Supervision de GTC

GALLAND Thibaut
Supervision de GTC
Salles blanches
BTS IRIS Session 2008
Revue de projet
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
1
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC









Introduction
Première approche
Le besoin
Objectifs
Cahier des charges
Analyse globale
Répartition
Tâche personnelle
Etat d’avancement
Plan de la présentation
2
Dans le but de nous initier au travail en
équipe et en autonomie, et ce afin
d'acquérir une première expérience dans le
domaine industriel.
Nous avons été invités à conduire un projet
industriel mettant en œuvre des
équipements matériels et logiciels faisant
appel à toutes les connaissances acquises
durant notre formation.
Introduction
BTS IRIS 2008 - Supervision de
GTC
3
D’une manière globale, la réalisation d’un
projet met en œuvre les tâches suivantes :
◦ - Analyser et spécifier le système informatique à
développer
◦ - Réaliser la conception générale et détaillée
◦ - Coder et réaliser
◦ - Tester et mettre au point, puis valider
◦ - Intégrer et interconnecter des systèmes
◦ - Coopérer et communiquer
Première approche
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4
2 Objectifs :
Maîtriser :
La concentration particulaire et
les conditions environnementales
Minimiser :
L’introduction, la génération,
la rétention de particules néfastes.
Le besoin
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
5

Les contraintes
•Manipule des puces très petites ( de l’ordre du nm )
•Les particules d’air non purifiés sont de taille très
supérieures ( de l’ordre du µm).
•Un rapport de taille allant de 100 à 1000.
•Entraine des défauts de fonctionnements !
Le besoin
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6
Les normes en vigueur
Le besoin
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7
Air neuf.Il provient
d’une source sûre :
bombonne etc...
Recycleur
d’air
Air filtré.Il
renouvelle l’air
ambiant dans la
salle blanche
Filtre à
particule.
L’Air
« pollué » est
aspiré
Schéma du circuit d’air
8
Constitution d’une salle blanche :
o Chaîne d’assemblage
o Centrale de traitement d’air ou recycleur d’air (CTA)
o Vanne d’eau
o Sas d’entrée
o Détecteur d’intrusion
Le besoin
9

Les informations à gérer
◦ La température ambiante de la salle
◦ La température de l’air en sortie de CTA
◦ La pression à l’intérieur de la salle
◦ Le taux d’humidité de l’air dans la salle
◦ La consommation électrique des équipements
Le besoin
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10
Objectifs du projet
BTS IRIS 2008 - Supervision de
GTC
11
Le but pour l’équipe de développement :

Concevoir un système de « monitoring »

Contrôler des unités d’automates programmables

Acquérir, traiter et stocker des informations analogiques ou
TOR

Gérer un synoptique de supervision et de contrôle
commande
Les objectifs
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GTC
12
•Le
process du système
• Supervision générale
• Supervision locale
•L’architecture
•Les
•La
matérielle
équipements
communication
Cahier des charges
13
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
Schéma fonctionnel
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14
◦ Conduite des processus à partir du système central sous
station RISC 6000 d’IBM
◦ Affichage de l’état des GTC et animation graphique
◦ Surveillance et régulation des actionneurs
◦ Communication avec les systèmes locaux par Ethernet avec
TCP/IP
◦ Archivage des données dans des fichiers historiques et
possibilité d’impression
◦ Réception, affichage et impression des alarmes des GTC
locales
Supervision générale
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
15

Communication avec les capteurs et actionneurs par liaisons
séries RS232

Affichage de l’état des capteurs TOR et des valeurs analogiques
des capteurs

Surveillance et régulation des actionneurs

Communication avec le système central par Ethernet avec socket

Transmission des ordres aux actionneurs et transmission des
données capteurs

Archivage des données dans des fichiers historiques
Supervision locale
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16
Archivages de
l’historique de la
supervision
Imprimante
Supervision générale
GTC Globale
Station de travail
RISC 6000
Terminal
alphanumérique
Ampex A-230
Supersivion
locale
Supersivion
locale
Supersivion
locale
GTC locale 1
GTC locale 2
GTC locale 3
PC Windows XP
avec navigateur,applets
Java et CPI réseau
avec serveur Web
Station de travail
RISC 6000
Station de travail
RISC 6000 ou PC Linux
Centrale d’acquisition
B
ou
Automate
Programmable
Industriel
Centrale d’acquisition
B
ou
Automate
Programmable
Industriel
KEYENCE KV24
KEYENCE KV24
Architecture matérielle
Capteurs et actionneurs
17
Supervision
générale
Station RISC 6000
Liaison série
RS232
Imprimante
Terminal Ampex A230
Réseau Ethernet
Salle
blanche 1
Liaison série
RS232
Salle
blanche 2
PC Windows XP
C.P.I.
Automate
Netmaster
A.P.I.
KEYENCE KV24
Capteurs et actionneurs
Station RISC
6000
BTS IRIS 2008 - Supervision de
GTC
18
L’environnement de travail est composé de
plusieurs éléments :
•Deux stations de travail UNIX/AIX
•Un PC sous Windows XP
•Une centrale d’acquisition
•Un Automate Programmable Industriel de KEYENCE
•Un Automate Programmable Industriel de NETMASTER
•Une centrale de simulation
Les équipements
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
19

Spécifications
o 8 entrées analogiques
Résolution 12 bits, gamme de tension: 0/5V ou -5/5V
o 4 sorties analogiques
Résolution 12 bits, gamme de tension: 0/5V ou -5/5V
o 4 entrées Tout Ou Rien (TOR)
Niveau TTL (5/24V)
o 4 sorties tout ou rien (TOR)
Niveau TTL (0/24V)
o 2 entrées compteurs d’impulsions
o Pilotable par liaison série
La centrale d’acquisition
20

Spécifications

L'automate programmable keyence est composé d'une unité centrale
KV24T2W à 16 entrées et 8 sorties TOR photo-couplées à transistors
MOS-FET.

Il est complété:
◦ d'un module à 4 sorties analogiques KV-DA4 à résolution 12 bits avec une
plage de tension de -10V à +10V (résolution de 5mV) ou une plage en courant de
4 à 20mA (résolution de 4µA).
◦ d'un module à 4 entrées analogiques KV-AD4 à résolution 12 bits avec une
plage de tension de -10V à +10V (résolution de 5mV) ou une plage en courant de
4 à 20mA (résolution de 4µA).
L’API de KEYENCE
BTS IRIS 2008 - Supervision de
GTC
21

Spécifications
o 4 entrées analogiques
Résolution 12 bits, gamme de tension: 0/10V
o 2 sorties analogiques
Résolution 12 bits, gamme de tension: 0/2,5V
o 12 entrées Tout Ou Rien (TOR)
Plage d’entrée (10/30V)
o 8 sorties tout ou rien (TOR)
o Processeur Maxim/Dallas DS80C390
o Mémoire FLASH 512 Ko/EPROM 512 Ko
o Pilotable par liaison RJ45 , CAN.
LE CPI NETMASTER 1
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22

Spécifications
o 32 entrées Tout Ou Rien (TOR)
Matérialisées par des LED
o 16 sorties Tout Ou Rien (TOR)
Matérialisées par des interrupteurs
o 4 entrées analogiques
Afficheurs 4 digits 7 segments
o 16 sorties analogiques
Potentiomètres multi-tour avec butées
La centrale de simulation
23


Connexion par réseau Ethernet
Gestion des données capteurs
GTC Globale → GTC Locales → GTC Globale

Gestion des alarmes
GTC Locales → GTC Globale

Forme de la trame:
o ID Fonction (1: Etat capteurs, 2: Alarmes…)
o Données MSB
o Données LSB
o CRC16
Protocole de communication
24
•Les
•Le
cas d’utilisation
scénario
•Diagramme
de contexte
•Diagramme
de flux de contrôle et de données
Analyse globale
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
25

Cas d’utilisation
Station de supervision de salles blanches
Opérateur de
supervision générale
supervise
Superviser la
station
«extends»
Opérateur de
supervision locale
Pompage et Stockage
Superviser la station
locale
Pompage et Stockage
«extends»
Superviser la station
locale
Clarification des eaux
Opérateur de
supervision locale
Clarification
Analyse globale
«extends»
«extends»
Superviser la station
locale
Affinage Biologique
Superviser la station
locale
Chloration et
Distribution
Opérateur de
supervision locale
Affinage biologique
Opérateur de
supervision locale
Chloration et distribution
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
26

Scénario
Opérateur de
supervision générale
Opérateurs de
supervisions locales
Station de
supervision
générale
Stations de
supervisions
locales
Centrale d’acqu.
ou
API
Saisir les consignes de régulation
Envoyer les consignes de
régulation
Demander les données des
capteurs
Envoyer les données des
capteurs
Effectuer le traitement
Piloter les actionneurs
Archiver les données d’E/S
(Capteurs et Actionneurs)
Visualiser l’animation de la supervision locale
Visualiser l’animation de la supervision
générale
Envoyer les données d’E/S
à la supervision générale
Toutes les secondes
Analyse globale
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
27

Diagramme de contexte
Station générale
+ Opérateur
de Supervision générale
Consignes
Supervision
générale
Capteurs
de la supervision
locale 1
Actionneurs
de la supervision
locale 1
Démarrer
Supervision Etat de la
Générale salle blanche
Données
capteurs de
la supervision
locale 1
Données
actionneurs de
la supervision
locale 1
Consignes
de la
supervision
locale 1
Données de
l’historique général
Commander et superviser
les salles blanches
Démarrer
Supervision de
la supervision
locale 1
Données de
l’historique de
États
la supervision
de la supervision
locale 1
locale 1
GTC Locale 1
+ Opérateur de supervision
Analyse globale
Données
capteurs de
la supervision
locale 2
Capteurs de la
supervision locale 2
Données
actioneurs de
la supervision
locale 2
Actionneurs de la
supervision locale 2
Démarrer
Supervision de
la supervision
locale 2
Données de
l’historique de
États
de la
de la supervision
supervision
locale 2
locale 2
Consignes
de la supervision
locale 2
GTC Locale 2
+ Opérateur de supervision
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28

DFC/DFD 0
Démarrer
Supervision
générale
Données de
l’historique
générale
État des salles
blanches
Consignes
Supervision
générale
Superviser les
salles blanches
1
Consignes pour
la GTC Locale 1
États des
capteurs et
actionneurs
GTC Locale 1
États
GTC Locale 1
Données de
l’historique de la
GTC Locale 1
Consignes pour la
GTC Locale 2
États des
capteurs et
actionneurs
GTC Locale 2
États
GTC Locale 2
Données de
l’historique de la
GTC Locale 2
Superviser la
GTC Locale 1
2
Superviser la
GTC Locale 2
3
Données
actionneur
GTC Locale 1
Données
capteurs GTC
Locale 1
Données
actionneur
GTC Locale 2
Consignes
Démarrer
GTC
Supervision
GTC Locale 1 Locale 1
Analyse globale
Consignes
GTC Locale 2
Démarrer
Supervision
GTC Locale 2
Données capteurs
GTC Locale 2
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29
Étudiant A
Étudiant B
Étudiant C
Thierry POINSOT
Stéphane COURAUT
Thibaut GALLAND
Supervision de la GTC globale des
salles blanches
Supervision de la GTC locale 1
(CPI réseau)
Supervision de la GTC locale 2
(API série)
•
Synoptique de la supervision
générale avec consignes d’états
•
•
•
Communication par réseau
local Ethernet avec les
supervisions locales
Synoptique de la
supervision locale avec
consignes et états
Synoptique de la
supervision locale avec
consignes et états
•
Contrôle commande de
cette supervision
•
Contrôle commande de
cette supervision
•
Communication et dialogue •
avec un CPI Netmaster 1 de
Elsist
•
Communication par réseau
local Ethernet avec la
supervision générale
•
Sauvegarde des fichiers
historiques
•
Affichage et impression des
alarmes
•
Synoptique des supervisions
locales avec états
•
Répartition des taches
Communication série et
dialogue avec l’automate
programmable KEYENCE
Communication par réseau
local Ethernet avec la
supervision générale
30
Partie personnelle
•La
chaîne de développement
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
31
Architecture matérielle
Réseau Ethernet
Liaison série
RS232
A.P.I.
KEYENCE KV24
Salle
blanche 2
Station RISC
6000
Capteurs et actionneurs
La chaine de développement
32

Système d’Exploitation :

Outils de développement :

Architecture logicielle :

Langage C pour AIX avec les librairies Xlib, X-Toolkit Intrinsics (Xt), OSF
Motif (Xm), et XPixMap(Xpm).

Compilateur XL C Compiler V1.3.0.19.

Editeur Xmediteur et Vi.

Automate programmable :

Keyence KV24T2W à 16 entrées et 8 sorties TOR.

Module 4 sorties analogiques KV-DA4.

Module 4 entrées analogiques KV-AD4
UNIX/AIX V3.2.5.
Stations IBM RISC System/6000 355.
La chaîne de développement
33
Les couches sous UNIX
Couches logicielles :
Couches librairies graphiques :
Application
Application
Bureau Motif
mwm
X11R4
Shell : ksh
OS : UNIX/AIX
Couches de l’environnement sous AIX
XPM
Motif
Xt Intrinsics
Xlib
Système/Réseau X11R4
Couches de X
La chaîne de développement
34

Cas d’utilisation
supervise
Opérateur de supervision locale 2
Superviser la
salle blanche 2
«include»
Récupérer les
consignes
«include»
Visualiser le
fonctionnement du processus
«include»
Acquérir les
données des capteurs
«include»
«include»
«include»
«include»
Effectuer le
traitement
Envoyer les données
d'E/S à la supervision
générale
Archiver les
données d'E/S
Piloter les
actionneurs
Partie personnelle
BTS IRIS 2008 - Supervision de
GTC
35

Scénario
Opérateur de supervision locale-Salle blanche
2
Station de
supervision
générale
Station de
supervision-Salle
blanche 2
Automate
programmable
Envoi les consignes de régulation
Envoi les données des capteurs
Effectue le traitement
Pilotes les actionneurs
Archive les données d’E/S
Envoi les données d’E/S
à la supervision générale
Affiche le fonctionnement du processus
Partie personnelle
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GTC
36

LE FORMAT XPM (XPIXMAP) :
 Format




d'image spécialisé dans les icônes
graphiques.
Il est utilisé par X11.
La compression appliquée est très faible.
Le format XPM est destiné aux petites images.
Format 16 couleurs.

CRÉATION DE LA LIBRAIRIE :




des
environnements
Création d’une image bitmap.
Convertir cette image dans « The GIMP 2.0 » en format Xpixmap (.xpm).
Transfert de l’image sur la station par le service ftp via un batch.
UTILISATION DE LA LIBRAIRIE :
Création d’un pixmap grâce à la fonction XpmReadFileToPixmap (dans
xpm.h).
 Création d’un widget de type label et de contenu PIXMAP.
 Intégration du pixmap dans ce label.

Gestion des pixmaps
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
37
 Forme communication entre
processus.
 Echanger des données entre
plusieurs processus sur la même
machine ou sur des machines
différentes
Les sockets
CLIENT
SERVEUR
socket()
socket()
bind()
listen()
connect()
Création Client TCP
Création Serveur TCP
Création du socket
Création du socket
Récupération de l'adresse
IP du serveur
Choix du port à écouter
Etablissement
de la
connexion
accept()
write()
Connexion au serveur
Attente d'une connexion
read()
close()
Dialogue avec le serveur
Transfert
de
données
read()
write()
close()
Dialogue avec le client
Appel pouvant être bloquant
Fermeture de la
connexion
Fermeture de la
connexion
Partie personnelle
Appel non bloquant
Utilisation des sockets en mode connecté
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38

Détails :
√Initialisation des fenêtres de l’application.
√Mise en place des pixmaps et des éléments
graphiques.
ХCommunication avec la GTC Globale
ХCommunication avec l’automate
ХArchivage
Etat d’avancement
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
39
Merci de votre attention
Place aux questions
BTS IRIS 2008 - Supervision de GTC
40