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Matière : Supervision industrielle VHS : 37h30 (Cours: 1h30, TP: 1h00) Crédits

Matière : Supervision industrielle VHS : 37h30 (Cours: 1h30, TP: 1h00) Crédits : 3 Coefficient : 2 Objectifs de l’enseignement: Le but du cours est de présenter à l’étudiant le système de supervision SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), très utilisé dans la supervision et l’acquisition de données des processus industriels dans divers secteurs. A la fin l'étudiant peut concevoir une interface de supervision d'un processus industriel et de savoir le logiciel et e matériel nécessaire. Connaissances préalables recommandées: API, Réseaux industriels, Bus et protocoles de communication, Chaine d'instrumentation, Dessin industriel, Contenu de la matière: Chapitre 1. Définition d'un système SCADA (1 semaine) Définition d'un système SCADA (supervision =surveillance-commande), utilités, fonctions, …. . Historique : passer de la boucle PC-PO vers la boucle SCADA-PC-PO Chapitre 2. Composants d’un système de contrôle industriel. (2 semaines) Systèmes de contrôle industriel : PLC (Programmable Logic Controller), DCS (Distributed Control Systems), SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), PAC (Programmable Automation Controller), RTU (Remote Terminal Unit), PC -based Control System. Chapitre 3. Architectures des systèmes SCADA (3 semaines) Architectures SCADA, Protocoles SCADA, Acquisition de données. Déploiement des systèmes SCADA. Architecture réseaux, Positionnement du SCADA sur la pyramide CIM (lien avec MES et ERP) Chapitre 4. HMI (Humain Interface Machine) dans les systèmes SCADA (3 semaines) Définition HMI, Présentation ergonomique analytique et normative : Texte, Symbole, Courbe, Couleur, Animations, Signalisation, …. Gestion des alarmes, Gestions des messages (erreur, confirmation, …), Gestion des gammes Production-Recettes, Archivages, et Historisation, Définition de qlq normes internationales de la schématisation TI (Tuyauterie et Instrumentation), ISA symbology, PCF, …. Chapitre 5. Logiciels de supervision SCADA (2 semaines) Organisation logicielle d'un système de supervision SCADA Variable dédiées au contrôle-commande : Variables interne externe , type ToR, Numérique, analogique, chaine de caractères Variable "objet" : Valeur de la variable, unités, échelle, limites, horodatage, fraîcheur, hystérésis, type d'objet statique ou dynamique. spécificité Temps-réel de la base des variables : Synchronisation avec l'interface HMI, synchronisation avec le matériels (lecture, envoi, mise à jour, ..), temps de rafraichissement (cyclique, cyclique paramétrable, flash, ….), … Programmation : Editeur graphique, bibliothèques des composants, instanciations , … Administration à distance , … Présentation de quelques logiciels pour SCADA : Siemens SIMATIC WinCC flexible, TIAPortal , Scheinder Electric  Monitor pro, Elution  ConrolMaestro, ARC Informatique PCVue , Codra Panorama P2, Panorama E2 ,ICONICS GENESIS 32, … Chapitre 6. Sécurité des systèmes SCADA (1 semaine) Pourquoi sécuriser SCADA ?, Attaques (Menaces et dangers) contre les systèmes SCADA, Risques et évaluation. Scénarios des incidents possibles. Sources d’incidents. détection et repérages des pannes défaillances, erreurs, … Politique de sécurité. …. Chapitre 7. Applications démonstratives (3 semaines) Etudier un exemple illustratif : Introduire toutes les notions et les concepts logiciels et matériels étudiés pour élaborer un systèmes SCADA correspondant, suivant un cahier des charges bien déterminé. Travaux pratiques : Des travaux pratiques peuvent être pensés et élaborés par l’enseignant selon la disponibilité du matériel et logiciels. TP1. Introduction au logiciel WinCC flexible (ou TIA Portal) de Siemens TP2. Elaboration et Implémentation d'un système SCADA pour asservir le niveau d'eau dans un réservoir TP3. Elaboration et Implémentation d'un système SCADA pour barrière d'un parking :  Etablir la commande du moteur utilisé : Commande d'un moteur à courant continu (PID) ou un moteur pas à pas ou servomoteur (PWM) en langage Ladder, SCL, …  Concevoir un grafcet correspondant du système complet  Concevoir un système SCADA ( HMI, variables àutiliser, ….) Soulever quelques contraintes de sécurités et proposer des solutions …….. Chapitre 1. Définition d'un système SCADA (1 semaine) Définition d'un système SCADA, utilités, fonctions, …. . Historique : passer de la boucle PC-PO vers la boucle SCADA-PC-PO S.C.A.D.A : Supervisory Control And Data Acquisition Supervisory Control : Le Contrôle de la Supervision And : Et Data Acquisition : L’Acquisition des Données SUPERVISION INSTALLATION AUTOMATISEE Suivre et contrôler AUTOMATISME Introduction à la supervision Dans un système automatisé de production, le terme « supervision » désigne la fonctionnalité qui consiste à mettre à la disposition d’un opérateur une interface graphique, généralement de type « écran/clavier », lui permettant de suivre et de contrôler à distance une installation automatisée. Rôle et limite de la supervision La supervision ne doit en aucun cas intervenir dans le traitement de l ’automatisme. Son rôle doit se limiter à : SUPERVISION AUTOMATISME chercher des informations dans l’automatisme pour renseigner l ’opérateur envoyer des informations à l ’automatisme à partir des ordres donnés par l ’opérateur Communiquer avec l ’automatisme Architecture C.I.M et S.C.A.D.A Fonctions de la Supervision 1. Synoptique, 2. Courbes, 3. Alarmes 4. Gestion des gammes de fabrication et recettes 5. …… Synoptique : fonction essentielle de la supervision, fournit une représentation synthétique, dynamique et instantanée de l'ensemble des moyens de production de l'unité Synoptique permet à l'opérateur d'interagir avec le processus et de visualiser le comportement normal Courbes: - donne une représentation graphique de différentes données du processus - donne les outils d'analyse des variables historiées Alarmes: - calcule en temps réel les conditions de déclenchement des alarmes - affiche l'ensemble des alarmes selon des règles de priorité, - donne les outils de gestion depuis la prise en compte jusqu'à la résolution complète - assure l'enregistrement de toutes les étapes de traitement de l'alarme Gestion des gammes de fabrication et recettes: - donne un outil de gestion des lots de fabrication (batchs) - gère les paramètres de réglage des machines pour chacun des lots (recettes) Supervision - Domaines d'application : Le pilotage de grandes installations industrielles automatisées: - métallurgie (laminoir ) production pétrolière (distillation), - production et stockage agroalimentaire (lait, céréales...) - production manufacturière (automobile, biens de consommation...) Le pilotage d'installations réparties: - alimentation en eau potable, - traitement des eaux usées, - gestion des flux hydrauliques (canaux, rivières, barrages...) - gestion de tunnels (ventilation, sécurité) La gestion technique de bâtiments et gestion technique centralisée (GTC): - gestion des moyens de chauffage et d'éclairage (économies d'énergie) - gestion des alarmes incendies - contrôle d'accès, gestion des alarmes intrusion Exemple industriel : une plateforme pétrolière : • La supervision se fait par la surveillance de 500 variables analogiques et 2500 variables logiques (TOR) • Les alarmes sont générées sur des dépassements de seuils. • Une avalanche d’alarmes peut mettre en jeu 500 alarmes (variables) en moins d’une minute. • Un problème mineur toutes les demi-heure et un problème majeur par semaine. • Il y a plus d’avantages à éviter un arrêt de l’installation qu’à gagner qq % de production uploads/Industriel/ scada-chap0.pdf