Intelligence répartie à bord avec DIOLINE PLC

Utilisée à bord de matériels roulants, le PLC compact DIOLINE PLC procède au prétraitement autonome et décentralisé de sous fonctions à un niveau inférieur à celui du calculateur principal ( TCMS ). Celui-ci, dispensé d'une partie de ses tâches, voit ainsi sa fiabilité augmenter. Le PLC compact LÜTZE DIOLINE a trouvé un type d'application idéale avec les "Coradia Polyvalent", nouveaux trains développés par ALSTOM. Ces véhicules, qui circuleront dans les réseaux de transports régionaux de onze régions françaises, Ce nouveau type de véhicule présente la particularité d'utiliser plusieurs systèmes de traction hybrides. alimentés alternativement par des groupes diesel ou des caténaires. Á bord de ces trains, les « systèmes de commande » LÜTZE DIOLINE PLC, ayant déjà fait leurs preuves en tant qu' « intelligence décentralisée », prennent en charge le contrôle des fonctions de gestion du moteur.

Les tâches de contrôle commande ne cessent de se multiplier à bord des matériels roulants ferroviaires. Au delà des fonctions de contrôle commande pour de la gestion de moteur, les exigences de sécurité et de confort en hausse nécessitent de nouveaux besoin en terme de contôle commande.

Un traitement trop volumineux de signaux au seul niveau du calculateur principal présenterait des inconvénients car ce dernier serait surchargé par un nombre important de « signaux non critiques ». La centralisation par un seul calculateur principal exclut également les redondances et diminue le taux de fiabilité.

Le principe de décentralisation des automates Dioline PLC, permet un prétraitement des signaux de sous-systèmes. Le Dioline PLC apporte une "intelligence répartie" avec des fonctions de commande partielle à un niveau inférieur à celui du calculateur principal. Les avantages d'un tel système sont évidents :

• Baisse du taux de charge du calculateur central et des bus de terrain
• Raccourcissement des temps de réaction aux signaux critiques
• Facilité des opérations de maintenance détection simplifée de défauts
• Augmentation de la disponibilité : création de redondances par modularisation et donc augmentation du taux de fiabilité

Jusqu'à six PLC LÜTZE DIOLINE, défini en tant que sous systémes liés par un bus de terrain communiquent avec la plateforme "Coradia Polyvalent" de la SNCF. Cette plate-forme autorise une configuration de bus de terrain aisée : d'une part via le protocole MVB dédié à la communication avec le calculateur principal du véhicule (TCMS), et d'autre part par le biais du CAN J1939 chargé de la communication avec le moteur thermique (Powerpack).

Toutes les fonctionnalités du PLC DIOLINE sont, conformément à la norme CEI 61131-3, librement programmables. Les modules LÜTZE DIOLINE éprouvés depuis de longue date existent en version entrées et sorties analogiques et logiques. Ces modules sont gérés via le L-Bus ( Bus interne ) de LÜTZE.

Sur les nouveaux trains régionaux « Coradia Polyvalent », ALSTOM installe jusqu'à six motorisations complètes appelées« Powerpacks ». Le « Powerpack » d'ALSTOM est un système intégrant un moteur diesel de 340KWet un générateur électrique, lesquels, constituent un groupe électrogène qui alimente en courant continu la chaîne de traction.

Chaque PLC DIOLINE est "ESCLAVE" du calculateur principal (TCMS). La gestion du moteur diesel (Electronic Diesel Controler) et du groupe de refroidissement (Cooling Control Unit) est assurée par une interface bus CAN-J1939. Pour ce faire, LÜTZE a étendu le développement de la bibliotèque  de son interface CAN-J1939 du PLC DIOLINE pour communiquer avec le controleur du moteur MAN et avec le système de refroidissement de BOSCH REXROTH.

Le PLC LÜTZE DIOLINE est en charge de l'acquisition et du traitement des signaux, de la valeur de consigne pour le régime moteur (le nombre de tours par minute), du stator, du démarrage, de la température du filtre à particules, du niveau d'huile moteur et du niveau du liquide de refroidissement. Toutes ces données sont saisies et traitées séparément pour chaque Powerpack.

Les exigences particulières du « Coradia Polyvalent » ont conduit LÜTZE Transportation GmbH à modifier en conséquence le PLC DIOLINE :

• Développement d'une bibliothèque interface CAN-J1939 pour la communication entre DIOLINE PLC et le contrôleur du moteur MAN (BOSCH)
• Développement d'une carte d'extension avec des entrées logiques pour l´adressage des DIOLINE PLC au sein de chaque véhicule
• Extension de la mémoire interne de diagnostic de DIOLINE PLC à 1 MB
• Utilisation de connecteurs de communication de L-Bus et des modules d´entrées/sorties avec  des contacts dorés.

Le PLC LÜTZE DIOLINE est de fait un gateway MVB-CAN localisé en plusieurs endroit du train et permettant de prendre en charge localement la gestion de chacun des moteurs.

Train Regiolis en cours de test dynamique sur l'anneau du Centre de tests ferroviaires de Bar-le-Duc. Octobre 2012^© Alstom Transport / A. Février

Les nouveaux « Coradia Polyvalent » d'ALSTOM destinés aux régions et recettés par la SNCF disposent de jusqu'à six unités de moteur hybride appelées Powerpacks, chacune d'elles étant contrôlée par un PLC LÜTZE DIOLINE.