A2V développe une plateforme automate custom avec CODESYS embarqué pour les machines de tests géotechniques

Le client développe des machines de laboratoire destinées à l’analyse de matériaux pour la géotechnique, la géomécanique et la pétrophysique. Ces équipements permettent notamment de reproduire des conditions d’essai représentatives des environnements de réservoir, avec un contrôle fin de la pression, de la température et du comportement des fluides.

Dans ces machines, la carte FloxIO constitue le cœur de l’architecture de commande. Elle héberge le logiciel métier développé par le client, pilote les pompes et assure l’acquisition de nombreux capteurs de précision. Les cartes sont utilisées sur les nouvelles générations de machines du fabricant, principalement en laboratoire, avec des applications également déployées en contexte industriel.

Avant ce développement, l’architecture reposait sur des automates standard du marché. Cette solution était coûteuse, encombrante, longue à installer et peu différenciante, car facilement reproductible. Le client souhaitait disposer d’une plateforme propriétaire, plus compacte, plus économique, standardisable sur ses gammes de machines et ouverte à son propre développement logiciel via CODESYS.

La difficulté principale résidait dans la concentration de fonctions très différentes sur une seule carte. La solution devait à la fois assurer le rôle d’automate, intégrer un runtime CODESYS prêt à l’emploi, communiquer avec des variateurs de moteurs sur bus CANopen, dialoguer avec un écran de supervision en Modbus TCP et acquérir des signaux analogiques de haute précision.

Les contraintes étaient simultanément techniques et économiques : précision d’acquisition, nombre important d’entrées/sorties, communications terrain, compacité, coût, disponibilité composants, robustesse et industrialisation. L’acquisition analogique, avec une résolution de 21 bits, était un point critique pour garantir la stabilisation de pression et la qualité des mesures dans les essais.

Le client recherchait également une architecture durable, maintenable sur le long terme. A2V s’est engagée sur une pérennité de 10 ans, un point essentiel pour des machines de laboratoire destinées à être produites, maintenues et exportées dans la durée.

A2V a conçu une carte automate générique, évolutive et propriétaire, capable de couvrir les besoins des nouvelles gammes de machines du client. La carte FloxIO intègre le runtime CODESYS prêt à l’emploi ainsi que l’ensemble des fonctions nécessaires à l’exploitation des entrées/sorties, des communications et des interfaces capteurs.

Le client conserve la maîtrise de son logiciel métier, qui constitue son savoir-faire propre. A2V n’intervient pas dans ce logiciel applicatif, mais fournit l’environnement matériel et logiciel nécessaire pour que le client puisse développer ses programmes en autonomie. A2V peut également accompagner le client sous forme de conseils de programmation et de support technique.

La carte est aujourd’hui en version 3, avec des évolutions issues des différents projets et retours de validation. Deux itérations ont permis d’ajouter des fonctions, de corriger des bugs et d’améliorer le design avant le passage en production série.

Le projet a été conduit selon la méthode de travail A2V, avec une phase initiale de co-construction du cahier des charges. Cette étape a permis d’intégrer les besoins de l’application, les contraintes de précision, les interfaces machines, les communications attendues et les objectifs technico-économiques du client.

À l’issue de ces échanges, un cahier des charges a été formalisé puis validé par un Bon pour Lancement. Cette validation a déclenché le design du prototype : architecture électronique, choix composants, schématique, routage, intégration du runtime CODESYS, outils logiciels et préparation des moyens de test.

A2V a ensuite validé la carte sur banc, tandis que le client a réalisé les validations finales sur machine. Une fois les validations A2V et client obtenues, le projet est entré en phase d’industrialisation interne. Cette phase a permis de constituer les dossiers de production, de sécuriser les moyens de fabrication et d’autoriser le lancement en production série par lots de 100 pièces.

La carte FloxIO est devenue une base commune pour les nouvelles générations de machines du client. Cette standardisation permet d’homogénéiser les architectures de commande, de réduire le nombre de références, de simplifier les achats et de faciliter la maintenance.

La compatibilité assurée avec les cartes FloxMotor permet également de structurer une architecture cohérente entre l’acquisition, le pilotage de pompes et les fonctions de commande moteur. Cette approche renforce la modularité de la plateforme tout en conservant une solution propriétaire adaptée au savoir-faire du client.

L’impact est significatif : le volume de l’architecture précédente a été réduit d’un facteur 5 et le coût a été divisé par 4 par rapport aux solutions existantes basées sur des automates standards. Cette compacité est devenue un élément différenciant fort pour les nouvelles gammes de machines.

Ce projet illustre la capacité d’A2V à concevoir une électronique industrielle sur mesure qui ne se limite pas à une carte d’interface. La solution regroupe une fonction automate, un environnement CODESYS embarqué, des communications terrain, de l’acquisition de précision et du pilotage moteur au sein d’une plateforme compacte et industrialisable.

Pour le client, A2V intervient comme partenaire technologique de long terme : co-conception du cahier des charges, développement électronique, intégration logicielle bas niveau, validation banc, support aux validations machine, industrialisation, production série et évolutions de design.