Exemple : modes opérationnels d’un système de bac

Le comportement des composants est décrit par les équations qui modélisent les conditions fonctionnelles associées aux fonctions élémentaires du système (voir le pa- ragraphe 2.2.3.3, page 55). Ces équations représentent les relations du modèle nominal lorsque les fonctions sont disponibles sur les composants. Selon le rang des valeurs des paramètres privés impliqués dans ces équations, ces relations modélisent les modes opé- rationnels des composants.

Des paramètres privés sont rajoutés aux modèles des composants du système de manière à modéliser des fautes qui pourraient apparaître dans chacun des composants. Le modèle structurel qui représente l’ensemble des paramètres des composants est re- présenté sur la figure 2.8.

2.3. Modes opérationnels pour un système complexe arB P v₁ q_e q_s v_P sB fB arVa1 arT f_P vVa1 f_Va1 f_Va2 arP h q_e h q_s v₁ B Va₁ f_Va1 f_T arVa2 v₂ vVa2 f_Va2 s_T v₂ T Va₁ Va₂

Fig. 2.8 – Modèle structurel d’un système de bac

Pompe Le comportement de la pompe P est modélisé par les équations suivantes :

arP : qe(t) =    vp(1 − fP) si 0 < vP < qmax, 0 si vP ≤ 0, qmax(1 − fP) si vP > qmax. (2.37)

Lorsque P est dans le mode nominal mP_n, la fonction F uP est disponible, et le paramètre privé fP est dans son rang nominal : rPn(fP) = {0}. On retrouve bien les équations

correspondant à la condition fonctionnelle de F uP. Lorsque la pompe P est dans un mode de faute mP_f, elle ne délivre plus aucun débit même si sa tension d’alimentation vP n’est pas nulle. Dans ce cas, le paramètre privé fP est dans son rang défini pour le

mode de faute mP_f : r_fP(fP) = {1}.

Bac Le comportement du bac B est modélisé par l’équation suivante :

arB : ˙h = (qe− qs− fB)/sB. (2.38)

Le mode de faute mB_f décrit le comportement de B lorsqu’il y a une fuite d’eau dans le bac. Cette fuite est modélisée par le paramètre privé fB et son rang défini pour le

modèle de faute mB_f est r_fB(fB) = [ε, qs]. Lorsque B est dans son mode nominal, il n’y

Vannes Le comportement des vannes V a_i est modélisé par l’équation suivante : arV ai _{: v} i=  0 + f_{V a}1 si v_{V ai} ≤ 0, 1 − f_{V a}2 si v_{V a} i > 1. , (2.39)

où vi représente le statut de la vanne : ouverte ou fermée. Lorsque les vannes V ai sont

dans le mode nominal mV ai

n : rnV ai(vi) = {0, 1}, rnV ai(fV a1) = r_nV ai(f_{V a}2) = {0}. Le

paramètre privé f_{V a}1 permet de modéliser le mode de faute mV a_{f 1}i dans lequel la vanne

V ai est restée bloquée en position ouverte, son rang défini dans le modèle du mode de

faute mV ai

f 1 est donc r V ai

f 1 (fV a1) = {1}. Le paramètre privé f_{V a}2 permet de représenter

le mode de faute mV ai

f 2 dans lequel la vanne V ai est restée bloquée en position fermée,

dans ce cas rV a_{f 2}(f_{V a}2) = {1}.

Tube Le comportement du tube T est modélisé par l’équation suivante :

arT : qs= max(v1, v2)sT

p

2gh − fT. (2.40)

Lorsque le tube est dans son mode nominal mT_n : rT_n(fT) = {0}. Le paramètre privé fT

permet de modéliser un mode de faute pour le tube T en représentant la présence d’une fuite de liquide dans le tube T . Dans ce mode de faute mT_f, le rang du paramètre de fuite est différent de zéro, r_fT(fT) = [ε, qs], avec ε > 0.

2.4

Conclusion

Nous avons défini un cadre de modélisation générique pour représenter de ma- nière homogène la connaissance disponible pour chaque composant d’un système complexe. Un modèle structurel et un modèle fonctionnel ont été introduits pour représenter l’ensemble des composants du système, leurs interactions et les fonctions qu’ils mettent en œuvre. Ces deux modèles reposent sur un ensemble de paramètres caractéristiques des composants ainsi qu’un ensemble de relations entre ces para- mètres.

A partir de cette modélisation générique pour un système complexe, il est pos- sible de définir des modes de fonctionnement du système que l’on appelle des modes opérationnels. Selon la disponibilité des fonctions du système, le système peut être dans un mode nominal, un mode anormal ou un mode de faute.

3

Caractérisation d’une architecture générique

de supervision

Résumé :Une architecture générique de supervision pour la maintenance est proposée. Elle intègre un module de diagnostic et un module de pronostic afin de surveiller et d’analyser l’état du système complexe pour aider à la prise de décisions d’actions de maintenance. Afin de faciliter la communication entre les modules de l’architecture, le formalisme unificateur s’appuyant sur les notions de paramètres et de modes opé- rationnels introduites dans le chapitre précédent est utilisé pour établir un couplage des problèmes de diagnostic et de pronostic. Il permet de caractériser un couplage des problèmes de diagnostic et de pronostic.

3.1

Introduction

Les nouvelles technologies embarquées permettent de développer et de mettre en place une architecture de supervision capable de surveiller les composants d’un sys- tème complexe et de détecter en ligne les éventuels problèmes ou les pannes pouvant survenir sur les composants du système. L’architecture de supervision doit intégrer des capacités de diagnostic et de pronostic dans le but d’améliorer la maintenance préven- tive. Un système complexe résulte d’un assemblage de composants hétérogènes. Dans le chapitre précédent, nous avons proposé un moyen de représenter de manière homo- gène la connaissance sur chaque composant. Cette modélisation générique d’un système complexe constitue la base de connaissance commune aux fonctions de diagnostic et de pronostic intégrées dans l’architecture de supervision.

Ce chapitre présente une architecture de supervision générique qui couple un module de diagnostic et un module de pronostic dans le but d’analyser de manière précise et complète l’état de santé du système complexe. Le formalisme qui repose sur un ensemble de modes opérationnels pour le système (un ensemble de paramètres, de rangs et de relations entre ces paramètres), permet de caractériser un couplage des problème de diagnostic et de pronostic.