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Royaume du Maroc OFFICE DE LA FORMATION PROFESSIONNELLE ET DE LA PROMOTION DU T

Royaume du Maroc OFFICE DE LA FORMATION PROFESSIONNELLE ET DE LA PROMOTION DU TRAVAIL Deuxième Année Programme de Formation des Techniciens Spécialisés en Électronique DIRECTION DE LA RECHERCHE ET INGENIERIE DE LA FORMATION Septembre 1996 COURS 17A Supervision Résumé de Théorie Résumé de Théorie Supervision Module 1 : Les systèmes de supervision Page ii OFPPT/TECCART TECCART INTERNATIONAL 2000 inc. 3155, rue Hochelaga, Montréal, Québec (Canada) H1W 1G4 RÉDACTION Stéphane Nicol DESSINS ET CONCEPTION GRAPHIQUE Stéphane Nicol RÉVISION TECHNIQUE Claude Théorêt RÉVISION LINGUISTIQUE François Gaudreau Les droits de reproduction et de diffusion de ce document sont cédés par Teccart International 2000 inc. à l’Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail du Royaume du Maroc, pour sa propre utilisation au Maroc. Mis à part l’OFPPT, toute reproduction, en tout ou en partie, par quelque procédé que ce soit, est interdite. Imprimé à Montréal, le 14 décembre 2012 MOD1.DOC Résumé de Théorie Supervision Module 1 : Les systèmes de supervision Page iii OFPPT/TECCART TABLE DES MATIÈRES 1. LES SYSTÈMES DE SUPERVISION 1-1 1.1 La supervision en entreprise 1-1 1.1.1 Historique du dialogue homme / machine .............................................................. 1-2 1.2 La nécessité de la supervision en entreprise 1-5 1.2.1 L’importance de la communication en industrie .................................................... 1-6 1.2.2 Les nombreux rôles de la supervision .................................................................... 1-7 1.3 La structure d’un système de supervision 1-8 1.3.1 L’aspect logiciel ..................................................................................................... 1-8 1.3.2 Les éléments matériels ........................................................................................... 1-9 1.4 Les logiciels de supervision 1-11 1.4.1 Les fonctions de base ........................................................................................... 1-11 1.4.2 Les caractéristiques particulières de certains logiciels ......................................... 1-11 1.4.3 Les utilitaires les plus usuels ................................................................................ 1-12 1.4.4 Les possibilités graphiques ................................................................................... 1-12 1.4.5 L’échange des données ......................................................................................... 1-13 1.4.6 L’aspect multimédia ............................................................................................. 1-13 Résumé de Théorie Supervision Module 1 : Les systèmes de supervision Page 1-1 OFPPT/TECCART 1. Les systèmes de supervision 1.1 La supervision en entreprise Il est vrai que l’homme a toujours tenté de contrôler adéquatement l’environnement dans lequel il se trouve. Il a tôt fait de réaliser l’importance que revêt la bonne gestion de ses activités quotidiennes afin d’assurer sa survie parmi une abondante et impressionante panoplie de prédateurs. De même, la pertinence de posséder des outils efficaces, lui permettant de surmonter les nombreux problèmes auxquels il était continuellement confronté, s’est avérée être un choix judicieux. Par analogie, nos entreprises manufacturières actuelles fonctionnent selon une approche très similaire à notre homme préhistorique. Afin d’assurer une certaine rentabilité, notamment en respectant des critères de qualité très élevés, le personnel de l’entreprise doit être en mesure de superviser parfaitement, rapidement et simplement ses activités manufacturières. Dès lors, les systèmes de supervision deviennent un élément essentiel à la gestion et au contrôle efficace en industrie. D’une part, un système de supervision est un outil qui collecte des informations sur le procédé et les rend accessibles aux différents utilisateurs. Notamment, elles sont utiles pour le personnel opérateur, le service d’entretien, le service de qualité ainsi que pour le personnel administratif. D’autre part, c’est un outil qui, comme son nom l’indique, permet de superviser la bonne marche des opérations intrinsèques aux multiples départements d’une entreprise de production. Un système de supervision permet de piloter et de surveiller l’ensemble d’un procédé en manipulant seulement la représentation graphique de celui-ci, alors présente sur le moniteur d’un ordinateur (voir Figure 1-1 et Figure 1-2). Il est à noter que l’image virtuelle du procédé est modifiée en temps réel selon l’état des divers éléments que nous retrouvons sur le plancher de production. La représentation graphique d’un moteur pourrait très bien être fonction de l’état dans lequel il se trouve; il serait alors possible de le représenter en vert lorsqu’il est en marche et en rouge lorsqu’il est à l’arrêt. Ainsi, d’un simple coup d’oeil, nous avons accès à une foule de renseignements sur l’état réel du procédé et ce, sans avoir à se déplacer physiquement pour les visualiser. Le système de supervision sert alors d’intermédiaire entre les gens qui contrôlent le procédé et les nombreux équipements servant à la production manufacturière. FIGURE 1-1 REPRÉSENTATION GRAPHIQUE D’UN PROCÉDÉ, SELON INTOUCH GRACIEUSETÉ DE WONDERWARE Résumé de Théorie Supervision Module 1 : Les systèmes de supervision Page 1-2 OFPPT/TECCART FIGURE 1-2 REPRÉSENTATION GRAPHIQUE D’UN PROCÉDÉ, SELON GENESIS GRACIEUSETÉ DE ICONICS De même, l’ordinateur est un organe important car il permet de gérer adéquatement l’image virtuelle du procédé selon les informations qui lui parviennent des appareils du plancher de production. Aussi, il interprète les actions effectuées sur l’image et les transforme en commandes numériques qu’il transmet, via un protocole de communication standardisé, aux différents appareils qui contrôlent le procédé. Donc, les systèmes de supervision en industrie consistent à gérer, à piloter, à surveiller et à contrôler l’ensemble des étapes constituant le processus de fabrication. 1.1.1 Historique du dialogue homme / machine Tout d’abord, il importe de bien saisir toute l’importance du dialogue entre l’homme et la machine. Puisque les appareils ne peuvent qu’exécuter des commandes biens précises, la qualité des informations qu’on leur fournit influence directement la qualité de leur fonctionnement. Afin d’associer l’intelligence de l’homme à celle de la machine, il est primordial d’opter pour l’instauration d’un langage de communication très convivial et interactif. En choisissant une interface agréable et simple à utiliser par l’opérateur, on réussit alors à optimiser le transfert des informations entre la machine et lui. Ainsi, il est à prévoir un gain significatif au niveau de la productivité de l’employé qui utilise un tel système. Avec l’apparition des postes de travail automatisés, il est alors devenu essentiel de mettre en place des interfaces opérateurs de calibre supérieur; c’est-à-dire qui sont dotés d’une certaine intelligence. Le mandat de ces nouveaux systèmes étant d’offrir un contrôle et une gestion plus complète de l’ensemble du processus de fabrication. Malgré l’apparition de puissantes interfaces opérateurs et de multiples algorithmes pour les décisions à prendre, la présence de l’humain a tout de même été conservée. Le concept de l’usine automatisée à l’extrême, qui parvient à fonctionner sans aucun opérateur, a été mis à l’écart au profit d’un partage décisionnel entre l’homme et le système: Le but n’étant pas de supprimer l’humain du plancher de production mais bien de l’assister dans la gérance de l’ensemble du procédé. De plus, l’augmentation du nombre de postes automatisés a considérablement complexifié le flot d’information relatif à la fabrication d’un produit. La nécessité d’échanger rapidement des données s’est grandement accrue depuis les débuts de l’automatisation en industrie. Notamment, Résumé de Théorie Supervision Module 1 : Les systèmes de supervision Page 1-3 OFPPT/TECCART afin d’assurer la synchronisation parfaite des tâches entre les diverses machines de production tout en offrant une vue globale du processus. C’est ainsi que les systèmes de supervision devinrent un élément important pour combler les nouveaux besoins des industries. Sortie (produits finis) Procédé de fabrication Poste #1 Poste #2 Poste #3 Poste #4 Système #1 Système #2 Système #3 Système #4 Entrée (matières premières) FIGURE 1-3 LES PREMIERS SYSTÈMES DE CONTRÔLE INDÉPENDANTS Notons que les anciens systèmes instaurés, principalement des contrôleurs de procédé et les premiers automates programmables industriels, ne contrôlaient qu’une infime portion du procédé et qu’ils étaient tous isolés les uns des autres. La Figure 1-3 présente cette situation, qui était imputable à l’absence de fonctions permettant de relier les appareils entre eux en utilisant des protocoles de communication standards. Le contrôle d’une portion du processus de fabrication était donc local et indépendant du reste du procédé. Il est alors aisé d’imaginer les nombreuses limites d’un tel mode de fonctionnement. Pour un technicien devant équilibrer une ligne de production en fonction d’une multitude de données, il est fort improbable qu'il puisse y parvenir en ne consultant qu'un seul appareil de contrôle. Cette situation devient une contrainte sérieuse puisqu’il lui est impossible d’établir la communication entre les différents systèmes. Par ailleurs, il est difficile d’avoir accès aux différents paramètres des conrôleurs isolés autrement que par leur programmation individuelle. Par exemple, si l’un des appareils est destiné au contrôle de la vitesse d’un convoyeur, il est nécessaire de se déplacer si l’on désire modifier les paramètres internes ou pour simplement effectuer un changement de consigne (la nouvelle valeur de la vitesse désirée pour le convoyeur). Le besoin d’accéder à l’information de plusieurs types d’appareils différents, comme illustré à la Figure 1-4, a nécessité la création de certains protocoles de communication pour instaurer ce que l’on nomme les réseaux de terrain. La possibilité d’échanger des données, entre plusieurs différents appareils, est rapidement apparue comme une solution permettant de réaliser de nouvelles stratégies de contrôle plus efficaces. Parmi les standards de communication les plus usuels, on dénote le RS-232C, le RS-485 et le RS-422A. Chacun de ces protocoles se distingue par son mode et ses capacités physiques concernant la transmission des données. Donc, il est certain que la tendance actuelle est de favoriser la communication entre les multiples appareils reliés aux postes de travail. Résumé de Théorie Supervision Module 1 : Les systèmes de supervision Page 1-4 OFPPT/TECCART Sortie (produits finis) Procédé de fabrication Poste #1 Poste #2 Poste #3 Poste #4 Système #1 Système #2 Système uploads/Management/ supervision-th.pdf