FR3001567A1

FR3001567A1 - Procede de surveillance d'un site industriel, dispositif de surveillance et systeme de surveillance associes

Info

Publication number: FR3001567A1
Application number: FR1350831A
Authority: FR
Inventors: Stephane Poete
Original assignee: Alstom Hydro France SAS
Current assignee: GE Renewable Technologies SAS
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-01
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: FR3001567B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, mis en œuvre par un dispositif programmable portable. Le procédé met en œuvre un identifiant visuel (2) parmi une pluralité d'identifiants visuels positionnés à des endroits prédéterminés du site industriel, qui est capturé par un dispositif programmable portable (6). Le procédé permet d'obtenir un plan local des équipements situés dans une zone locale du site industriel centrée sur l'identifiant visuel, de capturer une image numérique locale comportant une portion du site industriel comprenant l'identifiant visuel, de recaler ledit plan local par rapport à un référentiel spatial associé à la position spatiale dudit identifiant visuel dans l'image numérique locale, et d'afficher dans une fenêtre d'affichage dudit dispositif programmable, en superposition sur ladite image numérique locale, ledit plan local recalé. Finalement des informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller de la zone locale sont obtenues et affichées. L'invention concerne également un dispositif de surveillance et un système de surveillance associés.

Description

Procédé de surveillance d'un site industriel, dispositif de surveillance et système de surveillance associés La présente invention concerne un procédé de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, mis en oeuvre par un dispositif programmable portable, un dispositif de surveillance associé et un système de surveillance associé. Elle trouve des applications dans le domaine du contrôle et de la maintenance des sites industriels. Les sites industriels sont en général composés d'un très grand nombre d'équipements complexes, qui peuvent être visibles ou cachés, avec des inter-connexions complexes et pour lesquels la surveillance et la maintenance représentent une véritable difficulté, ainsi qu'un enjeu industriel d'importance. Il existe divers systèmes de type SCADA, acronyme de Supervisory Control And Data Acquisition, permettant d'acquérir et de centraliser en temps réel un grand nombre de mesures provenant de divers équipements, mis en place notamment pour la surveillance de processus industriels, comme par exemple des processus de fabrication ou de production d'énergie électrique. De tels systèmes permettent une surveillance et un contrôle de fonctionnement des équipements industriels par un opérateur. Néanmoins, même lorsqu'un tel système est mis en oeuvre, il subsiste des difficultés pour la maintenance ou la surveillance localisée par un opérateur pour des sites étendus et complexes. En effet, il peut s'avérer difficile de localiser précisément des équipements à vérifier ou à changer en cas de défaillance dans une installation qui est étendue et complexe. Afin de remédier aux inconvénients précités, l'invention propose, selon un premier aspect, un procédé de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, mis en oeuvre par un dispositif programmable portable. Le procédé comporte la capture d'un identifiant visuel parmi une pluralité d'identifiants visuels positionnés à des endroits prédéterminés dudit site industriel, l'obtention d'un plan local d'équipements situés dans une zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel, la capture d'une image numérique locale comportant une portion dudit site industriel comprenant ledit identifiant visuel, le recalage dudit plan local par rapport à un référentiel spatial associé à la position spatiale dudit identifiant visuel dans l'image numérique locale, l'affichage dans une fenêtre d'affichage dudit dispositif programmable, en superposition sur ladite image numérique locale, du plan local recalé, et l'obtention et l'affichage des informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller de la zone locale.

Avantageusement, le procédé de l'invention permet une localisation précise d'un ou de plusieurs équipements d'intérêt pour un opérateur, pour la surveillance et la maintenance, que ces équipements soient visibles ou cachés. L'affichage tel que proposé permet de fournir une vision augmentée par rapport à la portion du site observée par un opérateur sur un dispositif programmable portable, par exemple une tablette numérique. Le procédé de surveillance d'un site industriel selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou en combinaison : - l'étape d'obtention d'un plan comporte l'envoi de l'identifiant visuel, par des moyens de communication sans fil, à un serveur de plans et la réception dudit serveur de plans, d'un plan correspondant à la zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel ; -il comporte en outre une étape de raffinement du recalage dudit plan local par rapport à l'image numérique locale dans le référentiel spatial ; - il comporte en outre une étape consistant à déterminer au moins un équipement à surveiller par sélection par un opérateur dudit au moins un équipement à surveiller dans la fenêtre d'affichage ; - l'étape d'obtention d'informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller comporte, pour chaque équipement à surveiller, l'envoi d'un identifiant associé audit équipement à un serveur de commande et de contrôle, par des moyens de communication sans fil, et la réception dudit serveur de commande et de contrôle, des informations de surveillance associées à l'identifiant associé audit équipement à surveiller ; - lesdites informations de surveillance comprennent des informations d'état dudit équipement ; - il comporte une capture d'une pluralité d'images numériques locales, et les étapes de recalage et d'affichage sont mises en oeuvre pour chaque image numérique locale captée ; - qu'il comporte l'obtention et l'affichage d'informations de surveillance représentatives des équipements d'une famille d'équipements. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un dispositif programmable de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, qui comporte : - des moyens de capture un identifiant visuel parmi une pluralité d'identifiants visuels positionnés à des endroits prédéterminés dudit site industriel, - des moyens d'obtention d'un plan local d'équipements situés dans une zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel scanné, - des moyens de capture d'une image numérique locale comportant une portion dudit site industriel comprenant ledit identifiant visuel, - des moyens de recalage du plan local par rapport à un référentiel spatial associé à la position spatiale dudit identifiant visuel dans l'image numérique locale, - des moyens d'affichage dans une fenêtre d'affichage, en superposition sur ladite image numérique locale, dudit plan local recalé, et -des moyens d'obtention et d'affichage des informations de surveillance associées à au moins un équipement sélectionné. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un système de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, comportant un dispositif programmable portable opérable par un opérateur, un serveur de plans dudit site industriel et un serveur de commande et de contrôle apte à fournir des informations de surveillance relatives aux équipements dudit site industriel, dans lequel : - le dispositif programmable portable capture un identifiant visuel parmi une pluralité d'identifiants visuels positionnés à des endroits prédéterminés dudit site industriel, - le serveur de plans envoie un plan local d'équipements situés dans une zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel dudit dispositif programmable portable, - le dispositif programmable portable capture une image numérique locale comportant une portion dudit site industriel comprenant ledit identifiant visuel, - le dispositif programmable portable effectue un recalage dudit plan local par rapport à un référentiel spatial associé à la position spatiale dudit identifiant visuel dans l'image numérique locale, -le dispositif programmable portable affiche dans une fenêtre d'affichage, en superposition sur ladite image numérique locale, ledit plan local recalé, - le serveur de commande et de contrôle envoie des informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller, et - le dispositif programmable portable affiche les informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller reçues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'un système de surveillance selon un mode de réalisation, et - la figure 2 est un organigramme des principales étapes d'un procédé de surveillance d'un site industriel selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 illustre un système de surveillance 1 selon l'invention, dans un scénario d'utilisation de l'invention, dédié à la surveillance et à la maintenance d'équipements faisant partie d'un site industriel. Dans ce mode de réalisation, une pluralité d'identifiants visuels 2, qui sont par exemple des codes barres, des codes OR, des images binaires de type « tag », ou tout autre identifiant visuel permettant d'identifier une localisation de manière unique, sont positionnés à des endroits prédéterminés du site industriel. L'image 4 représente de manière schématique une portion d'un site industriel, comportant un identifiant visuel 2, qui est apposé physiquement sur un des équipements du site ou à proximité d'un équipement. De préférence, le positionnement des identifiants visuels est effectué de manière à être facilement repérable par un opérateur. Le nombre d'identifiants visuels et la distance entre deux identifiants visuels sont choisis en fonction de l'étendue du site industriel et du nombre et de la complexité des équipements présents localement, afin de permettre une représentation efficace de l'ensemble des équipements, comme expliqué plus en détail ci-après.

L'opérateur est muni d'un dispositif programmable portable 6, par exemple une tablette numérique, un téléphone intelligent de type smartphone, ou tout autre dispositif portable programmable comprenant des moyens 8 de capture d'images numériques, par exemple une caméra, des moyens d'affichage 10 tel un écran, des moyens de communication sans fil 12, permettant de transmettre des informations au moyen d'un réseau de communication, et un processeur 14, connectés via un bus de communication 16. Le dispositif programmable portable 6 est également muni de moyens de saisie de commandes utilisateur. De préférence, l'écran d'affichage 10 est un écran tactile, et donc est également un moyen de saisie de commandes utilisateur. Ainsi, grâce à la caméra 8, le dispositif programmable portable 6 est apte, sous la commande de l'utilisateur, à scanner l'identifiant visuel local 2, qui est comme expliqué ci- dessus, un identifiant unique d'une portion du site industriel. Grâce aux moyens de communication sans fil 12, le dispositif programmable portable 6 est apte à envoyer une requête contenant l'identifiant visuel local 2 à un serveur de plans 16, qui est apte à envoyer en retour un plan correspondant à une zone locale du site industriel centrée autour de l'identifiant visuel local. Avantageusement, une quantité réduite de données correspondant à une zone locale est envoyée, et non un plan complet du site industriel. Ainsi, d'une part, la quantité des données transférées est réduite, et d'autre part, l'exploitation des plans s'avère plus aisée. Par exemple, un plan en format AutoCAD (marque déposée) est obtenu. Le serveur de plans 16 héberge un ensemble de plans du site industriel considéré en lien avec les identifiants visuels positionnés sur le site. Dans une phase préalable de préparation, l'ensemble d'identifiants visuels est stocké sur le serveur, chaque identifiant visuel étant stocké en lien avec un équipement déterminé, et un plan de zone locale centrée autour de l'équipement prédéterminé. Selon une variante, le serveur de plans 16 mémorise un plan global du site industriel, et un plan local d'une zone locale, dont la taille est déterminée dynamiquement, centrée sur l'équipement marqué par l'identifiant visuel, est extrait à la volée du plan global par une méthode de traitement appropriée. Le plan local correspondant à la zone centrée sur l'identifiant local 2 est ensuite affiché en superposition d'une image numérique captée sur le site, en temps réel, par le dispositif programmable portable 6.

De préférence, le dispositif programmable portable 6 capte une vidéo en temps réel, et le plan local est recalé par rapport aux images numériques captées et affichées à l'écran 10, de manière à permettre un affichage temps réel de réalité augmentée comprenant à la fois l'image numérique captée et le plan local représentatif des équipements présents localement.

L'opérateur peut ainsi aisément repérer des équipements d'intérêt, qui peuvent être dissimulés derrière ou à l'intérieur d'autres équipements, par exemple des capteurs ou des valves dans un conduit. L'opérateur peut alors sélectionner des équipements à surveiller ou équipements d'intérêt, et envoyer, via les moyens de communication 12, des requêtes spécifiques concernant les équipements sélectionnés à un ou plusieurs serveurs de commande et de contrôle 18. Le ou les serveurs de commande et de contrôle concernés sont alors aptes à envoyer des informations de surveillance associées, par exemple des informations de température, pression, puissance électrique reçue ou consommée. De préférence, les informations de surveillance reçues sont affichées sur l'écran d'affichage, en lien avec l'équipement concerné, soit dans la même fenêtre d'affichage, soit dans une nouvelle fenêtre ouverte à partir d'un lien effectué en sélectionnant l'équipement concerné. Ainsi, l'opérateur peut aisément identifier des éventuels défauts de fonctionnement, et accéder facilement à tout équipement défectueux pour effectuer une maintenance.

Avantageusement, le fait de ne pas stocker des plans d'un site industriel dans le dispositif programmable portable permet de limiter le risque de diffusion d'informations sensibles en cas de vol du dispositif programmable portable. La figure 2 illustre les principales étapes mises en oeuvre dans un procédé selon un mode de réalisation de l'invention, mise en oeuvre par un processeur 14 d'un dispositif portable programmable 6. Lors d'une première étape de capture 20, un identifiant visuel local I est capturé par le dispositif programmable portable, sous la commande d'un opérateur. Un tel identifiant visuel local est par exemple une image bidimensionnelle en noir et blanc, dans un cadre blanc, permettant ainsi une reconnaissance et une segmentation aisées par traitement d'image. Comme déjà expliqué ci-dessus, un tel identifiant est unique pour un site industriel donné. Ensuite, à l'étape 22, un plan local d'une zone centrée sur l'identifiant visuel I est obtenu d'un serveur de plans. Dans un mode de réalisation, l'identifiant I est transmis dans une requête à un serveur de plans, qui applique une méthode de reconnaissance automatique de l'identifiant local I parmi l'ensemble d'identifiants stockés et renvoie un plan local P(I) associé à l'identifiant visuel local I. Dans un mode de réalisation, un serveur de plans stocke dans une mémoire un ensemble de plans pré-découpés, chaque plan correspondant à une zone sensiblement centrée sur un des identifiants visuels positionnés sur le site. En variante, plusieurs plans de différentes tailles, relatifs à des zones du site à surveiller comprenant l'identifiant visuel I, sans nécessairement être centrées sur celui-ci, sont stockés dans une mémoire du serveur de plans. Par ailleurs, suite à la réception d'un plan local P(I) ou en parallèle avec cette réception, le dispositif programmable portable 6 capture lors d'une deuxième étape de capture 24 une ou plusieurs images numériques locales du site, sous forme de vidéo. Les images numériques locales acquises sont notées V(I). Pour chaque image numérique locale, un recalage avec le plan local P(I) est effectué à l'étape de recalage 26, permettant de définir un référentiel dans l'espace centré sur en un point de l'imagette représentative de l'identifiant visuel I. Un tel référentiel spatial tridimensionnel permet de positionner précisément tous les équipements du plan par rapport à l'image numérique locale V(I). Après recalage, le plan local P(I) est affiché à l'étape d'affichage 28, dans une fenêtre d'affichage de l'écran d'affichage 10 du dispositif programmable portable 6, en superposition sur l'image numérique V(I). Ainsi, l'opérateur peut avantageusement localier les équipements se trouvant à proximité, y compris les équipements non visibles, grâce à la superposition du plan P(I) sur l'image locale V(I).

Optionnellement, un raffinement du recalage, avec l'aide de l'opérateur, est effectué à l'étape 30. En effet, si la caméra 8 capte une vidéo V(I), il est possible, en temps réel, d'afficher le plan local P(I) en superposition sur l'écran d'affichage 10 du dispositif programmable portable 6, et ainsi, l'opérateur peut déplacer la position et/ou l'angle de prise de vue pour améliorer le positionnement du plan P(I) par rapport au repère spatial prédéterminé centré sur l'identifiant visuel I. Lorsqu'un recalage satisfaisant est obtenu, l'image numérique captée avec le plan local P(I) affiché en superposition est validée, de manière à mémoriser le positionnement du référentiel spatial tridimensionnel. En fonction des informations visibles sur la fenêtre d'affichage de l'écran d'affichage 10, l'opérateur peut sélectionner un ou plusieurs équipements d'intérêt E dans une étape de sélection 32. En variante, des équipements d'intérêt sont sélectionnés automatiquement à l'étape 32, par exemple des équipements qui sont à risques ou qui sont des équipements clés pour le processus industriel sous surveillance. Par exemple, les équipements d'intérêt sont des capteurs de température ou de pression. Chacun des équipements sélectionnés a un identifiant d'équipement associé, qui est par exemple mémorisé en lien avec le plan P(I). Les identifiants d'équipements d'intérêt sont alors transmis à un serveur de commande et de contrôle, afin d'obtenir des informations de surveillance relatives aux équipements sélectionnés à l'étape d'obtention 34. En variante, il est proposé d'effectuer un affichage ciblé par famille d'équipements : par exemple, affichage de tous les capteurs, toutes les vannes, tous les calculateurs. L'opérateur a la possibilité de sélectionner une famille d'équipements et de requérir des informations de surveillance pour les équipements d'une famille d'équipements sélectionnée. Le serveur de contrôle et de commande envoie des informations de surveillance qui sont par exemple des informations sur l'état d'un équipement (par exemple, valve ouverte ou fermée), l'usure de l'équipement, la pression, la température, l'énergie électrique consommée.

Les informations de surveillance obtenues sont ensuite affichées sur l'écran 10 du dispositif programmable portable 6 à l'étape d'affichage 36. Ces informations permettent à l'opérateur, dans le cadre d'une maintenance par exemple, à localiser immédiatement un équipement en état de fonctionnement défectueux, afin de pouvoir intervenir rapidement. Avantageusement, l'invention permet de localiser précisément tous les équipements du site industriel surveillé, via un affichage augmenté, sans utilisation d'aucun capteur de géolocalisation de type GPS, qui ne fonctionnerait pas pour certains sites, par exemple pour des sites immergés ou encapsulés dans des containers qui limitent ou empêchent les transmissions d'ondes électromagnétiques.

Claims

REVENDICATIONS1.- Procédé de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, mis en oeuvre par un dispositif programmable portable, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - capturer (20) un identifiant visuel parmi une pluralité d'identifiants visuels positionnés à des endroits prédéterminés dudit site industriel, - obtenir (22) un plan local d'équipements situés dans une zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel, - capturer (24) une image numérique locale comportant une portion dudit site industriel comprenant ledit identifiant visuel, - recaler (26) ledit plan local par rapport à un référentiel spatial associé à la position spatiale dudit identifiant visuel dans l'image numérique locale, - afficher (28) dans une fenêtre d'affichage dudit dispositif programmable, en superposition sur ladite image numérique locale, ledit plan local recalé, et - obtenir (34) et afficher (36) des informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller de la zone locale.
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'obtention d'un plan comporte les étapes suivantes : - envoyer l'identifiant visuel, par des moyens de communication sans fil, à un serveur de plans (16), - recevoir dudit serveur de plans (16), un plan correspondant à ladite zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel.
3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de raffinement (30) du recalage dudit plan local par rapport à l'image numérique locale dans le référentiel spatial.
4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à déterminer au moins un équipement à surveiller par sélection par un opérateur dudit au moins un équipement à surveiller dans la fenêtre d'affichage.
5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape d'obtention d'informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller comporte les étapes de : - pour chaque équipement à surveiller, envoyer un identifiant associé audit équipement à un serveur (18) de commande et de contrôle, par des moyens de communication sans fil,- recevoir dudit serveur de commande et de contrôle, des informations de surveillance associées à l'identifiant associé audit équipement à surveiller.
6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites informations de surveillance comprennent des informations d'état dudit équipement.
7.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une capture d'une pluralité d'images numériques locales, et en ce que les étapes de recalage et d'affichage sont mises en oeuvre pour chaque image numérique locale captée.
8.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte l'obtention et l'affichage d'informations de surveillance représentatives des équipements d'une famille d'équipements.
9.- Dispositif programmable de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de capture (8) d'un identifiant visuel parmi une pluralité d'identifiants visuels positionnés à des endroits prédéterminés dudit site industriel, - des moyens d'obtention d'un plan local d'équipements situés dans une zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel scanné, - des moyens de capture (8) d'une image numérique locale comportant une portion dudit site industriel comprenant ledit identifiant visuel, - des moyens de recalage (14) du plan local par rapport à un référentiel spatial associé à la position spatiale dudit identifiant visuel dans l'image numérique locale, - des moyens d'affichage (10) dans une fenêtre d'affichage, en superposition sur ladite image numérique locale, dudit plan local recalé, et - des moyens d'obtention et d'affichage (10) des informations de surveillance associées à au moins un équipement sélectionné.
10.- Système de surveillance d'un site industriel composé d'un ensemble d'équipements, comportant un dispositif programmable portable (6) opérable par un opérateur, un serveur (16) de plans dudit site industriel et un serveur (18) de commande et de contrôle apte à fournir des informations de surveillance relatives aux équipements dudit site industriel, dans lequel : - le dispositif programmable portable (6) capture un identifiant visuel (2) parmi une pluralité d'identifiants visuels positionnés à des endroits prédéterminés dudit site industriel, - le serveur (16) de plans envoie un plan local d'équipements situés dans une zone locale dudit site industriel centrée sur ledit identifiant visuel (2) audit dispositif programmable portable (6),- le dispositif programmable portable (6) capture une image numérique locale comportant une portion dudit site industriel comprenant ledit identifiant visuel (2), - le dispositif programmable portable (6) effectue un recalage dudit plan local par rapport à un référentiel spatial associé à la position spatiale dudit identifiant visuel (2) dans l'image numérique locale, - le dispositif programmable portable (6) affiche dans une fenêtre d'affichage, en superposition sur ladite image numérique locale, ledit plan local recalé, - le serveur (18) de commande et de contrôle envoie des informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller, et - le dispositif programmable portable (6) affiche les informations de surveillance associées à au moins un équipement à surveiller reçues.