Brevet FR3019323A1 — publié le 20151002

PROCEDE DE CONTROLE ET DE COMMANDE D'UNE PLURALITE D'EQUIPEMENTS HETEROGENES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un procédé de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes d'une installation technique, chaque équipement étant apte à recevoir et/ou à délivrer au moins une information. L'invention concerne également un dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé. L'invention concerne aussi un programme d'ordinateur mémorisé sur un support d'enregistrement comportant des instructions pour réaliser les étapes du 15 procédé lorsqu'il est exécuté par un ordinateur. L'invention s'applique préférentiellement mais non exclusivement dans le domaine de la Gestion Technique du bâtiment (G.T.B) et de la Gestion Technique Centralisée (G.T.C). 20 ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les systèmes de GTB/GTC connus ne couvrent généralement qu'une partie des domaines fonctionnels liés à la GTB/GTC. Ceci a favorisé l'émergence d'une multitude de fabricants, de produits, et donc de difficultés liées à la 25 normalisation d'un protocole de communication unique entre ces différents équipements. En effet, le fait que les systèmes GTB/GTC connus soient développés dans une stratégie purement orientée produit, dans un environnement complètement 30 « propriétaire », difficilement adaptable aux évolutions technologiques, a pour conséquence de limiter le choix des clients en termes d'équipements et d'augmenter les coûts d'exploitation et de maintenance de ces équipements. Ces solutions reposent sur des matériels spécifiques pour chacun des domaines, et donc par déclinaison, sur des systèmes de câblages, des protocoles et des logiciels spécifiques qui ne sont pas interopérables. De plus, les protocoles utilisés ne sont pas hautement sécurisés ni redondants, ce qui peut à terme constituer un risque important pour les biens et les personnes. Par ailleurs, dans les systèmes intégrés de l'art antérieur, les seules solutions proposées pour assurer la communication des équipements entre eux reposent sur la mise en place de « passerelles » logicielles entres les applications et/ou bases de données des différents fabricants. Ceci réduit notablement le niveau de maintenabilité et d'évolutivité de ces systèmes. En outre, la mise à jour des versions applicatives peut s'avérer impossible à cause des modifications éventuelles de bases de données et/ou fonctionnalités logicielles rendant ainsi les passerelles inopérantes. Par conséquent, les systèmes intégrés de l'art antérieur sont incapables de gérer le changement ou les demandes de nouvelles fonctionnalités du client. Dans la plupart des cas, les passerelles permettent de transférer des informations de reporting, mais rarement de fournir des passerelles « temps réel » pourtant les plus importantes pour l'exploitation au quotidien. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients de l'art antérieur décrits ci-dessus au moyens d'une solution qui s'applique à l'ensemble des domaines fonctionnels précédemment cités, utilisant des moyens de communication standards, éprouvés, performants et sécurisés. EXPOSÉ DE L'INVENTION Ce but est atteint au moyen d'un procédé de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes aptes à recevoir et/ou à délivrer au moins une information. Ce procédé comporte les étapes suivantes: - traduire chaque information en une classe d'objets abstraits indépendants des caractéristiques physiques desdits équipement, ladite classe étant définie en fonction de propriétés intrinsèques préalablement mémorisés dans une base de connaissance d'abstraction, - associer chaque classe d'objets abstraits à une catégorie de données interprétables automatiquement, - appliquer à chaque catégorie de données au moins un traitement spécifique parmi une pluralité de traitements prédéfinis de manière à superviser de façon centralisée les opérations et les interactions des différents équipements. Dans une première variante de l'invention, la traduction de chaque information en classe d'objets abstraits 20 est effectuée par un module d'abstraction et de catégorisation intégré à chaque équipement. Dans une deuxième variante de l'invention, la traduction de chaque information en classe d'objets abstraits est effectuée par une unité centrale de traitement qui 25 supervise les opérations et les interactions des différents équipements. Dans chacune des variantes de l'invention, la traduction de chaque information en classe d'objets abstraits consiste à classer chaque information soit en tant que 30 grandeur physique binaire susceptible de prendre deux états distincts, soit en tant que grandeur physique variable susceptible de prendre plusieurs valeurs distinctes dans un intervalle continu de valeurs, soit en tant que grandeur physique présentant une forme de trames formatées. Selon l'invention, l'association de chaque classe d'objets abstraits à une catégorie consiste à définir les paramètres de comportement l'information de chaque classe en fonction du type de la grandeur représentée par ladite information, et à définir les propriétés intrinsèques de ladite grandeur physique. La définition desdits paramètres de comportement de ladite information est réalisé en fonction des valeurs extrêmes mesurables (EMmin, EMmax) de la grandeur représentée par cette information, des valeurs prises en compte pour le calcul de (ECmin, ECmax), de la précision de mesure de ladite grandeur, du Pas associé à chaque changement de valeur de ladite grandeur, de la formule de conversion d'une valeur mesurée de ladite grandeur en une valeur utilisable par une unité de traitement. La définition des propriétés intrinsèques de ladite grandeur physique est réalisée en fonction de sa valeur actuelle EMn mesurée à un instant n, de sa valeur précédente EMn-1, mesurée à un instant n-1, de sa valeur actuelle ECn convertie à un instant n, de sa valeur précédente ECn-1 convertie à un instant n-1, du code temps actuel mesuré Tn, et du code temps précédent Tn-1. Les propriétés intrinsèques et les paramètres de 25 comportement de chaque information sont interprétés à l'aide d'une base prédéfinie de connaissance et d'interprétation. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes d'une installation 30 technique comportant: - un module d'abstraction et de catégorisation destiné à définir, pour chaque information, une classe d'objets abstraits indépendants de la nature de ladite information et des caractéristiques physiques desdits équipements, - un module de catégorisation destiné à associer 5 ladite information une catégorie prédéfinie de manière à obtenir, pour chaque information, une classe d'objet catégorisée définissant des données interprétables automatiquement. Le module d'abstraction et de catégorisation 10 selon l'invention comporte une unité de traduction destinée à définir, pour chaque information, une classe d'objets abstraits indépendants de la nature de ladite information et des caractéristiques physiques desdits équipements. Le module de catégorisation selon l'invention 15 comporte une unité d'interprétation destinée à associer ladite information à une catégorie prédéfinie de manière à obtenir, pour chaque information, une classe d'objet catégorisée définissant des données interprétables automatiquement. 20 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles: 25 - la figure 1, représente schématiquement un dispositif de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes d'une installation technique selon l'invention, - la figure 2 représente schématiquement un 30 organigramme illustrant l'étape de catégorisation selon l'invention, - la figure 3 représente schématiquement un organigramme illustrant l'étape d'analyse des propriétés et comportements d'une information selon l'invention, - La figure 4 illustre schématiquement un exemple de modèle de fonction de transfert utilisé dans le procédé selon l'invention, - La figure 5 illustre schématiquement un scénario complexe construit à partir du modèle de fonction de transfert de la figure 4. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La figure 1 représente un dispositif de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes comportant plusieurs modules d'abstraction et de catégorisation 2 répartis par domaine fonctionnels. Chaque module d'abstraction et de catégorisation 2 comporte un logiciel de pilotage embarqué et communique, d'une part, avec une unité centrale de traitement 4 via une liaison Ethernet 6, et d'autre part, avec un ou plusieurs équipements hétérogènes non représentés. L'unité centrale de traitement 4 comporte une base de données 8 et une unité de calcul 10 et communique avec une ou plusieurs interfaces d'administration et/ou d'exploitation 12. Les modules d'abstraction et de catégorisation 2 peuvent interagir entre eux via la liaison Ethernet IP 6, en utilisant un protocole type DPWS (DEVICE Protocol for Web Services). Enfin, un service de traitement peut également interagir avec tout équipement électronique et/ou informatique tiers connecté au réseau IP. La figure 2 illustre schématiquement l'étape de catégorisation de chaque information d'entrée 18 représentant une grandeur physique transmise par un équipement à l'unité centrale de traitement 4 via un module d'abstraction et de catégorisation 2. Chaque information d'entrée 18 est d'abord interprétée par l'unité centrale de traitement 4 pour en déterminer le type et le comportement afin de définir, pour cette information, une classe abstraite indépendants des caractéristiques physiques de l'équipement. Notons que la mise en oeuvre des interactions entre les entrée et les sorties, indépendamment des compatibilités entre matériels, est rendus possible grâce à la définition de fonctions de transfert et de diagramme de flux (scénario) composé d'entrées, de sorties, ainsi que de « fonctions » logiques. L'étape 20 consiste à transformer l'information d'entrée 18 en une grandeur abstraite à l'aide de modèles prédéfinis enregistrés dans une base de connaissance 22. A l'étape 26, la grandeur abstraite 24 obtenue est associée, à l'aide de modèles prédéfinis dans une base de catégorisation 28, à une catégorie de données interprétables automatiquement. A la fin de ce processus, l'unité centrale de traitement 4 délivre une information classée et catégorisée 30, indépendantes des caractéristiques physiques de l'équipement. Le procédé selon l'invention s'appuie sur la classification suivante des données numériques: - Grandeurs physiques binaires: qui peuvent prendre comme valeur, uniquement « 0 » ou « 1 » pour déterminer leur état. On parle souvent de grandeurs « à 2 états », - Grandeurs physiques variables: qui peuvent prendre toutes les valeurs possibles entre deux bornes finis que l'on appelle les extrêmes, Grandeurs physiques de type trame: qui ne peuvent être interprétées ni comme une valeur binaire, ni comme une valeur analogique, mais comme une trame d'information à part entière. Il peut par exemple s'agir d'une chaine de caractères contenant une information formatée. Ce type fait l'objet d'une catégorisation particulière pour transformer l'information trame, en l'un ou l'autre des types précédents. Spécificité de type `TRAME' Le type trame est un type différent en ce sens que: - Il s'agit d'une chaine de caractères ou tableau d'octets dont le format est interdépendant du format de donnée fourni par l'équipement terminal (ex : MODBUS), - Il peut contenir plus d'une information, chacune de ces informations se trouvant à un offset donné dans la trame, et pour une taille d'information constante définie en multiple d'octet, Néanmoins, comme pour les types précédents, et 20 une fois l'information extraite de la trame, elle peut le plus souvent être interprétée comme une donnée binaire ou variable. Par conséquent, abstraire une information contenue dans une trame, revient à définir une classe 25 d'extraction (enfant de la classe d'abstraction) avec pour propriétés l'offset en octet de l'information, la taille en octet de l'information, et le type de conversion numérique de l'information (binaire, entier, réel, etc..). Cette classe d'extraction fait donc partie 30 intégrante de la classe d'abstraction, sous la propriété de celle-ci appelée « composition de trame » dans cette description. Lors de la mise en place des modules matériels, un administrateur effectue le paramétrage des différentes entrées/sorties en fonction des raccordements opérés, en donnant simplement une information qui définit leurs propriétés et comportements. Le système implémente alors le comportement associé en fonction de ces propriétés. Définition des classes d'entrée L'unité centrale de traitement 4 définit, Pour chacune des informations d'entrée reçues des équipements hétérogènes à contrôler, un modèle de classe qui permet de déterminer son comportement objectif et complet, la nature de la grandeur physique représentée par l'information. Cette opération est exécutée en prenant en considérations les propriétés de comportement de la grandeur et les propriétés intrinsèques de cette grandeur. Préférentiellement, les propriétés de comportement de la grandeur sont analysées en considérant: le type de ladite grandeur, l'identifiant unique de la grandeur (UID), les extrêmes mesurables (EMmin, EMmax) pour cette grandeur, - les extrêmes pris en compte pour le calcul (ECmin, ECmax), - la décomposition de la trame le cas échéant, la précision de mesure de la grandeur, le pas associé à chaque changement de valeur, etc..., - la formule de conversion de la valeur lue par le module d'abstraction et de catégorisation 2 dans la valeur de 30 calcul (EC). Les propriétés intrinsèques sont mise à jour en permanence par les modules d'abstraction et de catégorisation 2 et sont déterminées en prenant en considération: - la valeur mesurée actuelle (EMn), la valeur mesurée N-1 (EMn-1), la valeur convertie actuelle (ECn), la valeur convertie N-1 (ECn-1), le «rime Code» mesure actuelle (Tn), le « Time Code » mesure N-1 (Tn-1). Notons que la notion de «time code» représente 10 une information temporelle précise, de l'ordre de la milliseconde, qui permettra de déterminer par exemple un intervalle de temps entre deux mesures de valeur N et N-1, qui pourra influer sur le calcul des fonctions de transfert. On se retrouve donc dans un système dont 15 l'information classifiée est fonction de trois paramètres importants, l'identifiant unique de l'information (UID), les valeurs calculées (entrée) ou applicables (sorties), la catégorisation de la grandeur physique. OUTc = f( UID, VALS, CATEGORIE) 20 Il apparait à travers l'équation précédente que les paramètres fondamentaux sont l'identifiant unique de l'entrée/sortie concernée, les valeurs mesurées ou à modifier, et la catégorie de la grandeur physique qui permettront d'appliquer des fonctions de transfert 25 préétablies dans la base de connaissance 22. Ainsi, la connaissance du domaine d'application n'a d'intérêt que pour déterminer les actions possibles au moment du paramétrage du système. La figure 3 illustre schématiquement un 30 processus de décomposition d'une information de sortie 40 afin d'en fixer la valeur. Dans ce cas, l'information de sortie 40 est considérée comme une information d'entrée dont la valeur peut être fixée par programme. En effet, pour une information d'entrée, seule une lecture de sa valeur courante est permise. L'unité centrale de traitement 4 lui applique le processus de classification consistant en une abstraction et une catégorisation pour en déterminer les propriétés et le comportement. Par contre, l'unité centrale de traitement 4 applique l'opération quasi inverse à l'information de sortie 40 consistant à en fixer la valeur à partir des informations de comportement et propriétés qui lui sont associées. A cet effet, à l'étape 42, les informations de comportement et les propriétés de la grandeur concernée sont interprétées à l'aide de la base de connaissance 22 pour fournir un objet décomposé 44. A l'étape 46, l'objet 44 est modifié par l'unité centrale de traitement 4 puis renvoyée en entrée (étape 48). Ces fonctions de transferts permettent à partir d'au moins une information d'entrée catégorisée 30, d'effectuer au moins un traitement, et de déterminer une information de sortie 40 à appliquer. La définition des fonctions de transferts s'organisent ainsi: - création d'une base de connaissance des fonctions de transferts applicables, - mise en place d'un diagramme de flux (scénario) composé d'entrées, de sorties, ainsi que de « fonctions » logiques. En plus de ce traitement, d'autres éléments d'entrée peuvent influer sur la valeur de sortie. On parlera alors de pondérateur. La figure 4 illustre schématiquement un modèle de fonctions de transfert avec une valeur d'entrée 18, une valeur de sortie 40, et un coefficient pondérateur 50. Notons que l'entrée 18, le coefficient pondérateur 50 et la sortie 40 ne sont plus liées à l'équipement physique dont ils sont la source où la cible, mais simplement à une règle de calcul mathématique. La figure 5 illustre schématiquement un scénario complexe construit à partir du modèle de la figure 4. Dans ce scénario, la valeur de sortie 40 peut servir de valeur d'entrée 18 ou de coefficient 50 à une autre fonction de transfert et ainsi de suite jusqu'à l'obtention du résultat escompté. Notons que la règle mathématique associée au modèle de fonction de transfert peut ainsi être de différents types combinés ou non: - Opération logique telle que : AND, OR, XOR, NOT, etc., - Condition (IF...THEN...ELSE...), - Opération simple (+, -, x, /), - Equation mathématique linéaires ou non (y=ax+b, y=eX, etc...). Il est à noter que le procédé selon 25 l'invention peut être mis en oeuvre en s'appuyant sur des systèmes à logique floue et d'apprentissage sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes d'une installation technique, chaque équipement étant apte à recevoir et/ou à délivrer au moins une information (18, 40), procédé caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - traduire (20) chaque information en classe d'objets abstraits (24) indépendants des caractéristiques physiques desdits équipements, ladite classe étant définie en fonction de propriétés intrinsèques préalablement mémorisées dans une base de connaissance d'abstraction, - associer (26) chaque classe d'objets abstraits à une catégorie de données interprétables automatiquement, - appliquer (46) à chaque catégorie de données au moins un traitement spécifique parmi une pluralité de traitements prédéfinis de manière à superviser de façon centralisée les opérations et les interactions des différents équipements. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel La mise en oeuvre des interactions entre les entrée et les sorties, indépendamment des compatibilités entre matériels, est réalisée par définition de fonctions de transfert et de diagramme de flux composé d'entrées, de sorties, ainsi que de fonctions logiques prédéfinies. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la traduction de chaque information en classe d'objets abstraits est effectuée par un module d'abstraction et de 30 catégorisation intégré à chaque équipement. 4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la traduction de chaque information en classe d'objets abstraits est effectuée par une unité centrale de traitement (4) qui supervise les opérations et les interactions des 5 différents équipements. 5. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la traduction (20) de chaque information (18) en classe d'objets abstraits (24) consiste à classer chaque 10 information, soit en tant que grandeur physique binaire susceptible de prendre deux états distincts, soit en tant que grandeur physique variable susceptible de prendre plusieurs valeurs distinctes dans un intervalle continu de valeurs, soit en tant que grandeur physique présentant une forme de 15 trames formatées. 6. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la catégorisation (26) de chaque classe d'objet (24) consiste à définir les paramètres de comportement de ladite 20 information en fonction du type de la grandeur représentée par ladite information, et à définir les propriétés intrinsèques de ladite grandeur physique. 7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel 25 la définition des paramètres de comportement de ladite information est réalisée en fonction des valeurs extrêmes mesurables de ladite grandeur(EMmin, EMmax) des valeurs prises en compte pour le calcul de (ECmin, ECmax), de la précision de mesure de ladite grandeur, du Pas associé à 30 chaque changement de valeur de ladite grandeur, de la formule de conversion d'une valeur mesurée de ladite grandeur en une valeur utilisable par une unité de traitement, et, ladéfinition des propriétés intrinsèques de la grandeur physique est réalisée en fonction de sa valeur actuelle EMn mesurée à un instant n, de sa valeur précédente EMn-1 mesurée à un instant n-1; de sa valeur actuelle ECn convertie à un instant n, de sa valeur précédente ECn-1 convertie à un instant n-1, du code temps actuel mesuré Tn, et du code temps précédent Tn-1. 8. Procédé selon la revendication 7 comportant en outre une étape consistant à interpréter (42) les propriétés intrinsèques et les paramètres de comportement de chaque information à partir d'une base (22) prédéfinie de connaissance et d'interprétation. 9. Dispositif de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes d'une installation technique, chaque équipement étant apte à recevoir et/ou à délivrer au moins une information (18, 40), dispositif caractérisé en ce qu'il comporte: - un module d'abstraction et de catégorisation (2) destiné à définir, pour chaque information (18), une classe d'objets abstraits (24) indépendants de la nature de ladite information et des caractéristiques physiques desdits équipements, - un module de catégorisation (26) destiné à associer ladite information à une catégorie prédéfinie de manière à obtenir, pour chaque information (18), une classe d'objet catégorisée (30) définissant des données interprétables automatiquement. 10. Module d'abstraction et de catégorisation (2) agencé dans un dispositif de contrôle et de commande d'unepluralité d'équipements hétérogènes d'une installation technique dans lequel chaque équipement est apte à recevoir et/ou à délivrer au moins une information, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traduction destinée à définir, pour chaque information, une classe d'objets abstraits (24) indépendants de la nature de ladite information et des caractéristiques physiques desdits équipements. 11. Module de catégorisation agencé dans un dispositif de contrôle et de commande d'une pluralité d'équipements hétérogènes d'une installation technique dans lequel chaque équipement est apte à recevoir et/ou à délivrer au moins une information, caractérisé en ce qu'il comporte une unité d'interprétation (42) destinée à associer ladite information à une catégorie prédéfinie de manière à obtenir, pour chaque information, une classe d'objet catégorisée définissant des données interprétables automatiquement. 12. Programme d'ordinateur mémorisé sur un 20 support d'enregistrement comportant des instructions pour réaliser, lorsqu'il est exécuté par un ordinateur, les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 7.