Brevet FR2660453A1 — publié le 19911004

I La présente invention est relative à la détection de pannes ou d'anomalies de fonctionnement de machines pilotées par des automates programmables de commande de processus industriels, notamment d'au- tomates utilisés dans des installations de galvanisa- tion de tôles en continu et se rapporte plus particu- lièrement à un dispositif d'aide à la détection rapide de telles pannes ou anomalies. La recherche et la détermination de la nature des pannes dans l'environnement d'un automate de commande d'un processus industriel sont générale- ment assurées par un technicien qui dispose d'une part d'un appareil d'investigation qu'il branche sur une prise de test de l'automate reliée aux points essen- tiels de l'automate auxquels des anomalies risquent d'apparaître. Le technicien dispose en outre d'un document d'entretien des automatismes pilotés par l'automate établi par le constructeur et qui contient une liste complète du programme contenu dans l'automate. Par conséquent, lorsque le technicien se trouve devant une anomalie de fonctionnement du pro- cessus, il doit consulter à la fois la liste contenant le progrmme de l'automate et interroger l'automate sur l'état des variables constituant les équations dudit programme pour déterminer l'origine de la panne puis faire appel à ses connaissances et à son expérience pour effectuer le dépannage. Une telle opération est relativement longue et complexe et elle exige de la part du technicien une connaissance assez poussée du matériel qu'il examine et par conséquent une compétence technique impor- tante. Par ailleurs, étant donné que certaines pannes sont répétitives, elles nécessitent de la part du technicien une répétition des opérations de recherche de la panne ce qui lui prend beaucoup de temps. L'invention vise à remédier aux inconvé- nients précités de la technique antérieure en créant un dispositif d'aide au diagnostic de pannes dans des machines pilotées par des automates de commande de processus industriels qui tout en état d'une construc- tion simple soit d'une utilisation pratique, rapide et efficace. Elle a donc pour objet un dispositif d'aide au diagnostic de pannes d'une machine pilotée par un automate de commande de processus industriel, carac- térisé en ce qu'il comporte en combinaison des moyens de stockage d'informations correspondant à une liste des différentes pannes ou anomalies de la machine, des moyens pour transmettre au dispositif des informations correspondant à l'état des divers organes de la ma- chine à examiner, des moyens de comparaison des informations d'état des divers organes de la machine aux informations correspondant aux pannes ou anomalies de la machine et des moyens d'affichage de la panne ou anomalie de la machine en cas de coincidence entre une information d'état d'un organe de la machine et une information de panne de l'organe correspondant emmaga- sinée dans lesdits moyens de stockage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est un schéma du dispositif d'ai- de au diagnostic suivant l'invention connecté à un automate à contrôler; la Fig 2 est un schéma synoptique du dis- positif d'aide au diagnostic suivant l'invention; et la Fig 3 est un schéma électrique montrant la construction d'un adaptateur pour automate qu'il est nécessaire de connecter entre le dipositif suivant l'invention et certains automates. Sur la Fig 1, on a représenté un dispositif d'aide au diagnostic suivant l'invention qui est prin- cipalement constitué par une calculatrice de poche 1 de type courant à blocs mémoires programmables 2, 3 enfichés sur le côté de la machine. La machine 1 est connectée par l'intermé- diaire d'un module série 4 d'une part à un adaptateur d'alimentation à partir du secteur et d'autre part lorsque cela est nécessaire à un module 6 adaptateur pour automates dont les bornes de test se trouent à des tensions différentes des bornes d'entrée/sortie de la machine 1. Le module adaptateur 6 est relié d'une part au module série 4 associé à la machine par un câble 7 de liaison série et d'autre part à un automate non re- présenté par un câble 8 de liaison portant un connec- teur 9 de type adapté au connecteur de test de l'auto- mate considéré. L'automate qui est destiné à commander un processus industriel comporte généralement une circui- terie avec carte d'entrée-sortie. Sur la Fig 2, on a représenté le schéma sy- noptique du dispositif d'aide au diagnostic suivant l'invention. Ce dispositif qui met en oeuvre des éléments de la calculatrice de poche 1 de la Fig 1, comporte dans un premier bloc-mémoire programmable 2, un pro- gramme de l'ensemble des opérations de test pour as- surer la vérification systématique de tous les organes importants d'un automate considéré. Dans un second bloc-mémoire programmable 3 sont stockées les données relatives à la liste des pannes et anomalies de l'automate à examiner ainsi que les données concernant les opérations à effectuer pour supprimer lesdites anomalies ou pannes. Les deux blocs-mémoires 2, 3 sont reliés à un circuit comparateur 10 des données contenues dans la liste des pannes et anomalies à celles relatives à l'état instantané de l'automate examiné. A cet effet, le circuit comparateur 10 est en outre connecté à un circuit d'interface d'entrée- sortie 11 destiné à être connecté à son tour à l'au- tomate à examiner. Le dispositif comporte enfin un ensemble 12 de clavier et de dispositif d'affichage destiné à permettre à l'opérateur d'introduire dans le disposi- tif les données relatives à la sélection de la zone de l'automate à tester et de lire les résultats des tests. Sur la Fig 3, on a représenté un circuit d'adaptation qui est un exemple de réalistion du modu- le adaptateur 6 intercalé entre le dispositif suivant l'invention et certains automates dont les tensions aux bornes de test ne sont pas adaptées aux niveaux des signaux d'entrée-sortie du dispositif. Ce circuit comprend un premier ensemble de bornes 20 de liaison avec le dispositif d'aide au diagnostic suivant l'invention et un second ensemble de bornes 21 de liaison avec l'automate. Entre deux bornes 20 a, 20 b du premier en- semble 20 et deux bornes 21 a, 21 b du second ensemble 21 est connecté un circuit 22 à couplage opto-électro- nique comprenant un photo-transistor 23 connecté entre les bornes 20 a et 20 b et une diode électroluminescente 24 connectée entre les bornes 21 a et 21 b. Ce premier groupe de bornes auquel est asso- cié le ciruit à couplage opto-électronique 22 est des- tiné à assurer le transfert des données de mesure de l'automate vers le dispositif d'aide au diagnostic. Le module de la Fig 3 comporte en outre une borne 20 c de l'ensemble 20 connectée à la base d'un transistor PNP 25 par l'intermédiaire d'une résistance 26 L'émetteur du transistor 25 est connecté à une borne 21 c de l'ensemble de bornes 21 sur laquelle ap- parait une tension d'alimentation. Le collecteur du transistor 25 est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance 27 à l'anode d'une diode électroluminescente 28 d'un aute circuit 29 à couplage opto-électronique La cathode de la dio- de 28 est connectée à une borne 21 f de l'ensemble de bornes 21. La diode 28 est associée à un photo-transis- tor 30 connecté à deux bornes 21 d, 21 e de l'ensemble de bornes 21, ces bornes étant destinées à transmettre à l'automate des signaux d'interrogation provenant du dipositif d'aide au diagnostic. La borne 21 e de l'ensemble 21 est en outre connectée au collecteur d'un transistor NPN 31 dont l'émetteur est connecté à la borne 21 f précitée et dont la base est reliée par l'intermédiaire d'une ré- sistance 32 à une borne 21 g. Le trajet émetteur-collecteur du transistor 31 permet, lors de la mise en conduction du transistor par la présence sur la borne 21 g d'une tension indi- quant que l'on est connecté à un type particulier d'automate, la mise à la masse de la borne 21 e de l'ensemble 21 et par conséquent de l'une des bornes d'interrogation. Un tel agencement peut être associé à chaque borne nécessitant une adaptation de tension liée à la nature de l'automate auquel est branché le dispositif de l'invention. Enfin, une borne 20 d de l'ensemble 20 est directement connectée à une borne 21 h de l'ensemble 21 et ce dernier ensemble comporte une dernière borne 21 i connectée à la borne 20 a par l'intermédiaire d'une ré- sistance 33. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant. Le dispositif dans le bloc-mémoire 3 duquel a été stockée la liste des pannes d'un automate à exa- miner est connecté audit automate soit directement, soit par l'intermédiaire d'un adaptateur 6 décrit en dtail en référence à la Fig 3. Ensuite, l'opérateur sélectionne à l'aide de l'ensemble 12 et en interaction avec l'ensemble 2 l'automate (si l'ensemble 3 comprend des données rela- tives à plusieurs automates) puis la zone de l'auto- mate qui doit être soumises au test. Puis, il commande le déroulement de la série de tests contenus dans l'ensemble 3 qui correspond à la série de tests concernant la zone de l'automate à tester. Le déroulement du programme de test con- siste à appliquer à des points remarquables de l'au- tomate des signaux d'interrogation et d'en recevoir des signaux de réponse correspondant à l'état desdits points remarquables, puis à comparer les signaux de réponse à des informations relatives à la zone correspondante de la liste des pannes et anomalies stockées dans le bloc mémoire 3. Lorsqu'une information de réponse de l'automate correspond à une information d'anomalie de la liste, le circuit de comparaison 10 commande l'affichage sur l'écran d'affichage de l'ensemble 12, de la panne détectée ainsi que des conditions man- quantes au bon fonctionnement. Ainsi, l'opérateur est informé d'une part sur l'emplacement et la nature de la panne et d'au- tre part sur les moyens pour y remédier. Le circuit de comparaison 10 est avantageu- sement constitué par le microprocesseur de la calcula- trice, ledit microprocesseur exécutant également le déroulement du programme stocké dans le bloc-mémoire 2. En ce qui concerne le circuit adaptateur re- présenté à la Fig 3, il assure le pilotage d'un inter- rupteur électronique, de manièe à adapter les poten- tiels aux circuits de deux automates. Dans un cas, un des automates connecté au circuit adaptateur 6 (Fig 1) a besoin pour fonctionner que le transistor 30 ait son collecteur relié à la masse Ceci se fait avantageusement par le transistor 31. Le signal entre dans le circuit adaptateur par les bornes 20 c, 20 d et sort par les bornes 21 d, 21 e ou 21 d, 21 f. Si l'on n'utilisait pas la commande à tran- sistor précitée, il faudrait disposer soit de deux modules différents soit d'un seul module à interrup- teur manuel. Dans le système qui vient d'être décrit en référence à la Fig 3, il y a basculement automatique en vue du changement de tension de la borne 21 e lors de l'alimentation de l'automate connecté à l'adapta- teur. Grâce à l'agencement qui vient d'être décrit en particulier du fait de la présence du circuit d'in- terface série 4 associé au dispositif d'aide au diag-nostic un dialogue direct avec l'automate est rendu possible. Le dialogue est réalisé avec le microproces- seur 10 de la calculatrice et le logiciel stocké dans le bloc mémoire 2 (Fig 2). Le système suivant l'invention permet de disposer non seulement de la localisation des pannes et de la nature de celles-ci mais aussi de lire di- rectement sur l'écran -du dispositif les mesures à prendre pour supprimer les pannes. Ceci constitue un progrès considérable par rapport aux systèmes experts connus dans lesquels il est nécessaire de taper des réponses après avoir con- sulté l'automate manuellement. Le dispositif qui vient d'ête décrit est susceptible d'applications diverses. Il peut constituer un perturbographe assu- rant le test d'une variable quand celle-ci et dans un état désiré. Il peut assurer l'enregistrement et la véri- fication d'état de variables. Il peut être employé pour accroître le po- tentiel technique des automates existants. Par ailleurs, son emploi ne nécessite pas de connaissances techniques particulières de la part de l'utilisateur. Le circuit adaptateur de la Fig 3 a été con- çu à titre d'exemple pour permettre l'adaptation du dispositif de l'invention à deux types d'automates particuliers tels que les automates ALSPA C 300, C 350 et April SMC. On comprendra cependant que d'autres cir- cuits adaptateurs peuvent être conçus en fonction des paramètres d'entrée d'automates de différents types. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'aide au diagnostic de pannes d'une machine pilotée par un automate de commande de processus industriel, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison des moyens ( 3) de stockage d'informa- tions correspondant à une liste des différentes pannes ou anomalies de la machine, des moyens pour transmet- tre au dispositif des informations correspondant à l'état des divers organes de la machine à examiner, des moyens ( 10) de comparaison des informations d'état des divers organes de la machine aux informations correspondant aux pannes ou anomalies de la machine et des moyens ( 12) d'affichage de la panne ou anomalie de la machine en cas de coincidence entre une information d'état d'un organe de la machine et une information de panne de l'organe correspondant emmagasinée dans les- dits moyens de stockage ( 3). 2 Dispositif d'aide au diagnostic suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 3) de stockage d'informations correspondant à la liste des différentes pannes ou anomalies de la machine contiennent également des informations rela- tives aux conditions à remplir pour remédier auxdites pannes ou anomalies. 3 Dispositif d'aide au diagnostic suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 3) de stockage d'informations corres- pondant à la liste des différentes pannes ou anomalies de la machine sont constitués pr une zone de mémoire d'une calculatrice de poche ( 1) et en ce que lesdits moyens de comparaison ( 10) sont constitués par le microprocesseur de la calculatrice de poche ( 1). 4 Dispositif d'aide au diagnostic suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 1 1 qu'il comporte en outre des moyens ( 2) de stockage d'informations relatives à un programme de déroulement des opérations de test. Dispositif d'aide au diagnostic suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 2) de stockage d'informations relati- ves audit programme sont constitués par une zone de mémoire de la calculatrice de poche. 6 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites zones de mémoire pour le stockage des informations correspondant à la liste des différentes pannes ou anomalies de la machine et pour le stockage des in- formations relatives au programme sont des blocs- mémoires programmables ( 3,2) enfichés dans la calcu- latrice. 7 Dispositif d'aide au diagnostic suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour transmettre au dispositif des informa- tions correspondant à la liste des différentes pannes ou anomalies de la machine sont constitués par un circuit d'interface d'entrée-sortie-( 11) intégré à la calculatrice ( 1). 8 Dispositif d'aide au diagnostic suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est en outre prévu un module adaptateur ( 6) connecté entre le dispositif et la machine afin d'a- dapter les niveaux de tension sur les bornes de test de la machine aux niveaux de signaux d'entrée-sortie du dispositif. 9 Dispositif d'aide au diagnostic suivant la revendication 8, dans lequel l'adaptateur ( 6) com- porte des circuits de couplage interposés dans les voies de transmission des données de mesure de la machine vers le dispositif et de transmission de don- nées d'interrogation du dispositif vers la machine, caractérisé en ce qu'un interrupteur électronique ( 31, 32) commandé par le niveau de tension d'au moins une borne de test d'un automate est connecté à au moins une sortie d'interrogation de l'adaptateur pour modi- fier le niveau de tension de cette sortie en fonction du niveau de tension de ladite borne de test de la machine.