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Surveillance robuste et modélisation temps réel d'une centrale thermique Sommai

Surveillance robuste et modélisation temps réel d'une centrale thermique Sommaire  1Introduction :  2Plan de travail :  3Réalisations :  4L'interface de supervision o 4.1Les vues o 4.2Le menu o 4.3Le synoptique o 4.4Les résidus o 4.5Les alarmes o 4.6Les pannes o 4.7Les défaillance des capteurs  5La commande à distance Introduction : L'objectif de ce projet est l'implémentation en ligne et la télé-opération d’un système de surveillance à base de modèle bond graph. Le but d’un tel système est de valider en ligne un système de détection et localisation de défauts à base de modèle bond graph (BG). Le travail est réalisé en deux parties : La première partie détermination hors ligne des modèles, des Indicateurs de fautes en utilisant un logiciel dédié (FDIpad) ( fournis par le professeur) La deuxième partie L'implémentation en temps réel en utilisant des logiciels de supervision DSPACE et Panorama des algorithmes déduits à l’étape (i) et réaliser une télé opération à distance. L'image ci-dessous représente une vue de la centrale thermique à superviser Plan de travail : 1- Etude de l’installation, réalisation diagramme de gantt 2- Etude de la boite à outil FDIpad , des modèles BG de l’installation et des indicateurs de fautes générés 3- Mise en place des algorithmes de validation temps réel du modèle et système de surveillance et des procédures de décision (évaluation numérique des résidus et calcul des seuils) 4- Implémentation temps réel et téléopération (diagnostic à distance) Réalisations :  A l'aide du modèle BondGraph du système, nous avons déterminé les relations de redondances analytiques (RRA)  Détermination des différents résidus  Détermination de la matrice d'incidence du système ce qui nous permet de détecter l'isolabilité ou non de certains capteurs  Raccordement des câbles de capteurs avec la carte DSpace  Améliorations de l'interface de supervision L'interface de supervision L'interface de supervision se compose principalement des points suivantes Les vues Nous avons réalisé une interface de supervision sous le logiciel ControlDesk, Cet interface est composée des vues suivantes : - le synoptique - les quatre vues de résidus - la page de référencement des alarmes - la vue de localisation des défaillances - la page de génération des pannes capteurs Le menu Nous avons crée un menu pour faciliter la navigation entre les différents éléments de l'interface (synoptique, R2sidus, Alarmes...) Le synoptique Nous avons repris le synoptique réaliser par des anciens étudiants qui ont travaillé sur le même projet il y a des années. nous avons apporté plusieurs modifications et améliorations. il a été réaliser avec le logiciel ControlDesk. Le synoptique caractérise la totalité de l'installation ainsi que son état, défini à l'aide des informations recueillies. Les résidus L’évolution temporelle de chacun des vingt quatre résidus est présentée sur quatre vues différentes. Les alarmes Les résidus retournent des informations sur le fonctionnement du système et divergent en fonction des variations internes, à un point de fonctionnement donné. Les variations enregistrés vont permettre de détecter une défaillance, par l'intermédiaire d'une technique de seuillage. donc l'alarme se déclenche de façon indépendante pour chacun des résidus. Les pannes La réalisation de la localisation des pannes se base sur une table de correspondance entre l'état des résidus à un instant t et les pannes elles-mêmes. La table de localisation des défaillances se base sur les équations physiques résultantes des études précédentes réaliser sur l'installation générateur de vapeur. Les défaillance des capteurs Comme il est impossible d'intervenir directement sur l'installation pour générer une défaillance matériel( capteurs ou actionneurs). nous avons la possibilité de déconnecter logiciellement les capteurs de la Dspace, ce qui va être interprété comme une défaillance par le superviseur. La commande à distance Pour réaliser la commande à distance du générateur de vapeur, nous avons choisi d'utiliser un logiciel gratuit TeamViewer, Ce logiciel, installé sur un autre pc permet de se connecter au pc sur lequel le travail a été effectué avec un identifiant et un mot de passe correct. Les consignes de l'utilisation de ce logiciel ainsi que les informations nécessaires sont indiqués sur le rapport du projet. La conception d'un système automatisé : de l'idée à la machine  Dans Automatisme Vous êtes étudiant ou vous débutez en automatisme industriel,vous vous êtes sans doute une fois demandé comment passer d'une simple idée à la conception d'une machine automatisée réelle : c'est ça que nous allons voir dans cet article. Comme vous le savez les systèmes automatisés sont omni-présents dans toutes les industries que ce soit dans l'agroalimentaire,la cimenterie,l'industrie pétrolière,l'industrie minière,les brasseries industrielles etc... La brasserie industrielle Dans l'industrie agroalimentaire spécialement dans le domaine de la brasserie industrielle,les systèmes automatisés vont se charger de remplir automatiquement les bouteilles,de les bouchonner et d'assurer leur déplacement vers les zones de stockage et de prélèvement.Grâce aux systèmes automatisés,la production est décuplée.Les technologies entrant en jeu lors des opérations de soutirage et de remplissage des bouteilles peuvent être de plusieurs types : électriques,purement mécaniques ou pneumatiques.Par exemple,pour déplacer les bouteilles du poste de soutirage vers le poste de bouchonnage,on aura besoin d'un tapis roulant,qui dit tapis roulant,dit forcément système d'entrainement et par la même occasion utilisation d'un moteur électrique voire d'une variateur de vitesse. La production industrielle du ciment Même scénario pour le domaine de la cimenterie,diverses machines et installations automatisées sont utilisées allant de la récupération du calcaire,leur concassage,leur cuisson jusqu'à leur conditionnement en sac de ciment fini.Ces différentes opérations vont nécessiter des tapis roulants,des broyeurs,des unités de cuisson et des machines de conditionnement.L'ensemble des opérations seront supervisées grâce à des pupitres localisés au niveau d'une salle de contrôle.Dans ces types d'installations,la présence d'une supervision industrielle est capitale vu la complexité des installations.On retrouvera souvent des machines fonctionnant de manière autonome et regroupées en unités fonctionnelles (exemple : transport,conditionnement,stockage etc...) comme on peut le voir sur l'image ci-dessus qui montre une machine d'ensachage de ciment. Dans les coulisses de la conception d'un système automatisé La conception d'un système automatisé complexe comme une unité de production automatisé de ciment ne concerne pas que les automaticiens.En effet,dans ce type de projet participeront des corps de métier comme des thermiciens,des physiciens,des électriciens,des chimistes,des hydrauliciens,des mécaniciens etc...Le rôle de l'automaticien se limitera à l'étude et à l'intégration des systèmes de contrôle-commande (automate,système de supervision,instrumentation etc..).Il travaillera donc en étroite collaboration avec les autres corps de métiers pendant l'éllaboration du projet. Comme pour la cimenterie,le monde de la machine spéciale fonctionne à peu près de la même manière.Le bureau d'étude électricité et automatisme devra travailler avec les autres dépatements comme le département mécanique,informatique ou encore R&D. L'automaticien dont le rôle est de donner souffle à la machine à concevoir suivra un cahier des charges pré-établit qui liste toutes les fonctionnalités que doit comporter celle-ci.Il s'aidera d'autres documents techniques comme les documents d'analyse fonctionnelle et organique.Tous ces documents vont l'aider lors du choix technologique (choix du type de contrôleur,système d'entrainement adéquat,exigence du système en terme de sécurité etc...). Ainsi,la création d'un système automatisé ou machine spéciale passera par 3 phases : 1) La phase de conception (ellaboration des documents de conception,spécifications techniques du système,norme réglementaire et de sécurité) 2) La phase de réalisation (fabrication des pièces mécaniques,assemblage,câblage,programmationdes automates et superviseurs etc..) 3) La phase de mise en service (dernier mise au point,test de la machine en situation de fonctionnement normale) La mise en service d'un système automatisé Après la phase de conception et de réalisation, la machine est enfin prête à être utilisée. L'automaticien passera à l'exécution de la toute dernière phase qui est la phase de mise en service.pendant celle-ci,le technicien en charge de la mise en service de la machine exécutera diverses opérations : 1) La vérification du matériel Sur une machine automatisée,chaque capteur, interrupteur et bouton poussoir est connecté à une entrée spécifique de l'automate et chaque actionneur (vérin,moteur,voyant) à une sortie spécifique de celui-ci.Il faudra donc veiller à bien verifier que chaque capteur/actionneur est connecté à la bonne entrée/sortie.Il est important de ne pas se tromper pendant le câblage au risque d'avoir des dysfonctionnements.Pendant la procédure de vérification, les sorties sont configurées en mode test.On pourra par exemple grâce au logiciel de programmation tester chaque sortie afin de s'assurer du bon fonctionnement de l'actionneur en question. Pour le test des dispositifs comme les capteurs,commutateurs ou boutons poussoirs,on pourra directement les manipuler et verifier si les LED des entrées correspondantes sont activées ou désactivées au niveau de l'automate.La LED en question devrait être allumée lorsque l'entrée est actionnée et eteinte lorsque l'entrée n'est pas actionnée.On pourra ainsi vérifier si le capteur ou bouton poussoir fonctionne correctement ou encore s'il n'y a pas des erreurs de câblage. 2) La vérification du programme Pendant la phase de vérification du programme,l'automaticien pourra utilisé des outils de simulation afin de détecter tous les défauts émanants du programme.Si vous utilisez un automate Siemens,vous pourrez utiliser l'application PLCSIM comme automate virtuel.Pour un automate Allen Bradley,vous pourrez utiliser RS Emulate. Ces outils permettent de simuler le fonctionnement d'un automate et de faciliter le test du programme ainsi conçu.On pourra par exemple simuler les changements des signaux d'entrée et vérifier uploads/Industriel/ surveillance-robuste-et-modelisation-temps-reel-d 1 .pdf