 63,9

Mosfet1/POWER 94,5 150 63,0

Annexe 18 : Représentation graphique des températures de jonction

020406080

100120140160

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Tj (°C)

Tcomposant (°C)

Documents

FORMATION TECHNICIEN MESURES PHYSIQUES GRENOBLE DUT …