débit
La validation système d’un élément, modèle ou composant, constitutif d’un modèle global, requiert son intégration dans une situation réelle conformément à la définition formelle d’une spécification ou la reflétant au mieux en pratique
par niveaux de maturité technologique61. En ce sens, nous présentons dans le prochain paragraphe, la validation de la
spécification (SFAI) du constituant d’actionnement intelligent immergé dans un premier temps dans un environnement
simulé puis dans l’environnement réaliste que constitue la plate-forme CISPI. Dans le second paragraphe, nous détaillons la réalisation du constituant d’actionnement intelligent en tant qu’agent de conduite intégré au SIAC de la plate-forme CISPI.
Intégration d’un modèle constitutif de l’interaction ciblée
7.3.1.
Validation du modèle dans un environnement simulé
A cette étape du scénario de co-spécification système, l’espace-problème d’ingénierie système est en charge
de valider la spécification (SFAI) du constituant d’actionnement intelligent de modulation de débit. Cette activité est
réalisée par co-exécution de modèles (Figure 141) afin de s’assurer que le modèle du constituant d’actionnement intelligent immergé dans le modèle de son environnement opérationnel manifeste les phénomènes requis par les
exigences systèmes (RIS_FAI_SysML).
Figure 141 : Environnement de co-simulation système pour la validation de la spécification (SFAI) du constituant d'actionnement intelligent de modulation de débit
Cela amène l’espace-problème d’ingénierie système à notifier à l’espace-solution d’ingénierie du procédé de raffiner
son modèle du processus CISPI à un niveau fonctionnel (Cf. Chapitre 5) vers un modèle à un niveau logique, afin d’intégrer le modèle de la partie technique du composant d’actionnement intelligent dans l’environnement opérationnel de conduite. Notons que pour des raisons techniques liées à la co-simulation, les deux modèles (environnement et constituant d’actionnement intelligent) ont dû être intégrés au sein d’un même modèle (Figure 142).
Partie 4 : Co-spécification exécutable de constituants d’actionnement et de
mesurage du système de conduite CISPI
Partie 4 - 173
Figure 142 : Modèle logique du processus CISPI intégrant la partie physique du constituant d'actionnement intelligent
Une fois le modèle du processus CISPI raffiné à un niveau logique, l’espace-solution d’ingénierie du procédé prescrit à
l’espace-problème d’ingénierie système un diagramme interne de blocs SysML décrivant les interfaces externes du modèle de processus de la plate-forme CISPI, ainsi que les flux échangés entre le constituant d’actionnement intelligent et le processus CISPI.
Figure 143 : Spécification (SIPhy_SysML) des interfaces externes du processus CISPI à un niveau d'abstraction logique
En ce sens, l’espace-problème d’ingénierie système possède suffisamment de connaissances sur l’ensemble des
modèles d’ingénieries spécialistes constitutifs de la plate-forme CISPI pour les architecturer les uns avec les autres afin de définir un modèle global du système étudié. Cette architecture est modélisée dans un diagramme interne de blocs SysML (Figure 144).
Partie 4 - 174
Partie 4 : Co-spécification exécutable de constituants d’actionnement et de
mesurage intelligents du système CISPI
Partie 4 - 175
Le comportement du constituant d’actionnement intelligent est alors validé par co-exécution de modèles selon différents scénarios de tests afin que l’ingénieur système s’assure que le système global manifeste les
événements requis par l’environnement (RIS_FAI1, RIS_FAI2, RIS_FAI3, RIS_FAI4). Nous présentons ci-dessous, un
scénario de test relatif à l’évaluation des performances du constituant d’actionnement intelligent lors de la régulation de puissance d’alimentation en eau de secours à travers la voie 1 de la plate-forme CISPI en cas de situation incidentelle ou accidentelle.
En analysant les traces d’exécution (Figure 145) de la co-simulation, nous constatons que lors de l’apparition
d’un événement caractérisant une situation accidentelle ou incidentelle (correspondant ici à une augmentation
soudaine de la puissance résiduelle à l’intérieur du circuit primaire à t = 100 secondes), le constituant d’actionnement intelligent est automatiquement mis en service pour faire évoluer et maintenir la puissance
d’alimentation en eau de secours autour de 50 Watts (Objectif_Puissance_V1). Le constituant régule alors la
puissance d’alimentation (Rapport_Puissance_V1) autour de cette consigne, avec un temps de réponse
satisfaisant les contraintes opérationnelles (temps de réponse = 150 secondes) ce qui entraine une diminution
de la puissance résiduelle. Une fois les conditions de mise en service du système RRA (Refroidissement du
Réacteur à l’Arrêt) atteinte, le constituant d’actionnement intelligent se met automatiquement hors service (à t = 375 secondes,Objectif_Puissance_V1 = 0). Ainsi, en exécutant un ensemble de scénarios de test, l’espace-solution d’ingénierie système valide le comportement du constituant d’actionnement intelligent.
Figure 145 : Trace d'exécution du scénario de test pour la validation du constituant d’actionnement intelligent de modulation de puissance
Partie 4 - 176
Validation du modèle d’actionnement intelligent dans un environnement représentatif de la réalité
Notre environnement de co-spécification système exécutable basée sur des modèles offre à
l’ingénieur système des moyens techniques pour la validation de la spécification du constituant d’actionnement intelligent. Dans un processus d’ingénierie conduisant à l’intégration de ce constituant technique en tant que composant de la plate-forme CISPI, il est nécessaire d’éprouver la technologie dans des
environnements de tests de plus en plus réalistes afin d’en évaluer son degré de maturité (selon l’échelle TRL
(Technology Readiness Level (Mankins, 1995)). Cela nous a conduits à remplacer, dans notre environnement de
co-simulation, le modèle62 du processus de la plate-forme CISPI (Model in the Loop) par le vrai processus
physique en exploitation (Hardware/Software in the Loop) (Figure 146). Cette étape de validation nous permet
alors d’atteindre le niveau 5 (Validation du composant dans un environnement représentatif) de l’échelle TRL.
Figure 146 : Environnement de co-validation système pour la validation et l’évaluation du niveau de maturité de la spécification (SFAI) du constituant d'actionnement intelligent de modulation de débit
D’un point de vue technique pour effectuer le couplage entre le processus existant de la plate-forme CISPI avec le bus de co-simulation, il a été nécessaire de développer un module complémentaire se connectant au serveur
OPC63 de la plate-forme CISPI. Ce module a pour mission d’aller lire ou écrire les variables automates définies
au niveau du serveur OPC (OLE for Process Control) et de diffuser ces données à travers le bus de co-simulation système. Ce module a été développé en langage Java en faisant appel à la librairie « Cosimate » permettant d’établir la connexion avec le bus de co-simulation retenu pour notre cas d’application (Cf. Annexe 7-5).
62
Un modèle est une représentation homomorphe du système étudié, qui en donne une vue partielle plus ou moins abstraite et permet d’en étudier certaines caractéristiques. En ce sens, le modèle de l’environnement du constituant d’actionnement intelligent représentant le processus CISPI, ne modélise pas l’ensemble des phénomènes émergents.
63
Un serveur OPC fournit une méthode permettant à différents logiciels d’accéder aux données de dispositifs de contrôle de processus comme un automate programmable industriel