Introduction à la Supervision by bth16388

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									  Introduction à la Supervision

              L. Macaire DESS GI




Supervision – L. Macaire - T1
Supervision – L. Macaire - T1
          Aide à la production
• Alarmes :
  – afficher et/ou enregistrer des alarmes
  – prévenir de la levée d'une ou plusieurs alarmes
    sur un des équipements supervisés.
  – analyse des alarmes enregistrées (Pareto nombre,
    durée).
• Synoptique:
  – Représentation synthétique et instantanée de
    l'ensemble du moyen de production.
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          Aide à la production
• Changement de série
  – enregistrement des caractéristiques d'une
    production donnée:
  – lorsqu'un poste détecte un changement de série
    la supervision envoie les caractéristiques
    attendues à ce poste pour cette référence.
  – rajout de nouveaux paramètres, et adaptation à
    différents modes de production ( changement de
    série par campagne, par pièce, …).
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           Aide à la production
• Maîtrise statistique du procédé (MSP):
  – Des cartes de contrôle statistique ( MSP / SPC)
    automatiques vont permettre de détecter toute
    anomalie SPC (statistical Process Control) .
  – Les cartes de contrôle sont connectées au
    processus à surveiller. Les mesures sont
    contrôlées.
  – Déclenchement de certains traitements sur
    détection d'anomalies.
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           Aide à la production
• Système temps réel :
  – Le système doit être capable de calculer en
    temps réel des indicateurs de productivité et de
    déclencher certains traitements sur résultats
    anormaux.
  – Le système doit être suffisamment flexible pour
    pouvoir prendre en compte des standards
    spécifiques à chaque entreprise


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       Enregistrement et analyse
  – Le système va permettre d'enregistrer tout ce qui
    passe sur la ligne, afin de pouvoir a posteriori
    analyser la production
• Suivi de production :
  – Enregistrement de la date et l'heure de
    fabrication de chaque produit,
  – Evaluer par tranche de temps le nombre de
    produits fabriqués, rebutés et acceptés.
  – Identifier les pertes de production liées à des
    anomalies identifiées dans le journal des alarmes.
    On va alors pouvoir faire des statistiques,
    réévaluer des indicateurs (TRS).
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       Enregistrement et analyse
• Traçabilité :
  – enregistrer toute information caractéristique des
    produits avec pour objectif de pouvoir identifier
    le plus petit ensemble de produits susceptibles
    d'avoir le même défaut qu'un produit donné.
  – la traçabilité produit : chaque produit est identifié
  – la traçabilité lot : chaque ensemble homogène de
    produit est identifié.
  – Identification des éléments tracés est impératif
    (code à barre, tatouage, puce électronique,…).

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       Enregistrement et analyse
• Suivi du procédé :
  – Enregistrement des modes de marche de chaque
    équipement, afin d'identifier les menants (goulot
    d'étranglement), la fiabilité des équipements, …
• Maintenance des équipements :
  – Enregistrement de nombre de cycles ou la durée
    de fonctionnement d'éléments critiques (moteurs,
    pompes, lampes).
  – Maintenance préventive de ces éléments
  Supervision – L. Macaire - T1
       Enregistrement et analyse
• Suivi des équipes :
  – Identification des lots de fabrication, des arrêts et
    des causes de pertes de production, le système va
    permettre d'identifier les causes récurrentes de
    perte de production.
  – L'expertise des responsables d'équipe est un atout
    essentiel dans l'amélioration de la production et
    dans la motivation des collaborateurs,


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         Quand une supervision
• 1. A la conception d'un nouveau moyen de
  production, un fort investissement est décidé,
  l'ajout d'une supervision n'a qu'un impact
  mineur
• 2. Lorsqu'il est nécessaire d'améliorer
  l'efficacité d'un moyen de production
  existant. L'équipement est en place, il
  fonctionne (on ne peut pas l'arrêter), la
  documentation et les concepteurs ont parfois
  disparu, le risque paraît plus élevé.
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             Retour sur investissement
• 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.
 Actions                         Coûts / Gains                   Commentaire
 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



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                   Définition
• Outil de visualisation en temps réel de l’état
  et de l’évolution d’une installation
  automatisée
• afin que l’opérateur puisse prendre le plus
  vite possible des décisions.
• Aide pour l’atteinte d’objectifs de
  production (cadences sécurité qualité)


 Supervision – L. Macaire - T1
Introduction générale - Notions
        de superviseur




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   Fonctions du superviseur
• centralisation d’informations.
• nécessite le prétraitement de ces
  informations pour le niveau gestion et de
  leur visualisation.
• Service à la maintenance des équipements
  et des installations.



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  Organisation fonctionnelle d’un
            superviseur

                       maintenance   Gestion de production



Conduite de            superviseur      Autres applicatifs
processus



         traitements                 Unités de production

  Supervision – L. Macaire - T1
        Choix d’un superviseur
• Accès du superviseur à l’ensemble des
  données (compatibilité avec le matériel
  existant - nécessité de drivers)
• adaptation au domaine d’application.




 Supervision – L. Macaire - T1
      Spécification du système
• Par diagramme de contexte
• Représente les entités de l’environnement
  ainsi que les données qui circulent entre ces
  entités et le système.
• Définition des communications
  fonctionnelles et des communications vers
  les autres produits.

 Supervision – L. Macaire - T1
 Quel est le matériel connectable?
• Quand les installations existent ou pour des
  travaux neufs, le choix de l’automate n’est
  pas forcément libre. (attention à
  l’homogénéité du parc de matériel pour la
  maintenance).
• Recensement des unités de traitement
  connectables dans les différentes marques.
• Matériel Connectable = existence de
  l’ensemble des logiciels de description de la
  configuration mémoire de l’unité de
  traitement–et de configuration.
   Supervision L. Macaire - T1
• L’utilisateur peut accèder par le superviseur
  aux informations issues des différents
  matériels en utilisant la terminologie du
  constructeur.
• Outils concernés:
  – Automates programmables.
  – Régulateurs
  – chaîne d’acquisition de données et de traitement
    de données
  – ordinateur de conduite de processus
  – gestion de production

  Supervision – L. Macaire - T1
• Outils concernés:
  – les directeurs de commande (baie de commande
    des robots)
  – les cartes d’entrées-sorties
  – les systèmes d’identification (lecteurs de codes
    barre, étiquettes électroniques)
  – les terminaux de saisie directe d’information
    sur le processus
  – les cartes de vision
  – les variateurs de vitesse
  – les commandes de moteurs

 Supervision – L. Macaire - T1
  Environnement nécessaire à la
         mise en oeuvre
• Puissance d’un superviseur dépend de
  –   le calculateur
  –   le système d’exploitation
  –   la taille mémoire utilisée
  –   la communication
  –   les cartes graphiques
  –   les terminaux et périphèriques
  –   nombre de postes de supervision

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                   Le calculateur
•   PC : solution pas chère
•   station de travail HP, VAX, SUN (attention
•   prix élevé, peu d’outils)
•   taille mémoire requise souvent importante
    pour suivre l’évolution du logiciel




    Supervision – L. Macaire - T1
       Le système d’exploitation
• Nécessité d’un système multi-tâches:
  –   fonctions assurées par un superviseur:
  –   mise à jour de bases de données
  –   traitements
  –   affichage des synoptiques
  –   communications avec matériel
  –   édition d’historiques


 Supervision – L. Macaire - T1
        Système d’exploitation
• Si système mono-tache ; exécution des
  différentes tâches dans un ordre prédéfini et
  fixe.
• Impossible de garantir la périodicité des
  tâches
• d’où nécessité de système multitache avec
  prise en compte d’événements, de priorités
  entre les taches
 Supervision – L. Macaire - T1
          La communication
• Types et nombres de cartes de
  communication utilisables simultanément
  en standard
• cartes de communication avec
  microprocesseur car déchargement de
  travail de l’unité centrale



 Supervision – L. Macaire - T1
  Le graphisme et les terminaux
• Carte graphique - contrôleur d’écran -
  qualité d’écran
• terminaux utilisables - les imprimantes
• protocoles de connection ( HPGL,
  Postscript).
• Moyens de saisie: souris, boule, levier,
  crayon optique
• DOIT ETRE ADAPTE A
  L’ENVIRONNEMENT
 Supervision – L. Macaire - T1
Nombre de postes de supervision
• Solution 1 Chaque poste dédié à certaines
  fonction => postes autonomes en réseau
• Solution 2: plusieurs opérateurs en
  différents points du processeur dans lequel
  chaque poste doit avoir accès à toutes les
  fonctions => terminaux d’un système multi-
  utilisateurs.



 Supervision – L. Macaire - T1
          Architecture du réseau
              • Maître-esclave:
• terminaux (esclaves) ne peuvent pas
  exécuter des traitements. Permet une
  sécurité, une confidentialité et d’intégrité
  des données.
• Lourds à maintenir - temps de connections




  Supervision – L. Macaire - T1
          Architecture du réseau
               • Client- serveur:
• l’application est divisée en deux parties
  distinctes.
• Le poste client prend en charge le dialogue
  avec l’utilisateur, les premiers contrôles de
  requêtes et le routage vers le serveur
• le poste serveur reçoit les demandes et les
  exécute.


  Supervision – L. Macaire - T1
              Base de données

• Contient des informations issues du processus
  et relatives aux divers automatismes.
• Nombre de variables disponibles.
• L’ensemble des données peuvent être
  manipulées par différents utilisateurs ayant
  des vues différentes de ces données.
• 2 types: relationnelles et orientées objet

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  Base de données relationnelles
• Gestionnaire de données informatiques
  permettant de stocker des ensembles
  d’informations, sans redondance, reliés de
  manière univoque.
• Organisation




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 Base de données orientées objet
• Gestionnaire de données permettant de
  stocker des informations sous forme
  naturelle en utilisant certaines propriétés des
  langages orientés objets, en particulier les
  mécanismes d’héritage et les classes
  d’objets.



 Supervision – L. Macaire - T1
    Rafraichissement des BDD
• Cyclique: l’ensemble de la base est mis à
   jour périodiquement
• cyclique paramétrable: la base est partagée
   en plusieurs blocs selon la fréquence de
   mise à jour
• sélectif: associé à une vue affichée à l’écran
   et représentant le processus, mise à jour des
   variables attachées à cette vue quand
   demande de rafraichissement de la
   visualisation
  Supervision – L. Macaire - T1
    Rafraichissement des BDD
• Mode flash: une partie de la base est mise à
  jour seulement au moment de l’affichage
  d’une nouvelle image à l’écran et n’est plus
  mise à jour périodiquement
• sur exception: mise à jour des variables qui
  ont changé d’état ou qui ont varié d’une
  valeur plus grande qu’un seuil déterminé


 Supervision – L. Macaire - T1
vitesse d’exécution importante de
      la mise à jour des bdd
• Définition d’une référence pour comparer la
  vitesse d’exécution de différentes bases.
• Exemple: mise à jour de 64 mots qui
  transitent par le même canal et qui sont
  stockés dans une même page de la base.
• Somme des mises à jour doit être < à la
  fréquence des mises à jour, sinon risque
  d’incohérence, de perte d’informations.
 Supervision – L. Macaire - T1
            Communications
• Liste des protocoles supportés donne une idée
   de l’ouverture du superviseur
• attention au fonctionnement simultané, dans
   une même application de protocoles
   différents, les installations à superviser étant
   souvent hétérogènes
• informations communiquées sont destinées à
   des bdd.
• Ces voies de communication sont souvent des
   réseaux multiples, et différentes en termes
   d’architecture, de - T1
  Supervision – L. Macaireprotocole, de vitesse
               Communications
• Problème de cohérence des informations: est-on
  sur que les informations rapatriées sur la bdd
  correspondent au même instant
  d’échantillonnage ou au même intervalle de
  tps?
• Solution: un système de datation pour chaque
  API, à chaque donnée est associée sa date
  d’échantillonnage



   Supervision – L. Macaire - T1
       Traitements des données

Les traitements effectués sur les données de la
base de données sont destinés à mettre en
forme les informations pour leur présentation à
l’utilisateur

 Supervision – L. Macaire - T1
      Représentation graphique
• Les données peuvent être rassemblées sous
  la forme:
  – de courbes de conduite. Elles sont présentées à
    l’écran dans des zones réservées et visualisées
    en permanence.
  – D’historiques qui peuvent apparaître en
    incrustation sur la vue présente à l’écran.



 Supervision – L. Macaire - T1
      Représentation graphique
• Courbe de conduite (évolution d’une
  variable pendant un intervalle de temps
  glissant)
• visualisation graphique d’une évolution de
  longue durée d’une ou plusieurs variables.




 Supervision – L. Macaire - T1
  Traitements des alarmes et des
             défauts
• Suivre l’évolution d’une variable permet de
  vérifier qu’elle reste conforme aux objectifs
  de production, et en cas de divergence, la
  détecter pour prévenir un défaut.
• Prévenir l’opérateur quand une alarme
  survient : plusieurs stratégies selon le
  classement des alarmes


 Supervision – L. Macaire - T1
La hiérarchie et les propriétés des
             alarmes
• 2 alarmes sont détectées au même instant .
  Faut -il les émettre ou ne signaler que la
  plus prioritaire afin de traiter le
  comportement en “emballement” du
  processus (éviter une avalanche d’alarmes).
• Les priorités modifiables par calcul selon
  l’évolution du processus.
• Vue des alarmes rassemblée dans un écran
  spécial
 Supervision – L. Macaire - T1
    L’acquittement des alarmes

• Par des postes multiples si le superviseur est
  relié à plusieurs postes de visualisation dans
  des endroits différents ou avec des
  opérateurs différents.
• Souvent un seul opérateur a la
  responsabilité d’acquitter les alarmes d’une
  partie d’un processus.


 Supervision – L. Macaire - T1
                    archivage
• Possibilité d’archiver des variables avec
  –   filtrage,
  –   redirection vers des périphériques
  –   capacité en nombre de variables
  –   Datation de l’archivage afin d’établir la
      chronologie des évènements issus du processus
      et du système de contrôle commande.
• Obtenir une image à un instant du processus


 Supervision – L. Macaire - T1
        Conduite du processus
• Télécommander le processus à partir du
  superviseur par forçage de variables dans
  les API.
• Produire des recettes de production totales
  ou partielles
• disposer d’une validation des commandes
  de l’opérateur ( domaine de validité des
  valeurs, demande de confirmation)
 Supervision – L. Macaire - T1
              Synthèse d’image

 Traduire en images appelées vues sur un écran
toutes les informations dont l’opérateur a besoin
     pour conduire le processus: synoptique


  Supervision – L. Macaire - T1
                   synoptique
• fond de plan fixe représentant la structure
  sur lequel viennent se placer des objets
  animés par l’état.
• de certains éléments (vannes,pompes,
  vérins, contacts).
• de certaines variables (niveaux, débits,
  intensité).
• visibles sous formes alphanumériques,
  bargraphes, courbes.
 Supervision – L. Macaire - T1
               autres vues
• vues d’alarmes.
• vues de régulation: structure des régulateurs
   utilisés - évolution des variables.
• création des vues à la configuration du
   superviseur.
• création des animations qui définissent
   comment les représentations évoluent en
   fonction des variables de la base de
   données.
  Supervision – L. Macaire - T1
             éditeur graphique
• éditeur semi-graphique:
  – pas grande finesse de représention
  – usage simple pour création d’objets
• éditeur graphique vectoriel
  – accès aux pixels
  – diposer d’objets prédéfinis
  – disposer de fonctions permettant d’agir sur ces
    objets prédéfinis

 Supervision – L. Macaire - T1
                les animations
• une fenêtre doit occuper une partie réduite
  de l’écran => multi fenêtrage.
• après avoir défini les vues et les objets
  définir leur animaions par les variables de la
  base de données.
• animation directe: attributs de l’objet; taille,
  couleur, apparition, déplacement.


 Supervision – L. Macaire - T1
     Sureté de fonctionnement

         essentiel car les superviseurs
          intégrent de plus en plus des
            fonctions de commande


Supervision – L. Macaire - T1
            sureté de la recette
• production de recettes par superviseur avec
  précautions:
• connaissance d’une clé d’accès - envoi de
  recettes par les seules personnes habilitées.
• permissions sur les variables de la bdd
  (visibilité, écriture)
• pour processus configurables, vérifier que la
  configuration en cours correspond à la
  demande de changement des paramètres
 Supervision – L. Macaire - T1
    sureté de la communication
• véhicule des infos nécessaires à la
  visualisation et à la commande
• Protocoles standards intègrent des moyens
  de détection d’erreurs (parité, somme de
  contrôles, codes correcteurs et détecteurs)
• détection des pannes sur le médium
• essentielle pour enclencher des procédures
  en mode dégradé qui permettent la
  continuité du service
 Supervision – L. Macaire - T1
 sureté du matériel de traitement
• idem avec automates
• tenue aux grandeurs d’influence, indices de
  protection, types de contrôles intégrés
• comportement sur coupure d’alimentation
• condition de sauvegarde de la bdd




 Supervision – L. Macaire - T1
             sureté du logiciel
• certification du logiciel
• certification du procédé de fabrication du
  logiciel
• utilisation d’ateliers logiciels, génération
  automatique de code => amélioration de la
  sureté de fonctionnement
• qualifier le logiciel= test dans toutes les
  conditions possibles de fonctionnement
 Supervision – L. Macaire - T1
             Performance/prix
• distinguer le prix de l’équipement (logiciel
  + matériel) du prix du développement
  nécessaire à l’exploitation.
• si applications multiples alors optimisation
  du prix de l’équipement
• possibilité de mise à jour, service
  d’assistance, documentation, suivi
  technique du produit
 Supervision – L. Macaire - T1
           2 type de supervision
• Les supervisions de procédé continu qui vont
  s'attacher à développer l'aspect synoptique,
  recette de fabrication, gestion technique
• Les supervisions conçues pour le procédé
  discontinu qui se concentrent sur les aspects
  gestion des données produits, process, …
  (utilisation de bases de données) et prise en
  compte d'événements asynchrones.

  Supervision – L. Macaire - T1
           Critères de sélection
• Flexibilité : afin de s'adapter à de nouveaux
  besoins sans remettre en cause l'existant.
• Autonomie : Le système doit pouvoir
  fonctionner indépendamment de système
  d'information centralisé.
• Ouverture : Le système doit permettre de
  s'interfacer à des équipements d'origine
  diverses, et de communiquer avec
  l'informatique de l'entreprise .
  Supervision – L. Macaire - T1
           Critères de sélection
• Maintenabilité : En cas de nécessité le
  système doit pouvoir être maintenu, corrigé
  par des collaborateurs de l'entreprise.
• Fiabilité : La fiabilité d'un PC n'est pas la
  même que celle d'un automate,
  – en cas de panne du PC les équipements doivent
    pouvoir continuer à produire ( mode dégradé).
  – Le choix du système d'exploitation ( Windows,
    Linux)
  Supervision – L. Macaire - T1
           Critères de sélection
• Conformité aux standards : calcul des
  indicateurs standardisés et aussi des
  indicateurs propres à l'entreprise
• Sauvegarde, pérennité des données : Les
  informations de traçabilité doivent être
  conservées sur le long terme,
• les sauvegardes des données doivent être
  systématiques et si possible automatiques.

  Supervision – L. Macaire - T1
           Critères de sélection
• Facilité d'utilisation : une très bonne
  ergonomie, une interface très visuelle et
  permettre une utilisation intuitive.
• Facilité de recherche des produits selon des
  critères particuliers. cet outil de recherche
  doit être utilisable par tous.



  Supervision – L. Macaire - T1
           Critères de sélection
• Facilité de mise en œuvre : par des outils de
  configuration, de conception d'interface, de
  test et de visualisation des équipements.
• La possibilité de définir des scripts d'action
  qui permet d'augmenter la flexibilité du
  système sera préconisée.
• Scripts rédigés par membres de l'entreprise.


  Supervision – L. Macaire - T1
           Critères de sélection
• Les outils de visualisation (Pareto,
  Histogramme,…) doivent pouvoir être
  appliqués à toutes sources de données (
  produits, procédé, alarme, …) et avoir un
  paramétrage simplifié.




  Supervision – L. Macaire - T1
• Intégration au système d'information :
• Les informations et les affichages produits
  par la supervision doivent pouvoir être
  consultés à distance ( réseau d'entreprise,
  intranet, attention sécurité des informations).
• Rédaction automatique de rapports
  hebdomadaires du responsable de production
  ( document composite, Active X, …),
• quand on augmente la complexité du
  système, on diminue sa fiabilité!!
  Supervision – L. Macaire - T1
           Critères de sélection
• Conformité aux standards : Le système
  doit permettre de calculer les indicateurs
  standardisés et aussi les indicateurs propres à
  l'entreprise.




  Supervision – L. Macaire - T1

								
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