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INTRODUCTION A LA SUPERVISION 3 SUPERVISION,SCADA, MES... Machine de production

INTRODUCTION A LA SUPERVISION 3 SUPERVISION,SCADA, MES... Machine de production Entreprise Fonctions de la Supervision Supervisory Control & Data Acquisition Capteurs Actionneurs Automates programmables PLC/API Supervision SCADA* ERP* Gestion MES* Usine Atelier Ilot de production *MES : Manufactoring Execution System *ERP : Enterprise Ressource Planning La supervision dans la hiérarchie d'une entreprise manufacturière 4 SUPERVISION,SCADA, MES... Process de fabrication automatisé Entreprise Paramétrage Synoptique Alarmes Changement de gamme/Recettes Archivage SUPERVISION SUPERVISION Fonctions de la Supervision Réseau industriel Exécution automatique Aide à l'exécution et à la production Analyse et Gestion de la Production Réseau d'entreprise Informatique Industrielle Informatique Bureautique 5  Les logiciels de supervision sont une classe de programmes applicatifs dédiés à la production dont les buts sont : - l'assistance de l'opérateur dans ses actions de commande du processus de production (interface IHM dynamique...) - la visualisation de l'état et de l'évolution d'une installation automatisée de contrôle de processus , avec une mise en évidence des anomalies (alarmes) - la collecte d'informations en temps réel sur des processus depuis des sites distants (machines, ateliers, usines...) et leur archivage - l' aide à l'opérateur dans son travail (séquence d'actions/batch , recette/receipe) et dans ses décisions (propositions de paramètres, signalisation de valeurs en défaut, aide à la résolution d'un problème ...) - fournir des données pour l'atteinte d'objectifs de production (quantité, qualité, traçabilité, sécurité...) SUPERVISION,SCADA, MES... Fonctions de la Supervision 6 SUPERVISION,SCADA, MES...  Synoptique fonction essentielle de la supervision, fournit une représentation synthétique, dynamique et instantanée de l'ensemble des moyens de production de l'unité Fonctions de la Supervision 7 SUPERVISION,SCADA, MES...  Synoptique : permet à l'opérateur d'interagir avec le processus et de visualiser le comportement normal mais également le comportement anormal bouton en interaction avec l'opérateur fenêtres de saisie Fonctions de la Supervision 9 SUPERVISION,SCADA, MES...  Courbes: - donne une représentation graphique de différentes données du processus - donne les outils d'analyse des variables historisées Fonctions de la Supervision 10 SUPERVISION,SCADA, MES...  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 Fonctions de la Supervision 11 SUPERVISION,SCADA, MES...  Historisation du procédé: - permet la sauvegarde périodique de grandeurs (archivage au fil de l'eau) - permet la sauvegarde d'événements horodatés (archivage sélectif) - fournit les outils de recherche dans les données archivées - fournit la possibilité de refaire fonctionner le synoptique avec les données archivées ( fonction de magnétoscope ou de replay) - permet de garder une trace validée de données critiques (traçabilité de données de production) Fonctions de la Supervision 12 SUPERVISION,SCADA, MES...  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) Fonctions de la Supervision 13 SUPERVISION,SCADA, MES...  Quelques superviseurs commerciaux: SIMATIC WinCC Version 7 Monitor Pro, Vidjeo Look, Citect Panorama P2, Panorama E2 TopKapi ControlMaestro, Wizcon PcVue, PlantVue Genesis 32 InTouch, InControl Fonctions de la Supervision 14 Où et Quand une 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 - SUPERVISION,SCADA, MES... 15 Où et Quand une supervision ? 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 SUPERVISION,SCADA, MES... 16 Où et Quand une supervision ? Exemple d'un Système manufacturier : •Objectif : remonter l’information de l’atelier de production vers le système d’information de l’entreprise •Conduite du procédé •(synoptiques, tracés de courbes, alarmes) •Suivi de fabrication •Suivi des commandes •Qualité •Traçabilité •SPC (statistic Process Control) SUPERVISION,SCADA, MES... 17 Où et Quand une supervision ? Pour les grands systèmes continus : •La supervision assure surtout le rôle de contrôle-commande. •Elle est souvent centralisée dans une salle de contrôle. •Beaucoup de variables analogiques - Tâches de transition (arrêt, démarrage, changement de consigne) - Contrôle et suivi de l’installation (anticiper les défaillances, optimiser la production) - Détection de défauts et diagnostic - Compensation et correction. SUPERVISION,SCADA, MES... 18 Où et Quand une supervision ? Gestion Technique de bâtiments : Exemple d'application: le Conseil Régional de Lille 2400 régulateurs de chauffage/ventilation SUPERVISION,SCADA, MES... 19 Où et Quand une supervision ? A la conception d'un nouveau moyen de production et lorsqu'un fort investissement est décidé, l'ajout d'une supervision n'a qu'un impact mineur. Il est donc souhaitable de l'inclure dès la conception. Lorsqu'il est nécessaire d'améliorer l'efficacité d'un moyen de production existant. Si le matériel est ancien, la documentation faible ou si les concepteurs de l'outil de production ont disparu, il est alors peu conseillé d'implanter à postériori une supervision. SUPERVISION,SCADA, MES... 20 Où et Quand une supervision ? Le retour sur investissement est très élevé Exemple : soit une ligne qui fabrique qui fabrique 10000 produits par jour vendus à 2 euros, et une supervision qui apporte un gain de 3 points de productivité de la ligne. Coûts / Gains Prix 30000 Arrêt de la ligne (2 semaines) 10000 * 2 * 10 = 200000 L'arrêt du moyen est à éviter au maximum Gains de productivité induits 10000 * 2 * 3% = 600 /j Retour sur investissement 50 jours Sans arrêt Retour sur investissement 383 jous Avec arrêt Actions Commentaire SUPERVISION,SCADA, MES... 21 Fonctionnalités d ’un système de Supervision : Un système SCADA comprend 2 sous-ensembles fonctionnels: - la commande - la surveillance SUPERVISION,SCADA, MES... 22 Fonctionnalités d ’un système de Supervision : commande Le rôle de la commande est de faire exécuter un ensemble d'opérations (élémentaires ou non suivant le niveau d'abstraction auquel on se place) au procédé en fixant des consignes de fonctionnement en réponse à des ordres d'exécution. Il s'agit de réaliser généralement une séquence d'opérations constituant une gamme de fabrication dans le but de fabriquer un produit en réponse à une demande d'un client. La commande regroupe toutes les fonctions qui agissent directement sur les actionneurs du procédé qui permettent d ’assurer : - le fonctionnement en l'absence de défaillance , - la reprise ou gestion des modes , - les traitements d'urgence , - une partie de la maintenance corrective. SUPERVISION,SCADA, MES... 23 Fonctionnalités d ’un système de Supervision : commande Les fonctions de commande en marche normale sont:  L'envoi de consignes vers le procédé dans le but de provoquer son évolution.  L'acquisition de mesures ou de compte-rendus permettant de vérifier que les consignes envoyées vers le procédé produisent exactement les effets escomptés.  L'acquisition de mesures ou d'informations permettant de reconstituer l'état réel du procédé et/ou du produit. SUPERVISION,SCADA, MES...  L'envoi vers le procédé d'ordres prioritaires permettant de déclencher des procédures de sécurité (arrêts d'urgence par exemple) 24 Fonctionnalités d ’un système de Supervision: surveillance  La recherche des causes et conséquences d'un fonctionnement non prévu ou non contrôlé  L'élaboration de solutions permettant de pallier le fonctionnement non prévu  La modification des modèles utilisés pendant le fonctionnement prévu pour revenir à ce fonctionnement : changement de la commande, réinitialisations, etc.,  La collaboration avec les opérateurs humains pour les prises de décision critiques, pour le recueil d'informations non accessibles directement et pour l'explication de la solution curative envisagée ou appliquée SUPERVISION,SCADA, MES... La détection d'un fonctionnement ne correspondant plus à ce qui est attendu. La partie surveillance d'un superviseur a pour objectifs : 25 La partie surveillance: - recueille en permanence tous les signaux en provenance du procédé et de la commande - reconstitue l'état réel du système commandé - fait toutes les inférences nécessaires pour produire les données utilisées pour dresser des historiques de fonctionnement - met en oeuvre un processus de traitement de défaillance le cas echéant Dans cette définition, la surveillance est limitée aux fonctions qui collectent des informations, les archivent, font des inférences, etc. sans agir réellement ni sur le procédé ni sur la commande. La surveillance a donc un rôle passif vis-à-vis du système de commande et du procédé. SUPERVISION,SCADA, MES... Fonctionnalités d ’un système de Supervision: surveillance 26 Le système de surpervision contrôle et surveille l'exécution d'une opération ou d'un travail effectué par d'autres sans rentrer dans uploads/Management/ supervi.pdf