Surveillance robuste et modélisation temps réel d'une centrale thermique

Introduction :

L'objectif de ce projet est l'implémentation en ligne et la télé-opération d’un système de surveillance à base de modèle bond graph. Le but d’un tel système est de valider en ligne un système de détection et localisation de défauts à base de modèle bond graph (BG). Le travail est réalisé en deux parties
La première partie
détermination hors ligne des modèles, des Indicateurs de fautes en utilisant un logiciel dédié (FDIpad) ( fournis par le professeur)
La deuxième partie
L'implémentation en temps réel en utilisant des logiciels de supervision DSPACE et Panorama des algorithmes déduits à l’étape (i) et réaliser une télé opération à distance.
L'image ci-dessous représente une vue de la centrale thermique à superviser

Plan de travail :

1. Etude de l’installation, réalisation diagramme de gantt
2. Etude de la boite à outil FDIpad , des modèles BG de l’installation et des indicateurs de fautes générés
3. Mise en place des algorithmes de validation temps réel du modèle et système de surveillance et des procédures de décision (évaluation numérique des résidus et calcul des seuils)
4. Implémentation temps réel et téléopération (diagnostic à distance)

Réalisations :

• A l'aide du modèle BondGraph du système, nous avons déterminé les relations de redondances analytiques (RRA)
• Détermination des différents résidus
• Détermination de la matrice d'incidence du système ce qui nous permet de détecter l'isolabilité ou non de certains capteurs
• Raccordement des câbles de capteurs avec la carte DSpace
• Améliorations de l'interface de supervision

L'interface de supervision

L'interface de supervision se compose principalement des points suivantes

Les vues

Nous avons réalisé une interface de supervision sous le logiciel ControlDesk, Cet interface est composée des vues suivantes :
- le synoptique
- les quatre vues de résidus
- la page de référencement des alarmes
- la vue de localisation des défaillances
- la page de génération des pannes capteurs

Le menu

Nous avons crée un menu pour faciliter la navigation entre les différents éléments de l'interface (synoptique, R2sidus, Alarmes...)

Le synoptique

Nous avons repris le synoptique réaliser par des anciens étudiants qui ont travaillé sur le même projet il y a des années. nous avons apporté plusieurs modifications et améliorations. il a été réaliser avec le logiciel ControlDesk. Le synoptique caractérise la totalité de l'installation ainsi que son état, défini à l'aide des informations recueillies.

Les résidus

L’évolution temporelle de chacun des vingt quatre résidus est présentée sur quatre vues différentes.

Les alarmes

Les résidus retournent des informations sur le fonctionnement du système et divergent en fonction des variations internes, à un point de fonctionnement donné. Les variations enregistrés vont permettre de détecter une défaillance, par l'intermédiaire d'une technique de seuillage. donc l'alarme se déclenche de façon indépendante pour chacun des résidus.

Les pannes

La réalisation de la localisation des pannes se base sur une table de correspondance entre l'état des résidus à un instant t et les pannes elles-mêmes. La table de localisation des défaillances se base sur les équations physiques résultantes des études précédentes réaliser sur l'installation générateur de vapeur.

Les défaillance des capteurs

Comme il est impossible d'intervenir directement sur l'installation pour générer une défaillance matériel( capteurs ou actionneurs). nous avons la possibilité de déconnecter logiciellement les capteurs de la Dspace, ce qui va être interprété comme une défaillance par le superviseur.