Brevet FR3109645A1 — publié le 20211029

Dispositif (1) comprenant un boîtier (2), le boîtier (2) comprenant : un port HART (4) adapté pour être connecté à une boucle de courant conforme au protocole HART, pour transmettre une commande à un système instrumenté également connecté à la boucle de courant, et pour recevoir une éventuelle donnée transmise par l’équipement instrumenté en réponse à la commande, et un module d’analyse (6) configuré pour générer ou non une alerte en fonction de l’éventuelle donnée. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif d’analyse de données HART DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif d’analyse de données transmises à l’aide du protocole HART. ETAT DE LA TECHNIQUE Le protocole HART (Highway Addressable Remote Transducer) a été développé au milieu des années 1980 pour permettre la communication bidirectionnelle d’informations de diagnostic et de configuration entre différents appareils. Il permet à la fois la configuration des équipements connectés mais aussi la remontée de données de fonctionnement fournies par les capteurs intégrés à ces équipements de terrain. Un très grand nombre de systèmes instrumentés (40 millions environ selon la fondation Fieldbuses) utilisent le protocole HART pour sa simplicité et sa robustesse notamment pour des équipements situés sur de très grandes distances, du fait de l’emploi d’une boucle de courant 4/20 mA. La boucle de courant est fiable et hautement immunisée contre les interférences environnementales sur longues distances de communication. Il n’est pas étonnant, donc, qu’elle soit encore largement utilisée à ce jour dans l’industrie. Généralement, un système instrumenté à surveiller est connecté à un multiplexeur HART par une telle boucle de courant. Le multiplexeur est connecté à une passerelle, cette passerelle étant elle-même connecté à un système de surveillance distant par une liaison d’un autre type, typiquement Ethernet. Ainsi, une donnée générée par ce système instrumenté est transmise au multiplexeur via la boucle de courant conforme au protocole HART, puis retransmise au système de surveillance par l’intermédiaire de la passerelle et de la liaison susmentionnées. Toutefois, un tel système global présente des inconvénients, parmi lesquels une complexité et un coût d’installation élevés. Il n’est par ailleurs pas possible de procéder à une analyse des données sur le terrain. Un but de l’invention est de pouvoir analyser des données remontées par un système instrumenté d’une manière simple, peu coûteuse, et en local. Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect, un dispositif comprenant un boîtier, le boîtier comprenant : - un port HART adapté pour être connecté à une boucle de courant conforme au protocole HART, pour transmettre une commande à un système instrumenté également connecté à la boucle de courant, et pour recevoir une éventuelle donnée transmise par l’équipement instrumenté en réponse à la commande, - un module d’analyse configuré pour générer ou non une alerte en fonction de l’éventuelle donnée. Le dispositif selon ce premier aspect peut comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou combinées entre elles lorsque cela fait sens. De préférence, le module d’analyse est configuré pour comparer la donnée avec un seuil, et générer ou non une alerte en fonction de la comparaison. De préférence, le module d’analyse est configuré pour générer une alerte lorsqu’aucune réponse à la commande n’est reçue par le port HART. De préférence, le dispositif comprend une interface homme-machine adaptée pour signaler l’alerte à un utilisateur du dispositif, et/ou une interface de communication pour communiquer l’alerte générée à un système de surveillance distant. De préférence, le port HART est adapté pour recevoir des données transmises sur la boucle de courant par différents systèmes instrumentés agencés en série. De préférence, le dispositif comprend une pluralité de ports HART adaptés pour être simultanément connectés à des boucles de courant respectives conformes au protocole HART, et pour recevoir des données transmises sur les boucles de courant par différents systèmes instrumentés. De préférence, le module d’analyse est configuré pour commander une mémorisation ou non de la donnée et/ou de l’alerte générée, en fonction d’un critère prédéfini, et/ou commander un effacement dans une mémoire de la donnée et/ou de l’alerte en fonction d’un critère prédéfini. De préférence, le module d’analyse est configuré pour commander une scrutation périodique du système instrumenté sur la boucle de courant. De préférence, le boîtier comprend un module de vérification configuré pour vérifier un état du dispositif lors d’une mise sous tension du dispositif, et pour générer une alerte si la vérification révèle une défaillance du dispositif. Il est également proposé, selon un deuxième aspect, un procédé comprenant des étapes de - connexion d’un port HART à une boucle de courant conforme au protocole HART, le port HART étant compris dans un boîtier, - émission par le port HART d’une commande vers un système instrumenté également connecté à la boucle de courant, - réception éventuelle par le port HART d’une donnée transmise sur la boucle de courant par le système instrumenté en réponse à la commande, - générer ou non une alerte en fonction de la donnée éventuellement reçue. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 illustre de façon schématique dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention. La figure 2 est un organigramme d’étapes d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1 , un dispositif 1 comprend un boîtier 2, le boîtier 2 comprenant au moins un port HART 4. Chaque port HART 4 est adapté pour être connecté à une boucle de courant conforme au protocole HART, et pour communiquer par cette boucle de courant avec un système instrumenté A, B lui-même connecté à cette boucle de courant. Chaque port HART 4 est en particulier adapté pour communiquer avec différents systèmes instrumentés agencés en série (mode « multi-drop » du protocole HART). Lorsque le boîtier 2 comprend une pluralité de ports HART 4, les ports HART 4 sont adaptés pour être simultanément connectés à différentes boucles de courant conformes au protocole HART. Ainsi, ces ports HARTS 4 peuvent recevoir en parallèle des données transmises sur les boucles de courant par différents systèmes instrumentés. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le dispositif 1 comprend deux ports HART 4, dont un connecté à une boucle de courant relié à un système instrumenté A, et un autre connecté à une autre boucle de courant reliée à un autre système instrumenté B (les boucles de courant sont représentées sur la figure 1 par deux traits en gras). Le ou chaque port HART 4 se présente par exemple sous la forme d’au moins un modem HART (intégrant par conséquent une fonction de modulation/démodulation de signaux HART transportés sur la boucle de courant). Le dispositif 1 comprend par ailleurs un isolateur galvanique adapté pour s’isoler d’une boucle de courant, dans le but de ne pas perturber le signal 4/20 mA. Le boîtier 2 comprend par ailleurs un module d’analyse 6 est de manière générale configuré pour analyse une données reçues par un port HART 4 du dispositif 1, en provenance d’un système instrumenté. Son fonctionnement sera détaillé plus loin. Le module d’analyse 6 comprend au moins un processeur, par exemple un nano-ordinateur de type Raspberry Pi ou tout autre système équivalent. Le module d’analyse 6 est adapté pour exécuter un programme d’analyse de données. Le boîtier 2 comprend également une mémoire 8 pour enregistrer des données. La mémoire 8 est par exemple détachable du boîtier 2. Le boîtier 2 comprend par ailleurs une interface homme-machine (IHM) 10. L’IHM 10 peut comprendre : Des boutons avec diverses fonctions (mise sous tension, initialisation, démarrage d’enregistrements dans la mémoire 8, etc.). Un écran d’affichage et/ou au moins un témoin lumineux, pour remonter des informations ou évènements à un utilisateur (mémoire 8 pleine, problèmes de liaison HART, mode actif/inactif, batterie faible, résultats d’analyse réalisée par le module d’analyse 6, etc.). Le boîtier 2 comprend par ailleurs une interface de communication 12 pour communiquer avec un système de surveillance S distant, le système de surveillance étant lui-même pourvu de sa propre IHM. Cette interface de communication 12 est par exemple de type radio sans fil (Wi-Fi ou cellulaire par exemple). Le boîtier 2 comprend par ailleurs un module de vérification 14 de l’état interne du dispositif 1. Ce module de vérification 14 peut faire partie du module d’analyse 6 ou être distinct de ce dernier. Le boîtier 2 comprend par ailleurs une batterie 16 pour alimenter en énergie les composants mentionnés ci-dessus, par exemple une batterie 5 volts. En référence à la figure 2 , un procédé utilisant le dispositif 1 comprend les étapes suivantes. Un port HART 4 du dispositif 1 est connecté à une boucle de courant elle-même connectée à au moins un système instrumenté A, B. Le dispositif 1 est mis sous tension (étape 100), par exemple à l’aide d’un bouton prévu à cet effet sur le boîtier 2, ou bien à distance sur commande du système de surveillance S. Suite à cette mise sous tension, le module de vérification 14 vérifie l’état du dispositif 1 (étape 102), et en particulier de ses composants : niveau d’alimentation restante, place disponible restante dans la mémoire 8, etc. Si la vérification révèle une défaillance, celle-ci est signalée via l’IHM 10, par exemple par l’allumage d’un voyant dédié « Défaut du système ». Sinon, l’état normal du dispositif 1 est signalé via l’IHM 10, par exemple par l’allumage d’un autre voyant « Marche ». Dans ce second cas, le module d’analyse 6 met en œuvre une identification d’au moins un système instrumenté connecté au dispositif 1 via un port HART 4 et une boucle de courant (étape 104). Cette étape 104 d’identification comprend l’émission d’au moins une commande d’identification sur chaque port HART 4, par exemple une pluralité de commandes d’identification chacune associée à une adresse propre. Par exemple, seize commandes d’identification respectivement associées aux adresses allant de 0 à 15 sont émises. Si un système instrumenté est connecté à un port HART 4 via une boucle de courant, et que ce système instrumenté dispose d’une adresse égale à une adresse indiqué dans une commande d’identification émise par le dispositif 1, ce système instrumenté se signale auprès du dispositif 1 selon une méthode connue en elle-même. Une liste de systèmes instrumentés identifiés lors de l’étape d’identification est ensuite enregistrée dans la mémoire 8, par exemple dans un fichier de configuration. Par exemple, un système instrumenté identifié est un capteur, un positionneur, un régulateur ou une vanne. Un système instrumenté identifié peut par exemple faire partie d’une centrale nucléaire, mais peut également être utilisé dans d’autres types d’industrie : pétrochimie, production thermique, réseaux d’eau et réseau de chaleur, écluses et systèmes de réseau fluvial, etc. Le module d’analyse 6 transmet par la suite une commande sur un port HART 4 à un système instrumenté préalablement identifié (étape 106). Cette transmission est par exemple périodique (on parle également de scrutation). Sur réception de la commande, le système instrumenté concerné est censé transmettre vers le même port HART 4 au moins une donnée en réponse à la commande. La donnée peut renseigner sur un état du système instrumenté, ou être une mesure acquise par le système instrumenté. Le module vérifie si une donnée est reçue via le port HART 4 en réponse à la commande émise (étape 108). Si le module d’analyse 6 détecte qu’aucune donnée n’est reçue via le port HART 4 en réponse à la commande émise, par exemple dans un délai prédéfini à compter de l’émission de la commande, le module d’analyse 6 génère une alerte (étape 114). Sinon, le module d’analyse 6 applique toute ou partie des traitements suivants à la donnée reçue via le port HART 4, en réponse à la commande. Le module d’analyse 6 peut horodater la donnée. Le module d’analyse 6 peut en outre enregistrer la donnée dans la mémoire 8. Le cas échéant, est enregistré dans la mémoire 8 l’horodatage associé et/ou l’adresse HARD du système instrumenté ayant remonté la donnée. La donnée est analysée par le module d’analyse 6. Le module d’analyse 6 compare la donnée avec un seuil (étape 112). En fonction de cette comparaison, le module d’analyse 6 génère ou non une alerte (étape 114). Par exemple, une alerte est émise lorsque la donnée a une valeur supérieure à celle du seuil, et n’est pas émise dans le cas contraire (ou vice-versa). Le seuil utilisé peut-être propre au système instrumenté. Le seuil peut être une donnée de référence mémorisée à l’avance par le dispositif 1. En variante, le seuil est une donnée précédemment émise par le système instrumenté puis reçue par un port HART du dispositif 1. Il peut ainsi être tenu compte d’une évolution de la valeur de la donnée dans le temps. En définitive, l’étape 114 de génération d’une alerte est mise en œuvre lorsque le système instrumenté sollicité ne répond pas, ou lorsqu’il remonte une donnée qui révèle une défaillance. Une alerte peut être signalée à un utilisateur via une IHM (étape 116). Par exemple, cette IHM 10 est celle du dispositif 1 lui-même auquel cas c’est un utilisateur du dispositif 1 qui est averti d’une défaillance ou un problème potentiel affectant le système instrumenté ayant fourni la donnée. En variante, l’alerte est transmise au système de surveillance S distant par l’interface de communication 12, pour signalement de l’alerte à un utilisateur de ce système de surveillance S. Une alerte peut en outre être mémorisée dans la mémoire 8 sur commande du module d’analyse 6 (étape 120), en vue d’une consultation différée. Le module d’analyse 8 peut décider de mémoriser une donnée reçue ou non dans la mémoire 8 en fonction d’un critère prédéfini. Par exemple, le module d’analyse 6 peut décider de ne mémoriser que des alertes et/ou des données ayant donné lieu à des alertes. D’autres politique de tri sélectif avant mémorisation sont également envisageables. Ce tri peut être également fait a posteriori : les données et/ou les alerte peuvent en effet être toutes enregistrées dans la mémoire dans un premier temps, et certaines d’entre elles être effacées de cette mémoire dans un deuxième temps, en fonction d’un critère prédéfini. Le module d’analyse 6 peut en outre exporter des données et/ou des alertes, par exemple en les envoyant un système de surveillance ou en les copiant sur une carte mémoire 8 séparable du boîtier 2. Par exemple, les données sont exportées sous la forme d’un tableau, par exemple au format .csv. Toutes les données peuvent être exportées, ou bien seule une partie des données enregistrées, encore une fois en fonction d’un critère prédéfini. Les étapes qui précèdent peuvent être répétées jusqu’à une mise hors tension du dispositif 1 (cette mise hors tension pouvant être déclenchée manuellement via un bouton, ou bien être programmée et donc déclenchée automatiquement à l’expiration d’un délai prédéfini). Dispositif (1) comprenant un boîtier (2), le boîtier (2) comprenant : - un port HART (4) adapté pour être connecté à une boucle de courant conforme au protocole HART, pour transmettre une commande à un système instrumenté également connecté à la boucle de courant, et pour recevoir une éventuelle donnée transmise par l’équipement instrumenté en réponse à la commande, - un module d’analyse (6) configuré pour générer ou non une alerte en fonction de l’éventuelle donnée. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel le module d’analyse (6) est configuré pour comparer la donnée avec un seuil, et générer ou non une alerte en fonction de la comparaison. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module d’analyse (6) est configuré pour générer une alerte lorsqu’aucune réponse à la commande n’est reçue par le port HART (4). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant une interface homme-machine (10) adaptée pour signaler l’alerte à un utilisateur du dispositif, et/ou une interface de communication (12) pour communiquer l’alerte générée à un système de surveillance distant (S). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le port HART (4) est adapté pour recevoir des données transmises sur la boucle de courant par différents systèmes instrumentés agencés en série. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant une pluralité de ports HART (4) adaptés pour être simultanément connectés à des boucles de courant respectives conformes au protocole HART, et pour recevoir des données transmises sur les boucles de courant par différents systèmes instrumentés. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module d’analyse (6) est configuré pour commander une mémorisation ou non de la donnée et/ou de l’alerte générée, en fonction d’un critère prédéfini, et/ou commander un effacement dans une mémoire de la donnée et/ou de l’alerte en fonction d’un critère prédéfini. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module d’analyse (6) est configuré pour commander une scrutation périodique du système instrumenté sur la boucle de courant. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (2) comprend un module de vérification (14) configuré pour vérifier un état du dispositif lors d’une mise sous tension du dispositif, et pour générer une alerte si la vérification révèle une défaillance du dispositif (1). Procédé comprenant des étapes de - connexion d’un port HART à une boucle de courant conforme au protocole HART, le port HART étant compris dans un boîtier, - émission par le port HART d’une commande vers un système instrumenté également connecté à la boucle de courant, - réception éventuelle par le port HART d’une donnée transmise sur la boucle de courant par le système instrumenté en réponse à la commande, - générer ou non une alerte en fonction de la donnée éventuellement reçue.