INSTRUMENTATION-RÉGULATION-AUTOMATISMES SYSTÈMES NUMÉRIQUES DE CONTRÔLE-COMMANDE

Risques et Précautions liés au Matériel
INSTRUMENTATION-RÉGULATION-AUTOMATISMES
Ingénieurs en
Sécurité Industrielle
D6
SYSTÈMES NUMÉRIQUES DE CONTRÔLE-COMMANDE
I - STRUCTURE GÉNÉRALE D'UN S.N.C.C. ............................................................................... 1
II - BOUCLE DE RÉGULATION ..................................................................................................... 3
III - EXEMPLE D’ARCHITECTURE ................................................................................................. 5
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IR SNC - 01876_B_F - Rév. 0
23/03/2005
 2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training
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I-
STRUCTURE GÉNÉRALE D'UN S.N.C.C.
Les Systèmes Numériques de Contrôle Commande (S.N.C.C.) ont pris leur essor dans les années 1970 avec
la baisse du prix des microprocesseurs (la présentation des premiers systèmes date de 1975) ; celle-ci a
permis, par utilisation de plusieurs unités de traitement à microprocesseurs, de disposer d'une grande
puissance de traitement répartie en sous-ensembles indépendants, fournis, pour chacun d'entre eux, avec
un certain nombre de fonctions ; ces fonctions, élémentaires au départ (régulation PID, et/ou acquisition, ...)
sont devenues au cours du temps de plus en plus élaborées ce qui a largement augmenté les possibilités
offertes par les systèmes.
La structure générale d'un S.N.C.C. est représentée ci-dessous.
CONSOLE
CALCULATEUR
CALCULATEUR
DE
SUPERVISION
CONSOLES
PÉRIPHÉRIQUES
-imprimante
-vidéocopieur
-disque dur
PORT DE
COMMUNICATION
BUS
ARMOIRE
de contrôle
CAPTEURS ET ACTIONNEURS
01876_B_F
PORT de
communication
AUTOMATES
programmables
CAPTEURS ET ACTIONNEURS
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D IRA 2081 A
ARMOIRE
de contrôle
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Celui-ci est composé :
• de plusieurs sous-ensembles à microprocesseurs assurant chacun une partie du traitement
et dotés des entrées-sorties industrielles nécessaires pour, essentiellement, la régulation
continue et les séquences d'opération
• de périphériques de dialogue permettant :
– le suivi de la marche des unités sur écrans vidéos couleurs
– la commande par claviers des actionneurs (vannes, moteurs électriques, ...)
• de modules complémentaires permettant :
–
–
–
–
–
la réalisation d'historiques
l'optimisation par supervision des boucles de régulation de base
la mise en sécurité (automate programmable)
la sortie de journaux (imprimante)
l'archivage (disques magnétiques)
• d'un câble coaxial appelé bus faisant la liaison entre les éléments précédents, et dont la
longueur permet leur dissémination dans l'usine :
– armoires de contrôle près des unités de fabrication
– périphériques de dialogue et modules complémentaires en salle de contrôle
Chaudière
Armoires
de régulation
Stockage
du produits
fini
Matériaux bruts
Armoires
de régulation
Salle de
contrôle
annexe
Console
opérateur
Bus de données
Salle de contrôle
Console
opérateur
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Armoires
de régulation
D IRA 2079 A
Armoires
de régulation
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II -
BOUCLE DE RÉGULATION
Au niveau d'une boucle simple de régulation non pilotée par calculateur, la différence essentielle entre la
régulation analogique "classique" et la régulation par S.N.C.C. concerne essentiellement le régulateur :
•
En régulation analogique classique, le régulateur est une entité. Il pilote une seule boucle. Sa
consigne est fixée localement par l'utilisateur.
Consigne locale
4 - 20 m A
4 - 20 m A
FRC
Régulateur
D IRA 2077 A
FT
Organe de réglage
Capteur
Boucle de régulation analogique classique
Commande vanne
en mode manuel
RÉGULATEUR
ANALOGIQUE
Signal de sortie
vers la vanne
O
F
4 - 20 mA
Commande
consigne
interne
Sélection mode
de contrôle
PHP
PBP
I
FY
P
Convertisseur
intensité-pression
0,2 - 1 bar
ou
3 - 15 PSI
Brides
porte-orifice
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D IRA 2078 A
Transmetteur
de P
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•
En régulation par S.N.C.C., le régulateur est un élément d'une armoire de régulation. Sa consigne est
fixée au travers d'une console située dans un autre lieu géographique.
Consigne en provenance
de la console
(*)
(*)
(*) Interface
Analogique
FT
(*)
FC
(*)
4 - 20 m A
Numérique
ARMOIRE DE RÉGULATION
D IRA 2076 A
4 - 20 m A
Organe de réglage
Capteur
Boucle de régulation traitée par S.N.C.C.
Armoire et cartes de régulation de S.N.C.C.
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III - EXEMPLE D’ARCHITECTURE
Les planches 1 et 2 en annexe illustrent l’architecture du système FOXBORO IAS.
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— Planche 1 —
ARCHITECTURE DU SYSTÈME FOXBORO IAS
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Application Processor
Communication Processor
Work station Processor
Port de communication
AP
CMP
WP
Mod G
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Variable logique Tout Ou Rien (TOR)
Variable analogique
Clavier alphanumérique
Variable n'ayant que 2 états (0 et 1)
Paramètre sous forme d'un signal pneumatique ou électrique
Alphanumeric Key Board
Terminal d'initialisation et de sauvegarde
VT 100
AKB
Lecteur de bande
Streamer
Sortie d'un point
Out Put
O
Consigne
Mesure
Set Point
M
SP
Modicon
Console opérateur
Processeur de communication
Processeur d'application
Carte d'entrée/sortie
Processeur de contrôle
Moniteur de surveillance du réseau (dans l'AP)
Field Bus Module
FBM
System Monitor
Control Processor
Bus local de liaison / Bus d'entrée-sortie CP-CFM
Field bus
CP
Réseau de communication
Node bus
— Planche 2 —
ABRÉVIATIONS / SYMBOLES
Jauges
balances
Système Numérique de Contrôle Commande
"Distributed Control System"
Système de contrôle distribué
DCS
"Intelligent Automation Series"
Transmetteur
intelligent
D IRA 2087 A
SNCC
IAS
ANA TOR
Node bus
SDC CENTRALISÉE
Poste de conduite
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