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PROCEDE DE DETECTION PREVENTIVE D'UNE PANNE D'UN
APPAREIL, PROGRAMNE D'ORDINATEUR, INSTALLATION ET
MODULE DE DETECTION PREVENTIVE D'UNE PANNE D'UN
APPAREIL
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au domaine la
détection préventive de pannes dans une installation
industrielle.
Afin de limiter au maximum les implications
des pannes inévitables des appareils d'une installation
industrielle il est nécessaire de faire une détection
préventive de pannes de ces mêmes appareils. Une telle
détection permet de programmer les maintenances
préventives pour éviter lesdites pannes, ceci en
limitant au maximum les éventuelles implications sur la
production de l'installation.
Il est connu de mettre en uvre dans une
installation industrielle, afin de d'obtenir une telle
détection, des procédés de détection préventive d'une
panne pour au moins une partie des appareils de
l'installation.
L'invention concerne plus particulièrement
un procédé de détection préventive d'une panne d'un
appareil, un programme d'ordinateur, une installation
et un module de détection préventive d'une panne d'un
appareil.
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ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La détection préventive de pannes dans une
installation industrielle consiste généralement en une
surveillance individuelle de chacun des appareils de
l'installation.
Cette surveillance individuelle de chacun
des appareils est obtenue au moyen d'un procédé de
détection de panne consistant à mesurer un ou plusieurs
paramètres de l'appareil pour déterminer si ce, ou ces
paramètres sortent d'un schéma de fonctionnement dit
normal.
Néanmoins, si un tel procédé peut être
adapté pour certains types d'appareils équipant les
installations industrielles, il reste tributaire de la
connaissance des modes de fonctionnements dits normaux
et des modes de fonctionnements défaillants des
appareils surveillés. De plus, pour les appareils pour
lesquelles ces modes de fonctionnement sont
parfaitement connus, la détection d'un mode de
fonctionnement défaillant est généralement tardive et
rarement préventive. Enfin, un tel procédé de détection
est uniquement adapté pour la détection de pannes
parfaitement définies liées à des modes de
fonctionnement défaillants bien définis. Il n'est donc
pas possible de faire une détection d'une panne dont le
mode de fonctionnement défaillant de l'appareil n'est
pas défini.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention vise à remédier à ces
inconvénients.
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A cet effet, l'invention concerne un
procédé de détection préventive d'une panne d'au moins
un appareil à surveiller d'un groupe comprenant au
moins deux appareils, l'appareil à surveiller
comportant au moins un premier paramètre corrélé avec
au moins un deuxième paramètre d'au moins un deuxième
appareil du groupe, lesdits paramètres représentant des
variables d'état desdits appareils, le procédé
comportant les étapes suivantes :
A) prédire une valeur du premier paramètre
à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre,
B) comparer la valeur prédite du premier
paramètre à une valeur mesurée du premier paramètre,
C) détection d'un défaut de corrélation à
partir du résultat de la comparaison effectuée à
l'étape B), une possibilité de panne étant identifiée
en cas de détection d'un tel défaut de corrélation.
Un tel procédé permet la détection
préventive d'une panne d'un appareil à surveiller en se
basant sur les mesures d'au moins un paramètre
représentant une valeur d'état d'un deuxième appareil,
ce paramètre étant corrélé avec un paramètre de
l'appareil à surveiller. Les étapes de prédiction de la
valeur du premier paramètre à partir du deuxième
paramètre et de comparaison de la valeur du premier
paramètre prédite à partir du deuxième paramètre avec
une valeur mesurée du premier paramètre permettent de
détecter une erreur de corrélation entre le premier
paramètre et le deuxième paramètre qui peut être
caractéristique d'une future panne de l'appareil à
surveiller. En effet, un tel défaut de corrélation
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apparaît lorsqu'il y a divergence entre la valeur
prédite du premier paramètre et une mesure réelle de ce
paramètre.
Avantageusement, l'appareil à surveiller et
le deuxième appareil sont des appareils redondants.
On entend par appareils redondants, des
appareils d'un même type fonctionnant dans
l'installation en parallèles.
Un tel procédé est particulièrement adapté
pour des appareils redondants présentant une forte
corrélation en fonctionnement.
Préférentiellement, l'analyse du résultat
de la comparaison effectuée à l'étape B) consiste à
vérifier s'il existe un défaut de corrélation entre le
premier paramètre et le deuxième paramètre à un instant
t.
Une telle vérification de l'existence d'un
défaut de corrélation permet d'identifier une
possibilité de panne qui ne serait pas identifiable par
la détection d'un mode de fonctionnement défaillant,
les paramètres, pour certaines pannes, pouvant rester
dans des limites de valeurs de fonctionnement normales
de l'appareil à surveiller.
De manière avantageuse, le procédé comporte
en outre une étape consistant à diagnostiquer un type
de panne lorsqu'une possibilité de panne est détectée.
Une telle étape permet, lorsqu'il y a
détection d'une possible panne, d'en diagnostiquer le
type et de prévoir par avance la procédure de
maintenance appropriée.
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Avantageusement, le diagnostic du type de
panne consiste à réaliser au moins un test de
l'appareil à surveiller.
Préférentiellement, la prédiction de la
5 valeur du premier paramètre à partir d'une valeur
mesurée du deuxième paramètre est réalisée à partir
d'un modèle de prédiction défini par apprentissage
préalable d'une relation de cohérence entre des valeurs
précédemment mesurées du premier paramètre et du
deuxième paramètre.
Un tel modèle de prédiction défini par
apprentissage permet d'adapter le modèle quel que soit
la relation de cohérence entre le premier et le
deuxième paramètre, de sorte qu'il n'est pas nécessaire
de connaitre précisément la relation de corrélation
avant la mise en place du procédé dans une installation
industrielle.
Dans un mode de mise en uvre préféré de
l'invention, l'apprentissage préalable est réalisé au
moyen d'une méthode d'apprentissage utilisant un
système de réseau de neurones.
Un tel système de réseau de neurones est
particulièrement adapté pour la mise en place d'une
méthode d'apprentissage flexible et adaptable quelle
que soit la relation de corrélation entre le premier et
le deuxième paramètre.
Selon un autre mode de mise en uvre de
l'invention, l'apprentissage préalable est réalisé au
moyen d'une méthode d'apprentissage de type
statistique.
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Une telle méthode d'apprentissage de type
statistique permet d'obtenir simplement la relation de
corrélation entre le premier et deuxième paramètre.
De manière avantageuse, les étapes A), B)
et C) du procédé selon l'invention sont répétées
systématiquement tant qu'aucun défaut de corrélation
entre le premier paramètre et le deuxième paramètre
n'est détecté.
La répétition des étapes A), B) et C)
permet d'effectuer une surveillance continue et en
temps réelle de l'appareil à surveiller offrant ainsi
une détection précoce d'une possibilité de panne de
l'appareil à surveiller.
Dans une première variante de l'invention,
le modèle de prédiction défini pour un instant t donné
est corrigé régulièrement en fonction des valeurs du
premier et du deuxième paramètre mesurées à un instant
précédent l'instant t.
Cette correction du modèle permet de
corriger les dérives lentes de la relation de
corrélation entre le premier et le deuxième paramètre
limitant ainsi les risques d'une détection intempestive
d'une possibilité de panne qui serait liée a cette
dérive et non à un réel risque de panne de l'appareil.
Dans une autre variante de l'invention le
modèle de prédiction défini pour un instant t donné est
corrigé systématiquement en fonction des valeurs du
premier et du deuxième paramètre mesurées à un instant
précédent l'instant t.
Dans une application particulière du
procédé selon l'invention, au moins un appareil du
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groupe est un transformateur de puissance isolé à
l'huile ou un redresseur de puissance.
L'invention concerne également un programme
d'ordinateur destiné à mettre en uvre le procédé selon
l'invention lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur, le
programme d'ordinateur comportant des instructions pour
réaliser les étapes suivantes:
A) prédire une valeur du premier
paramètre à partir d'une valeur mesurée du deuxième
paramètre,
B) comparer la valeur prédite du
premier paramètre à une valeur mesurée du premier
paramètre,
C) détection d'un défaut de
corrélation à partir du résultat de la comparaison de
l'étape B , une possibilité de panne de l'appareil à
surveiller étant identifiée en cas de détection d'un
tel défaut de corrélation.
Un tel programme en offrant la possibilité
de la mise en uvre d'un procédé de détection
préventive de panne, permet lorsqu'il est mis en uvre
dans une installation, une détection de panne
préventive limitant les implications qu'une -telle panne
pourrait avoir sur la production de l'installation.
L'invention concerne également une
installation comportant un groupe d'au moins deux
appareils, un appareil à surveiller, comportant au
moins un premier paramètre corrélé avec au moins un
deuxième paramètre d'au moins un deuxième appareil du
groupe, lesdits paramètres représentant des variables
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d'état desdits appareils, ladite installation étant
caractérisée en ce qu'elle comporte en outre :
- un système d'acquisition adapté pour
mesurer le premier et le deuxième paramètre,
- un module de traitement communiquant
avec le système d'acquisition et adapté pour prédire
une valeur du premier paramètre à partir d'une valeur
mesurée du deuxième paramètre et pour comparer la
valeur prédite du premier paramètre avec une valeur
mesurée de ce premier paramètre,
- un module de décision adapté pour
détecter un défaut de corrélation à partir du résultat
de la comparaison de la valeur prédite du premier
paramètre et de la valeur mesurée dudit premier
paramètre, une possibilité de panne étant identifiée en
cas de détection d'un tel défaut de corrélation.
Une telle installation permet une
production avec un risque limité de panne.
Avantageusement, l'installation peut
comporter en outre un module de diagnostic communiquant
avec le système de traitement, et adapté pour
déterminer le type de panne.
Un tel module de diagnostic permet de
déterminer le type de la panne détectée.
Selon une application particulière au moins
un appareil du groupe est un transformateur de
puissance isolé à l'huile ou un redresseur de
puissance.
L'invention concerne également un module de
détection préventive d'une panne adapté pour détecter
un défaut de corrélation entre au moins deux paramètres
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représentant respectivement des variables d'état d'un
premier appareil à surveiller et d'un deuxième appareil
appartenant tous deux à un groupe d'appareils montés
sur une installation selon l'invention et ledit module
comportant :
- des moyens de prédiction pour prédire
une valeur du premier paramètre à partir d'une valeur
mesurée du deuxième paramètre,
- des moyens de comparaison pour comparer
la valeur prédite du premier paramètre avec une valeur
mesurée de ce même premier paramètre et,
- des moyens d'analyse pour détecter un
défaut de corrélation à partir du résultat de la
comparaison réalisée par les moyens de comparaison, une
possibilité de panne étant identifiée en cas de
détection d'un tel défaut de corrélation.
Un tel module, peut être aussi bien un
programme d'ordinateur qu'un automate présentant
lesdits moyens.
Un tel module permet une détection
préventive d'une panne lorsqu'il est mis en uvre dans
une installation selon l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à
la lecture de la description d'exemples de réalisation,
donnés à titre purement indicatif et nullement
limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur
lesquels :
la figure 1 illustre
schématiquement un module de détection préventive d'une
panne,
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- la figure 2
illustre un
organigramme schématisant les étapes principales d'un
procédé selon l'invention,
- la figure 3 illustre un exemple
5 d'installation Sur laquelle un procédé selon
l'invention a été mis en uvre,
la figure 4 illustre deux
graphiques des paramètres mesurées et d'un paramètre
prédit lors de la mise en uvre d'un procédé selon
10 l'invention sur l'installation illustrée sur la figure
3 pendant laquelle aucune possibilité de panne n'est
détectée,
- la figure 5 est un graphique
montrant la variation comparée du paramètre de
l'appareil à surveiller et de la valeur prédite de ce
même paramètre pour la mise en uvre d'un procédé selon
l'invention sur une installation telle qu'illustrée sur
la figure 3 et pour laquelle une possibilité de panne
est détectée à l'instant td.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
L'invention se rapporte à un procédé de
détection préventive d'une panne d'un appareil à
surveiller d'une installation.
L'appareil à surveiller est un premier
appareil d'un groupe d'au moins deux appareils de
l'installation. L'appareil à surveiller présente au
moins une variable d'état dont la valeur est un premier
paramètre. Au moins un deuxième appareil du groupe
présente une variable d'état dont la valeur est un
deuxième paramètre. L'appareil à surveiller et le
deuxième appareil du groupe sont agencés dans
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l'installation de manière telle qu'en fonctionnement le
premier paramètre et le deuxième paramètre soient
reliés par une relation de corrélation. Ainsi on entend
par une telle relation de corrélation que le premier
paramètre est corrélé au deuxième paramètre.
Selon une variante préférée de l'invention,
l'appareil à surveiller et le deuxième appareil du
groupe sont deux appareils redondants dans
l'installation. Ainsi du fait de cette redondance, il
existe une relation de corrélation simple entre le
premier paramètre et le deuxième paramètre dans la
mesure où l'appareil à surveiller et le deuxième
appareil du groupe présentent des conditions de
fonctionnement similaires.
Selon cette variante, le premier paramètre
et le deuxième paramètre représentent la valeur d'une
même variable d'état respectivement de l'appareil à
surveiller et du deuxième appareil du groupe.
Le premier et le deuxième paramètre peuvent
également représenter deux variables de fonctionnement
ou d'état différentes, respectivement de l'appareil à
surveiller et du deuxième appareil du groupe, liées par
une relation de corrélation directe ou indirecte. Une
telle relation de corrélation est par exemple la
relation qui peut exister entre une température de
l'appareil à surveiller et la puissance électrique
consommée par le deuxième appareil. ou encore une
pression d'un vérin de l'appareil à surveiller et un
débit de gaz du deuxième appareil.
Selon une autre variante de l'invention,
l'appareil à surveiller et le deuxième appareil du
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groupe sont deux appareils de l'installation non
redondants. Selon cette variante, le premier et le
deuxième paramètre peuvent être liés par une relation
de corrélation en raison d'une relation de cause à
effet, liée par exemple à ce que l'appareil à
surveiller et le deuxième appareil sont positionnés
dans une même chaîne de fabrication, ou mis dans des
conditions de fonctionnement identiques, l'appareil à
surveiller et le deuxième appareil du groupe pouvant,
par exemple, être soumis à des perturbations
électromagnétiques identiques.
Pour permettre la mise en uvre du procédé
de détection préventive d'une panne de l'appareil à
surveiller, l'installation comporte en outre, comme
illustré sur la figure 1 :
un système d'acquisition 10 adapté
pour mesurer le premier et le deuxième paramètre,
un module de traitement 21
communiquant avec le système d'acquisition 10 et adapté
pour prédire une valeur du premier paramètre à partir
d'une valeur mesurée du deuxième paramètre et pour
comparer la valeur prédite du premier paramètre avec
une valeur mesurée de ce même premier paramètre,
un module de décision 25 adapté
pour analyser le résultat de la comparaison de la
valeur prédite du premier paramètre et de la valeur
mesurée dudit premier paramètre afin de détecter une
possibilité de panne,
un module de diagnostic 30 adapté
pour diagnostiquer le type de panne lorsque le module
de décision détecte une possibilité de panne.
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Le système d'acquisition 10, le module de
traitement 22, le module de décision 25 et le module de
diagnostic 30 peuvent être aussi bien des programmes ou
sous programmes d'ordinateur exécutés par un
ordinateur, des automates ou parties d'automates, ou
une combinaison hybride de programmes d'ordinateur et
de dispositifs électroniques ceci sans que l'on sorte
du cadre de l'invention.
Le système d'acquisition 10 est adapté pour
réaliser les mesures du premier et du deuxième
paramètre. On entend par une telle adaptation que le
système d'acquisition 10 comprend à cette effet des
moyens de mesures, tels que des capteurs des variables
d'états correspondant audits paramètres, ou que le
système d'acquisition est en communication avec les
appareils correspondant de manière à récupérer les
valeurs des variables d'états correspondantes.
Préférentiellement, le système
d'acquisition 10 est adapté pour réaliser la mesure du
premier et du deuxième paramètre sensiblement
simultanément. Néanmoins, il est également envisageable
que le système d'acquisition 10 réalise la mesure du
premier et du deuxième paramètre avec un décalage
temporel. Avantageusement, ce décalage temporel est
inférieur à un temps donné qui est caractéristique de
la dynamique de variation des variables d'état
correspondant aux premier et deuxième paramètres de
manière à permettre la détermination la relation
corrélation.
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En fonctionnement, le système d'acquisition
fournis au module de traitement 21 les valeurs du
premier et du deuxième paramètre.
Une partie 22, dite de prédiction, du
5 module de traitement 21 est adaptée pour déterminer une
valeur prédite du premier paramètre à partir de la
valeur du deuxième paramètre. Cette valeur prédite est
préférentiellement déterminée à partir d'un modèle
correspondant à la relation de corrélation entre le
10 premier paramètre et le deuxième paramètre.
Selon un mode de mise en uvre préférée de
l'invention, le modèle est obtenu par une méthode
d'apprentissage qui par exemple utilise un système de
réseau de neurones ou est du type statistique. Une
telle méthode consiste à la mise en uvre d'une phase
préalable d'apprentissage par le module. Une telle
phase d'apprentissage comporte notamment la
détermination d'une relation de corrélation entre des
valeurs précédemment mesurées du premier paramètre et
du deuxième paramètre et la détermination d'un modèle
de prédiction qui utilise la relation de corrélation
déterminée par apprentissage. Avec une telle
possibilité il n'est donc pas nécessaire de connaître
préalablement la relation de corrélation entre le
premier et le deuxième paramètre.
Les méthodes d'apprentissage, qu'elles
utilisent un système de réseau de neurone ou qu'elles
soient du type statistique, étant connues de l'homme du
métier, ne sont pas décrites plus en avant dans ce
document.
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Selon ce même mode de mise en uvre
préférée de l'invention, la partie de prédiction 22 est
adaptée pour corriger régulièrement le modèle de
prédiction en dehors de la phase d'apprentissage, le
5 modèle de prédiction étant mis à jour à un instant t en
fonction de valeurs mesurées du premier et du second
paramètres à un ou plusieurs instants précédents
l'instant t.
La partie de prédiction 22 forme des moyens
10 de prédiction.
Une partie 23 du module de traitement 21,
dite de comparaison, est adaptée pour comparer la
valeur prédite, fournie par la partie de prédiction 22,
avec une valeur mesurée du premier paramètre. La valeur
15 prédite est comparée avec une valeur mesurée du premier
paramètre. La valeur du premier paramètre mesurée à
laquelle est comparée la valeur prédite est une valeur
du premier paramètre qui est mesurée sensiblement
simultanément, ou avec le décalage temporelle, à celle
du deuxième paramètre à partir duquel est prédite la
valeur prédite.
La comparaison consiste, par exemple, à
déterminer la différence entre la valeur prédite et la
valeur mesurée du premier paramètre ou encore à mesurer
un rapport entre la valeur prédite et la valeur mesurée
du premier paramètre.
La partie de comparaison 23 forme des
moyens de comparaison.
Le module d'analyse 25 communique avec le
module de traitement 21 et est adapté pour analyser le
résultat de la comparaison entre la valeur prédite et
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la valeur mesurée du premier paramètre effectuée par le
module de traitement 21. Cette analyse consiste à
vérifier s'il existe un défaut de corrélation entre le
premier paramètre et le deuxième paramètre à un instant
t. La présence d'un tel défaut de corrélation est
caractéristique d'une possibilité de panne de
l'appareil à surveiller.
Dans le cas où, la comparaison consiste à
déterminer la différence entre la valeur prédite et la
valeur mesurée du premier paramètre, l'analyse et la
détection d'un défaut de corrélation consistent à
déterminer si cette différence est supérieure en valeur
absolue à un seuil prédéterminé pour détecter une
possibilité de panne.
Dans le cas où la comparaison consiste à
mesurer un rapport entre la valeur prédite et la valeur
mesurée du premier paramètre, l'analyse et la détection
d'un défaut de corrélation consistent à déterminer si
ledit rapport est significativement éloigné de l'unité.
Le module d'analyse 25 forme des moyens
d'analyse.
Le module de traitement 21 et le module
d'analyse 25 peuvent être agencés de manière à former
un module de détection 20 préventive d'une panne.
Le module de diagnostic 30 communique avec
le module d'analyse 25 et est adapté pour effectuer, si
nécessaire un ou plusieurs tests de l'appareil à
surveiller et pour, à partir du résultat de la
comparaison de la valeur prédite et de la valeur
mesurée du premier paramètre, et à partir du résultat
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du, ou des tests, déterminer le type de la panne qui
est encouru par l'appareil à surveiller.
Ainsi le module de diagnostic 30 forme des
moyens diagnostics adaptés pour déterminer le type de
panne.
L'installation est adaptée pour la mise en
uvre d'un procédé de détection préventive d'une panne,
un tel procédé comporte trois phases différentes :
- une phase d'apprentissage L),
- une phase de détection A), B), C), et
- une phase de diagnostic D),
La phase de d'apprentissage, mise en uvre
au moyen du système d'acquisition 10 et du module de
traitement 21 consiste à la détermination d'un modèle
de prédiction par apprentissage. Une telle phase
d'apprentissage L) peut comporter les étapes consistant
à :
- mesurer, au moyen du
système
d'acquisition pendant un temps td, dit d'apprentissage,
les valeurs du premier et du deuxième paramètre,
- déterminer un modèle de prédiction par,
par exemple, une méthode d'apprentissage utilisant un
réseau de neurones ou du type statistique, à partir des
valeurs du premier et du deuxième paramètre mesurées
pendant le temps tdd'apprentissage.
Il est à noter que selon un mode
particulier de l'invention, le procédé de détection
peut ne pas comporter de phase d'apprentissage, la
prédiction se faisant, dans ce cas selon un modèle de
prédiction préalablement déterminé lors de la mise en
place de l'installation.
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Dans le cas où le procédé comporte une
phase d'apprentissage, une fois cette phase
d'apprentissage L) effectuée et le modèle de prédiction
déterminé. La phase de surveillance est mise en uvre
par le système d'acquisition 10, le module de
traitement 21 et le module d'analyse 25.
La phase de surveillance comprend les
étapes suivantes :
A) prédire une valeur du premier paramètre
à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre,
B) comparer la valeur prédite du premier
paramètre à une valeur mesurée du premier paramètre,
C) analyser le résultat de la comparaison
effectuée à l'étape B) pour détecter une possibilité de
panne.
L'étape A) peut comporter les sous étapes
consistant à mesurer les valeurs du premier et deuxième
paramètre à un instant t et à prédire une valeur du
premier paramètre sur à partir du modèle de prédiction
et de la valeur mesuré du deuxième paramètre.
Selon le mode de réalisation dans lequel la
partie de prédiction 22 est adaptée pour régulièrement
corriger le modèle de prédiction, l'étape A) comporte
en outre une sous étape, qui peut être réalisée
systématiquement ou régulièrement, et qui consiste à
corriger le modèle de prédiction déterminé pendant la
phase d'apprentissage L) en fonction des valeurs du
premier et du deuxième paramètre mesurées à un instant
précédent l'instant t.
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Pendant la phase de surveillance, les
étapes A), B) et C) sont répétées systématiquement tant
qu'aucune possibilité de panne n'est détectée.
Lorsqu'une possibilité de panne est
détectée à l'étape C), la phase de diagnostic D) est
mise en uvre au moyen du module de diagnostic 30.
La phase de diagnostic D) consiste à :
Mettre en uvre au moins un test de
l'appareil à surveiller,
Analyser le résultat du test et de
la comparaison réalisée à l'étape B) de la phase de
surveillance, afin de déterminer le type de la panne
détectée.
Selon un mode de réalisation préférée de
l'invention, la phase de diagnostic D) comporte une
étape préalable de choix d'un ou plusieurs tests parmi
une batterie de tests ; le choix du ou des tests étant
réalisé sur à partir de la comparaison réalisée à
l'étape B) de la phase de surveillance.
Préférentiellement, la phase de diagnostic
D) comporte également une phase d'alarme et de
communication de la possible panne détectée, cette
phase consistant à informer de la détection d'une panne
et du type de panne encourue par l'appareil à
surveiller.
Selon une autre variante de l'invention, le
procédé peut ne pas comporter de phase de diagnostic.
Dans ce cas, l'étape C) d'analyse comporte une étape de
communication qui, si une possible panne est détectée,
indique qu'une possible panne est détectée et qu'il est
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donc nécessaire de faire intervenir un technicien afin
de diagnostiquer le type de la panne détectée.
Exemple 1 :
Le procédé peut par exemple être mis en
5 uvre dans une installation d'alimentation d'un groupe
d'électrolyse d'aluminium, telle qu'illustrée sur, la
figure 3. Une telle installation est adaptée pour
fournir la puissance nécessaire pour la réalisation de
l'électrolyse. L'installation comporte à cette effet
10 quatre groupes d'appareils comportant chacun un premier
transformateurs de puissance H1, H2, H3, H4, un système
de filtrage électrique Fi, F2, F3, F4, un deuxième
transformateur Dl, G2, G3 et G4 de puissance, dit
redresseur, et deux redresseurs R1, R1', R2, R2', R3,
15 R3', R4 et R4'.
Dans une telle installation chacun des
transformateurs redresseurs Di, G2, G3 et G4 est un
transformateur isolé à l'huile et la valeur d'état
considérée est la température de l'huile servant à
20 isoler ledit transformateur.
Les transformateurs redresseurs Gl, G2, G3
et G4 sont des transformateurs similaires placés en
parallèle et soumis à des conditions identiques. De ce
fait, ils sont redondants et leurs valeurs d'état
présentent donc des variations similaires. Les
paramètres, représentant les valeurs d'état des
transformateurs, telles que par exemple la température
de l'huile, sont donc corrélés entre eux.
Le procédé de détection préventive de panne
est donc mis en uvre sur une telle installation,
l'appareil à surveiller étant le transformateur G4, le
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premier paramètre étant la température T4 de l'huile du
transformateur G4, les deuxièmes appareils étant les
transformateurs redresseurs Gl, G2 et G3, et les
deuxièmes paramètres les température Ti, T2 et T3 de
respectivement les transformateurs redresseurs Gl, G2
et G3.
Ti T2 T3 T4 T4prédir.
Il 1
12 0,87921435 1
13 : 0,86503341 0,86350753 1
14 0,8520E744 0,86972233 0,92700E25 1
T4prédit . 0,9207585 0,91936226 0,97349C29 0,93331393 1
Tableau 1 : Matrice de corrélation des
températures des transformateurs Gl, G2, G3, G4 et de
la température prédite de G4
Le tableau ci-dessus montre la matrice de
corrélation qui est obtenue lors de la réalisation de
la phase d'apprentissage L) à partir d'une méthode
d'apprentissage basée sur un réseau de neurones à
quatre entrées. Une telle matrice montre, par la
proximité des valeurs avec la valeur 1, une forte
corrélation entre les valeurs Tl, T2, T3 et 14.
Lors de cette phase d'apprentissage, un
modèle de prédiction est établi permettant de prédire
la valeur T4 en fonction des valeurs Tl, 12 et T3. Pour
vérifier le bon fonctionnement de la prédiction, une
valeur T4prédit est prédite à chaque instant t de la
phase d'apprentissage L) à partir des valeurs Tl, T2 et
T3. Le tableau 1 montre également la valeur de
corrélation entre 14 et T4prédit. La valeur de 0,93331393
de corrélation entre la valeur de 14 et la valeur de
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T4plit indique une bonne correspondance entre le modèle
de prédiction établi et les mesures de T4.
La figure 4 illustre les résultats obtenus
lors de la mise en uvre du procédé sur une telle
installation. La partie supérieure de la figure 4
présente un graphique montrant la variation des valeurs
d'entrée que sont Tl, T2 et T3, tandis que la partie
inférieure de la figure 4 illustre l'étape de
comparaison entre T4 et T4précat-
Les variations des températures Tl, T2 et
T3, illustrées sur la partie basse de la figure 4, sont
similaires entre elles. Néanmoins, ces variations, en
raison de multidépendances à des paramètres comme les
surfaces à traiter par électrolyse, la température
extérieure et les changements d'électrodes_ ne peuvent
pas être simplement modélisées. Il n'est donc pas
possible de déterminer aisément, pour chacune de ces
températures Tl, T2 et T3, un mode de fonctionnement
dit normal qui permettrait de détecter, par la sortie
de la température de mode ce mode de fonctionnement,
une possible panne. Cette constatation est identique
pour la température T4.
La mise en uvre de la phase de
vérification est illustrée sur la partie inférieure de
la figure 4 par le graphique illustrant la variation de
r24prédit et par la différence calculée entre T4 et
T4prédit =
Ainsi lors de la mise en uvre de la phase
de vérification, ceci sur une durée de 18 jours, on
peut constater que la différence calculée entre T4 et
74prédit reste inférieure à 2 C. Le procédé de
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surveillance, sur une installation ne présentant pas de
possibilité de panne, permet de prédire la température
de l'appareil à surveiller avec une résolution
suffisante pour détecter toute erreur de corrélation
qui pourrait être liée à un défaut de l'appareil à
surveiller qui pourrait entrainer une panne.
La figure 5 illustre une telle détection
d'une erreur de corrélation. Le graphique de la figure
5 est réalisé dans des conditions identiques et sur la
même installation que le graphique présent sur la
partie inférieure de la figure 4. Dans la première
partie du graphique, avant l'instant td, la différence
de valeur entre T4 et T4préet reste faible, ces deux
valeurs présentant des variations similaire. A
l'instant td, on observe une augmentation 99 soudaine
de la température T4 qui n'est pas présentée par
T 4prédit = Ii en résulte une augmentation de la différence
entre T4 et T4prédit qui, en dépassant sensiblement la
barre des 10 C, induit la détection d'une anomalie de
l'appareil à surveiller. Une telle anomalie, étant un
défaut de corrélation, est analysée lors de l'étape
d'analyse comme un indice d'une présence d'une
possibilité de panne. Cette possible panne de
l'appareil à surveiller est ensuite confirmée et
identifiée lors de la mise en uvre de la phase de
diagnostique D).
Si dans le mode réalisation décrit ci-
dessus le procédé de corrélation concerne la prédiction
d'un seul paramètre de l'appareil à surveiller à partir
d'un paramètre d'un seul deuxième appareil de
l'installation, le procédé peut être adapté pour la
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surveillance d'un ou plusieurs paramètres de l'appareil
à surveiller avec une prédiction de ce ou ces
paramètres à partir d'un ou plusieurs paramètre d'un ou
plusieurs deuxièmes appareils de l'installation ceci
sans que l'on sorte du cadre de l'invention.
=
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