EP2769303A1 - Procede de detection preventive d'une panne d'un appareil, programme d'ordinateur, installation et module de détection préventive d'une panne d'un appareil - Google Patents

Procede de detection preventive d'une panne d'un appareil, programme d'ordinateur, installation et module de détection préventive d'une panne d'un appareil

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EP2769303A1
EP2769303A1 EP12775476.0A EP12775476A EP2769303A1 EP 2769303 A1 EP2769303 A1 EP 2769303A1 EP 12775476 A EP12775476 A EP 12775476A EP 2769303 A1 EP2769303 A1 EP 2769303A1
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EP
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EP12775476.0A
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Inventor
Eric AMOUSSOUGA
Yves THILLOT
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General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
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Abstract

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 : prédire une valeur du premier paramètre à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre; comparer la valeur prédite du premier paramètre à une valeur mesurée du premier paramètre; et analyser le résultat de la comparaison effectuée à l'étape de comparaison pour détecter une possibilité de panne. L'invention concerne également un programme d'ordinateur, une installation et un module de détection préventive d'une panne d'un appareil.

Description

PROCEDE DE DETECTION PREVENTIVE D'UNE PANNE D'UN APPAREIL, PROGRAMME 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 œuvre 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 1' 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 . 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. 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) analyser le résultat de la comparaison effectuée à l'étape B) pour détecter une possibilité de panne .
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 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.
Préfèrentiellement , 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. Avantageusement, le diagnostic du type de panne consiste à réaliser au moins un test de l'appareil à surveiller.
Préfèrentiellement , la prédiction de la 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 connaître précisément la relation de corrélation avant la mise en place du procédé dans une installation industrielle .
Dans un mode de mise en œuvre 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 œuvre de l'invention, l'apprentissage préalable est réalisé au moyen d'une méthode d'apprentissage de type statistique. 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 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 œuvre 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) analyser le résultat de la comparaison de l'étape pour détecter une possibilité de panne par B.
Un tel programme en offrant la possibilité de la mise en œuvre d'un procédé de détection préventive de panne, permet lorsqu'il est mis en œuvre 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 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 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.
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 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 analyser le résultat de la comparaison réalisée par les moyens de comparaison afin de détecter une possibilité de panne.
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 œuvre dans une installation selon l'invention.
BRÈVE 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 ,
- la figure 2 illustre un organigramme schématisant les étapes principales d'un procédé selon l'invention, - la figure 3 illustre un exemple d'installation sur laquelle un procédé selon l'invention a été mis en œuvre,
- la figure 4 illustre deux graphiques des paramètres mesurées et d'un paramètre prédit lors de la mise en œuvre d'un procédé selon 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 œuvre 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 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 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 œuvre 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.
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.
Préfèrentiellement , 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 .
En fonctionnement, le système d'acquisition 10 fournis au module de traitement 21 les valeurs du premier et du deuxième paramètre.
Une partie 22, dite de prédiction, du 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 préfèrentiellement déterminée à partir d'un modèle correspondant à la relation de corrélation entre le premier paramètre et le deuxième paramètre.
Selon un mode de mise en œuvre 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 œuvre 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.
Selon ce même mode de mise en œuvre 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 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 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 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 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 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 œuvre 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 œuvre 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 tdf 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 td d ' 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.
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 œuvre 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.
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 œuvre au moyen du module de diagnostic 30. La phase de diagnostic D) consiste à :
Mettre en œuvre 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.
Préfèrentiellement , 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 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 œuvre 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 1 ' électrolyse . L'installation comporte à cette effet quatre groupes d'appareils comportant chacun un premier transformateurs de puissance Hl, H2, H3, H4, un système de filtrage électrique Fl, F2, F3, F4, un deuxième transformateur Gl, G2, G3 et G4 de puissance, dit redresseur, et deux redresseurs RI, RI', R2, R2 ' , R3, R3 ' , R4 et R4 ' .
Dans une telle installation chacun des transformateurs redresseurs Gl, 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 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 œuvre sur une telle installation, l'appareil à surveiller étant le transformateur G4, le 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 Tl, T2 et T3 de respectivement les transformateurs redresseurs Gl, G2 et G3. Tl T2 T3 T4 T ^prédit
Tl 1
T2 0, 87921435 1
T3 0, 86503341 0, 86350753 1
T4 0, 85206744 0, 86972233 0,92700625 1
T 0, 9207585 0, 91936226 0, 97348029 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 T4.
Lors de cette phase d'apprentissage, un modèle de prédiction est établi permettant de prédire la valeur T4 en fonction des valeurs Tl, T2 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 T4 et T4prédit. La valeur de 0, 93331393 de corrélation entre la valeur de T4 et la valeur de T4prédit 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 œuvre 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 T4prédit-
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 mult idépendances 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 œuvre de la phase de vérification est illustrée sur la partie inférieure de la figure 4 par le graphique illustrant la variation de T4prédit et par la différence calculée entre T4 et T 4prédit ·
Ainsi lors de la mise en œuvre de la phase de vérification, ceci sur une durée de 18 jours, on peut constater que la différence calculée entre T4 et T4prédit reste inférieure à 2°C. Le procédé de 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 entraîner 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 T4prédit 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 T4Prédit - Il en résulte une augmentation de la différence entre T4 et T4prédit gui, 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 œuvre 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 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.

Claims

REVENDICATIONS
1. 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 (T4) corrélé avec au moins un deuxième paramètre (Tl, T2, T3) d'au moins un deuxième appareil du groupe, lesdits paramètres représentant des variables d'état desdits appareils, le procédé étant caractérisé en ce qu' il comporte les étapes suivantes :
A) prédire une valeur du premier paramètre (T4prédit) à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre (Tl, T2, T3),
B) comparer la valeur prédite du premier paramètre (T4prédit) à une valeur mesurée du premier paramètre ( 4 ) ,
C) analyser le résultat de la comparaison effectuée à l'étape B) pour détecter une possibilité de panne.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel 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 (T4) et le deuxième paramètre (Tl, T2, T3) à un instant t .
3. Procédé selon la revendication 1 comportant en outre une étape consistant à diagnostiquer un type de panne lorsqu'une possibilité de panne est détectée.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le diagnostic du type de panne consiste à réaliser au moins un test de l'appareil à surveiller.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la prédiction de la valeur du premier paramètre (T4) à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre (Tl, T2, T3) 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 (T4) et du deuxième paramètre (Tl, T2, T3) .
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'apprentissage préalable est réalisé au moyen d'une méthode d'apprentissage utilisant un système de réseau de neurones.
7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'apprentissage préalable est réalisé au moyen d'une méthode d'apprentissage de type statistique.
8. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les étapes A) , B) et C) sont répétées systématiquement tant qu'aucun défaut de corrélation entre le premier paramètre (T4) et le deuxième paramètre n'est détecté (Tl, T2, T3).
9. Procédé selon la revendication 5 dans lequel le modèle de prédiction défini pour un instant t donné est corrigé régulièrement en fonction des valeurs du premier et du deuxième paramètre (T4, Tl, T2, T3) mesurées à un instant précédent l'instant t.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un appareil du groupe est un transformateur (Hl, H2, H3, H4, Gl, G2, G3 et G4) de puissance isolés à l'huile ou un redresseur de puissance (RI, R2, R2, R4) .
11. Programme d'ordinateur destiné à mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur, caractérisé en ce qu' il comporte des instructions pour réaliser les étapes suivantes:
A) prédire une valeur du premier paramètre (T4) à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre (Tl, T2, T3),
B) comparer la valeur prédite du premier paramètre (T4prédit) à une valeur mesurée du premier paramètre (T4),
C) analyser le résultat de la comparaison de l'étape pour détecter une possibilité de panne par B.
12. Installation comportant un groupe d'au moins deux appareils, un appareil à surveiller, comportant au moins un premier paramètre (T4) corrélé avec au moins un deuxième paramètre (Tl, T2, T3) d'au moins un deuxième appareil du groupe, lesdits paramètres (Tl, T2, T3, T4) représentant des variables d'état desdits appareils, ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte en outre :
- un système d'acquisition (10) adapté pour mesurer le premier et le deuxième paramètre (Tl, T2, T3, T4),
un module de traitement (21) communiquant avec le système d'acquisition et adapté pour prédire une valeur du premier paramètre (T4) à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre (Tl, T2, T3) et pour comparer la valeur prédite du premier paramètre (T4prédit) avec une valeur mesurée de ce premier paramètre (T4),
- un module de décision (25) adapté pour analyser le résultat de la comparaison de la valeur prédite du premier paramètre (T4prédit) et de la valeur mesurée dudit premier paramètre (T4) afin de détecter une possibilité de panne.
13. Installation selon la revendication 12, comportant en outre un module de diagnostic (30) communiquant avec le système de traitement, et adapté pour déterminer le type de panne.
14. Installation selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au moins un appareil du groupe est un transformateur (Hl, H2, H3, H4, Gl, G2, G3 et G4) de puissance isolé à l'huile ou un redresseur de puissance (RI, R2, R2, R4) .
15. Module de détection (20) préventive d'une panne, caractérisé en ce qu'il est adapté pour détecter un défaut de corrélation entre au moins deux paramètres (Tl, T2, T3, T4) représentant respectivement des variables d'état d'un appareil à surveiller et d'un deuxième appareil appartenant tous deux à un groupe d'appareils montés sur une installation selon la revendication 12 et en que ledit module comporte :
- des moyens de prédiction pour prédire une valeur du premier paramètre (T4) à partir d'une valeur mesurée du deuxième paramètre (Tl, T2, T3),
- des moyens de comparaison pour comparer la valeur prédite du premier paramètre (T4prédit) avec une valeur mesurée de ce même premier paramètre (T4) et ,
des moyens d'analyse pour analyser le résultat de la comparaison réalisée par les moyens de comparaison afin de détecter une possibilité de panne.
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