Brevet FR2794868A1 — publié le 20001215

Procédé de détection d'états de défauts systémiques dans un dispositif électronique intelligent La présente invention concerne d'une manière générale les dispositifs électroniques intelligents, par exemple des déclencheurs électroniques, des relais de protection, des appareils de mesure d'énergie et des appareils de mesure de qualité de courant. Plus particulièrement, la présente invention est relative à un procédé de détection d'états d'événements ou de défauts systémiques dans un dispositif électronique intelligent. Les dispositifs électroniques intelligents sont bien connus. Par exemple, un déclencheur électronique (qui constitue un tel dispositif électronique intelligent) comprend d'une manière typique des détecteurs de tension et d'intensité qui produisent des signaux analogiques indiquant les signaux de lignes électriques. Les signaux analogiques sont convertis par un convertisseur A/N (analogique/numérique) en signaux numériques qui sont traités par un microcontrôleur. Le déclencheur comprend en outre une mémoire RAM (mémoire vive), une mémoire ROM (mémoire morte) et une mémoire EEPROM (mémoire morte programmable et effaçable électroniquement) qui sont toutes reliées au microcontrôleur. La mémoire ROM comporte un code d'application de déclencheur, par exemple un micrologiciel pour les principales fonctionnalités, dont des paramètres d'initialisation et un code de démarrage. La mémoire EEPROM comporte des paramètres d'exploitation pour le code d'application. Le déclencheur électronique détecte des états de défauts (c'est-à-dire des événements) tels que des déclenchements de disjoncteurs, des événements affectant des relais, des conducteurs hors service ou des états d'événements définis par l'utilisateur. Une fois qu'un état de défaut est détecté, le déclencheur électronique produit un message d'événement tel qu'une alerte par l'intermédiaire d'un moyen d'affichage local, de contacts externes ou en envoyant un message d'événement à un poste de contrôle centralisé tel qu'un programme de logiciel informatique contenant un outil de relevé d'événements. Cependant, il incombe généralement à l'utilisateur d'analyser les données d'événements brutes pour déterminer si le même événement s'est produit de multiples fois au cours d'un laps de terv)s donné, de façon à indiquer qu'il existe un état de défaut systémique, c'est-à-dire un état de défaut qui se répète en raison du même problème technique à cause fondamentale, qu'il convient de localiser et de supprimer. Un besoin existe en particulier dans le domaine des relais pour utilitaires, où l'environnement physique des systèmes de distribution donne souvent lieu à des défauts qui se répètent et qui peuvent être masqués par la refermeture automatique de disjoncteurs une fois que le défaut a disparu. On va présenter un procédé de détection d'états de défauts systémiques dans un dispositif électronique intelligent, indiqués par des événements de défauts répétés, semblables. Un déclencheur électronique est décrit ici uniquement à titre d'exemple, la présente invention '.s'appliquant également à d'autres dispositifs électroniques intelligents. Dans un exemple de forme de réalisation de l'invention, le déclencheur électronique comprend des détecteurs de tension et d'intensité qui fournissent des signaux analogiques indiquant les signaux de lignes électriques. Les signaux analogiques sont convertis, par un convertisseur AÎN (analogique/numéri que), en signaux numériques qui sont traités par un microcontrôleur. Le déclencheur comprend en outre une mémoire RAM (mémoire vive), une mémoire ROM (mémoire morte) et une mémoire EEPROM (mémoire morte programmable et effaçable électroniquement), lesquelles communiquent toutes avec le microcontrôleur. La mémoire ROM comporte un code d'application de déclencheur, par exemple un micrologiciel pour les principales fonctionnalités, dont des paramètres d'initialisation et un code de démarrage. Le code d'application comprend un code pour l'algorithme là-z détection de défauts systémiques selon la présente invention. La mémoire EEPROM comporte des paramètres d'exploitation, par exemple un code pour établir des événements définis par l'utilisateur pour être relevés et/ou des horizons temporels pour relever de multiples sunenances d'événements semblables, pour le code d'application. Ces paramètres peuvent être stockés en usine dans le déclencheur et sont choisis pour répondre aux besoins de la clientèle, mais ils peuvent également être téléchargés. Pour chaque événement de ce type détecté par le dispositif électronique intelligent, l'algorithme de détection de défaut systémique relève la survenance de l'événement. Eventuellement, l'algorithme peut également relever la date et l'heure de l'événement. L'algorithme détermine si ce type de défaut particulier (ou ce type d'événement particulier) s'est produit précédemment (par exemple, le même type de défaut sur la même phase). Si un tel défaut s'est produit précédemment, le temps écoulé depuis la survenance du dernier défaut de ce type et le nombre total de survenances de ce type de défaut sont détenninés. Ces données sont ensuite comparées au nombre d'événement entré par l'utilisateur et/ou à la fréquence dans le temps spécifiée pour justifier la génération d'un événement à répétition. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation décrit à titre nullement limitatif et illustré sur la figure unique qui est un schéma de principe d'un déclencheur électronique selon la présente invention; et En référence à la figure , un déclencheur désigné globalement par le repère 30 est représenté d'une manière générale et schématique. Il est entendu que la présente invention ne se limite pas à des déclencheurs électroniques, mais concerne d'une manière générale les dispositifs électroniques intelligents. Le déclencheur 30 comprend un détecteur 32 de tension qui fournit des signaux analogiques indiquant des mesures de tension sur une ligne 34 de signaux et un détecteur 36 d'intensité qui fournit des signaux analogiques indiquant des mesures d'intensité sur une ligne 38 de signaux. Les signaux analogiques produits sur les lignes 34 et J8 sont présentés à un convertisseur A/N (analogique/numérique) 40, qui convertit ces signaux analogiques en signaux numériques. Les signaux numériques sont transmis par l'intermédiaire d'un bus 42 à un microcontrôleur (processeur de signaux) 44, celui-ci étant commercialisé par Hitachi Electronics Components Group (famille H8/-ÎOO de microcontrôleurs Hitachi). En outre, le déclencheur 30 comprend une mémoire RAM (mémoire vive) 46, une mémoire ROM (mémoire morte) 48 et une mémoire EEPROM (mémoire morte programmable et effaçable électroniquement) 50 qui communiquent toutes avec le microcontrôleur 44 par l'intermédiaire d'un bus de commande 52. Il faut souligner que le convertisseur A/N 40, la mémoire ROM 48, la mémoire RAM 46 ou n'importe quelle combinaison de ceux-ci peut, comme on le sait, être installée à l'intérieur du microcontrôleur 44. La mémoire EEPROM 50 est rémanente, si bien que les informations et la programmation du système ne se perdront pas pendant une interruption ou une panne de courant. Les données, d'une manière typique l'état du disjoncteur, sont affichées par un dispositif d'affichage 54 en réponse à des signaux d'affichage reçus du microcontrôleur 44 par l'interrnédiaire du bus de commande 52. Un dispositif de commande de sortie 56, en réponse à des signaux de commande reçus du microcontrôleur 44 par l'intermédiaire du bus de commande 52, commande un module de déclenchement 58 par l'intermédiaire d'une ligne 60. L'étalonnage, les contrôles, la programmation et d'autres fonctions sont assurés par l'intermédiaire d'un port E/S 62 de communications, qui communique avec le microcontrôleur 44 via le bus de commande 52. Une source 63 de courant alimentée par l'électricité de service, fournit le courant approprié aux composants du déclencheur 30 par l'intermédiaire d'une ligne 64. La mémoire ROM 48 contient un code d'application de déclencheur, par exemple un micrologiciel pour les principales fonctionnalités, dont des paramètres d'initialisation et un code de démarrage. Le code d'application contient un code pour un digorithme selon la présente invention pour la détection de défauts systémiques. La mémoire EEPROM 50 contient un code de paramètres d'exploitation, par exemple un code pour établir des événements, définis par l'utilisateur, à relever et/ou des horizons temporels pour relever de multiples survenances d'événements semblables. Ces paramètres peuvent être mémorisés en usine dans le déclencheur et sont choisis pour répondre aux besoins de la clientèle, mais peuvent également être téléchargés comme décrit plus loin. L'algorithme de détection de défauts systémiques est exécuté en temps réel et, de préférence, est lancé à partir du code de démarrage au moment de la mise en route. Lorsqu'un événement concernant un déclencheur ou un relais, par exemple un temps court, un temps long, un défaut instantané ou un défaut à la masse a été détecté et qu'un disjoncteur a déclenché et/ou qu'un contact s'est fermé, le dispositif émet un message d'événement. Ce message peut être affiché sur un dispositif d'affichage local et/ou être communiqué à un poste de contrôle distant, par exemple un moniteur installé dans les équipements ou à un ordinateur distant comportant un logiciel de pilotage de gestion de courant. Autrement dit, l'événement concernant le déclencheur ou le relais est traité comme dans la technique antérieure connue. Dans un exemple de forme de réalisation de l'invention, pour chaque événement de ce type détecté par le dispositif électronique intelligent, l'algorithme de détection de défauts systémiques relève la survenance de l'événement. L'algorithme détermine si ce défaut particulier s'est produit antérieurement, par exemple le même type de défaut sur la même phase. En ce qui concerne la mise en #uvre de l'exemple de forme de réalisation de l'invention, un tableau de mémorisation d'événements à configuration par l'utilisateur figure à la fin de la présente description, et un algorithme de détection de défauts systémiques est résumé ci-apiès. La logique suivante est appliquée dans le tableau de mémorisation d'événements à configuration par l'utilisateur: conserver X événements, puis remettre à zéro OU utiliser une fenêtre dynamique de X jours puis remettre à zéro les événements à l'extérieur de la fenêtre. Selon l'invention, le tableau d'événements (figurant en fin de description) et l'algorithme de détection sont mis en #uvre dans le micrologiciel du dispositif électronique intelligent. Lorsque survient un élément de défaut, il est traité par le déclencheur 30 comme dans la technique antérieure. De plus, l'algorithme d'événements de défauts à répétition comporte les étapes suivantes, en boucle sans fin: 1 . Si un événement est reçu en 2, passer à 8. 2. Le compteur approprié de la colonne 2 est incrémenté et relevé en mémoire rémanente (cf. tableau). 3. La date et l'heure de l'événement sont relevés en mémoire rémanente (cf. tableau) si cette fonction est prévue dans le déclencheur 30. 4. L'intervalle entre des événements est calculé et relevé en mémoire rémanente (cf. tableau). 5. L'intervalle moyen total entre tous les événements relevés du type en question est calculé et relevé en mémoire rémanente (cf tableau). 6. Les étapes 2, J, 4 sont répétées pour le champ TOUS événements. 7. Il est vérifié si des états des colonnes 5, 6 ou 7 justifiant un événement à Répétition ont été respectés. Dans ce cas, l'événement/les événements approprié (s) est/sont à nouveau généré (s). Soit un numéro exclusif d'événement est associé à chaque état, soit le message d'événement passe des paramètres en revue en permettant à l'utilisateur d'identifier quel état a été respecté pour générer l'événement. 8. Le logiciel vérifie si le nouvel événement déclenche une mise à zéro des événements sur la base du nombre d'événements ou de l'état temporel de la fenêtre dynamique. 9. Répéter le programme. Une limite peut être établie quant au nombre de répétitions qui doivent être observées avant que ne soit généré un événement/message à répétition. De même, une limite peut être programmée quant au nombre d'événements/messages à répétition qui doivent être générés quel que soit le nombre d'observations faites. Cette information peut être affichée sur le déclencheur 30 ou dans un ordinateur central (non représenté). Cette information peut être affichée (ou imprimée) sous la forme d'un relevé ou par types d'événements, ainsi que le nombre d'événements à répétition, le temps depuis la survenance de l'événement précédent et/ou la fréquence de survenance de cet événement. Cette information apporte une aide utile à la détermination de la cause ou de l'origine (c'est-à-dire une cause fondamentale systémique) de ces événements, laquelle serait autrement difficile à déterminer. En effet, bien souvent, les états de défauts graves ne se produisent pas d'un seul coup mais, au contraire, apparaissent progressivement dans le temps, et donnent souvent lieu à des défauts moins graves répétés au cours du processus. Ces défauts moins graves répétés peuvent être masqués par des refermetures de disjoncteurs et peuvent être difficiles à détecter manuellement à l'aide des données brutes d'événements. De plus, si les données brutes d'événements ne sont pas correctement analysées, on risque alors de ne s'intéresser qu'aux symptômes d'un problème, tandis que la cause fondamentale pouvant être évitée pourrait s'aggraver avec le temps. En fin de compte, ces causes fondamentales risquent de devenir graves et de provoquer un événement de défaut majeur. Une fois que cela se produit, des dommages et des retards coûteux risquent d'affecter l'exploitation d'une installation. Un événement de défaut majeur provoqué par un état de défaut systémique risque de coûter cher à un utilisateur. En identifiant de manière automatique des événements de défauts à répétition, il est possible de prévoir, de détecter et de corriger ces états de défauts systémiques avant que ne survienne un événement de défaut majeur. De préférence, la totalité des limites ou des valeurs établies précitées sont mémorisées dans la mémoire EEPROM 50 et peuvent être modifiées en téléchargeant des valeurs voulues par l'intermédiaire du port E/S 62 de communications. Cela doit comporter un téléchargement de ces données si le déclencheur est relié à un ordinateur système (non représenté), soit de manière directe par des lignes téléphoniques, soit par toute autre liaison appropriée. Il peut également être préférable que la mémoire EEPROM 50 comporte une mémoire flash gérant ces données, d'une manière bien connue. Evénement de Nombre de Heure et date Laps dé temps Générer un Générer un Générer un défaut survenances d'événements moyen entre événement à événement à événement à (en fonction du depuis la (éventuellement événements (le répétition si ce répétition si répétition si dispositif) dernière mise à le logiciel à logiciel à nombre l'intervalle l'intervalle zéro (le logiciel algorithme al-orithme d'événements moyen entre les moyen entre les à algorithme d'événements à d'événements à s'est accumulé X derniers X derniers d'événements à répétition répétition en mémoire événements est événements répétition recherche et recherche et d'événements inférieur à Y (valeur recherche et stocke en stocke en (choix fait par heures, Z minimale 3 stocke en mémoire mémoire l'utilisateur) minutes (choix entrée par mémoire rémanente) rémanente) fait par l'utilisateur) rémanente) l'utilisateur) diminue,avec le temps, de Y% par rapport à l'intervalle entre les deux premiers événements ExempW 3 événements, événement si diminution de 3M n' 1 -jour 0 à 12 heures n' 2 -jour 1 à 24 heures: intervalle 36 heures n' 3 - jour 2 à 12 heures: intervalle 12 heures % de diminution moyenne (36+12)2/12 200% Sous-fréquence 5 010599 Total: Xjours 2 2,0,12 3,20% Phase A 23:45:23:22 Y heures Z minutes 010899 Intervalle XI 21:44:11:45 jours Y] heures Zl minutes 021999 Intervalle X2 13:12:55.55 jours Y2 heures Z2 minutes 022299 Intervalle X3 04:02:44:33 jours Y3 heures D minutes 022299 Intervalle X4 04:23:32:05 jours Y4 heures Z4 minutes Sous-fréquence 0 2 2,0,12 3,20% Phase B Sous-fréquence 0 - 2 2,0,12 3,20% Phase C Surfréquence 1 011999 22 2,0,12 3,20% Phase A 13:12:55:56 REVENDICATIONS 1. Procédé pour détecter des événements se répétant dans un système de distribution électrique au niveau d'un dispositif électronique intelligent du système de distribution électrique, comprenant les étapes consistant à: générer un signal d'événement indiquant la survenance d'un événement; comparer ledit signal d'événement à un signal d'événement indiquant un événement antérieur afin de déterminer si l'évé.-,--ment est une répétition de l'événement antérieur; et générer un signal d'événement à répétition si l'événement est une répétition de l'événement antérieur. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape consistant à: détecter un état de défaut systémique dans le système de distribution électrique en réponse audit signal d'événement à répétition. 3. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape consistant à: vérifier la survenance d'un événement' avant que ne soit généré ledit signal d'événement à répétition. 4. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape consistant à: générer un relevé d'événements en réponse audit signal d'événement et audit signal d'événement antérieur. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit relevé d'événements comporte un horizon temporel spécifié dans lequel l'événement est une répétition de l'événement antérieur. 6. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape consistant à: déterminer un laps de temps entre l'événement et l'événement antérieur. 7. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape consistant à: déterminer une fréquence de survenance de l'événement et d'une pluralité des événements antérieurs 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'événement est constitué par un état de défaut. 9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit dispositif électronique intelligent est constitué par un déclencheur électronique, un relais de protection, un appareil de mesure d'énergie ou un appareil de mesure de qualité de courant. 10. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape consistant à: afficher des informations indiquant un événement à répétition en réponse audit signal d'événement à répétition. 11. Dispositif électronique intelligent, comprenant: un capteur pour détecter un signal électrique d'un système de distribution électrique afin de produire un signal de détection indiquant une caractéristique électrique de celui-ci; et un processeur de signaux réagissant audit signal détecté et ayant une mémoire afin de stocker un signal comportant des signaux de programme qui définissent un programme exécutable à cette fin, générer un signal d'événement en réponse audit signal de détection, ledit signal d'événement indiquant une survenance d'événement, comparer ledit signal d'événement avec un signal d'événement antérieur indiquant un événement antérieur pour déterminer si l'événement est une répétition de l'événement antérieur, et générer un signal d'événement à répétition lorsque l'événement est une répétition de l'événement antérieur. 12. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, dans lequel lesdits signaux de programme définissent en outre ledit programme exécutable pour détecter un état de défaut systémique dans le système de distribution électrique en réponse audit signal d'événement à répétition. 13. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, dans lequel lesdits signaux de programme définissent en outre ledit programme exécutable pour vérifier la survenance d'un événement avant ladite génération dudit signal d'événement à répétition. 14. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, comprenant en outre: un traceur réagissant audit signal d'événement et audit signal d'événement antérieur pour générer un relevé d'événement. 15. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 14, dans lequel ledit relevé d'événement comporte un horizon temporel spécifié au cours duquel l'événement est une répétition de l'événement antérieur. 16. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, dans lequel lesdits signaux de programme définissent en outre ledit programme exécutable pour déterminer un laps de temps entre l'événement et l'événement antérieur. 17. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, dans lequel lesdits signaux de programme définissent en outre ledit programme exécutable pour déterminer une fréquence de survenance de l'événement et d'une pluralité des événements antérieurs. 18. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, dans lequel ledit événement est constitué par un état de défaut. 19. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, dans lequel ledit dispositif électronique intelligent comprend un déclencheur électronique, un relais de protection, un appareil de mesure d'énergie ou un appareil de mesure de qualité de courant. 20. Dispositif électronique intelligent selon la revendication 11, comportant en outre: un dispositif d'affichage réagissant audit signal d'événement à répétition pour afficher des informations indiquant un événement à répétition.