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1 B. NAJIMI - 2013 La Supervision Industrielle Cours : Supervision Industrielle

1 B. NAJIMI - 2013 La Supervision Industrielle Cours : Supervision Industrielle Par : Brahim NAJIMI B. NAJIMI 2013 Page 2/41 Deux grandes catégories : Les entreprises industrielles Les entreprises de procédé continu (Process Industries) Les entreprises manufacturières (Manufacturing Industries) Point de vue de la Gestion de l’automatisation 2 B. NAJIMI 2013 Page 3/41 Evolution du marché de l’industrie Peu de concurrence Peu de produits Consommateur pas difficile Concurrence accrue Grande variété de produits Consommateur plus critique Produire vite, bien et bon marché, S'adapter rapidement à l'évolution des produits. B. NAJIMI 2013 Page 4/41 Juste à temps (JIT) C’est un principe d’organisation industrielle apparu au début des années 80, qui consiste à acheter ou produire seulement ce dont on a besoin, quand on en a besoin. Principe: En JIT, il ne doit pas y avoir de stocks, en permanence l’exacte quantité de biens ou d’articles nécessaires doit arriver et être livrée à l’endroit souhaité, au moment voulu, pour y être aussitôt utilisée Le « Juste à temps » ou « flux tendu », diminue le prix global de la qualité en assurant une meilleure gestion à tous les niveaux de l’entreprise: achats, fabrication, etc. il s’applique à toutes les formes de production. Les règles de production 3 B. NAJIMI 2013 Page 5/41 Règles de production La philosophie du zéro La philosophie du zéro 0 stock 0 papier 0 accident 0 panne 0 défaut 0 mépris . . . 0 Délai B. NAJIMI 2013 Page 6/41 Règles de production La philosophie du zéro - besoin Automatisation permettra d'accélérer la fabrication et/ou de garantir la constance de la qualité. Informatisation a pour but d'améliorer la manipulation des informations relatives au processus de production. Flexibilité Fiabilité de production 4 B. NAJIMI 2013 Page 7/41 Processus de production informatisé et automatisé mais sans intégration Plus de 80% de l’information n’est jamais intégrée dans aucun système d’information de l’entreprise Un employé passe environ 1/3 de son temps de travail à chercher des réponses 75% de ces réponses existent déjà au sein de l’entreprise B. NAJIMI 2013 Page 8/41 Processus de production intégré ou CIM (Computer Integrated Management) Intégration des moyens informatiques Unicité et la disponibilité des informations l’effet recherché: 5 B. NAJIMI 2013 Page 9/41 Eléments à interconnecter pour réaliser le CIM B. NAJIMI 2013 Page 10/41 La pyramide CIM : Computer Integrated Manufacturing 5 4 3 2 1 0 Flux de production Flux de gestion Flux de Gestion: Liés directement à la gestion et à l’organisation de la production. Flux de Production: L’ensemble des informations liés au procédé de production, et issus des systèmes de contrôles commandes. Cellule Capteur / actionneur Atelier Usine Compagnie Terrain 6 B. NAJIMI 2013 Page 11/41 La pyramide CIM : Computer Integrated Manufacturing 4 3 2 1 0 Messages courts (bits) Echanges rapides (ms) Messages longs (Mbits) Echanges long (Min) Vitesse de transmission Volume des informations Flux de production Flux de gestion Flux de Gestion: Liés directement à la gestion et à l’organisation de la production. Flux de Production: L’ensemble des informations liés au procédé de production, et issus des systèmes de contrôles commandes. Cellule (Automatismes) Terrain (Capteurs et Actionneurs) Supervision (SCADA) Production (MES) Gestion (ERP) B. NAJIMI 2013 Page 12/41 Architecture typique de contrôle/commande 7 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 13 Le niveau 2 : La Supervision (SCADA) Définition: La supervision est un système informatique interactif qui se situe entre les automatismes d’atelier et la gestion de la production visant à fournir aux opérateurs les informations leurs permettant de prendre, au bon moment, les bonnes décisions pour assurer la conduite d’une production complexe. Supervisory Control And Data Acquisition Télésurveillance et acquisition de données SCADA est une classe de programmes applicatifs dédiés au contrôle de processus et à la collecte d’informations en temps réel depuis des sites distants, en vue de maitriser un équipement. Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 14 Pourquoi un système SCADA ? Piloter, surveiller , Maîtriser les process industriels complexes, là où le contrôle humain est impraticable. Objectifs: Concentrer les données, Apporter une vision temps réel des états des équipements Apporter les premiers outils d’analyses nécessaires aux contrôles des équipements concernés (historiques, courbes, alarmes…) 8 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 15 Domaine d’application Le pilotage des grandes installations industrielles automatisées Gestion Technique de Bâtiment Le pilotage d'installation réparties La gestion des postes électriques Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 16 Comment fonctionne un système SCADA ? Les éléments matériels « hardware » assurent la collecte des informations pour le poste de supervision. Le poste de supervision traite ces informations, et donne une représentation graphique réactualisée de ces informations. 9 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 17 Comment fonctionne un système SCADA ? Organisation logicielle d’un système de supervision Gestionnaire de variables Calculs Archivage Alarmes Gestionnaire d’interface physique Gestionnaire d’interface logique Gestion graphique Rapports Interface IHM Base de données Surveillance Signalisation Gestion des acquittements API, E/S déportées… Serveurs de données industriels , OPC… B. NAJIMI 2013 Page 18/41 Fonctions d’un système SCADA Acquisition de données Dialogue avec les automates et équipements du terrain. Représentation des données Visualiser les informations dans une interface HMI du type graphique. Enregistrements des événements et mesures. Pilotage Traitement des alarmes et défauts. Paramétrage Communication des données Poste de conduite locale et déportée. 10 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 19 Supervision au pieds de machine Le panneau opérateur Le pupitre opérateur (OP) fait partie de la famille des HMI. Il remplace avantageusement les anciens pupitres (à boutons, voyants, roue codeuse, potentiomètres, etc.) Il existe plusieurs types d’OP: Certains comme l’OP17 possèdent un écran et un clavier; alors que d’autres comme le TP170 possèdent un écran tactile couleur ou monochrome. Certains offrent l’affichage uniquement en mode texte alors que d’autres offrent une interface de type graphique. Certains offrent une liaison avec une imprimante. … Le prix est souvent relatif à la taille de l’écran et des fonctions de dialogue qu’il offre. Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 20 La supervision est souvent centralisée dans une salle de contrôle Salle de contrôle : Supervision en pieds de machines 11 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 21 L’opérateur humain demeure indispensable en salle de contrôle - L’intelligence humaine fait que l’operateur humain est capable d’assurer une supervision intelligente sans cesse enrichie par l’expérience. - La présence humaine s’avère nécessaire pour réagir face à des situations de dysfonctionnement imprévues. l’efficacité de l’IHM est très liée à la capacité de l’utilisateur à percevoir, interpréter les informations, raisonner sur celles-ci et à agir à travers l’interface pour piloter le système. L’opérateur Humain : Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 22 Les logiciels de supervision sont une classe de programmes applicatifs dédiés dont les buts sont: La collecte d'informations en temps réel sur des processus depuis des sites distants La visualisation de l'état d'une installation automatisée de contrôle de processus , avec une mise en évidence des anomalies (alarmes) Les logiciels de supervision : 12 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 23 Synoptique Alarme Archivage Paramétrage Recette Gestion utilisateur Affichage multilingue Rapports Fonctionnalités des logiciels de supervision : Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 24 Synoptique : 13 B. NAJIMI 2013 Page 25/41 Synoptique : Fonction essentielle de la supervision, Fournit une représentation synthétique, dynamique de l'ensemble des moyens de production de l'unité Permet à l'opérateur d'interagir avec le processus, d'en visualiser le comportement normal ou anormal Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 26 Synoptique : Champ de saisie Lecture des mesures (Barre-graphe, champs numériques…) Bouton de commande: -Envoi d’ordre -Explorer les vues 14 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 27 Permet d’introduire les paramètres nécessaires à la bonne conduite du process (Consigne, temporisation, mode de marche…) Paramétrage : Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 28 Calcule en temps réel les conditions de déclenchement des alarmes. Affiche l'ensemble des alarmes selon des règles de couleurs paramétrables. Alarmes : 15 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 29 Permet la sauvegarde périodique de grandeurs (archivage au fil de l'eau) Permet la sauvegarde d'événements horodatés (archivage sélectif) Permet de garder une trace validée de données critiques (traçabilité de données de production) Archivage : Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 30 Donne une représentation graphique de différentes données du processus Donne les outils d'analyse des variables historiés Courbes : 16 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 31 Donne un outil de gestion des lots de fabrication (batchs) Gère les paramètres de réglage des machines pour chacun des lots (recettes) Recettes : Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 32 Poste de supervision: Compatibilité du système d’exploitation avec le logiciel de supervision Compatibilité opérationnelle avec le PC utilisé (Taille disque dur, RAM, Port série, port PCI,. Communication Type de communication (propriétaire, ouverte) Protocoles de communication dédiés (Fipway, Vnet, …) Protocoles de communications ouverts (Modbus, profinet…) Serveurs OPC* (Standard de communication) Caractéristiques opérationnelles : * OPC : OLE for Process Control 17 Supervision Industrielle B. NAJIMI 2013 Page 33 Type de supervision Monoposte le superviseur gère l'ensemble des données automates. Multiposte Plusieurs postes se partagent la supervision et la commande du procédé. Des uploads/Industriel/ supervision-industrielle-2013.pdf