Détection et isolation de défauts dans les procédés industriels Introduction

Notion de défaut Événement qui modifie fonctionnement procédé de sorte que performances dégradées ou objectif pas atteint Exemples Dérive de capteur Fuite dans un réservoir Friction importante dans vanne Endommagement bille dans un roulement Court-circuit entre spires d’un enroulement moteur

Le monitoring classique Poste opérateur – Ensemble structuré hiérarchique de synoptiques Comparaisons signaux mesurés à valeurs limites fixes et/ou tests sur le gradient du signal Alarme: opérateur choisit synoptique avec information détaillée concernant signal  déduit action à entreprendre

Limitations Détection de défauts importants (et pas de défauts naissants) Peu d’aide à l’analyse de la source du défaut  Etape supplémentaire : supervision

Automatisation intégrée D. Maquin et J. Ragot (2000) Diagnostic des systèmes linéaires, page 12, Hermes

Pourquoi déceler défauts naissants ? Meilleure aide à la décision pour l’opérateur Maintenance prédictive Reconfiguration automatique de régulateur (systèmes autonomes)

Conséquences Moins d’arrêts inopinés de l’installation Produit de meilleure qualité (meilleur respect des tolérances) Diminution des coûts de maintenance Meilleur respect des contraintes environnementales …..

Notion de redondance Redondance matérielle inconvénients: côut, encombrement, … applications où la sécurité est critique (nucléaire, aviation, …) Redondance analytique Vérifier compatibilité entre mesures de différents types et modèle mathématique du système supervisé.

Structure d’un système de DID Système supervisé Générateur de résidus Module de décision Résidus Défauts vraisemblables Amplitude du défaut Entrées connues Perturbations Sorties mesurées

Exemple simpliste (1) Relation vitesse accélération Equations de mesure Générateur de résidu

Exemple simpliste (2) Système de décision Comparaison de r(t) à un seuil Généralisation Combinaison de différentes équations du modèle de façon à atteindre isolation des défauts (détermination de l’élément défectueux) Prise en compte du bruit de mesure et des erreurs de modélisation dans le processus de décision

Application industrielle – Détection d’encrassement d’un bouilleur (1)

Application industrielle – Détection d’encrassement d’un bouilleur (2) Juste après maintenance Juste avant maintenance suivante

Application industrielle – Détection d’encrassement d’un bouilleur (3)