Brevet FR2609825A1 — publié le 19880722

La présente invention concerne un procédé de contrôle-commande numérique d'un processus industriel ou analogue. Elle vise également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les processus industriels relativement complexes. par exemple ceux rencontrés dans 17industrie chimique ou agro-alimentaire, et les installations électriques importantes, par exemple celles d'aéroports, d'usines ou de centrales électriques ou analogues sont généralement commandés et contrSlEs depuis une salle de contr8le- commande centraliste. Il y a encore peu d'années, le controle-commande de tels processus et installations se faisait à partir d'un tableau synoptique, sur pupitre ou mural, figurant de manière plus ou moins complexe, le schéma synoptique de l'installation ou du processus.En particulier, le changement d'état d'éléments essentiels du processus ou de l'installation se traduisait sur ce tableau synoptique, par l'allumage ou l'extinction de lampes électriques de signalisation, fonctionnant en continu ou par clignotement. Àctuellement, ce genre de tableau synoptique s avère de plus en plus inadapté à la complexité croissante des installations à surveiller. Aussi, les systèmes numériques de controle-commande sont mis en oeuvre de façon courante et tendent dans de nombreux cas à supplanter le tableau synoptique, sur pupitre ou mural. Dans les systèmes numériques du contr8le- commande, le schéma synoptique de l'installation à surveiller est stocké dans la mémoire d'un ordinateur ou analogue sous forme de pages ou d'images pouvant entre appelées et visualisées sur l'écran d'une console de visualisation. En fonction de l'évolution du processus surveillé ou des changements d'état de l'installation surveillée, ces images sont continument réactualisées ou ''rafralchies'' de sorte que l'opérateur est très précisément tenu informé de tout changement de situation ou événement anormal intervenu.Les systèmes numériques présentent également l'avantage, par rapport aux tableaux synoptiques classiques, d'strie flexibles car aisément adaptables et a cout réduit en cas de modification du procédé ou d'extension de l'installation. Au contraire, la modification d'un tableau synoptique, mEme lorsque celui-ci est réalisé sous forme d'un carroyage modulaire, entral-ne des frais importants de gravure et de câblage électrique. En outre, les teintes de fond du tableau d'origine sont très difficiles a retrouver, ce qui nuit a l'homogénéité de ce tableau. Les systèmes numériques présentent toutefois l'inconvénient de ne pas fournir aux utilisateurs une vision d'ensemble du schéma synoptique de l'installation ou du processus surveillé et souvent il faut installer plusieurs consoles pour rétablir dans la mesure du possible cette vision d'ensemble. C'est pourquoi, on préfère souvent conserver un tableau synoptique allégé même en présence d'un système numérique de contr & e-commande. On réalise ainsi une salle "mixte" de controle-commande. Ce genre de salles mixtes pose un problème d'ordre ergonomique. En effet, l'opérateur, au travers de son écran, reçoit un message visuel dans un type de caractères, de lignes de couleurs, créé par des ondes électromagnétiques, c' est- & dire lumineuses, et ceci dans des teintes spécifiques sous forme de code de couleurs. En outre! les polices de caractèress sont spécifiques å la technologie employée. L'ensemble de ces informations lui est donné page a page et non rattaché å l'ensemble du schéma. Or, dès que le champ de vision de l'opérateur s'évade de sa page d'écran pour visualiser le tableau synoptique, la texture, le type de graphisme, les polices de caractères et les couleurs, quoique de mme teinte, ne sont jamais semblables. De surcrolts le pupitreur doit mentalement établir la correspondance géographique entre l'image de son écran et le tableau synoptique. En revanche, dans le cas inverse, il lui faut chercher une page sur un clavier après avoir visualisé le synoptique. L'association d'un tableau synoptique, mural ou sur pupitres et d'un système numérique de contrSle-commande ne permet donc pas la surveillance d'une installation ou d'un processus industriel dans des conditions optimales pour les opérateurs. La présente invention concerne un procédé de contr8le-commande numérique d'un processus industriel ou analogue et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé ayant pour but de pallier les inconvénients des salles mixtes de contrSle-commande du genre précité et qui procurent néanmoins des avantages comparables à ceux des systèmes de contr8le-commande numériques connus. Suivant l'invention, le procédé de contr8le- commande numérique d'un processus industriel ou analogue est caractérisé en ce qu'on génère et projette sur grand écran une image du schéma synoptique de l'installation pour réaliser le processus à contr8ler et en ce qu'on visualise sélectivement sur une console de visualisation individuelle une partie dudit schéma synoptique. Ainsi, l'image du schéma synoptique projetée sur grand écran fournit les mimes informations qu'un tableau synoptique classique tandis que les parties de ce schéma synoptique visualisées par la console individuelle correspondent exactement, à l'échelle près, au schéma d'ensemble projeté. En outre, tout en conservant la vision d'ensemble du schéma synoptique de l'installation å surveiller, on peut visualiser sur l'écran de la console individuelle n 'importe quelle partie de ce schéma de sorte qu'on peut assurer le controle-commande de l'installation dans des conditions optimales de précision et de fiabilité. Suivant l'invention également, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour générer et projeter sur grand écran le schéma synoptique de l'installation à contrôler, au moins une console individuelle de contr8le- commande comprenant un écran de visualisation faisant apparattre une partie du schéma projeté sur le grand écran cette console étant associée a des moyens pour balayer l'ensemble du schéma projeté et pour faire apparaltre sur son écran successivement des parties sélectionnées du schéma projeté, et des moyens pour repérer sur le grand écran la position de l'image apparaissant sur l'écran de la console, Un tel dispositif est ainsi particulièrement bien adapté à la mise en oeuvre du procédé précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre, Aux dessins annexés, donnés å titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est un schéma bloc d'un dispositif de contr8le-commande suivant l'invention relié å une installation industrielle, - la figure 2 montre l'image du schéma synoptique projetée sur grand écran et des parties de cette image visualisées sur des consoles individuelles du dispositif suivant 1' invention. Le dispositif 2 représenté sur la figure í pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention de controle- commande numérique d'un processus industriel ou analogue, relié å une installation industrielle 1 pour réaliser le processus contrSle et commandé par le dispositif 2, comprend essentiellement (figure 1) des moyens 3, 5, 6 que l'on détaillera plus loin pour générer et projeter sur un grand écran 7 le schéma synoptique 7a Le dispositif 2 est de préférence destiné a @trie installé dans une salle de controle-commande centralisée de l'installation 1. Dans cette salle de contr#le-commande (non représentée > , l'écran 7 doit Entre disposé devant les consoles individuelles 4, 4a, 4b, de manière qu'un opérateur affecté à l'une d'entre elles ait simultanément une vision d'ensemble de l'écran 7. Par ailleurs, dans l'exemple représenté, le nombre de consoles 4, 4a, 4b n'est pas limitatif et sera choisi en pratique selon la complexité de l'installation 1 et les impératifs spécifiques aux exploitants de cette installation. Les moyens 3, 5, 6 pour générer et projeter sur l'écran 7, l'image du schéma synoptique 7a de l'installation 1 comprennent essentiellement un processeur numérique 3 qui contient en mémoire le schéma synoptique précité. De manière connue en soi, ce processeur 3 est relié a un projecteur vidéo 6 par l'intermédiaire d'un dispositif 5 qui est conçu pour traiter les données numériques fournies par le processeur 3 et les transformer en signaux vidéo rouge, vert, bleu dirigés vers le projecteur vidéo 6. La technique utilisée est celle classiquement mise en oeuvre pour l'affichage sur moniteur vidéo.Pour des synoptiques de dimensions relativement faibles, c'est-à-dire pouvant entre stockés dans la mémoire du processeur 3 sous forme de quatre à six pages d'écran vidéo, par exemple de 51 cm, la génération de limage d'ensemble du schéma synoptique 7a est réalisée par le processeur 3 programmé pour gérer plusieurs pages de visualisation. L'image d'ensemble 7a résulte alors d'une juxtaposition de ces pages pour obtenir une image unique qui est projetée sur l'écran 7. Pour des synoptiques de dimensions plus grandes, limage d'ensemble 7a est obtenue par assemblage de plusieurs images élémentaires générées comme indiqué ci-dessus. De manière avantageuse, le processeur 3 est programmé pour modifier et réactualiser le schéma synoptique 7a projeté sur l'écran 7 en fonction des changements d'état de l'installation 1 qui sont fournis par les capteurs 12 de cette installation auxquels ce processeur 3 est relié. Ainsi, l'opérateur de service dans la salle de contr8le-commande est très précisément tenu informé de tout changement de situation ou événement anormal pouvant intervenir. De manière connue de l'homme du métier, le processeur 3 sera relié aux capteurs 12 et aux actionneurs 13 de l'installation 1 par l'intermédiaire d'au moins un convertisseur analogique-numérique et de cartes "entréesortie" dont la conception et le dimensionnement seront adaptés au type et au nombre de capteurs 12 et d'actionneurs 13. De manière avantageuse, le processeur 3 est programmé pour permettre, à partir de chaque console individuelle 4, 4a, le balayage de l'image du schéma synoptique 7a projeté sur l'écran 7 par un témoin mobile 8, 8a, formant fenêtre (voir figure 2) de surface variable projetée en superposition sur l'image du schéma synoptique 7a. La programmation du processeur 3 est également réalisée de manière que la partie de schéma synoptique repérée et délimitée par le témoin 8 ou Sa soit visualisée simultanément (figure 2) sur l'écran 10, lova, de la console 4, 4a correspondante.Ainsi, l'opérateur affecté à cette console 4, 4a situe aisément, sur l'image d'ensemble projetée, la localisation de la partie de schéma synoptique visualisée sur l'écran 10, îOa de sa console 4, 4a et peut passer d'une image partielle a une autre de manière continue, par balayage continu de l'cran 7 au moyen du témoin 8, 8a. La commande de déplacement du témoin B, Sa, sur l'écran 7 se fait, par exemple, à l'aide d'une boule roulante ou analogue 9, Va, connectée à la console 4, 4a. Ainsi, il n'y a pas, comme dans les dispositifs de contr6le- commande numériques classiques, de commandes particullêres à effectuer par actionnement de touches du clavier il, lia de la console 4. 4a. On peut toutefois programmer le processeur 3 pour que, alternativement, une commande déterminée au moyen des touches du clavier 11, lia, génère la visualisation d'une partie sélectionnée de l'image du schéma synoptique 7a projetée sur l'écran 7. Cette partie d'image ou page est l'une de celles stockées en mémoire du processeur 3 et utilisées pour la génération de l'image d'ensemble du synoptique 7a. Dans le cas od plusieurs consoles 4 sont reliées au processeur 3, un témoin 8, Sa spécifique est affecté à chacune d'entre elles et les consoles 4, 4a sont exploitées indépendamment les unes des autres. Ainsi, on peut visualiser sur les écrans 10, 10a de ces consoles des parties distinctes de schéma synoptique mais, toutefois, deux images partielles visualisées peuvent figurer des parties communes du schéma synoptique 7a projeté. Par ailleurs, le processeur 3 est programmé pour prendre en compte des ordres de commande générés à partir des claviers 11, lia, des consoles 4, 4a et répercuter ces ordres de commande sur les actionneurs 13 de l'installation I. Selon l'invention, des commandes peuvent strie effectuées avec rapidité et précision. En effet, en réglant de manière appropriée la surface délimitée par le témoin 8, 8a, on peut visualiser sur l'écran 10, îOa d'une console 4, 4a, avec le grossissement voulu, la partie de schéma synoptique concernée par la ou lesdites commandes. Par le biais de la réactualisation du schéma réalisée par le processeur 3, il est possible de vérifier, soit å partir du schéma d'ensemble 7a projeté sur l'écran 7, soit à partir de l'image partielle visualisée sur la console 4, 4a qui a généré les ordres correspondants ou encore en consultant l'une après l'autre ces deux images, que ces ordres ont été correctement pris en compte et que l'installation 1 se trouve alors dans l'état désiré. On pourra également, pour respecter un secret éventuel, par exemple lorsqu'un visiteur étranger pénètre dans la salle de contr8le, neutraliser la projection sur le grand écran 7, tout en conservant la possibilité d'un contr8le-commande individuel sur la base d'images partielles appelées à partir des claviers 11, lia des consoles 4, 4a. Dans le procédé de contrble-commande selon l'invention, on notera que l'opérateur ou les opérateurs dont les manipulations sont réduites au strict minimum, conservent alors une pleine disponibilité pour le contr8le de l'installation dont ils ont la charge, dans des conditions optimales. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et illustré et on peut apporter à celui-ci des variantes sans sortir du cadre de l'invention. Dans le cadre d'installations étendues ou complexes, plusieurs grands écrans pourraient Btre commandés par le processeur 3 et Btre utilisés à partir des mimes consoles de visualisation individuelles 4. Par ailleurs, on pourrait associer à ces consoles individuelles 4 des écrans de contr8le vidéo pouvant visualiser certaines parties de l'installation surveillée 1 en correspondance avec les parties du schéma synoptique 7a visualisées sur les consoles individuelles 4. REvENDICATIONS 1. Procédé de contr8le-commande numérique d'un processus industriel ou analogue, caractérisé en ce qu'on génère et projette sur grand écran (7) une image du schéma synoptique (7a) de l'installation (I > pour réaliser le processus à controler et en ce qu'on visualise sélectivement sur une console de visualisation individuelle (4, 4a) une partie dudit schéma synoptique. 2. Procédé de controle-commande conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on sélectionne la partie de schéma synoptique visualisée sur la console de visualisation individuelle (4, 4a) en balayant le schéma synoptique projeté au moyen d'un témoin formant fenêtre (8. Sa). 3. Procédé de controle-commande conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de la fenêtre (8, 8a) est réglable. 4. Procédé de contrôle-commande conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on balaye simultanément le schéma synoptique par plusieurs témoins (8, Sa) pour visualiser simultanément une ou plusieurs parties du schéma synoptique sur plusieurs consoles de visualisation individuelles (4, 4a). 5. Procédé de contr8le-commande conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on modifie continament l'image du schéma synoptique (7a) projetée sur grand écran (7) en fonction de l'évolution du processus industriel contr8lé. 6. Procédé de controle-commande conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on commande le déroulement d'étapes du processus industriel à partir d'une console de visualisation individuelle (4, 4a). 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de contr8le-commande conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (3, 5, 6) pour générer et projeter sur grand écran (7) le schéma synoptique (7a) de l'installation à contrôler (1), au moins une console individuelle de contr#le-commande (4, 4a), comprenant un écran de visualisation (10, 10a) faisant apparaltre une partie du schéma projeté sur le grand écran (7), cette console (4, 4a) étant associée à des moyens (9. 9a) pour balayer l'ensemble du schéma projeté (7a) et pour faire apparaître sur son écran (10, 10a) successivement des parties sélectionnées du schéma projeté, et des moyens (8 8a) pour repérer sur le grand écran (7) la position de l'image apparaissant sur l'écran (10, 10a) de la console (4, 4a). 8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un processeur numérique (3) relié à la console de visualisation individuelle (4), à un projecteur vidéo (6) et aux différents capteurs (12) et actionneurs (13) de l'installation à surveiller (1). 9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le processeur (3) est relié à plusieurs consoles de visualisation individuelles (4, 4a) faisant apparaître sur leur écran (10, 10a) chacune une partie du schéma synoptique du processus contralé. 10. Dispositif conforme à l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le processeur (3) est programmé pour modifier le schéma synoptique projeté en fonction des changements d'état de l'installation controlée (1) fournis par les capteurs (12 > de cette installation. 11. Dispositif conforme à l'une des revendications S à 10, caractérisé en ce que le processeur (3) est programmé pour prendre en compte des ordres de commande émanant d'une console individuelle (4) et répercuter ces ordres de commande sur les actionneurs (13) de l'installation contrôlée (1).