Brevet FR2765364A1 — publié le 19981231

La présente invention concerne une installation de surveillance à distance d'un parc d'appareils hétérogènes de production industrielle, du type comportant, pour chaque appareil, des moyens de relevé d'informations relatives au fonctionnement de l'appareil, lesquels moyens de relevé d' informations sont reliés à des moyens de surveillance à distance de l'appareil par des moyens de communication associés audit appareil et adaptés pour la communication desdites informations depuis ledit appareil vers lesdits moyens de surveillance à distance. On connaît par exemple des installations de stockage de gaz comportant des réservoirs munis de capteurs de niveaux. Ces capteurs de niveaux sont reliés par des lignes de communication à des dispositifs d'affichage des niveaux. Les dispositifs d'affichage sont disposés à distance, notamment dans les locaux du service en charge de l'approvisionnement des réservoirs. Par ailleurs, dans le cas d'autres applications, par exemple la détection d'incendie dans une unité industrielle, d'autres moyens de relevé d'informations, notamment des capteurs de température, sont reliés, par des moyens de communication différents, à des centres de surveillance éloignés, eux aussi munis de moyens propres à l'application de détection d'incendie. Toutes les installations de surveillance à distance connues mettent en oeuvre des moyens de communication spécifiquement adaptés pour l'application considérée et permettant la transmission vers le centre de surveillance des seules informations nécessaires dans le contexte donné. Aussi, pour chaque type d'appareil de production industrielle devant être surveillé et pour chaque application de surveillance, l'installation doit être entièrement reconçue pour tenir compte des contraintes liées notamment à la nature, la quantité et la vitesse de transmission des informations devant être envoyées vers les moyens de surveillance à distance. En conséquence, des moyens de communication différents, ainsi que des moyens de surveillance différents doivent être développés pour chaque type d'appareil. Ceci engendre des coûts élevés de mise en place de telles installations. L'invention a pour but d'apporter une solution aux problèmes mentionnés précédemment, et en particulier de fournir une installation de surveillance susceptible d'assurer la surveillance d'un parc d'appareils de production industrielle mettant en oeuvre des appareils de natures différentes, sans que les éléments constitutifs de l'installation n'aient à être complètement reconçus pour chaque type d'appareils et pour chaque application de suivi et de surveillance. A cet effet, l'invention a pour objet une installation de surveillance à distance d'un parc d'appareils hétérogènes de production industrielle, du type précité, caractérisée en ce que tous les moyens de communication associés auxdits appareils comportent des moyens analogues de structuration des informations relevées sur l'appareil, selon une structure unifiée, indépendante de la nature de l'appareil et des informations relevées, et en ce que les moyens de surveillance à distance comportent au moins un poste de surveillance relié aux moyens de communi cati on de l'ensemble des appareils, le ou chaque poste de surveillance comportant des moyens d'exploitation des informations de structure unifiée relevées sur un ou plusieurs appareils. Suivant des modes particuliers de réalisation, l'installation peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - elle comporte plusieurs postes de surveillance reliés aux moyens de communi cati on de l'ensemble des appareils - tous les moyens d'exploitation des informations du ou de chaque poste de surveillance comportent des moyens analogues de traitement des informations de structure unifiée, le traitement étant indépendant de la nature de l'appareil et des informations relevées et des moyens d'interprétation des dites informations traitées, lesquels moyens d'interprétation sont propres au type d'appareil considéré; - le ou chaque poste de surveillance comporte des moyens d'établissement de données de commande d' un appareil et des moyens analogues de structuration des données de commande de l'appareil selon une structure unifiée, indépendante de la nature de l'appareil à commander et des données de commande, et des moyens de transmission desdites données de commande ainsi structurées depuis ledit poste de surveillance vers les moyens de communication associés audit appareil et lesdits moyens de communication associés audit appareil comportent des moyens de pilotage de l'appareil en fonction des données de commande reçues - les moyens de relevé d'informations sont adaptés pour relever un nombre réduit d'informations élémentaires ; - les moyens de communication associés à chaque appareil comportent un micro-ordinateur muni d'un programme adapté pour la structuration des informations relevées sur ledit appareil selon ladite structure unifiée à partir des informations relevées sur ledit appareil, lequel micro-ordinateur comporte une interface de couplage à un réseau auquel sont connectés les moyens de communication des autres appareils et le ou chaque poste de surveillance ; et - ledit réseau est le réseau téléphonique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'une installation selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de la structure générale de l'installation de surveillance ; et - la figure 3 est une vue schématique d'un exemple de table montrant la structuration des informations. L'installation de surveillance représentée sur la figure 1 est adaptée pour la surveillance de trois sites industriels notés 12, 14, 16. Ces sites industriels sont supposés être distants les uns des autres, c'est-àdire répartis sur le territoire d'un état, ou d'un continent. Tous ces sites industriels mettent en oeuvre des appareils de production industrielle de natures différentes. Ainsi, l'installation de surveillance est appliquée à un parc d'appareils hétérogènes. Le site industriel 12 exploite un réservoir de stockage 18 contenant par exemple de l'azote liquide. Ce réservoir alimente une installation consommatrice d'azote non représentée. Il comporte un premier capteur 20A de niveau haut et un second capteur 20B de niveau bas adaptés pour détecter des niveaux maximal et minimal dans le rés e rvoi r. Le site industriel 14 exploite un tunnel frigorifique 22 destiné à la congélation de produits alimentaires. Ce tunnel comporte une enceinte traversée de part en part par un convoyeur sur lequel circulent les produits à traiter. L'enceinte du tunnel est alimenté par un liquide frigorifique, par exemple de 1' azote liquide issu d'un réservoir de stockage 23. Un premier capteur 24A, par exemple un débitmètre, est disposé sur la conduite d'alimentation en azote liquide afin de mesurer la quantité de liquide frigorifique utilisée dans le tunnel et de vérifier la circulation correcte de celui-ci. Un second capteur 24 B est prévu sur le convoyeur afin notamment de déterminer sa vitesse de déplacement. Le site industriel 16 comporte un four à verre 26 comportant un brûleur 28 alimenté en gaz combustible depuis un réservoir de stockage 30. Un premier capteur 32A est monté sur le brûleur 28 afin de déterminer l'état de fonctionnement de celuici et le débit de combustible consommé. Un second capteur 32B est disposé dans l'enceinte du four afin de déterminer la température à l'intérieur de celle-ci. Les moyens de relevé d'informations, formés par les capteurs associés aux différents appareils, sont adaptés pour relever un nombre réduit d'informations élémentaires relatives au fonctionnement de l'appareil. Ce nombre d'informations est par exemple inférieur à 100 et en particulier inférieur à 10. Selon l'invention, chacun des moyens de relevé d'informations est relié sur chaque site à des moyens de communication portant la référence 40. La structure des moyens de communication 40 est illustrée sur la figure 2, sur laquelle les capteurs placés sur un même appareil portent la référence générale 41. Ces moyens de communication 40 comportent tous des moyens analogues 40A de structuration des informations relevées sur l'appareil associé, selon une structure unifiée. Des moyens de mémorisation temporaire des informations ainsi structurées sont prévus dans les moyens de communication 40. Ils assurent le stockage desdites informations jusqu'à leur transmission vers des moyens de surveillance qui seront décrits par la suite. La structure unifiée suivant laquelle les informations sont organisées est indépendante de la nature de l'appareil et des informations recueillies. Pour chaque appareil, la structure des informations comporte par exemple une table représentée schématiquement sur la figure 3 et désignée par la référence 42. Dans une première colonne 44 de cette table est indiqué le nom du capteur considéré et dans une seconde colonne 46 figure la valeur ou la caractéristique relevée par ce capteur à un instant donné. La table 42 donnée en exemple à la figure 3 correspond à la table engendrée par les moyens de communication 40 du situe industriel 16. A la première ligne, le capteur 32A, figurant dans la colonne 44, est désigné par "débit &num; 32A". La valeur mesurée par ce capteur à l'instant considéré, et figurant à la même ligne dans la colonne 46, est égale à 22 m3/h. De même, le second capteur est désigné par "température # 32 B'. A l'instant considéré, la valeur de température relevée est égale à 1200"C. De manière analogue, les moyens de communication 40 du site 12 assurent la structuration des données suivant une table comportant des noms pour les deux capteurs de niveaux 20A et 20B ainsi que les états de ces capteurs. De même, la table engendrée par les moyens de communication 40 du site 14 comporte des noms de variable pour le débit relevé par le capteur 24A et la vitesse du convoyeur mesurée par le capteur 243 Elle comporte en outre les valeurs mesurées par ces deux capteurs. Les moyens de communication 40 associés à chaque appareil comportent par exemple un micro-ordinateur de type PC muni d'une interface de liaison aux capteurs prévus sur l'appareil. Un même programme adapté pour la structuration des informations relevées sur l'appareil est chargé dans chaque micro-ordinateur. Ce programme qui assure la structuration des informations suivant ladite structure unifiée est notamment adapté pour introduire dans une ou plusieurs tables les valeurs reçues depuis les différents capteurs. Les tables sont préalablement définies par un opérateur lors de la configuration du programme. Cette étape de configuration consiste essentiellement à définir les noms des capteurs devant figurer dans les tables et à associer les variables ainsi définies aux capteurs physiquement installés sur l'appareil considéré. De plus, lors de la configuration, le programme reçoit des informations d'identification du site et de l'appareil. Les informations d'identification sont par la suite reproduites dans les tables associées à l'appareil en vue de leur reconnaissance. Quelque soit l'appareil associé aux moyens de communication 40, les informations relevées sur l'appareil sont ainsi structurées par le programme suivant une structure unifiée, dont la forme est indépendante de la nature et de la quantité des informations relevées. Ces informations ainsi structurées sont temporairement stockées dans la mémoire du microordinateur des moyens de communication associés à chaque appareil. Par ailleurs, le micro-ordinateur utilisé dans les moyens de communication comporte une interface 40B (figure 2) de couplage au réseau téléphonique, ce dernier étant désigné par la référence 47 sur les figures. L'installation selon l'invention comporte en outre des moyens de surveillance à distance du parc d'appareils installés sur les différents sites. Ces moyens de surveillance comportent des postes de surveillance disposés sur des sites distincts du territoire. Sur la figure 1, quatre postes de surveillance associés à des sites distincts ont été représentés et sont désignés par les références 48, 50, 52 et 54. Chaque poste de surveillance comporte un microordinateur relié au réseau téléphonique 47 par une interface de couplage. La structure d'un poste de surveillance est schématisée sur la figure 2 où l'interface de couplage au réseau est désignée par la référence 56. Les postes 48 à 54 comportent des moyens 58 d'exploitation des informations de structure unifiée relevées sur l'un ou plusieurs des appareils reliés à l'installation. Ces moyens d'exploitation des informations sont formés essentiellement par un programme chargé dans le micro-ordinateur constituant le poste de surveillance. Comme schématisé sur la figure 2, les moyens 58 d' exploitation des informations comportent pour tous les postes de surveillance, des moyens analogues 58A de traitement des informations de structure unifiée. Ces moyens 58A comportent des moyens de lecture et d'analyse des tables 42. Le traitement effectué par les moyens 58A est indépendant de la nature de 1' appareil sur lequel les informations ont été relevées et de la nature des informations relevées. Il consiste essentiellement en l'identification de la ou des différentes tables notamment en ce qui concerne sa provenance et en un stockage desdites tables dans la mémoire du microordinateur utilisé pour former le poste de surveillance. Ce stockage, qui est effectué sous une forme indépendante de la nature des informations, est adapté pour permettre une utilisation des informations par d'autres programmes du poste de surveillance. De plus, les moyens 58 d'exploitation des informations comportent des moyens 58 B d'interprétation des informations issues des moyens de traitement 58A. A l'inverse des moyens 58A de traitement des informations de structure unifiée, les moyens d'interprétation 58B sont propres au type d' appareil dont les informations sont issues et à l'application de surveillance considérée. Ces moyens 58B sont formés par un ou plusieurs programmes chargés dans chaque poste de surveillance. Ces programmes sont par exemple adaptés pour une présentation des informations, permettant de les rendre intelligibles pour un opérateur. Ces moyens peuvent encore comporter des moyens automatiques de déclenchement d'une procédure d'alerte en fonction des informations reçues, par exemple la mise en route d'un signal sonore, ou encore l'appel automatique d'un opérateur sur un téléphone portable. Un même poste de surveillance comporte plusieurs programmes d'interprétation afin de pouvoir exploiter les informations issues d'appareils de natures différentes. Ainsi, un même poste de surveillance peut permettre d'accéder aux informations relevées sur l'un quelconque des appareils connectés à l'installation. Les postes de surveillance peuvent être affectés à différentes entités. A titre d'illustration, les postes 48 à 54 vont maintenant être décrits ainsi que leur moyen d'exploitation des informations. Dans l'installation représentée sur la figure 1, le poste 48 est supposé être associé à un centre de distribution de gaz liquide. Ainsi, le poste de surveillance assure, par l'intermédiaire de l'installation selon l'invention, le suivi des niveaux dans les réservoirs reliés à l'installation. Dans le cas du site industriel 12, par exemple, les capteurs 20A et 20B permettent un relevé d'information de niveau sur le réservoir 18. Ces informations sont relevées à intervalle de temps réguliers. Elles sont mises en forme suivant la structure unifiée par les moyens 40A de structuration des informations et mémorisées dans les moyens de communication 40 associés au réservoir 18. Sur la requête du poste de surveillance 48, les informations structurées temporairement mémorisées sont transmises depuis les moyens de communication 40 vers le poste de surveillance 48. Ce dernier exploite alors les informations reçues. A cet effet, les moyens 58A de traitement des informations assurent un stockage des informations dans la mémoire du poste de surveillance sous une forme exploitable par les moyens 58B d'interprétation. Ces derniers assurent par exemple l'affichage des informations sur un écran pour les rendre accessibles à un opérateur. Lorsque le niveau dans le réservoir est inférieur à un niveau prédéterminé, l'opérateur décide, en consultant les informations disponibles sur le poste 48, 1' envoi d' un camion pour le réapprovisionnement du rés ervoi r. Sen que cela ne soit pas représenté, les réservoirs 23 et 30 sont également équipés de capteurs de niveaux reliés aux moyens de communication 40 du site correspondant. Le poste de surveillance 50 est dédié à la facturation des services fournis par les différents appareils du parc installés sur les sites éloignés. De manière analogue au poste de surveillance 48, le poste de surveillance 50 permet une interrogation des moyens de communication 40 des différents sites afin de recueillir les tables comportant les informations relevées par les capteurs. Ces informations, qui peuvent être de toute nature, sont ensuite traitées par les moyens d'interprétation 58B propres à l'application de comptabilité. Ces moyens d'interprétation assurent une interprétation différente des informations en fonction du type d'appareil dont elles proviennent. On comprend que, grâce notamment au débit de fluide utilisé par un appareil, ou encore la vitesse de circulation du convoyeur dans celui-ci, il est possible d'effectuer des opérations comptables visant à la facturation du service fourni par l'appareil. Ainsi, l'utilisation d'une structure d'informations unifiée pour tous les appareils, quel que soit leur type et le type d'informations relevées, permet à l'unique poste de surveillance 50 d'assurer la facturation et l'analyse de production des services produits par des appareils hétérogènes. Le poste 52 est quant à lui installé au siège de la société gérant les différents appareils du parc. Il permet la consultation de toutes les informations relevées sur l'ensemble du parc d'appareils. Ceci est rendu possible par la mise en oeuvre sur chacun des sites des moyens de structuration des informations suivant une même structure unifiée dans les différents moyens de communication 40. En effet, quelles que soient les informations relevées sur les appareils, la structure de celles-ci étant analogue, ces informations peuvent être lues depuis n'importe quel poste de surveillance, ces derniers comportant tous des moyens analogues 58A de traitement des informations ainsi structurées. Le poste 54 est disposé dans une unité de maintenance des différents appareils. Les moyens d' exploitation 58 de ce poste comportent des moyens de consultation des informations relatives au fonctionnement des différents appareils, afin de déceler des éventuelles pannes ou défaillances. Par ailleurs, l'ensemble des postes de surveillance ou certains d'entre eux seulement comportent des moyens 60 de commande à distance des appareils reliés à l'installation de surveillance. Les moyens de commande 60 sont mis en oeuvre essentiellement par un programme chargé dans le microordinateur formant le poste de surveillance. Ces moyens de commande, schématisés sur la figure 2, comportent des moyens 60A d'établissement de données de commande pour l'un ou plusieurs des appareils reliés à l'installation. Ces moyens 60A permettent notamment la définition de consignes de commande de ces appareils. Ces consignes peuvent être saisies sur un clavier directement par l'opérateur, ou encore être calculées automatiquement d' après un algorithme de régulation en fonction d'informations relevées sur l'appareil correspondant. Tous les moyens de commande 60 comportent en outre des moyens analogues 60B de structuration des données de commande ainsi établies selon une structure unifiée. Cette structure unifiée est indépendante de la nature de l'appareil à commander et des données de commande. Par exemple, les moyens 60B de structuration des données de commande sont adaptés pour engendrer des tables de forme sensiblement analogue à celle représentée sur la figure 3, la première colonne des tables comportant le nom d'un paramètre de fonctionnement de l'appareil pouvant être commandé et la seconde colonne comportant la valeur de consigne, formant la donnée de commande associée à ce paramètre. L'interface de couplage au réseau 56 comporte des moyens de transmission de données de commande ainsi structurées vers l'appareil à commander. En outre, chaque appareil pouvant être commandé est associé à des moyens 62 de traitement des données de commande. Ces moyens sont analogues pour tous les appareils et sont intégrés sous forme d'un programme dans les moyens de communication 40. En particulier, ces moyens 62 de traitement des données de commande sont adaptés pour prélever les consignes de commande dans les données de commande structurées de manière unifiée et envoyer celles-ci vers des moyens de pilotage 64 de l'appareil. Ces moyens de pilotage 64 sont propres au type d' appareil considéré et sont formés par exemple par un automate programmable assurant le pilotage de l'appareil en fonction des données de commande. On comprend qu'avec une telle installation, il est possible, à partir de n'importe quel poste de surveillance muni de moyens de commande, de définir des données de commande et d'envoyer celles-ci vers un appareil de l'installation en vue de modifier son fonctionnement. En effet, quel que soit le type d'appareil et quelle que soit la nature des données de commande devant être envoyées, les moyens de structuration 60B assurent une structuration des données suivant une structure unifiée, laquelle structure peut être interprétée par les moyens de traitement 62 de l'appareil destinataire. Ces données sont enfin exécutées par les moyens de pilotage 64 propres à l'appareil commandé. Dans l'exemple décrit ici, chacun des postes de surveillance a accès aux moyens de communication de tous les appareils de l'installation. Toutefois, cet accès peut être limité par la mise en oeuvre de codes d'accès ou en réduisant les possibilités de connexion des postes de surveillance par suppression de certaines fonctions du programme quelles mettent en oeuvre. On comprend que le coût de mise en place d'une telle installation de surveillance est limité bien que la puissance de traitement de chacun des postes de surveillance et des moyens de communication 40 doit être surdimensionnée par rapport au nombre réduit d'informations traitées issues des moyens de relevé. En effet, l'utilisation d'une même structuration des informations et des données de commande pour tous les appareils et pour tous les postes de surveillance permet d'utiliser dans l'installation des éléments standards ne nécessitant qu'une configuration simple sans qu'il soit nécessaire que tous les éléments soient complètement redéfinis en fonction de l'appareil et de l'application de surveillance. De plus, l'installation permet l'usage d'un même poste de surveillance pour plusieurs applications de surveillance effectuées notamment sur des appareils de types différents. De même, les mêmes moyens de communication 40 associés à un appareil peuvent être utilisés pour plusieurs applications de surveillance et notamment depuis plusieurs postes de surveillance. REVENDICATIONS 1.- Installation de surveillance à distance d'un parc d'appareils hétérogènes (18, 22, 26) de production industrielle, du type comportant, pour chaque appareil (18, 22, 26), des moyens (20A, 20 24A, 24E 32A, 32 a de relevé d'informations relatives au fonctionnement de l'appareil, lesquels moyens de relevé d'informations sont reliés à des moyens (48, 50, 52, 54) de surveillance à distance de l'appareil par des moyens de communication (40) associés audit appareil (18, 22, 26) et adaptés pour la communication desdites informations depuis ledit appareil vers lesdits moyens de surveillance à distance, caractérisée en ce que tous les moyens de communi cati on (40) associés auxdits appareils comportent des moyens analogues (40A) de structuration des informations relevées sur l'appareil, selon une structure unifiée, indépendante de la nature de l'appareil et des informations relevées, et en ce que les moyens de surveillance à distance comportent au moins un poste de surveillance (48, 50, 52, 54) relié aux moyens de communication (40) de l'ensemble des appareils, le ou chaque poste de surveillance comportant des moyens (58) d'exploitation des informations de structure unifiée relevées sur un ou plusieurs appareils. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs postes de surveillance (48, 50, 52, 54) reliés aux moyens de communication (40) de l'ensemble des appareils. 3.- Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que tous les moyens (58) d'exploitation des informations du ou de chaque poste de surveillance comportent des moyens analogues (58A) de traitement des informations de structure unifiée, le traitement étant indépendant de la nature de l'appareil et des informations relevées et des moyens 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ou chaque poste de surveillance (48, 50, 52, 54) comporte des moyens (60A) d'établissement de données de commande d'un appareil et des moyens (60 analogues de structuration des données de commande de l'appareil selon une structure unifiée, indépendante de la nature de l'appareil à commander et des données de commande, et des moyens de transmission (56) desdites données de commande ainsi structurées depuis ledit poste de surveillance vers les moyens de communication (40) associés audit appareil et lesdits moyens de communication associés audit appareil comportent des moyens (62, 64) de pilotage de l'appareil en fonction des données de commande reçues. 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de relevé d'informations sont adaptés pour relever un nombre réduit d'informations élémentaires. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de communication (40) associés à chaque appareil comportent un micro-ordinateur muni d'un programme adapté pour la structuration des informations relevées sur ledit appareil selon ladite structure unifiée à partir des informations relevées sur ledit appareil, lequel microordinateur comporte une interface (40R de couplage à un réseau (47) auquel sont connectés les moyens de communication (40) des autres appareils et le ou chaque poste de surveillance (48, 50, 52, 54). 7.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit réseau est le réseau téléphonique (47).