Introduction generale
L'automatisation des systemes de fabrication contribue
enormement dans le developpement de l'industrie. La taille et la complexite de
ces systemes posent des difficultes dans la conception et la mise en ceuvre des
differentes methodes de surveillance. Pour garantir le bon fonctionnement de
ces systemes, it y a besoin de faire appel aux techniques de controle et de
verification, dices techniques de surveillance.
La detection et la localisation des defaillances au niveau
d'une installation industrielle, constitue une Cache essentielle dans le
pro-cede de surveillance.
Pour assurer la surveillance des systemes physiques, d'une
maniere generale, une procedure de detection et de localisation des erreurs
(FDI : Fault Detection and Isolation procedure), permet de suivre un processus
de comparaison entre le comportement voulu (ideal) et le comportement reel
(calcule) du systeme. La structure d'un FDI est composee de deux etapes de
detection et de localisation de defaillances. La redondance analytique
represente une des possibilites de la realisation de la FDI. Elle est bask sur
l'utilisation des signaux d'informations disponibles et le modele mathematique
du systeme physique. Les relations de redondance analytique (RRAs) decrivent
les relations existant entre les elements pris en consideration par le cahier
des charges (les variables a surveiller). Le bon fonctionnement du systeme
physique est deduit de la satisfiabilite des RRAs qui verifie la conformite du
comportement du systeme avec le modele de reference. Le choix du modele pour la
conception d'un systeme de surveillance, est une etape importante et difficile,
puisque la qualite des RRAs et la performance du systeme en dependent. Il
existe differents modeles de surveillance dans la litterature : requation
d'etat, la matrice de transfert, le modele structurel et le schema bloc.
Le bond graph est un outil unifie de modelisation des systemes
dynamiques et it permet la conception, la simulation et l'analyse des systemes
complexes. C'est une representation graphique qui genere les informations
structurelles et comportementales du systeme physique.
L'approche structurelle est une notion qui est bask sur la
theorie des graphes. Deux methodes a specifier : celle des couplages et celle
des cycles. Elle est appliquee sur le graphe biparti decrivant la structure du
systeme physique.
L'approche analytique, est celle appliquee sur le modele
math& matique du systeme a surveiller. Deux methodes analytiques sont
decrites dans le deuxieme chapitre, celles d'espace de parite statique et
dynamique et celle de la theorie d'elimination.
Notre travail consiste a trouver un algorithme de generation
des RRAs directement a partir du modele bond graph, en utilisant l'approche
structurelle. Ceci, en combinant les deux approches suivantes :
1. l'approche des cycles, appliquee sur le modele structurel
du systeme. Elle est bask sur des notions de la theorie des graphes.
2. l'approche des chemins causaux generalises, appliquee sur
le modele bond graph du systeme. Elle est bask sur la structure de jonction et
les chemins causaux.
Le but de ce travail, consiste a generer une table de
signature permettant une forte localisation de defaillances.
Dans le premier chapitre, nous presentons une introduction
generale a la supervision et a la surveillance. Nous donnons, par la suite, les
stapes de la procedure de detection et de localisation des defaillances
(FDI).
Dans le deuxieme chapitre, nous nous interessons aux notions
fondamentales des redondances physique et analytique. Une vue intentionnee sera
port& sur la redondance analytique qui represente un concept fondamental de
noire travail. Nous introduisons par la suite les differents types de relations
de redondance. Une definition detainee des methodes de generation des RRAs est
dorm& dans la section 2.4. Nous introduisons dans la section 2.6 d'autres
notions cies dans le processus de diagnostic : la generation des residus et de
la table des signatures avec ses types.
Le troisieme chapitre est consacre a l'analyse structurelle
qui en-globe les deux approche de couplages et celle des cycles. Des notions de
la theorie des graphes sont introduites, pour permettre une bonne explication
des resultats de la recherche des couplages maximaux et ceux des cycles. Nous
presentons par la suite une comparaison entre les deux approches, pour mettre
en evidence les avantages et les inconvenients de chacune des deux approches.
Notre algorithme est fonds sur l'approche de cycles et it permet la recherche
de l'ensemble des cycles permettant la determination d'une table de signature a
defaillances fortement localisables.
Le quatrieme chapitre est destine aux details de la
modelisation bond graph. Nous decrivons au depart les elements et notions de
base d'un bond graph simple, ainsi les differents types de chemins causaux.
Nous continuons, avec les bond graphs couples en definissant les elements
multiports et les differents types de chemins causaux.
Le cinquieme chapitre comporte deux parties. Dans la premiere,
nous exposons les differentes methodes directes et indirectes, de generation
des RRAs a partir d'un modele bond graph. La deuxieme est consacree aux details
de noire algorithme de generation des RRAs. Nous commencons par exposer l'idee
de base et le but de la methode. Initialement, nous avons concu l'algorithme
pour etre appliqué sur la representation structurelle du systeme
physique. Par la suite, nous l'avons adapts pour les bonds graphes simples puis
les bonds graphs couples.
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