Etude de Renovation Des Systemes Controle Commande

La production de l’électricité est l’une des principaux facteurs d’évolution de chaque pays, le MAROC est comme la plupart des pays qui veulent développer leur industrie s’est lancé dans ce domaine en réalisant à JORF LASFAR l’une des plus grandes Centrales Thermiques, pour garantir aux autres installations industrielles un approvisionnement permanent en énergie électrique, car ce genre des centrales présente l’avantage d’avoir un rendement remarquable, et une disponibilité continue de l’énergie même en cas de sécheresse, cette dernière, si précieuse, facilement transportable, et souvent produite dans des centrales hydrauliques, thermiques, voir même nucléaires. Les systèmes de contrôle-commande offrent des fonctions de conduite et de supervision parfaitement adaptés à la production d’énergie , réunissant en particulier les qualités de disponibilité, de performance et de confort d’exploitation indispensable dans le domaine de la production d’énergie d’où la nécessité de moderniser un tel système . Mon rapport divisé en quatre principaux chapitres :  Le premier chapitre donnera une présentation générale de la société JLEC ainsi que le principe de fonctionnement de la centrale thermique.  Le deuxième chapitre sera dédié à la description du système contrôle commande T20 « CONTROBLOC » des unités 1&2.  Le troisième chapitre mettra le point sur la description du nouveau système ALSPA P320 proposé par le constructeur.  Le quatrième chapitre traitera l’étude de faisabilité et de réalisation du projet y compris quelques travaux de maintenance.

Année 2011/2012 1

Première partie Présentation générale de la société d’accueil

Année 2011/2012 1

Introduction :

Dans cette partie nous allons tenter d’apporter un éclairage particulier sur les objectifs de l’entreprise, les étapes clés de son évolution, la nature de son activité, sa taille et son positionnement, nous traiterons aussi l’environnement de l’entreprise notamment son cadre économique et institutionnel ainsi que les acteurs d’environnement à savoir les clients, les fournisseurs et les concurrents, et nous allons donner un aperçu général sur le principe de fonctionnement de la centrale thermique.

Fondée en 1997, Jorf Lasfar Energy Company (JLEC) se positionne comme un acteur majeur du secteur de l’énergie du Maroc avec un apport énergétique couvrant plus de 44% de la demande nationale et 25% de la capacité installée du Royaume.

Année 2011/2012 1

Depuis Mai 2007, JLEC est détenue indirectement à 100% par Abu Dhabi National Energy Company PJSC (TAQA), acteur mondial dans le domaine de l’énergie. Avec ces 350 collaborateurs et ses quatre unités de production, JLEC est la plus grande Centrale Thermique à charbon Indépendante de la région MENA et principal fournisseur de l’Office National d’Electricité (ONE), avec une capacité totale installée de 1 356 MW.

Face aux enjeux énergétiques du Maroc et dans le cadre du Protocole d’Accord signé en Mai 2009 entre TAQA, JLEC et l’Office National de l’Electricité (ONE), Jorf Lasfar Energy Company poursuit son développement à travers un projet d’extension de la Centrale Thermique avec deux nouvelles unités de production. Les unités JLEC 5&6, d’une capacité de 700 MW, permettront ainsi de répondre à la forte demande nationale et de sécuriser l’approvisionnement du Maroc en électricité. Cette extension portera la capacité totale de la Centrale Thermique de Jorf Lasfar à 2 056 MW. Véritable référence dans son domaine et consciente de sa responsabilité vis-àvis de la société, JLEC se distingue à travers son engagement et ses actions citoyennes au niveau régional compte tenu de sa proximité avec la ville d’El Jadida. Une démarche basée sur la promotion de l’investissement, la création d’emplois et la protection de l’environnement.

I- Données générales de l’entreprise : 1-Etapes clés de l’évolution de l’entreprise: En septembre 1997, suite a un appel d’offre international du gouvernement marocain qui

Année 2011/2012 1

souhaitait ouvrir la production d’électricité aux investisseurs étrangers ,l’one (Office National de l’Electricité) et le groupement américain constitué de deux partenaires ABB et CMS, signent un contrat de confiance pour trente ans. L’ONE octroie aux operateurs privés un droit jouissance conditionnel et limité dans le temps sur des installations de production d’énergie, disponibles et a construire, tout en conservant leurs propriété. Pendant cette période, les opérateurs tirent bénéfice de l’exploitation industrielle des installations. Au terme du contrat, ils transferts la centrale à l’ONE sans contrepartie financière. Ce sont ABB et CMS (leaders mondiaux dans leurs domaines respectifs de l’énergie) qui créent JORF LASFAR ENERGY COMPANY, JLEC. ABB assure la construction, tandis que CMS exploite et entretient les installations. Aujourd’hui la centrale de Jorf Lasfar compte quatre unités pour une puissance totale de 1 300 MW et elle peut produire 9 000 GWh et satisfaire ainsi 80% de la demande totale d’électricité du Royaume.

2-Objectifs de l’entreprise : La société JLEC tend à réaliser de nombreux objectifs et qui sont par ordre d’importance :  Assurer la production et la vente d’électricité à l’ONE pendant 30 ans,  Exploiter la centrale et le quai charbonnier en toute sécurité,  Assurer une meilleure protection de l’environnement,  Assurer un taux de disponibilité satisfaisant avec un meilleur rendement. Donc, on peut déduire que les objectifs de JLEC tournent autour de trois axes qui sont, l’environnement, la sécurité et les performances. 3-Nature de l’activité de l’entreprise : Les quatre unités de production d’énergie électrique de la centrale thermique de Jorf Lasfar utilisent comme combustible de base le charbon importé principalement du Brésil et de l’Afrique du Sud. La centrale fonctionne au charbon, en raison de la compétitivité de ce combustible, les besoins pour quatre unités étant d’environ 3,4 millions de tonnes par an. Chaque unité est constituée principalement d’un générateur de vapeur, d’une turbine, d’un condenseur, d’un alternateur, d’un transformateur principal et d’un transformateur de soutirage. Des auxiliaires communs par paire de tranches sont prévus, tels que : la salle de

Année 2011/2012 1

commande et la cheminée, et des auxiliaires communs aux tranches, tels que : les installations d’alimentation en eau brute et en combustible, la prise d’eau de mer, le poste électrique d’évacuation de l’énergie, les bâtiments administratifs, les ateliers, les magasins et la chaudière auxiliaire. La centrale est alimentée en eau industrielle et en eau potable à partir d’un réservoir ONEP situé à environ 10 Km du site. Les gaz de combustion sont rejetés à l’atmosphère à travers deux cheminées qui ont été dimensionnées sur la base des normes les plus récentes en matière de respect de l’environnement. Le charbon importé est approvisionné au niveau du port de Jorf Lasfar où le déchargement est effectué moyennant un quai à 12,50 m de tirant d’eau pouvant recevoir des bateaux dont la capacité peut atteindre 70 000 tonnes environ. La satisfaction des besoins en charbon des quatre unités nécessite le déchargement d’environ 4 à 6 navires par mois selon la capacité des navires utilisés.

4-Taille, chiffre d’affaire et statut juridique de l’entreprise : JLEC est le fruit d’un investissement qui a coûté 1,5 milliards de dollars, elle est aussi considérée comme l’investissement privé le plus gigantesque jamais consenti en une seule traite dans l’histoire du Maroc, ABB et CMS ont apporté 30% du financement ; les 70% proviennent de banques commerciales (marocaines et internationales) qui se sont appuyés sur des organismes d’assurance de crédit à l’exportation, dont la Banque Mondiale. Concernant sa situation géographique, elle est située au sud-ouest du port de Jorf Lasfar, dans la province d’El Jadida et s’étend sur une superficie de plus de

Année 2011/2012 1

60 hectares. Les possibilités offertes par le port en matière d’importation de charbon et les besoins en énergie électrique, liés à l’important pôle de développement industriel de la région ainsi que la possibilité de valorisation des infrastructures existantes, ont constitués les principaux facteurs qui ont présidées au choix du site et qui ont contribué à la réussite de cet investissement. Le Chiffre d’Affaire de la société pour l’année 2003 est approximativement de 5.000.000.000,00 DH (500.000.000,00 €), et son capital, qui est de 2.023.108.600,00 DH (202.310.860,00 €).

4.1- Statut juridique : Jorf Lasfar Energy Company est une société en commandite par actions, ayant son siège social à la Centrale Thermique de Jorf Lasfar : route régionale 301,1 km23, commune de Moulay Abdellah, Province d’El Jadida, inscrite au registre de commerce d’El Jadida sous le numéro 2147 (Adresse postale : B.P. : 99 Sidi Bouzid, El Jadida-Maroc), représentée par Monsieur Laurence R. DEWITT agissant en qualité de directeur de la centrale.

5-Positionnement de l’entreprise : Premier producteur indépendant d’électricité au Maroc, JLEC est leader dans son domaine puisqu’elle satisfait 80% de la demande totale d’électricité au Royaume.

II- Environnement de l’entreprise : 1-Cadre économique, institutionnel et juridique : 1.1-La particularité de l’entreprise :

Année 2011/2012 1

En vue de développer les compétences de son personnel, JLEC a construit en 1998 son centre de formation et a procédé à la mise en place d’un programme de formation axé sur la sécurité et le respect de l’environnement. Par ailleurs, et afin d’améliorer la communication avec les partenaires internationaux de JLEC, un programme de formation en langue anglaise a été élaboré. Sur le plan interne et pour permettre au personnel d’être régulièrement informé des activités de la compagnie, un journal interne intitulé « The Futur » est diffusé une fois tous les deux mois. Côté institutionnel et juridique, l’entreprise respecte la législation du travail, cela signifie que les employés bénéficient de tous leurs droits et notamment d’une couverture médicale, d’une couverture contre les accidents de travail et d’une caisse de retraite. Ceci dit, il existe certaines prestations volontaires que l’entreprise contracte au profit de son personnel dans le but d’améliorer sa situation et de le motiver d’avantage (exemple : les prestations du comité des oeuvres sociales de l’ONE). Un programme de prêts au logement a été instauré à partir du début de l’année 1999. En effet, 30 agents en bénéficient chaque année. Pour assurer la sécurité du personnel, une infirmerie entièrement équipée a été mise en place et un médecin de travail veille sur l’application des mesures d’hygiène et de sécurité du personnel conformément aux dispositions légales en vigueur. En complément, une convention médicale a été signée avec la polyclinique de la sécurité sociale d’El Jadida (CNSS). Par ailleurs, une association sportive assure les activités liées au sport et aux loisirs. En plus du respect des droits du salarié et de la réglementation du travail, s’ajoute le respect des lois et règlements en matière d’impôts et de réglementations douanières. 2-Les acteurs environnant l’entreprise : 2.1-Les clients: JLEC a mis en oeuvre une structure de financement lui permettant de vendre l’énergie électrique à un client unique, en l’occurrence L’Office National de l’Electricité (ONE). 2.2-Les concurrents: Pour le moment JLEC monopolise le marché d’électricité mais elle se prépare à une éventuelle concurrence (précisément de la part du marché espagnol) étant donné que le marché d’électricité est en cours de libéralisation.

Année 2011/2012 1

2.3-Les fournisseurs: Les fournisseurs de l’entreprise sont variés et nombreux. En effet, d’importantes et grandes sociétés marocaines ou étrangères livrent à JLEC les marchandises et aussi les prestations de services dont elle a besoin. Il s’agit de : charbon (le charbon est importé du Brésil et de l’Afrique du Sud), pièce de rechange, suivi technique, exécution des révisions des arrêts de la maintenance (analyse des incidents), service après vente, transit douanier et transport. Ses principaux fournisseurs sont : • Au niveau national :  AGTT,  ACMD. • Au niveau international :  BWE (BABCOCK & WILCOX ESPAÑOLA),  ABB,  ALSTOM.

•

Raison social

: Jorf Lasfar Energy Company

•

Logo

:

•

Effectif

: 317 agents

•

Superficie

: 60 hectares

•

Activité

•

Emplacement

: production de l’énergie électrique : sud-ouest du port de Jorf Lasfar à 127 Km au sud de

Casablanca. •

Adresse

•

Téléphone

•

Fax

: BP 99 sidi bouzid 24000 El Jadida. : +212 23 38 90 00 : +212 23 34 53 57

Année 2011/2012 1

•

Site web

: www.Jlec.ma

•

Capital

: 2.023.658.600, 00 DHS

Directeur Général de JLEC

Directeur Administratif & Financier

Conseiller Juridique

Secrétaire Général

Directeur Technique

Directeur Général de la Centrale

Contrôleur Directeur Général Adjoint

Directeur Général Adjoint

Direction des Achats & Administration des Contrats

Direction des Ressources Humaines

Direction de la Stratégie et Planification de la Maintenance

Direction de l’Exploitation

Direction de la Maintenance

Direction du Port & du Année 2011/2012 Parc à Charbon

1

La norme NF X60-010 définit la maintenance comme étant (l’ensemble des actions permettant de maintenir ou de rétablir un bien dans un état spécifié ou en mesure d’assurer un service déterminé). La direction de la maintenance s’occupe de tout ce qui ‘est maintenance corrective et maintenance préventive.

•

Ce qui caractérise la direction de la maintenance:

Un programme spécial dans la gestion de travaux de cette division à été développé par TECLOGIE sous le nom d’UNICHAMPS.  Pour vous connecter à UniCHAMPS, un écran de Login s'affiche :

Année 2011/2012 1

 Fonctions et Modules  UniCHAMPS v4.00 possède 8 fonctions dont les 3 principales sont Maintenance, Stock et Achats.  L'application se décompose en fonctions et en sous-fonctions appelées modules:

Année 2011/2012 1

Sortie: . Permet d'imprimer l'écran affiché . Imprime le résultat d'une recherche (sélection) . Revient à l'écran de démarrage d'UniCHAMPS . Quitte directement l'application. Accès : . Affiche la liste des rapports IQ associés au module en cours . Donne accès à l'option Recherche Graphique sur Plan (RGP)

. Affiche la calculatrice de Windows . Donne accès au module Fiche de Relevés Aide : . Ouvre l'aide HTML d'UniCHAMPS . Affiche les raccourcis clavier . Affiche le nom de l'écran en cours . Affiche le nom de l'écran précédent . Affiche le nom du champ sélectionné . Change le mot de passe de l'utilisateur connecté . Change de Site dans le cas d'une utilisation multi-sites . Affiche le calendrier pour la semaine et le jour en cours . Affiche toutes les opérations effectuées sur la session d'UniCHAMPS en cours.

Année 2011/2012 1

•

Cette application a facilité la tache pour les agents de la maintenance car elle permet de réaliser des statistiques sur le nombre et types de travaux réalisé et permet de facilité la communication entre toute l’équipe.

Principe de fonctionnement de la centrale thermique : La centrale thermique de Jorf Lasfar Energy Company comporte quatre unités de 330 MW chacune. Les unités 1 & 2 sont prévues pour brûler du charbon et du fuel jusqu’à leur capacité maximale, les unités 3 & 4 peuvent brûler du charbon à pleine charge et le fuel résiduel n°2 n’est utilisé que pour le démarrage et la production d’une charge ne dépassant pas 15% de sa capacité maximale.

Année 2011/2012 1

Figure : Principe de fonctionnement de la central thermique JLEC Production de l’énergie électrique : La production de l’énergie électrique dans une centrale thermique résulte d’une succession de transformation énergétique tel que l’énergie contenu dans les combustibles (charbon, fuel, gaz naturel …) se transforme au niveau de la chaudière en énergie calorifique, transférée à l’eau par différent processus d’échange thermique (rayonnement, convection, conduction) ; cette énergie calorifique se transforme en énergie mécanique au niveau de la turbine , puis en énergie électrique au niveau de l’alternateur.

2-Description des équipements principaux : 2.1-Le générateur de vapeur et ses auxiliaires: 2.1.1-La chaudière: C’est la source chaude qu’elle permet d’assurer la combustion du combustible et le différent échange de chaleur entre les gazes de combustion et le système Eau/vapeur à travers les éléments d’échange (Pression, Température, Vitesse). Chaque chaudière est constituée essentiellement : Année 2011/2012 1

 Une chambre de combustion  Un échangeur de chaleur En plus, elle possède les auxiliaires suivantes :  5 broyeurs.  2 ventilateurs de tirage.  2 dépoussiéreurs (électro filtres).  2 ventilateurs d'air secondaire.  2 ventilateurs de recyclage.  2 préchauffeurs d'air.  2 Réchauffeurs d’airs. Selon la fonction de chaque équipement dans le cycle à vapeur, on distingue quatre groupes dont :  Les circuits eau-vapeur.  Les circuits air-fumées.  Les circuits combustibles.  L'évacuation des cendres et mâchefer. On distingue deux types de chaudières selon leur principe de fonctionnement : Unité 1 & 2 : La chaudière est à circulation forcée de type tour et fonctionne à pression glissante, elle est conçue pour brûler du fuel ainsi qu’une grande variété de charbon. La chauffe se fait avec quatre caissons brûleurs et cinq broyeurs verticaux. Unité 3 & 4 : La chaudière est à circulation assistée, la chauffe se fait avec quatre caissons brûleurs et quatre broyeurs verticaux. La chaudière est équipée d’un ballon de vapeur, ce dernier ainsi que les éléments qui lui sont intégrés, ont pour fonction principale de séparer la vapeur du mélange eau/vapeur.

Année 2011/2012 1

Caractéristiques de la chaudière : Unités : ♦

♦

♦

1&2

3&4

Vapeur surchauffée ∼ ∼

Débit Pression

∼

Température :

: :

934.5 t/h 182.3 bars abs

932.4 t/h 172.9 bars abs

541.8 °C540.6 °C

Vapeur resurchauffé ∼

Débit

:

∼

Pression

:

∼

Température :

828 t/h

860.7 t/h

42.5 bars abs

36.8 bars abs

540.5 °C

540.6 °C

Eau alimentaire

Turbine : Chaque turbine est constituée essentiellement :  D’un corps HP qui fonctionne à l’aide d’un flux de vapeur surchauffée ;  D’un corps MP qui fonctionne à l’aide d’un flux de vapeur resurchauffée ;  D’un corps BP qui fonctionne tout en recevant un flux de vapeur venant du corps MP ;  Et des organes d’admission. La vapeur est progressivement détendue dans une turbine (appelée turbine haute pression, HP) et passe à travers une série de roues mobiles équipées d'ailettes, ce qui entraîne la rotation d'un alternateur à 3 000 tours/minute. La vapeur ne transmet pas toute son énergie thermique dans la turbine HP. Un circuit séparé renvoie la vapeur vers la chaudière pour être « resurchauffée » et passer ensuite dans la turbine dans le corps moyenne pression(MP) puis dans le corps basse pression (BP). Au fur et à mesure de la détente, la pression de la vapeur diminue. Pour récupérer le maximum d‘énergie mécanique, les ailettes des trois corps de turbines (HP, MP, BP) ont une taille inversement proportionnelle à la pression. A la fin, la vapeur s’échappe vers le condenseur d’après la formule :

P = F/S

Année 2011/2012 1

Débit (Kg/s) Pression(bar) Température (°C)

Vapeur d’admission HP 265 166 336 Tableau

Vapeur d’échappement HP 238 40 338

Vapeur d’admission MP 215 38 538

Vapeur d’échappement BP 0.05 31

: Pression de détente de la vapeur

Alternateur : L’alternateur est constitué essentiellement :  D’un stator contenant le circuit magnétique dans le quel est placé l’enroulement produisant l’électricité.  D’un Rotor sur lequel sont placées les bobines d’excitation. Le rotor est directement entrainé par la turbine qui lui transmet don énergie mécanique. Rôle de l’alternateur : Transformer l’énergie mécanique transmise par la turbine en énergie électrique alternative triphasée moyenne tension ; - Transmettre de puissance qui l’évacuera sur le réseau électrique haute tension extérieure;  Au transformateur de puissance qui l’évacuera sur le réseau électrique haute tension extérieur.  Au transformateur de soutirage pour l’alimentation des auxiliaires de la tranche. Principales caractéristiques : -

Puissance apparente Puissance active Facteur de puissance: Couplage des phases Tension de sortie Vitesse de rotation Fréquence

388.3 MVA 330 MW 0.85 en étoile 22 KV 3000tr/min 50 Hz

Transformateur : Transformateur principale : Il s’agit d’un transformateur élévateur de tension 22/225 KV, permettant d’évacuer l’énergie électrique à la sortie des bornes des alternateurs vers le réseau national. Ses caractéristiques sont les suivantes : Unités Puissance apparente

1&2 400 MVA

3&4 412 MVA

Année 2011/2012 1

Facteur de puissance Tension d’entrée Fréquence

0.85 22 KV 50 Hz

0.85 22 KV 50 Hz

Tableau : Caractéristiques transformateur principal

Transformateur de soutirage : Ce transformateur a pour fonction l’alimentation de la totalité des équipements de la centrale en énergie électrique. Il est composé de trois enroulements : un primaire et deux secondaires. En cas de défaut au niveau du secondaire le tertiaire prendra la relève d’alimentation. Transformateur auxiliaire : En cas de défaut du transformateur de soutirage, l’alimentation des équipements vitaux de la centrale en énergie électrique se fait moyennant un transformateur auxiliaire. Ce dernier est relié au réseau moyen tension (60KV) de l’ONE. Condenseur : Pour chaque unité, le condenseur est installé transversalement. Sous le corps basse pression de la turbine auquel il est relié rigidement. De tube simple parcours.il est constitué de 2 faisceaux de tubes en titane de plaques tubulaires en titane massif. On trouve 3 fonctions principales du condenseur :  Condensation de la vapeur en garantissant la pression statique désirée à l’échappement turbine.  Réserve et régulation du niveau de condenseur dans le puits du condenseur  Retours de purges liquides en provenance des étages BP et HP du cycle par l’intermédiaire de ballons équipés de tubulures. Les électro filtres : Ils sont constitués essentiellement de deux électrodes l’une émissive et l’autre réceptive entre lesquelles règne un champ électrostatique dont la tension est de l’ordre de 75kV DC. Un système de frappage permet de récupérer les cendres depuis l’électrode réceptive et les stocker pour l’user ultérieurement par les cimenteries. Principe de fonctionnement : La centrale thermique à flamme utilise l'énergie fournie par la combustion d'un combustible (charbon, pétrole, gaz naturel, gaz issus de hauts-fourneaux). Cette combustion a lieu dans une chaudière.

Année 2011/2012 1

Figure : principe de production d’énergie électrique dans une centrale thermique

La combustion dégage une grande quantité de chaleur utilisée pour chauffer de l'eau dans la chaudière (ou générateur de vapeur). On dispose alors de vapeur d'eau sous pression. La pression de cette vapeur fait tourner à grande vitesse une turbine qui entraîne ellemême un alternateur qui produit une tension alternative sinusoïdale. A la sortie de la turbine la vapeur est refroidie pour se transformer en eau, puis renvoyée dans la chaudière. Le refroidissement de la vapeur issue de la turbine est confié à un condenseur d’eau. La diminution des gaz fumés qui échappe à la chaudière est confiée à un électro filtre.

Année 2011/2012 1

Figure : processus de production de l’électricité

Année 2011/2012 1

Deuxième partie : Description du système contrôle commande T20 « CONTROBLOC » des unités 1 & 2.

0 ETUDE DE RENOVATION DES SYSTEMES CONTROLE COMMANDE T20 DE LA CENTRALE THERMIQUE DE JORF LASFAR

Année 2011/2012 1

Pourquoi rénover

?:

 Obsolescence des composants CONTROBLOC  Amélioration de la disponibilité de la centrale grâce à une meilleure présentation des informations aux opérateurs  Amélioration des performances de la centrale par des fonctions additionnelles (calculs de rendements / performance)  Amélioration des performances de la centrale par l’accès aux “expert services”  Amélioration du reporting Faut-il rénover les automates T20 ?  20 ans après l’installation des T20, le MTBF des cartes T20 reste exceptionnel Du fait d’engagement de pérennité auprès d’autres clients (utilisation du T20 dans des centrales nucléaires), après 10 ans la société qui s’occupe des cartes arrêtera à maintenir le T20.  Les cartes T20 ne seront plus fabriquer, et ne vont pas être subsistées.

PHASE1 :

Année 2011/2012 1

Identification et évaluation de l’existant

Le système T20 est constitué d’automates fonctionnels répartis (CONTROBLOC T20) et d’un système de supervision élaboré intégré à la salle de commande (CENTRALOG). Les liaisons entre les éléments du système sont les liaisons multiplexées sur réseau de communication série. - Ces liaisons relient les automates répartis et le système de supervision. Des liaisons directes et individuelles assurent les échanges d’informations entre les automates répartis et la salle de commande pour les blocs de commande individuelle. -Le système T20 intègre les facilités et outils nécessaires : *aux études. *à la personnalisation des équipements. *aux modifications sur site. *au test et à la maintenance. -Les automates répartis sont caractérisés : ❶Par la séparation des fonctions à l’intérieur de chaque équipement un Automate par fonction : -Les blocs automates logiques programmables d’Actions ou D’Informations (AA et AI, toujours associés). -Les blocs interface de mesure (AM). -Les blocs automates de régulation (AR).(ces blocs n’existent pas dans la configuration choisie à la centrale JLEC). -Les blocs automates d’alarme(AD). ❷ Par le traitement de la sécurité de fonctionnement et le traitement de la disponibilité des actions essentielles. ❸Par la maintenabilité qui est assurée par la présence des tests en ligne et la localisation automatique des blocs électroniques en défauts.

Année 2011/2012 1

Présentation des blocs électroniques de la gamme T20 : -automates logiques programmables -interface mesure -automates de régulation et d’interface mesure Un « bloc électronique » étant soit un module unitaire, soit un assemblage de plusieurs mécaniquement solidaires, il est constitué une unité fonctionnelle et représente à la fois une unité de dépannage. les blocs automates logiques programmables : CONTROBLOC T20 Comprennent des unités de traitement dont le support matériel (HARDWARE) est banalisé. Le bloc matériel assure une sécurité de fonctionnement absolue (pas d’émission d’ordre-intempestif sur défaut de composant) grâce au traitement 2/2 de la chaine de décision au niveau de chaque bloc. Chaque bloc assure le test et le contrôle de la périphérie associée de sorte à assurer la sécurité à ce niveau. Ces unités de traitement comportent deux types de logiciels : -FIRWARE : assure l’animation du matériel en question, ce logiciel machine s’écrit sur des mémoires REPROM.il est aussi personnalisable soit : -à la console de programmation, -par implantation de REPROM spécifique à l’application recherche. La fonction à réaliser est choisie par le bloc de traitement. -le logiciel d’ « application » qui personnalise les blocs de traitement, il est décrit en langage procédé de type non informatique à l’aide de console ou valise de programmation. Chaque bloc de traitement anime un « bus » périphérique associé à sa fonction.

Année 2011/2012 1

Les fonctions et les logiciels machine disponibles : CODES

DESIGNATION

FONCTION PRINCIPALES

MODE

Automates « centraux » MPC-AD Alarm dispatcher -Traitement des alarmes et informations via les liaisons multiplexes sur automates répartis. MPC-AE

console

Editeur d’informations type alarme (Automate d’Edition)

-Edition sur imprimante ou écran console monochrome d’alarmes ou d’informations par liaisons série multiplexées sur les automates répartis.

MPC-AA

Automate d’action

-contrôle séquentiel -verrouillage commandes individuelles d’actionneurs

console

MPC-AI

Automate d’information

-scrutation et datation d’évènements -verrouillage et commande individuelle d’actionneur (en redondance de AA )

console

MPC-IF

Scrutation rapide (fast) d’information tout ou rien Automate de mesure

Automates « répartis »

MPC-AM

-scrutation cyclique de valeur analogique

Année 2011/2012 1

Des bus de communication périphériques : Chaque structure d’automate est constituée par un bac possédant à l’arrière, sur fond de bac, le support de deux bus périphériques qui peuvent être animés chacun par un bloc de traitement. Les bus sont désignés par le nom de leur utilisation majoritaire :I pour AI et A pour AA. Des extensions de bus sont possibles d’un bac à l’autre à l’aide de simples limandes d’interconnexion. Cette structure permet d’assurer les redondances fonctionnelles permettant d’utiliser sur les mêmes informations d’entrée-sortie deux automates (AI-AA) à l’intérieur de la même structure .chaque bloc automate possède donc son bus d’entrée-sortie, son électronique d’entrée-sortie et son alimentation. Des modules d’interface : Les modules d’interface sont fonctionnellement classés en 3 catégories : -Les modules d’entrée -Les modules de sortie -le module de commande d’actionneur intégrant à la fois des entrées, des sorties et une logique autonome de signalisation d’état d’actionneurs. Chaque module d’interface d’entrée-sortie possède soit l’accès à un seul bus périphérique (bus I ou bus A) soit l’accès aux deux bus (bus I et bus A). Ceci permet une adaptation de l’automatisme au degré de disponibilité requis par le procédé contrôlé. Le module de commande d’actionneur possède toujours un accès en entrée-sortie sur les deux bus du rack d’accueil.

Année 2011/2012 1

Le doublement interne de l’électronique n’est pas perçu au niveau de l’utilisation (raccordement de l’automate dual est comme celui d’un automate simple). Les modules d’entrée-sortie assurent la distribution et la protection des polarités de transport d’informations « tout ou rien ». Toutes les entrées/ sorties sont galvaniquement découplées par rapport à la masse et par rapport à l’électronique interne. Liste des modules d’entré/sortie : MDI : (Module Digital Inputs):16 entrées découplées à double accés b et bus A . MCI :(Module Controlled Inputs):8 entrées avec contrôle de continuité de file-rie et double accès bus I et bus A. MTI :(Module Thirty two Inputs) :32 entrées découplées sur bus I ou A. MAS:(Module Actuator Supervision):Module de commande individuelle d'actionneurs (ou de séquences) -entrées à double accés bus I et bus A, -sorties secourues par I (protections commandes individuelles), -logique autonome de pilotage du bloc de commande miniature. MDO : (Module Digital Outputs) :16 sorties logiques pilotées en simple bus A. MBO :(Module Bi-Outputs) :8 sorties logiques pilotées en parallèle par I et bus A(«voteur» en ½). MPO:(Module Power Outputs) : 8 sorties « puissance » pilotées par bus I ou bus A (ou exclusif). MLO:(Module Lamps Outputs): 16 sorties statiques pour lampes pilotées en simple bus A. MLS: (Module Liaison Série ): Module de concentration de liaison série pour l'automate d'alarme:permet l'acquisition des informations par liaisons série. MVS:( Module Visual Sequence): Bloc de de visualisation des critères Année 2011/2012 1

séquentiels ( bloc 48mm*48mm) intégrable au pupitre de commande MAA :(Module Analog Acquisition):16 voies analogiques à adaptation individuelle pour thermocouples, sondes à résistance ou mesures haut niveau. MKI :32 entrées découplées, alimentées indépendamment du coté procédé bus A ou I (exclusif). -Un automate peut comprendre de 1 à 4 bacs d’accueil (8 unités d'encombrement). -Tous les modules d'entrée/sortie et blocs de traitement peuvent être installés à n'importe quel emplacement des bacs d'accueil . -Chaque bac d'accueil possède 16 emplacements (16 E) élémentaires. Chacun de ces blocs occupe selon le cas 1 emplacement (1E) ou 2 emplacement (2E). -Le raccordement du bornier procédé sur les modules d'entrée/sortie s'effectue par câbles repérés par code couleur.

Nombres d’automates/des cartes/des E/S utilisées : J’ai passé une semaine à calculer le nombre d’automates, ses cartes et les E/S existant, à travers les fiches techniques. Il existe 30 automates par unité (deux unités) : 4 automates de mesure. J’effectuais cette étude afin de comparer ses fonctions et options avec le nouveau système pour identifier le besoin en modification et le remplacer. On (voir l’annexe )

Année 2011/2012 1

N° ARMOIRE ET L’AUTOMATE KCZ001AR U00/VERINE

Type Nombre d’entrées/sorties Racks de Module Utilisées MDI MDI MDI MBO

16 15 13 3

RACK A1

Emplacements 03 04 15 16

5 MLS MLO MLO MLO MLO MLO MLO MLO MLO MLO MLO MLO

16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 15

RACK B2

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 12

Année 2011/2012 1

KCZ001AR U01:BROYEUR A /FOA-FNA

KCZ002AR U02/BROYEUR B /FOB-FNB

MLO MLO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MLO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MBO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO

16 16 16 16 15 16 16 16 14 8 8 8 4 12 15 15 15 12 12 16 11 12 12 5 8 8 8 8 8 11 16 16 15 16 16 16 14 8 8 8 4

13 14 06 07 08 09 10 RACK C1 11 12 13 14 15 16 01 02 03 04 05 06 07 RACK D2 08 09 10 11 12 13 14 15 16 05 06 07 08 09 RACK C1 10 11 12 13 14 15 16

Année 2011/2012 1

N° ARMOIRE ET L’AUTOMATE

KCZ002AR U03/BROYEUR C /FOC-FNC

Nombre Type de Module d’entrées/sorties Utilisées MLO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MBO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MBO MBO MBO

11 15 15 15 12 12 16 12 12 12 5 8 8 8 8 8 10 16 16 15 16 16 16 16 8 8 8 4 11 15 15 15 12 16 16 16 5 4 8

Racks

Emplacements

01 02 03 04 05 06 RACK D2 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 05 06 07 08 09 RACK C1 10 11 12 13 14 15 16 01 02 03 04 05 07 RACK D2 08 09 11 12 13

Année 2011/2012 1

MBO MBO MBO


KCZ003AR U04/BROYEUR D /FOD-FND

KCZ003AR U05/ BROYEUR E /FOC-FNC

8 8 4

Type de Module

14 15 16

Nombre d’entrées/sorties Utilisées

Racks

Emplacements

MDI

12

05

MDI MDI

16 16

06 07

MDI

15

08

MDI

16

MDI

16

10

MDI

16

11

MDI

16

12

MBO

8

13

MBO MBO MBO

8 8 4

14 15 16

MLO MLO MLO MLO

11 15 15 15

01 02 03 04

MLO MDI MDI MDI MBO MBO MBO

12 16 16 16 5 8 8

MBO MBO

8 8

14 15

MBO

4

16

MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI

10 16 16 15 16 16 16

05 06 07 08 09 10 11

RACK A1

09

05 07 08 09 11 12 13

RACK B2

RACK C1

Année 2011/2012 1


MDI

14

12

MBO MBO MBO MBO

8 8 8 4

13 14 15 16

MLO MLO

11 15

01 02

MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MBO

15 15 12 12 16 12 14 12 5 8 8 8 8 8

Nombre Type de Module d’entrées/sorties Utilisées MDI MDI

RACK D2

03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

Racks

11 15

Emplacements 05 06 Année 2011/2012

1

MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO

15 14 16 8 8 8 8

MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI KCZ004AR MDI U07/BRULEURS MDI MBO FBA/2-4 MBO MBO MBO

7 16 15 16 15 15 15 14 6 8 8 7 10 15 14 16 8 8 8 8

MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO

9 16 15 16 15 15 15 14 6 8 8 7

KCZ004AR U06/BRULEURS FBA/1-3

RACK A1

RACK B2

RACK C1

07 08 09 13 14 15 16 01 02 03 04 05 06 07 08 09 14 15 16 05 06 08 09 13 14 15 16

01 02 03 04 05 06 RACK D2 07 08 09 14 15 16

Année 2011/2012 1



Racks

MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO

11 15 15 14 16 8 8 8 8

05 06 07 08 09 13 RACK A1 14 15 16

MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MDI MDI KCZ005AR MDI U09/BRULEUR MDI MDI S FBB/2-4 MBO MBO MBO MBO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI

16 16 15 16 15 15 15 14 12 8 8 8 7 11 15 15 14 16 8 8 8 8 15 16 15 16 15 15 16

01 02 03 04 05 RACK B2 06 07 08 09 13 14 15 16 05 06 07 RACK C1 08 09 13 14 15 16 01 02 03 04 RACK D2 05 06 07

KCZ004AR U08/BRULEURS FBB/1-3

Type de Module

Emplacements

Année 2011/2012 1

MDI MDI MBO MBO MBO MBO


Type de Module

MDI MDI MDI MDI KCZ006AR MDI MBO U10/BRULEURS MBO FBC/1-3 MBO MBO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MDI MDI KCZ006AR MDI U11/BRULEUR MDI MDI A FBC/2-4 MBO MBO MBO MBO

14 12 8 8 8 8

08 09 13 14 15 16


Racks

Emplacements

12 15 15 14 16 8 8 8 8 16 16 15 16 15 11 16 14 12 8 8 8 8 11 15 15 14 16 8 8 8 8

05 06 07 08 RACK A1 09 13 14 15 16 01 02 03 04 05 RACK B2 06 07 08 09 13 14 15 16 05 06 07 RACK C1 08 09 13 14 15 16

Année 2011/2012 1


KCZ007AR U12/BRULEURS FBD/1-3

MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI

15 16 15 15 15 15 14

01 02 03 05 RACK D2 06 07 08

MDI MBO MBO MBO MBO

12 8 8 8 8

09 13 14 15 16

Type de Module MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MDI


Racks

Emplacements

11 15 15 14 16 8 8 8 8 10 16 15 16 15 15 15 14 7 8 8 8 8 10

05 06 07 08 RACK A1 09 13 14 15 16 01 02 03 04 05 RACK B2 06 07 08 09 13 14 15 16 05

Année 2011/2012 1

MDI MDI MDI U13/BRULEUR MDI S MBO FBD/2-4 MBO MBO MBO

15 15 14 16 8 8 8 8

06 07 08 RACK C1 09 13 14 15 16

MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI

11 16 15 16 15 15 15

01 02 03 04 RACK D2 05 06 07


Racks

KCZ007AR


KCZ008AR U14/CIRCUIT VAPEUR (FSR-FRS-FHAFCQ-FRG-KBS) FBD/1-3

Type de Module

Emplacements

MDI MDI MBO MBO MBO

14 7 8 8 7

08 09 14 15 16

MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO

14 16 16 15 15 15 15 15 8 8 8 7

05 06 07 08 09 RACK A1 10 11 12 13 14 15 16

MBO MBO

8 8

01 02

Année 2011/2012 1

KCZ008AR U15/FIOUL DIVERS


MBO MBO MDI MDI MDI MDI MDI MLO MLO MLO MLO

8 6 16 16 16 15 16 11 16 16 16

03 04 05 RACK B2 06 07 08 09 13 14 15 16

MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO

16 16 16 16 16 16 16 6 8 8 8

05 06 07 08 RACK C1 09 10 11 13 14 15 16

Type de Module MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO

Nombre d’entrées/sorties Utilisées 16 16 16 15 9 16 16 16 16 16 16 8 8

Racks

Emplacements 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14

RACK D2

Année 2011/2012 1

MBO MBO MLO MLO KCZ009AR MBO MBO U16/FILE AIR MBO FUMEE A MBO /FCA-FSA-FTA- MDI FJA-FRA-FIA) MDI MDI MDI MLO MLO MBO MBO MBO MBO MDI MDI MDI MDI MLO MLO MBO MBO MBO MDI MDI MDI N° ARMOIRE ET L’AUTOMATE

8 8 14 14 6 8 8 7 15 16 16 16 15 11 8 6 8 8 15 16 12 16 15 15 8 6 5 16 12 11

Type de Module MLO MLO MBO MBO MBO MBO MBO MDI MDI MDI

15 16 16 15 13 12 11 10 04 03 02 01 16 15 14 13 12 11 04 03 02 01 16 15 13 12 11 07 06 05

RACK D4

RACK C3

RACK A1

Nombre d’entrées/sorties Utilisées 14 16 8 7 8 8 8 15 16 14

Racks

Emplacements

16 15 12 11 10 09 RACK B2 08 07 06 05

Année 2011/2012 1

KCZ008AR U17/CIRCUIT VAPEUR (FSR-FRS-FHAFCQ-FRG-KBS) FBD/1-3

MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MLO MLO

12 13 12 15 12 5 6 8 15 14

04 03 02 01 05 11 12 RACK A1 13 15 16

MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO

15 12 13 12 16 12 14 16 15 8 8 8 7 8 16 14 16 12 16 15 6 8 8 6 8 12 15 16 16 16 15 7 8

01 02 03 06 07 04 05 06 07 08 09 10 11 12 15 16 01 02 03 04 10 11 12 13 14 15 16 01 02 03 04 10 11

RACK B2

RACK B2

RACK C3

RACK D4

Année 2011/2012 1

MBO MBO MLO MLO


Type de Module

MDI MDI MDI KCZ011AR MDI MDI U18/ MDI SECURITE MDI CHAUDIERE : MDI FSE-FFV-FBV- MDI FBO-FPZ MBO MBO MLO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO MDI

8 6 14 15

12 13 15 16


Racks

Emplacements

16 16 16 16 16 16 16 16 16 8 6 14 16 16 15 15 15 15 16 16 8 8 8 8 6 6 7 7 8 8 8 8 5 16

05 06 07 08 09 10 RACK A1 11 12 13 14 15 16 01 02 03 04 05 06 07 08 RACK B2 09 10 11 12 13 14 15 16 01 02 03 04 05 07

Année 2011/2012 1

MDI MDI MDI MBO MLO MLO


KCZ012AR U19/REFUS BROYEUR AIR DE REFROIDIS-SEMENT/ FAE.FAR.FRF

KCZ008AR U20/CIRCUIT VAPEUR (FSR-FRS-FHA-

15 16 16 8 16 15

Type Nombre d’entrées/sorties de Module Utilisées MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MLO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO

15 14 14 15 15 9 9 8 7 8 8 14 14 11 16 16 16 15 9 13 8 5 2 16 16 16 16 16 16 16 8

RACK C3 08 09 10 13 14 15

Racks

Emplacements

05 06 07 08 RACK A1 09 10 11 12 14 15 16 01 02 03 04 05 06 RACK B2 07 09 10 13 14 15 16 05 06 07 08 09 RACK C1 10 14

Année 2011/2012 1

FCQ-FRG-KBS) FBD/1-3


MBO MBO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO

Type de Module MDI MDI MDI MDI KCZ008AR MBO MBO U21/POSTE MLO D’EAU MLO RECHAUFFAGE MLO ABP.AHP.ADG MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MBO MBO

8 7 15 15 16 7 16 16 16 16 8 8 8

15 16 01 02 03 04 RACK D2 06 07 08 09 14 15 16

Nombre d’entrées/sorties Utilisées 14 14 16 15 8 8 6 15 15 15 15 15 16 16 16 16 16 16 16 16 6 8 8 8 8 7 8

Racks

Emplacements

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 01 02 03 04 05 06 07 08 RACK B2 10 11 12 13 14 15 16

Année 2011/2012 1

MDI MDI MDI KCZ013AR MDI MDI U22/POSTE MDI D’EAU MBO REFROIDISMBO -SEMENT MBO SRI-CRF-CTA-CFI MLO MLO MLO MLO MLO


10 16 16 16 16 16 6 8 8 16 16 15 15 5

Nombre Type de Module d’entrées/sorties Utilisées

MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO KCZ014AR MDI U23/POSTE D’EAU MDI CONDENSATION MDI CEX-GBP-CAPMDI ARG-SIR-SIT MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MLO MLO MLO MLO KCZ014AR MLO

16 16 15 16 4 7 8 15 16 16 16 16 15 16 9 8 8 8 16 15 16 13 11

05 06 07 08 09 RACK C1 10 14 15 16 01 02 RACK D2 03 04 05

Racks

Emplacements

06 07 08 09 RACK D2 14 15 16 05 06 07 08 09 RACK A1 10 11 12 14 15 16 01 02 03 04 05 Année 2011/2012 1

U23/POSTE D’EAU CONDENSATION CEX-GBP-CAPARG-SIR-SIT


KCZ004AR U24/APA

MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO

16 15 15 11 12 9 8 8 8

Nombre Type de Module d’entrées/sorties Utilisées MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO

16 14 16 15 9 11 9 7 6 8 6

MLO MLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MDI

15 15 14 14 14 12 12 16 15 16 16 15 8 8 8 14

06 RACK B2 07 08 09 10 11 14 15 16

Racks

RACK C1

RACK D2

Emplacements 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 14 15 16 05

Année 2011/2012 1

MDI MDI MDI U25/TURBINE GET-GGR- MDI GFR-GPV-GSE- MDI MBO GRE-GMAMBO VVPMLO MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO KCZ015AR

16 16 16 16 15 8 7 16 15 16 12 15 14 16 16 9 16 16 16

MBO MBO MBO MBO MBO

8 8 6 6 5

MLO MLO MLO MLO MDI MDI MDI MDI MDI MDI MBO MBO MBO MBO MBO MBO MLO MDI

15 15 12 6 16 12 15 16 16 16 7 6 8 7 8 7 13 16

RACK A1

06 08 09 13 14 15 16

01 02 03 04 05 06 RACK B2 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 16 01 02 03 04 05 06 07 RACK C3 08 09 10 11 12 13 14 15 16 01 05 Année 2011/2012 1

MDI MDI MDI MDI MDI MBO

16 16 16 15 11 8

06 07 08 09 10 11

Les 4 automates de mesures :


KCZ017AR U27/AUTOMATE DE MESURE


Type

de Module


MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA

16 16 16 16 16 15 16 15 16 16 16 16 16 16 10

MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA

16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 13

Racks

RACK A1

RACK B2

Emplacements

03 05 07 09 11 13 15 01 03 05 07 09 11 13 15

03 07 09 11 RACK C1 13 15 01 03 05 RACK D2 07 09

Année 2011/2012 1



MAA MAA

16 8

11 13

MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA

16 15 15 16 13 16 16 16 16 16 16 12 12 16 14

03 05 07 RACK A1 09 11 13 15 01 03 05 RACK B2 07 09 11 13 15

MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA MAA

16 15 14 16 10 15 8 15 16 14 16 16 16 16

03 05 07 RACK C1 09 11 13 15 01 03 05 RACK D2 07 09 11 13 Année 2011/2012 1

MAA

12

15

Blocs d'alimentation : L'alimentation de l'ensemble des blocs automates logiques s'effectue à partir d'une source 48V continu. Il est prévu que chaque automate AA et AI dans un même bac soit alimenté individuellement via les bus A et I respectivement, par un bloc d'alimentation indépendant . Les blocs d'alimentation, sont installés en bac 19 pouces en bas de l'armoire. Les blocs d'interface mesure comprennent : -l'automate de mesure AM Il permet l'acquisition des mesures qui sont traitées par le système de supervision CENTRALOG. Il contient : a)une unité de traitement : l'automate MPC-AM assure les fonctions suivantes : -acquisition cyclique des mesures, -détection de défaut (conversion, rupture ligne), -envoi au CENTRALOG des mesures mémorisées et défauts associés. b) un module d'acquisition analogique MAA : Comporte 16 entrées analogiques à adaptation individuelle pour thermocouples, sondes à résistance et autres signaux bas niveau ou haut niveau. -les module de prétraitement individuel de mesure :

Année 2011/2012 1

RSN : répartition de signaux normalisés ce module effectue la distribution de signaux normalisés 4_20 mA provenant soit d'un capteur, soit d'un module MSS. Il permet l'alimentation des capteurs en 24 V continu et la surveillance de la validité du signal. MSS:module de surveillance et seuils Ce module convertit en signal normalisé des signaux de mesure bas niveau ou haut niveau et délivre deux contacts de seuils par voie (4 au total),chaque voie d'entrée est isolée galvaniquement et le module permet une linéarisation des signaux. Chaque module RSN ou MSS traite 4 voies individuelles de mesure. Mise en armoire : les matériels ci-dessus sont organisés en armoire selon une distribution fonctionnelle associée aux circuits contrôlés. Chaque armoire standard peut recevoir plusieurs automates logiques ou analogique. Le regroupement fonctionnel de deux armoires (logique et analogique) constitue une « unité d'automatisme ». La modularité de construction permet, dans certains cas particuliers de regrouper dans une armoire des bacs logiques et analogiques. Chaque armoire standard inclut la distribution d'alimentation. Réseau de communication Chaque automate programmable possède deux voies possibles de communication avec des systèmes centralisés (Automate d'alarme -calculateur de supervision). Les liaisons standards sont des liaisons point à point. Différents supports de transmission sont utilisables selon la structure du système et le niveau d'isolement requis :

Année 2011/2012 1

-boucle de courant isolée -fibre optique -modem En option, une connexion à un bus grande vitesse peut être proposée. Dans ce cas, un coupleur de bus rassemble les divers automates d'une même « unité d'automatisme ».

Principes de réalisation des liaisons séries -utilisation de procédures d’échanges standardisées permettant la gestion des échanges de données sans avoir à s’occuper de l’utilisation des informations coté récepteur. -transparence de la gestion des données : une donnée disponible dans un automate réparti est susceptible d’être utilisée par un autre automate central. Au point de vue de l’utilisation, la description de l’échange s’effectue coté automate central seulement. A l’initialisation de la liaison, celui-ci effectuera automatiquement les opérations ( téléchargement de descriptif, rangement de données) permettant la gestion de la transmission. L’utilisateur n’a donc pas à manipuler des concepts du type adressage , correspondance d’adresses mais uniquement le repère géographique de l’information dans l’automate d’origine. Le mécanisme d’échange devient ainsi « transparent » pour l’utilisateur du système. -Les automates répartis sont considérés comme des « abonnés » du réseau de communication. Chacun d’eux comporte « un numéro d’abonné » dans l’installation. Chacun de ces automates possède une base de données propre constituée : • des variables d’entrée procédé (ou d’entrée de commande par boutons poussoirs ou TPL).

Année 2011/2012 1

• des variables internes générées par les automates sur instruction de leur logiciel d’application. • des variables d’entrées fictives qui sont les ordres introduits dans l’automate par l’intermédiaire du réseau de communication. • des variables de signalisation d’état associées au logiciel d’application •des variables d’état interne et aide à la maintenance. Ces bases de données sont partiellement dupliquées dans les automates centraux par l’intermédiaire du réseau de communication.

Classification des échanges de données : les échanges de données avec les automates centraux sont classés en plusieurs catégories : Echanges de conduite : TC : télécommande =envoi d’une information logique depuis un automate central (AD) ou un CENTRALOG. TVC :télé valeur de consigne=envoi d’une valeur numérique depuis un système superviseur. Ces informations constituent des « entrées fictives » d’un automate réparti. TS : télésignalisation=envoi d’une information logique vers un système centralisé. Une TS est dite datée lorsqu’elle est émise avec un code indiquant l’heure du changement d’état, cette heure étant associée à l’information par l’automate émetteur.

Année 2011/2012 1

TVN : télé valeur numérique=envoi d’une valeur de mesure numérisée vers un système centralisé (équivalant à une suite de TS transmise simultanément de façon indissociée). Ces valeurs sont généralement échangées cycliquement selon une périodicité fixée par le destinataire. Echanges de configuration : Il s’agit de messages internes destinés à configurer les liaisons (par exemple indiquer à l’émetteur ce qu’il doit transmettre). Echanges d’aide à la maintenance : Transmission des informations de défauts pour visualisation. Messages de service contrôle liaisons, synchronisation, suivi de séquence) Seuls les premiers types d’échanges sont connus des programmes d’application. Ce sont les échanges procédé. Les autres messages étant appelés échanges système. Mode de réalisation des échanges de données par liaison série Les échanges de données par liaison série s’effectuent par envoi de télégrammes entre les partenaires de l’échange. Un télégramme porteur du message à acheminer est constitué par une trame dite enveloppe contenant le message utile ainsi que les indications nécessaires pour identifier le message et les indications ou redondance nécessaires pour contrôler la validité du message. Cet envoi de télégramme est soumis en outre à une procédure d’envoi consistant à émettre un accusé de réception. Les messages échangés sont : -soit des envois d’informations procédé ou défaut système, -soit des envois de message de contrôle de configuration, de service du système (accusé de réception, synchronisation horaire, téléchargement…).

Année 2011/2012 1

Les échanges avec le superviseur sont organisés de sorte que la description des messages échangés soit entièrement transparente pour l’utilisateur. Liaison avec AA/AI : Une information source dans un automate est décrite dans la base de données du superviseur par son repère normalisé et par le numéro d’automate source et son rang dans l’automate (numéro de variable). A l’initialisation d’une liaison, le superviseur qui a son accès potentiel à l’ensemble des variables du système positionne, par messages de téléchargement, un indicateur associé à chaque variable dont il est utilisateur effectif. Après initialisation, seules les informations nécessaires au superviseur lui sont transmises sur changement d’état. -Liaison avec AM : Le superviseur, à l’initialisation de la liaison, indique, pour chaque mesure, sa cadence de scrutation. Après initialisation, le superviseur reçoit cycliquement le résultat des relevés cycliques de mesure. Il peut modifier par message de téléchargement le cycle de scrutation d’une voie. Les informations de défaut système (visualisées par le superviseur) sont déduites de la configuration des automates. Les ordres (télécommande ou télé consigne) sont transmis selon une procédure prioritaire.

Performances : les échanges avec les superviseurs ou automates d’alarme permettent d’obtenir les performances ci-dessous : -respect de la chronologie des événements datés : le message en provenance des AI (ou AM) contient la date de l’événement (ou de la campagne). Le superviseur assure la remise en chronologie des événements reçu de différents automates. -temps de réponse vis-à-vis de l’opérateur : un événement provoquant un changement d’état sur une image de conduite affichée par l’opérateur où une alarme est perçue par l’operateur (visualisée) avec un retard de l’ordre de 1 seconde maximum.

Année 2011/2012 1

-Les valeurs sélectées pour visualisation instantanée (mesures) sont rafraichies à une cadence cuisine de la constante de temps de la mesure avec un cycle de 1 seconde maximum. -Les valeurs sélectées pour affichage historique sont mise à jour à la cadence sélectée pour historique. -L’envoie d’un ordre est effectué en moins d’une seconde (entre la validation de l’ordre par l’opérateur à l’écran et l’envoi de l’ordre au procédé). Autrement dit, la structuration de données dans le système est entièrement cohérent : -chaque automate réparti contient sa propre base de données, -les données sont dupliquées à travers les liaisons série dans le superviseur ou l’automate d’alarmes (partiellement, l’automate d’alarmes ne traite pas les mesures). La gestion des données est centralisée dans le système superviseur (ou automate d’alarmes), le système T20 est aussi un système intégré à « base de données réparties à gestion centralisée ». Alimentation générale : L’alimentation des automates répartis s’effectue à partir d’une source 48V courant continu. Selon le niveau de disponibilité requis, cette source peut être doublée au niveau de la production et de la distribution pour double alimentation des unités d’automatisme . Les sources nécessaires sont distribuées au niveau de cellules de sous distribution intégrant les dispositifs d’isolement d’isolement et de contrôle d’isolement du réseau de câbles connecté. Organisation standard des câblages : En armoire normale, un compartiment câblage est prévu pour la connexion des câbles procédés.

Année 2011/2012 1

Deux technologies sont utilisables en standard pour le raccordement des câbles procédé : -raccordement pour câble 0.22 mm² à 1.5 mm² en technique vissée -raccordement pour câble 1 mm² (technique maxi termi-point ). Les modules sont raccordés aux éléments de raccordement de la cellule de raccordement de l’unité d’automatisme, par des câbles souples munis de connecteurs individuels. Repérage des informations dans les automates programmes-principe : Les informations sont repérées dans le système : -par un repère normalisé(ERE P,KKS…) dit aussi « repère mécanicien ». Ce repère sert à l’identification de chaque item capteur ,actionneur …). Le système de supervision permet l’usage de ce repérage pour la désignation des organes et constitution de sa base de données. Il assure également le transcodage avec le repère géographique ci-dessous : -par un repère géographique c’est-à-dire le numéro d’ordre de l’information dans un automate. Par exemple, une information d’entrée sur un automate CONTROBLOC T20 est repérée : -par le numéro d’automate , -le numéro du bac de l’automate, -le numéro du module dans le bac, -le numéro d’entrée sur le module. Moyens et langages de programmation : Les automates sont programmés en langage orienté procédé : Grafstep : automates logiques (booléen et macro-instructions )

Année 2011/2012 1

Graf Z

: automates de régulation (mini-schéma de régulation)

A l’aide de valises (consoles) de programmation. Le système est compatible les moyens CAO des bureaux d’études .

Datation : les automates CONTROBLOC T20 gèrent la datation des changement s d’états. L’heure des automates est synchronisée un automate centrale avec priorité pour la synchronisation à une des liaisons selon la hiérarchie cidessous. 1-calculateur de supervision 2-automate d’alarme 3-heure « locale » sur horloge interne de l’automate. En cas de conflit entre 2 calculateurs ou 2 automates d’alarme, la priorité est à la liaison n° 1. Contrôle des isolements par rapport à la terre : Les système tolère un premier défaut de terre sans rupture de fusible. Il est possible de détecter un défaut d’isolement par les dispositifs classiques de contrôle continu d’isolement sur le réseau continu. Par injection de courant alternatif il est possible alors de trouver la liaison en défaut à l’aide de dispositifs portatifs. Les réseaux tout ou rien et mesure haut niveau sont séparés de sorte à faciliter la maintenance d’isolement.

Année 2011/2012 1

Phase 2 :

Evaluation de l’aptitude du nouveau système contrôle P320 de remplacer le T20

ALSTOM Power dispose d’une expérience éprouvée dans le secteur des Systèmes de Contrôle Commande destinés à l’industrie de production d’énergie. Sur les 25 dernières années, Ils ont équipé plus de 500 centrales thermiques, hydrauliques et nucléaires. Tirant profit de sa connaissance approfondie en matière de procédés de production d’énergie, ALSTOM Power a mis au point un système complet de contrôle commande et d’instrumentation fournissant aux centrales électriques un outil moderne de d’exploitation : le système ALSPA P320®.Le système ALSPA P320® a été conçu pour assurer les fonctions suivantes à partir de la salle de commande: -démarrage de la centrale, -exploitation normale, -arrêt normal, -opérations d’urgence, -supervision des paramètres liés au procédé. Le système de contrôle commande fonctionne conformément aux exigences suivantes:

Année 2011/2012 1

-sécurité de l’équipe chargée de l’exploitation et de la maintenance de la centrale, -sécurité de la centrale durant les phases principales d’exploitation (démarrage, arrêt, incidents, régime établi, maintenance), -taux maximal de disponibilité et de rendement de la centrale, -exploitation optimale de la centrale avec une équipe de spécialistes réduite au minimum. En outre, le système de contrôle commande fournit à l’opérateur des informations détaillées sur l’état du procédé et lui permet de le commander depuis la salle de commande. Le système utilise une technologie à base de microprocesseurs distribués dans les équipements de contrôle et de supervision de la centrale. Il réalise les fonctions de commandes logiques (séquentielles) et de régulation, la gestion des alarmes, les protections, les verrouillages et la supervision de la centrale ainsi que les autodiagnostics du système ALSPA P320® est un Système de Contrôle commandes flexible et distribué épousant parfaitement le procédé de production d’énergie. Concepts de base - Le procédé se compose de différents systèmes élémentaires (systèmes mécaniques fonctionnels) de niveaux de complexité différents. Le niveau d’automatisation est défini par l’architecture mécanique selon les caractéristiques de chaque système. La structure d’automatisation reflète la structure hiérarchique des divers niveaux du procédé afin de satisfaire aux exigences de sécurité, disponibilité et facilité d’exploitation. En règle générale, chaque système élémentaire est contrôlé séquentiellement et l’exploitation est menée par l’exploitant à partir du poste opérateur via des options sélectionnées et des ordres de marche ou d’arrêt. ALSPA P320® met en œuvre les principes suivants sur une base fonctionnelle. Niveaux de contrôle : On peut commander chaque système élémentaire selon trois niveaux de commande: -niveau actionneur, -niveau sous-groupe / groupe fonctionnel, -niveau automatisation intégrale.

Année 2011/2012 1

C’est une stratégie hiérarchisée a été adoptée en ce qui concerne le contrôle de la centrale, des équipements principaux et de leurs auxiliaires. Comme ces niveaux sont organisés hiérarchiquement, toute action à un niveau supérieur libère l’opérateur de toute action aux niveaux inférieurs : Niveau actionneur :

Ce niveau représente l’interface entre le système de contrôle-commande et le procédé. La fonction du niveau actionneur est de commander et superviser un organe spécifique du procédé, tel que moteurs, actionneurs et électrovannes. Il n’y a pas à ce niveau de lien séquentiel automatique entre les objets. Chaque organe ou actionneur est démarré / arrêté par l’opérateur qui actionne ses commandes individuelles. Seuls les verrouillages de sécurité et de protection sont préservés. On peut définir des critères Marche/Arrêt pour chaque actionneur/moteur. Chaque équipement/actionneur commandé ou supervisé par le CENTRALOG, l’interface homme/machine d’ALSPA P320, est fourni avec une logique de suivi qui affiche son statut dans la salle de commande principale. Niveau groupe/sous groupe fonctionnel :

Chaque groupe fonctionnel comprend un certain nombre d’équipements et d’actionneurs (moteurs, électrovannes, vannes motorisées, vannes de régulation, etc…) qui sont fonctionnellement associées. A ce niveau on trouve des commandes logiques, des boucles de régulation, des fonctions de protection, des commutateurs de choix entre des équipements redondants et des commandes automatiques permettant à l’opérateur de se libérer de toute action répétitive, d’éviter les erreurs dans les cas d’urgence et de préserver la durée de vie de l’équipement. Les commandes de groupe fonctionnel permettent à l’opérateur de ne pas avoir à utiliser les commandes individuelles de chacun des équipements. Il y a trois types principaux de groupes fonctionnels:

Année 2011/2012 1

1 - commandes séquentielles permettant la mise en service ou l’arrêt automatique d’un ou plusieurs systèmes élémentaires (un système élémentaire peut alors correspondre à un sous-groupe) par l’opérateur, 2 - actions automatiques pendant la marche normale de l’installation telles que reprises en secours entre actionneurs redondants, mise en marche ou arrêt d’actionneurs en fonction de paramètres physiques, fonctions de régulation, 3 - actions automatiques provoquant le transfert de l’installation vers un état stable différent, surtout utilisé pour les actions de repli en cas de marche en régime dégradé. Le niveau de groupe fonctionnel reçoit ses commandes soit d’un niveau supérieur ou directement de l’opérateur. On peut définir un niveau de sous-groupe fonctionnel chaque fois qu’un sous ensemble d’équipements ou d’actionneurs (avec démarrage séquentiel) est mis en œuvre. Dans ce cas le niveau de groupe fonctionnel agit sur le niveau de sous-groupe (commande de reprise en secours entre des sous-groupes fonctionnels redondants). L’opérateur peut inhiber un groupe fonctionnel ou un sous-groupe fonctionnel. Cette fonctionnalité permet de suspendre la commande automatique du groupe sans arrêter les équipements et/ou actionneurs du sous-groupe fonctionnel. Dans ce mode, le groupe fonctionnel n’est plus actif. Chaque groupe ou sous-groupe fonctionnel est associé à une logique de supervision qui gère l’affichage de son statut en salle de commande. Niveau automatisation intégrale :

Il s’agit du plus haut niveau d’automatisation d’une centrale. A ce niveau, on trouve 4 fonctions principales : - Séquence de démarrage de tranche, - Séquence d’arrêt de tranche, - Séquence de repli de charge sur départ, - Régulation de blocs. Architecture

Année 2011/2012 1

Description : CONTROBLOC : Année 2011/2012 1

La cellule d’automatisme CONTROBLOC qui est constituée de contrôleurs multifonction C80-75 et de contrôleurs de terrain CE2000 propose une large gamme de fonctions spécialement développées pour le contrôle et la supervision des centrales électriques: - séquences automatiques Marche/Arrêt des éléments principaux de la centrale, - commande analogique standard et avancée, - verrouillage, restitution de signaux associés au contrôle du procédé et alarmes, - acquisition des données du procédé, - validation des données reçues des capteurs et restitution vers les actionneurs, - datation des événements et mesures d’échantillons. CENTRALOG : Le système CENTRALOG est l’élément principal de la salle de commande, il intègre des fonctions de contrôle et de supervision de la centrale via des vues d’écran ainsi qu’une aide pour l’opérateur pour pouvoir réaliser des analyses détaillées du procédé. Afin de satisfaire les exigences fortes du contrôle et de la supervision du procédé de production d’énergie, CENTRALOG est équipé de composants matériels standard soigneusement sélectionnés, de logiciels de haute qualité qui fournissent une interface homme/machine (IHM) à l’ergonomie attrayante, ainsi que des performances dynamiques et une large gamme de fonctions d’exploitation d’un haut niveau de fiabilité. Le système propose une bibliothèque de calculs standards, des simulations de procédé et des fonctions de gestion de production. CENTRALOG permet la supervision à distance. Le système stocke une quantité très importante de données et permet ensuite leur exportation en mode local ou distant. Il assure également l’interfaçage avec les logiciels de bureautique du site et avec les sites externes. On peut utiliser CENTRALOG à la fois pour une supervision globale depuis la salle de commande et pour une supervision locale au niveau des cellules d’automatismes.

Année 2011/2012 1

CONTROCAD : L’atelier d’ingénierie CONTROCAD met à votre disposition les outils et services nécessaires à l’implémentation de toutes les fonctions de contrôle et de supervision du système. CONTROCAD est une application multi-utilisateurs et multi-sites composée d’un ensemble de d’utilitaires autorisant une programmation répartie. Sur site on s’en sert pour régler et déboguer le procédé. La documentation relative à un projet est automatiquement générée et mise à jour avec une gestion des versions des programmes d’application. CONTROCAD prend en charge la gestion de l’allocation des E/S et fournit des utilitaires de mise en service et de maintenance du système. RESEAUX :

Le bus de terrain F8000 utilise la technologie World FIP et est conforme à la norme EN50170. Le réseau d’unité S8000 utilise un protocole Ethernet rapide sécurisé (100 Mb/s) pour la transmission des données dans toute la centrale en temps réel. Ces réseaux ouverts offrent une large gamme de protocoles de communications externes (ICCP, IEC60870.5, TCP/IP, Modbus, Modbus TCP, Lien série, Ethernet, Internet, Intranet). Redondance :

Année 2011/2012 1

Le système ALSPA P320 est un système ouvert car il peut communiquer via des passerelles avec des systèmes externes : - passerelle CSS-F permettant de connecter CENTRALOG à des cellules d’automatismes autres que celles d’ALSPA P320, - passerelle CSS-G permettant de connecter CENTRALOG à des applications extérieures de type SCADA. ALSPA P320 autorise les Année 2011/2012 1

communications par l’intermédiaire des protocoles suivants :

-CONTROBLOC est dédié au niveau des cellules d’automatismes ALSPA P320. CONTROBLOC assure les fonctions suivantes : - Commande : · Commande logique et actions automatiques garantissant la continuité de fonctionnement, · Commande individuelle centralisée, verrouillage des actionneurs, · Commande de boucle de régulation. - protection : voir paragraphe 6.4.2. - acquisition d’informations: · Acquisition de données logiques et analogiques, · Détection et horodatage des changements d’état (général et séquence d’événements) des variables logiques, · Horodatage périodique des variables analogiques, · Traitement des alarmes, · Prétraitement et transmission des données aux équipements de l’interface homme/machine (CENTRALOG). - communication : · gestion des échanges par le réseau de communication inter-automates (S8000) et par le réseau de terrain (F8000), · gestion de la redondance réseau. Année 2011/2012 1

-Caractéristiques principales La cellule d’automatismes CONTROBLOC est un dispositif électronique entièrement programmable qui bénéficie de l’expérience mondiale d’ALSTOM dans le secteur de l’automatisation pour le marché de l’énergie. Le système de cellules d'automatismes ALSPA P320, de conception modulaire, comprend trois parties principales : - contrôleur multifonction C80-75, - contrôleurs de terrain CE2000, - connexions réseau. Les caractéristiques principales de la cellule d’automatismes ALSPA P320 sont les suivantes : - sécurité, - redondance, - simplicité d’exploitation et de maintenance. Redondance appropriée : La technologie éprouvée mise en œuvre dans la construction de la cellule d’automatismes ALSPA P320 garantit une fiabilité excellente et une grande disponibilité. Une disponibilité maximale est atteinte grâce à la redondance de l’UC du C80-75 (normal et veille). La cellule d’automatismes ALSPA P320 comprend les redondances suivantes : - redondance du contrôleur multifonction C80-75 (UC, unité de communication, alimentation), - redondance du lien de communication entre les deux C80-75, - redondance du réseau F8000, - redondance du contrôleur de terrain CE2000 et de son alimentation. L’unité centrale maître commande les cartes E/S. En cas de défaillance de l’UC maître, l’UC de secours prend en charge la commande des cartes E/S. L’UC maître transmet en continu l’état du procédé à l’UC de secours pour qu’elle puisse prendre le relais sans à-coups. Fonctionnement simple et maintenance : Année 2011/2012 1

Grâce à l’emploi de microprocesseurs puissants il est possible de disposer : - d’une configuration complètement programmée donnant toute flexibilité quant aux modifications et réglages durant les tests et le fonctionnement de la centrale, - d’une détection immédiate et de la localisation des défaillances des équipements; la réparation se fait en remplaçant le module reconnu défaillant. Cette procédure ne requiert aucune compétence spécifique en électronique, - de la possibilité d’insérer ou de retirer tous les modules E/S sous tension. Structure matérielle : Chaque cellule d’automatismes ALSPA P320® se compose comme suit : - Une baie pour le contrôleur multifonction C80-75 (6U de hauteur), en configuration redondante. La baie C80-75 abrite deux contrôleurs C80-75 identiques raccordés par une connexion dédiée qui garantit la cohérence des contrôleurs redondants. Chaque contrôleur C80-75 abrite le module de traitement, les modules de communication réseau et le module d’alimentation correspondant. - Les bacs d’E/S CE2000 (6U de hauteur), comportent chacun 16 emplacements pour des modules E/S. Chaque contrôleur d’E/S CE2000 comprend : · deux modules UC en configuration redondante, pour le traitement des E/S et de la communication avec le contrôleur multifonction C80-75 via le bus de terrain F8000 (protocole World fip standard), · Deux modules d’alimentation redondants, qui fournissent le 12 V CC et 5 V CC aux modules UC et E/S, · Un maximum de 16 modules E/S selon le nombre et le type d’E/S traitées par les cellules d’automatismes CONTROBLOC, · Les borniers procédé, un par module E/S qui servent à connecter les câbles du procédé aux modules E/S. Pour réduire les longueurs de câbles, on peut délocaliser des bacs d’E/S CE2000 dans la centrale, à proximité du procédé, dans une armoire adaptée et climatisée si les conditions ambiantes l’exigent. Les cellules ALSPA P320 sont logées dans des armoires ALSPA P320.

Année 2011/2012 1

Structure matérielle C80-75 :

Les principaux modules qui constituent un contrôleur multifonction C8075 sont : - l’unité centrale de traitement, - les coupleurs réseau, - l’alimentation.

L’unité centrale : C’est un module logique et arithmétique avec un processeur à virgule flottante. Caractéristiques de l’UC : - microprocesseur Intel 80486DX4 - fréquence : 96 MHz, - mémoire utilisateur : 6 MB, - mémoire globale : 8 MB, Ses fonctions incluent l’exécution d’instructions séquentielles et arithmétiques, de calculs simple précision de nombres réels, l’adressage de la mémoire programme, le traitement des diagnostics, la gestion de la communication avec les CE2000, la gestion des interruptions, la gestion de la redondance, et la communication avec l’outil d’ingénierie

Année 2011/2012 1

CONTROCAD pour permettre l’affichage des états et des variables, les modifications de paramètres et le forçage d’état. Les coupleurs réseau : - Interface réseau Ethernet pour la gestion de la procédure d’accès et la transmission sur le réseau S8000. - Interface réseau World fip pour la gestion de la procédure d’accès et la transmission sur le réseau F8000. L’alimentation Module d’alimentation fournissant le 12 V CC, 5 V CC et -12 V CC au contrôleur C80-75. Capacité du contrôleur C80-75 : - 6 Méga-octets de mémoire utilisateur (mémoire secourue par piles). - Maximum de 12 bacs E/S CE2000 par C80-75. - 4800 entrées/sorties logiques ou 1200 entrées/sorties analogiques. - Durée de traitement: 0.4 μs par instruction booléenne. L’ordonnanceur d’application en temps réel permet un fonctionnement multi cycles du C80-75; typiquement: - commande logique : 100 ms, - commande de régulation : 300 ms. Les changements d’état d’entrées logiques acquises par les modules d’entrée binaires sont généralement horodatés à une résolution de 1 ms. Les changements d’état sont validés par filtrage. Les informations acquises par la liaison série Modbus (si présente) sont horodatées selon le cycle du contrôleur C80-75. Structure matérielle CE2000 :

Année 2011/2012 1

Les trois principaux modules constituant un bac d’E/S CE2000 sont : - l’unité centrale, - l’alimentation, - les modules E/S. L’unité centrale : L’unité centrale gère les modules E/S insérés dans le bac CE2000 ainsi que la communication avec le contrôleur multifonction C80-75 via le réseau F8000. L’UC CE2000 assure les principales fonctions suivantes : - acquisition d’entrées logiques, - acquisition d’entrées analogiques, - filtrage, - détection des changements d’état et horodatage, - traitement des variables battantes, - traitement des sorties logiques, - traitement des sorties analogiques, - échange de données sur le réseau F8000, - synchronisation horaire, - gestion de la redondance, - gestion des défauts, - test des modules E/S. Caractéristiques de l’UC :

Année 2011/2012 1

-

processeur Motorola 68040, 32 bits fréquence : 33 MHz mémoire flash : 4 Méga-octets mémoire des données de configuration : 2 Méga-octets mémoire d’amorçage : 512 Kilo-octets mémoire DRAM : 4 Méga-octets

- L’alimentation Module d’alimentation fournissant le 12 V CC et 5 V CC à l’UC et aux modules E/S.

Les modules E/S :

Année 2011/2012 1

Année 2011/2012 1

Chaque module E/S s’insère dans un emplacement individuel sur l’une des 16 positions offertes sur le bac d’E/S CE2000. Chaque module E/S est raccordé aux câbles du procédé par un bornier inséré dans le bac d’E/S du CE2000, à l’arrière de son module E/S. Le raccordement des câbles E/S est assuré par des bornes à ressort. La section des conducteurs conseillée est de 0,5 mm2 avec un maximum absolu de 1,5 mm2. Système (CSS-F) : La passerelle CSS-F fournit une interface d’échange de données entre le réseau S8000 et tout équipement d’un système tiers par liaison série ou Ethernet (autre protocole que Modbus). La passerelle est basée sur un PC industriel fonctionnant sous Windows. Elle assure l’interface entre le système superviseur (CENTRALOG) et les autres contrôleurs connectés au même réseau. Voir point 1.5. Pour tous les protocoles mis en œuvre. La passerelle CSS-F peut être redondante afin d’accroître la fiabilité de l’interface. Arrangement des armoires & alimentations : Structure matérielle des armoires ALSPA P320 : La cellule d’automatismes CONTROBLOC est installée dans des armoires ALSPA P320 dont les caractéristiques sont les suivantes : - hauteur : 2 180 mm, - profondeur : 900 mm, - largeur : 800 mm, - niveau de protection : IP32 (IEC 60529). - entrée de câble : par le bas. L’armoire ALSPA P320 est équipée de portes avant et arrière permettant d’accéder facilement aux modules (par l’avant) et au câblage (par l’arrière). Elles sont équipées d’une ventilation, d’un chauffage, d’un éclairage, d’une prise de courant et d’un thermomètre. Une armoire ALSPA P320 peut contenir au maximum : Année 2011/2012 1

- une baie de contrôleur multifonction C80-75, - trois bacs d’E/S CE2000. Lorsque la configuration de la cellule d’automatismes CONTROBLOC requiert plus de 3 bacs d’E/S CE2000, les autres bacs sont montés dans des armoires ALSPA P320 supplémentaires.

Sources d’alimentation pour la cellule d’automatismes ALSPA P320 - alimentation pour équipements électroniques L’alimentation externe (2 sources) devra avoir les caractéristiques suivantes: 230 V CA ou 120 V CA + 10%, - 15% (50 ou 60 Hz + 5%). Les tensions stabilisées 12 V CC / 5 V CC / -12 V CC pour équipements électroniques sont produites par les modules internes d’alimentation (pour C80-75 et CE2000) qui sont dupliqués pour assurer la redondance.

Année 2011/2012 1

Une alimentation 230 V CA ou 120 V CA sans coupure est nécessaire. Pour assurer la redondance, il faut prévoir deux alimentations indépendantes. - alimentation pour les cartes logiques et analogiques d’interface du procédé. Une alimentation externe 24V/48V CC (+ 10%, - 20%) (2 sources) isolée de la terre est requise pour l’interrogation des contacts, les transmetteurs haut niveau et les signaux de sortie. Les cellules d’automatismes ALSPA P320 ne sont pas affectées par des creux de tension de 20 ms ou moins. Interfaces ALSPA P320 pour appareils électroniques intelligents : Le système ALSPA P320 peut également intégrer les accessoires suivants: - appareils Hart, - dispositifs FFH1 et Profibus, - protections électriques. Appareils Hart : Les évolutions dans les domaines des instruments, des appareils d’analyse et de la technologie des vannes conduit à une migration vers des appareils « intelligents » avec utilisation de microprocesseurs. Les instruments analogiques de technologie Hart envoient deux signaux : un signal 4- 20 mA et un signal numérique en superposition à une fréquence qui n’a pas d’impact sur la mesure. Ce signal numérique contient une large gamme de données internes à l’instrument. Le DI80, interface Hart avec le système ALSPA P320® est connecté au contrôleur multifonction C80-75 par le bus de terrain F8000. L’instrument est réglé à distance par le protocole numérique Hart grâce à un terminal portable ou via le logiciel centralisé multiplexé AMS d’Emerson, outil de gestion des instruments et de maintenance préventive.

Année 2011/2012 1

On utilise le même câblage que pour les appareils analogiques, ce qui est particulièrement intéressant lorsque l’on remplace de vieux capteurs. On peut donc combiner les capteurs analogiques traditionnels et les capteurs numériques. Un boîtier de connexion installé localement permet de raccorder jusqu’à 8 instruments intelligents ainsi que les alimentations de ces capteurs. Deux types de configuration sont possibles : - acquisition de 8 entrées 4-20 mA avec l’interface Hart associée, - acquisition de 6 entrées 4-20 mA, et restitution de 2 sorties 4-20 mA avec l’interface Hart associée, Le boîtier de connexion DI80 alimente la ligne 4-20 mA (et le capteur associé), convertit le signal 4-20 mA (conversion inverse pour les sorties de commandes) et encapsule le signal de commande avec les fonctions de contrôle dans le trafic déterministe du bus de terrain F8000. Les messages Hart se superposent au trafic F8000 et sont décodés par le logiciel AMS.

Année 2011/2012 1

Dispositifs FFH1 et Profibus : Le DI-OPC est une passerelle permettant de connecter la cellule d’automatismes ALSPA P320 aux appareils et instruments raccordés à différents bus de terrain tels que FFH1 ou Profibus. DI-OPC utilise une interface standard OPC et autorise des connexions telles que : - Profibus DP/PA, - FFH1, - Protocoles utilisant OPC.

Protections électriques numériques : L’intégration de protections électriques dans les systèmes supervisant la distribution d’électricité et les sous-stations a conduit à la connexion de ces fonctions au bus de terrain F8000. Cette solution fait appel au protocole IEC60870-5 profil 103, spécialisé dans les interfaces de protection numérique. Ainsi ce protocole peut être utilisé par des protections de provenances diverses sans avoir à modifier le système. Année 2011/2012 1

L’interface DI103 est connectée au contrôleur multifonction C80-75 par un bus F8000.

Cette connexion permet : - l’accès aux données internes des relais pour supervision (données logiques et mesures), - l’échange de données non critiques en termes de temps entre la cellule d’automatismes et les relais de protection (configuration des choix d’exploitation, ex. réinitialisation automatique ou pas, etc...). Les protections sont raccordées par l’intermédiaire d’une liaison RS 485 d’une capacité de 9,6 ou 19,2 kb/s. Les options fibre optique permettent d’ajouter un ensemble de connecteurs fibre optique pour un maximum de 4 connexions câblées. Une unité d’interfaçage DI103 gère jusqu’à 8 protections. L’unité accepte des tensions d’alimentation de 48 V CC ou 125 V CC. Une liaison spéciale entre les relais de protection et le logiciel de configuration et d’observation associé à chaque relais (y compris pour le traitement des perturbations intégré au relais) permet de déboguer et le suivi depuis un poste centralisé (qui peut être intégré à un poste de supervision ou un poste de configuration). Les liaisons à déclenchement rapide sont câblées directement à partir des relais de protection.

Année 2011/2012 1

Tests de fabrication d’ALSPA P320 : Le processus conduisant à la phase finale « prêt pour test d’acceptabilité » du système ALSPA P320 comprend les phases suivantes : - fabrication des équipements, - Tests des équipements et logiciels d’application. Chacune de ces phases est réalisée en conformité avec le système qualité d’ALSTOM Power qualifié par LRQA comme satisfaisant aux exigences des normes suivantes: - NF EN 29001 - ISO 9001 pour les activités d’ALSTOM Power (la totalité du système ALSPA P320), - NF EN 29002 - ISO 9002 pour les systèmes de contrôle commande d’ALSTOM Power (partie spécifique concernant la fabrication d’ALSPA P320 CONTROBLOC et les activités de contrôle). De plus, les tests d’évaluation sont réalisés afin de qualifier les composants du système. Les rapports correspondants à ces tests sont disponibles sur site pour consultation. Les tests d’évaluation sont réalisés sur des unités représentatives typiques concerné et ne sont pas reconduits sur les équipements propres à un projet. Ce chapitre s’intéresse plus particulièrement aux tests réalisés sur : Année 2011/2012 1

- Les cellules d’automatismes CONTROBLOC®, équipements et logiciels d’application, - Le CENTRALOG , équipements et logiciels d’application. Tests des cellules d’automatismes CONTROBLOC : Les tests des cellules d’automatismes sont menés en deux phases : - tests de fabrication concernant les équipements et les programmes système ; ce sont des tests standard qui sont gérés indépendamment du processus de projet, - tests d’application spécifiques aux applications du projet et destinés à prouver que chaque fonction logique ou boucle de régulation programmée satisfait aux exigences fonctionnelles. Tous ces tests sont enregistrés dans des « Rapports de Tests ».

Tests de fabrication du CONTROBLOC : Les tests de fabrication sont susceptibles d’être réalisés à trois différentes étapes de fabrication des équipements matériels des cellules d’automatismes : - durant la production des sous-ensembles ou des modules, - durant l’assemblage, - avant livraison au client. Les tests de fabrication sont réalisés indépendamment du projet. Le paragraphe suivant décrit les étapes des divers tests de fabrication. fabrication des armoires ALSPA P320 : Les armoires ALSPA P320 sont vérifiées et testées en conformité avec les plans et spécifications de fabrication et d’assembalge en vigueur. Les vérifications et tests suivants sont effectués : - Serrurerie · taille, angle, entre-axe, Année 2011/2012 1

· portes, verrous, clés, · protection EMC, · peinture (épaisseur, adhérence, couleur, aspect). - Assemblage de l'armoire · Inspection du montage correct de la fixation du bâti, de la baie C80-75 et des bacs E/S CE2000, · Inspection du câblage, raccordements, fixation, section, dimension, type et repérage des câbles et du réseau. - Electricité · Tests diélectriques, · Tests d’isolement, · continuité à la terre, · distribution électrique (alimentations, éclairage, ventilation, chauffage). Les certificats et rapports de tests sont établis pour chaque armoire ALSPA P320. fonctionnels de la cellule d’automatismes ALSPA P320 : On procède à la vérification fonctionnelle de chaque cellule d’automatismes en insérant les modules électroniques C80-75 et CE2000 dans les baies C80-75 et E/S CE2000 et en mettant la cellule sous tension puis en chargeant un programme standard dans le contrôleur multifonction C80-75 et en vérifiant qu’il n’y a pas de rapport d’erreur. Les fonctions suivantes sont exécutées : - démarrage et auto-test des C80-75, - démarrage et auto-test des CE2000, - Communication sur réseau F8000, - test de redondance du C80-75 et CE2000. Des certificats de tests sont établis pour chaque cellule d’automatismes ALSPA P320. logiciels d’application CONTROBLOC : Les tests des logiciels d’application de chaque cellule d’automatismes ALSPA P320 sont réalisés durant la phase d’études. Ces tests sont spécifiques aux applications projet. Ils comportent deux phases consécutives : - Vérification que le logiciel d’application de la cellule d’automatismes fonctionne conformément aux exigences du procédé : Année 2011/2012 1

· Vérification des séquences « démarrage » et « arrêt », · vérification des commandes individuelles, · vérification des commandes de protection, · vérification des commandes de secours, · vérification du suivi des informations. - Vérification de l’impact des modes dégradés : · défaillance de l’alimentation, · défaut de l’équipement. Tous ces tests se font par le biais d'un programme de simulation des cartes E/S CE2000 du procédé en utilisant l'outil CONTROTEST. L’outil de simulation CONTROTEST® remplace les UC CE2000 et les modules E/S. Il utilise un programme de simulation (SI80) exécutable sur un PC standard qui se connecte au contrôleur multifonction C80-75 via le réseau F8000. Les schémas synoptiques, suivis de séquence et affichage des alarmes sont testés durant cette phase sur un poste CENTRALOG® connecté au contrôleur multifonction C80-75. Les derniers ajustements du système de contrôle-commande se font au démarrage sur site; l’optimisation des principales variables contrôlées du procédé se fait par identification et calcul mathématique des divers réglages (gain, action intégrale, action dérivée, action directe secondaire). Une fois que les tests et vérifications sont terminés et qu’ils ont donné satisfaction, un rapport de test individuel certifiant la conformité aux spécifications est établie. Toutes ces inspections et ces tests sont réalisés conformément aux standards du fabricant. Quelques spécifications du système ALSPA P320:

Le système ALSPA P320 est un système de remplacement proposé qui assure : • Un temps de réponse rapide. • Ouvert pour une technologie d'évolution. • L'unité de réseau est mise à jour à 100 Mbs. • Les stations d'opérateur sont des PC sous Windows -7. Année 2011/2012 1

• Il permet d'ajouter d'autres automates, de la turbine, des by pass HP&BP,etc pour une future extension et pour résoudre un problème d'obsolescence. • Les écrans sont des Flat screen TFT de 24". • La prise en compte des automates de mesure. • Gestion de redondance de la liaison des CSS-F. • La synchronisation horaire par top minute. • Acquittement et sortie klaxon. • Un réseau commun aux deux unités et qui relie les deux stations opérateur.

1-Etude technico-commerciale : Le système ALSPA P320 va apporter : Le stock actuel de sécurité dépasse le stock des composants de T20, l'annexe 9 montre l'état actuel de stock. • Accès aisé des opérateurs aux informations. • ALSTOM propose des architectures combinées : ALSPA P320

Année 2011/2012 1

• Redondance des stations du nouveau CONTROBLOC. • Avec ALSPA on peut avoir la possibilité de faire la télémaintenance de distance du système par des informaticiens spécialisés. • Continuité de fabrication des modules d'ALSPA assurée pour l’avenir. • Meilleurs

gestion

de

l’archivage

(Importante

Autonomie

des

stockages des informations, accès facile aux anciens évènements, tendances). • L'archivage des informations seront sur disque et seront exportable et exploitable pour l'étude et analyse. • Facilité de diagnostic lors d’un incident (localiser vite l’origine du défaut) Suivi des tendances juste avant l’incident (notion de perturbographie). • Faciliter d’ajout ou de modification des programmes tournants • Sûreté de fonctionnement, (réseaux, déterministes, redondance, autotests). • Améliorer la disponibilité de la centrale grâce à une meilleure présentation des informations. • Améliorer la performance de la centrale par des fonctions additionnelles (calculs de performances et rendements). • Fournir des pièces de rechange pour des langues durées.

Année 2011/2012 1

Phase 3 : Etablissement d’un plan prévisionnel de la réalisation du projet Ce chapitre a pour but d’apporter un éclairage particulier sur la faisabilité et la réalisation du projet en s’appuyant sur l’identification de quelques travaux pouvant être réalisé par un technicien de maintenance. I-Etude de faisabilité du projet: 1-Sur le plan matériel du produit utilisé : D'après ALSTOM le produit est accessible et disponible, et après la commande et l'élaboration de contrat, elle s'engage à fournir les composants du système dans un délai de 6 mois. 2-Sur le plan du personnel : En plus de spécialiste de la mise en service du système ALSPA P320, la société JLEC a des compétences et à la disponibilité des personnes capables d'exécuter et de gérer ce projet, on cite comme exemple la réussite de l'équipe projet de la mise à jour du système de mesures mécanique (vibration de groupe GTA) dans les unités 1&2 par la société Bruel et l'équipe I&C. 3-Sur le plan financier : Le travail effectué dans cette première phase à donner des informations précises sur notre besoin, et suite aux problèmes rencontrés, la direction générale a donnée son accord de principe pour le financement de ce projet. 4-Sur le plan organisationnel :

Année 2011/2012 1

Dans la réalisation le projet on décrira de façon précise le contenu et le contour de travail à effectuer, et comment les taches seront réalisées dans l'espace et dans le temps.

II-Réalisation du projet: L'étude des différentes solutions ou architectures techniques et fonctionnelles en fonction des contraintes de compétences d'équipement, de délais ainsi les aspects financiers, on suppose qu'on a un choix de la solution, il reste la signature de contrat qui précise, ce qui sera fait et la manière de le faire. La phase de lancement ou de la préparation : Avant de se lancer dans la réalisation de ce projet, il est nécessaire de prendre le temps de découper le projet en taches afin de planifier l'exécution des taches et de définir les ressources à mobiliser.ces tâches sont les suivantes : Organisation du projet ou constitution de l'équipe projet : Dans cette partie on défini la décomposition de l'équipe projet à mobiliser et qui sera constituée par le chef de projet et le comité de pilotage. Réunion préliminaire : Après la constitution de l'équipe une réunion préliminaire pour une réflexion sur l'intérêt de projet en lui-même en termes d'opportunités stratégiques. Durant la réunion on explique l'objectif de ce projet, et les phases à suivre pour le déroulement de ce projet, et quelles sont

Année 2011/2012 1

les difficultés auxquelles il faut s'attendre dans le déroulement de projet. Séance de travail d'expression et de validation des besoins (ajout des variables et synoptiques) : Cette séance est pour définir de ce qu'on l'attend, les fonctions attendues, et quelles sont les variables à ajouter, les synoptiques à ajouter, les vues a améliorer, le calcul de performance à ajouter ou à améliorer, et les méthodes à suivre pour le déroulement des travaux. Après l'expression des besoins on passe à la validation de notre besoin et le calendrier pour l'exécution des travaux. Aménagement des locaux de CENTRALOG et la salle d’ingénieur : L'aménagement de locaux est de plus en plus technique, du fait de l'importance du système qu'on va installer, et d'adapter les tables et les chaises aux installations. On note aussi une nette dégradation des tables et des chaises (depuis 1993).une consultation relancé pour la fourniture et installation des tables et chaises adéquates pour pouvoir mettre les stations sans encombrements, on peut mettre aussi une armoire pour la documentation et les CD des logiciel système et d’application. 2-Installation et mise en service : Après la réception des stations, et après le contrôle de la conformité de produit au magasin, l'installation sera réalisée par l'un des trois scénarios, qui vont être étudiés pour voir l'impact de chaque cas sur le bon fonctionnement de la centrale. Avant toute réalisation des travaux, et pour éviter d'avoir un événement imprévu survenant en cours de la réalisation avec un impact sur la tenue de délai et l'exploitation de la centrale, on va chercher les moyens pour assurer une supervision des unités, et pour ce

Année 2011/2012 1

faire, il faut :

Année 2011/2012 1

Etude de Renovation Des Systemes Controle Commande

Recommend Documents