Etudiants: Philippe BERNARD Sylvain DEVASSINE Encadrant:

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1 Télésurveillance d’une installation thermique à l’aide d’une plateforme Dspace
Etudiants: Philippe BERNARD Sylvain DEVASSINE Encadrant: B. OULD BOUAMAMA Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

2 PLAN I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation
IV- Supervision Conclusion I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

3 Rappels Etude de l’installation Etude de la carte Dspace
Cahier des charges Etude de l’installation Etude de la carte Dspace Programmation des algorithmes de supervision (Matlab / Simulink) Tests en simulation et sur le process réel Mise en place de l’IHM Proposition de scénarios de défaillances à distance I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

4 Rappels Etude de l’installation
Niveau d’avancement lors de la pré-soutenance Etude de l’installation Installation et étude de la carte Dspace Réalisation de l’IHM Câblage des E/S dans l’armoire électrique Etude de l’interface électronique Tests de simulation avec la Dspace Commande de matériel I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

5 Acquisition des données
Câblage des E/S sur la Dspace I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

6 Acquisition des données
Réalisation de l’interface électronique I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

7 Acquisition des données
Armoire électrique secondaire I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

8 Acquisition des données
Armoire électrique secondaire I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

9 Acquisition des données
Acquisition sous « Simulink » Conversions I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

10 Acquisition des données
Affichage en temps réel sur le synoptique I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

11 Régulation Niveau d’eau dans la chaudière
consigne d’eau minimum dans la chaudière cycle d’hystérésis (S-function) I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Max Min Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

12 Régulation Pression dans la chaudière Consigne de pression
2 types de régulation P: erreur statique PI: erreur statique = 0, dépassement I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

13 Régulation Pression dans la chaudière relation non linéaire
Commande tension  Puissance délivrée (chauffe) fonction polynomiale I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

14 Régulation Pression à la sortie de la vanne V2 Consigne de pression
Régulation de type « PI » Problème rencontré: Vannes monostables régulées en position Solution apportée: Dernière mesure prise en compte (retard) I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

15 Régulation Pression à la sortie de la vanne V2 I- Rappels
II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

16 Régulation Niveau d’eau dans le condenseur Consigne de niveau maximum
Cycle d’hystérésis (S-function) I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Max Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

17 Régulation Modes Auto / Manu Modes par défaut
Niveau d’eau (chaudière): Auto Pression (chaudière) : Manu Pression (sortie v2): Manu Niveau d’eau (condenseur) : Auto I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

18 Supervision Relations de redondance analytique Equations physiques
Modèle « Bond Graph »  24 relations à mettre en place sur le Générateur de Vapeur I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

19 Supervision Résidus simples redondance matérielle I- Rappels
II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

20 Supervision Fonctions de thermodynamique température = f (pression)
pression = f (température) enthalpie spécifique = f (pression) volume massique = f(pression) masse volumique = f (pression) relations valables pour l’eau et la vapeur d’eau (température > 100 ° C) I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

21 Supervision Exemple Construction des fonctions
à partir des tables de thermodynamique I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

22 Supervision Fonctions « polyfit » et « polyval » (Matlab)
boîte à outil I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

23 Supervision Résidus et lois physiques débit d’eau entrant
I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion débit d’eau entrant débit de vapeur sortant variation du niveau d’eau et de vapeur en fonction de la pression Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

24 Supervision Implantation des résidus sous « Simulink » I- Rappels
II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

25 Supervision Détection (seuillage)
observation du comportement normal des résidus création de défaillances I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

26 Supervision Seuillage sous « Simulink »
 création de variables « résidu » - « 0 » si pas de défaillance - « 1 » si défaillance  risque de fausses alarmes / détection manquée  reset manuel après élimination du défaut I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

27 Supervision I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation
IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

28 Supervision Localisation I- Rappels II- Acquisition des données
1 T2 F3 L8 L9 P7 Q4 T5 T6 F10 P12 P13 P14 P15 P16 T17 L18 L19 F23 T21 T22 P11 I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

29 Supervision I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation
IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

30 Supervision Création de défaillance défaillances matérielles (système)
-> fuite -> vanne bloquée -> conduite bouchée commutateurs logiciels I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

31 Supervision I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation
IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

32 Supervision Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

33 Supervision Scénarios de défaillances à distance Utilisation de VNC
- prise de contrôle d’un PC à distance I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion client serveur Démo Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

34 Conclusion I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation
Octobre Novembre Décembre Janvier Février Etude de l'installation Installation de la Dspace Réalisation de l'IHM Câblage des E/S en // (armoire) Etude interface électronique Simulink / Matlab Test acquisition capteurs GV Commande du matériel Réalisation interface électronique Câblage E/S sur la Dspace Acquisition des données via interface Mise en place algos de détection (résidus) Tests de défaillances et détection système Localisation de défaillances Scénarios de défaillance à distance Création d'un site internet I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

35 Conclusion Ce que nous a apporté le projet
Prise en main d’un outil utilisé en R&D (Dspace) Développement d’une IHM Apprentissage d’un nouveau langage: Python Application de la théorie à la pratique (résidus) Travail sur un système en temps réel Partenariat avec le LAGIS Gestion d’un projet dans son intégralité I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

36 Conclusion Axes d’amélioration
algorithme de détection (seuillage  CUSUM) dérivées & filtres  utilisation de splines  observateur défaillances système à distance Ex: mise en place d’électrovannes mise en place d’un système tolérant aux fautes Ex: reconfiguration des vannes, pompes… I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

37 Conclusion Livrables Rapport détaillé
Manuel de démarrage de l’installation (Dspace) Listing E/S affiché dans l’armoire + câbles repérés Vidéos de démo (démarrage, utilisation) Site internet reprenant nos travaux I Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

38 Merci de votre attention…
Questions Etudiants: Philippe BERNARD Sylvain DEVASSINE Encadrant: B. OULD BOUAMAMA Merci de votre attention… Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008