Automatisme : La commande predictive tente de se democratiser

Jusqu'ici utilisée principalement dans le secteur pétrolier, pour piloter la régulation de processus lents et stables, la commande prédictive s'ouvre de nouveaux horizons.

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AUTOMATISME

LA COMMANDE PREDICTIVE TENTE DE SE DEMOCRATISER

Jusqu'ici utilisée principalement dans le secteur pétrolier, pour piloter la régulation de processus lents et stables, la commande prédictive s'ouvre de nouveaux horizons.

Réguler, c'est bien. Prévoir, c'est mieux. En automatisme, cela porte un nom : la " commande prédictive ". Son but est d'anticiper le fonctionnement d'une unité de production en prévoyant les contraintes intempestives du procédé susceptibles d'en altérer l'efficacité. La commande prédictive permet ainsi de mieux maîtriser la dynamique des systèmes de production afin d'optimiser leur fonctionnement. La commande prédictive se traduit sous la forme de logiciels qui asservissent un système de production en fonction d'un modèle mathématique représentant son processus physique, avec toutes ses contraintes. Promoteur de cette technologie, l'Adersa (Association pour le développement de l'enseignement et de la recherche en systématique appliquée), a mis au point, courant 1995, une nouvelle version de son logiciel. Cette nouvelle génération, PFC (predictive functional control) se distingue des outils plus classiques (pour lesquels on parle de " commande avancée ") par davantage de souplesse, d'accessibilité et de robustesse. Ce logiciel présente une algorithmie simplifiée et un nouveau type de modélisation. Mais, surtout, grâce à l'évolution des puissances des processeurs, il peut désormais être implanté, soit sur un simple PC, soit dans un automate programmable. Ce qui n'est pas encore le cas des logiciels classiques de commande avancée, qui nécessitent des environnements plus lourds (gros calculateurs). Du coup, la commande prédictive, jusqu'ici vouée au pilotage de procédés industriels rapides et difficiles (instables, non linéaires, à retards purs...), peut s'attaquer à de nouveaux secteurs : automo- bile (commande moteur, suspension...), laminoir, robotique, systèmes d'armes, fours, réacteurs chimiques...

Une étude d'impact lancée par le ministère de l'industrie

Exemple : Lubrizol France. Ce fabricant d'additifs pour huiles de moteur utilise PFC depuis septembre dernier pour réguler ses réacteurs exothermiques. De même, Porcelaine de Sologne, filiale du groupe Yves Deshouillères, y fait appel, depuis décembre dernier, pour piloter la régulation d'un four de porcelaine. A en croire ses utilisateurs, le PFC, malgré sa convivialité, nécessite la présence dans l'entreprise d'un automaticien de haut niveau pour sa compréhension globale à travers sa démarche de modélisation. Cet outil peut également troubler les habitudes des multiples secteurs de l'entreprise et entraîner des problèmes d'organisation, car la commande prédictive rassemble beaucoup de compétences à la fois. Pechiney-Rhenalu, qui utilise PFC depuis 1990 pour conduire ses laminoirs, a d'ailleurs fait un effort de restructuration. Bien que tout le monde s'accorde sur le retour indéniable sur investissement procuré par cette démarche, on peut cependant estimer son coût global entre 50 000 francs et 1 million de francs, selon la nature de l'application.

Est-on à l'aube d'une percée de la modélisation dans l'automatique de régulation ? Une prise de conscience s'opère, en tout cas. On en saura bientôt plus. Le ministère de l'Industrie a lancé, durant ce premier semestre 1996, une étude sur l'impact de la commande prédictive dans l'industrie française. Résultats dans quel-ques semaines.



Les différentes étapes de la modélisation de processus

La modélisation d'un processus réclame plusieurs étapes.

Après avoir analysé le processus de production concerné et recueilli certaines données, un modèle mathématique qui représente le fonctionnement physique du procédé, avec la prise en compte de toutes ses contraintes, est élaboré.

Ce modèle débouche sur un simulateur qui sert, en quelque sorte, à bâtir un scénario du futur.

Celui-ci est ensuite " calé " sur le processus particulier, de telle sorte que simulateur et processus aient un comportement voisin.

Une fois le bon modèle attesté, il est entré avec les données spécifiques du processus dans un système, une sorte de CAO, qui conçoit, calcule les algorithmes du régulateur et détermine alors les lois de commande qui vont être implantées dans l'automate ou l'ordinateur de commande en temps réel.

USINE NOUVELLE N°2552

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