Supervision et gestion d’énergie

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Suite à la demande du lycée Etienne Mimard, nous avons réalisé un projet permettant de déterminer la cause d'un pic de consommation énergétique afin de réduire les coûts engendrés inutilement. Pour cela, il a été installé deux centrales de mesure qui ont faits l'objet d'un projet de BTS Electrotechnique. Ces centrales sont disposées en aval des installations électriques. On a réalisé un logiciel et un site web permettant de traiter le flux de données venant des deux boitiers d'acquisition afin d'avoir un suivi en temps réel et archivés sur le poste de supervision. Il a pour but d'être utilisé par des professionnels afin de déterminer précisément les causes de ces surconsommations.

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  • Suite à la demande du lycée Etienne MIMARD, nous devons réaliser un projet permettant de déterminer la cause d’un pic de consommation énergétique toujours inconnue à ce jour afin de réduire les coûts engendrés inutilement. Les factures EDF du lycée sont vraiment onéreuses. Nous allons donc devoir réduire le coût de cette facture de 10 % ou plus.
    De plus, il nous est demandé de mettre au point un logiciel permettant de traiter ce flux de données venant des deux boitiers d’acquisition afin d’avoir un suivi en temps réel et archivé. Toutes ces données sont sauvegardées dans une base. Cette base contient toutes les valeurs nécessaires à l’identification du problème tels que les tensions, les puissances, les courants, les harmoniques, etc…

    Pour superviser ces mesures, il nous a aussi été demandé de créer une page web avec un accès à des courbes et des mesures depuis un poste en interne ou externe au réseau du lycée. On se limitera à 10 connexions internet simultanées. Sur ce site, on trouvera deux niveaux : le mode simple et le mode expert. Le mode expert affichant toutes les mesures.

  • Lycée  étendu
  • Une centrale de mesure est un organe électrotechnique servant à mesurer des tensions, des courants, des harmoniques et bien d’autre afin d’analyser un réseau électrique. Les centrales de mesures utilisées sont des DIRIS A60 qui se trouvent en aval des TGBT (Tableau Général Basse Tension).
    Pour récupérer les valeurs dans les DIRIS, un module encliquetable de communication Ethernet est présent.
  • Partie Acquisition :
    Modbus  Permet de communiquer
    Centrale  Permet de réaliser des tests de connexion et de récupérer les valeurs

    CControle  classe maitresse qui lance tout le programme
    CbaseDeDonnées  Valeurs enregistrées dans cette classe
  • Partie Logicielle
  • WinDev et WebDev sont des ateliers de génie logiciel (AGL) édité par la société française PC SOFT. WinDev est conçu pour développer des applications, principalement orientées données pour Windows 8, 7, Vista, XP, 2008, 2003, 2000, mais également pour Linux, .NET et Java. WebDev est quant à lui orienté développement web. Ils proposent leur propre langage, appelé le WLangage, qui fait partie de la L4G (4ème génération), et qui permet le développement plus rapide d'applications par rapport à d'autres générations.

    Un de leurs principaux avantages est la rapidité de programmation.
    Programmation en français.
  • Nous utilisons un câble RJ45 et de la fibre optique entre les centrales et le PC de supervision. La fibre optique est employée car la distance entre les équipements est étendue (voir plan du lycée). Puis, comme la fibre optique était déjà installée et qu’elle ne passait pas très loin des centrales, le lycée a pu se rattacher à celle-ci. Pour pouvoir relier les câbles Ethernet et la fibre optique, E. Mimard a utilisé des transceivers (émetteur-récepteur). Pour la fibre optique, les transceivers sont de type optique. Ceux-ci convertissent les signaux électriques en signaux optiques.
  • Le protocole MODBUS a été créé en 1979 par Modicon, Aujourd’hui, c’est un protocole de communication standard dans l’industrie. Il peut être utilisé sur avec des couches physiques très différentes comme RS232, RS422, RS485 ou fibre optique. C’est un protocole de type maître/esclaves. Le maître envoie une demande et attend une réponse. Deux esclaves ne peuvent dialoguer ensemble.

    Pour aller récupérer les mesures, c’est le PC superviseur qui va envoyer des trames à la centrale de mesures. Toutes les mesures effectuées par la centrale sont enregistrées dans des registres.
  • ADU : Application Data Unit PDU : Protocol Data Unit

    L’entête MBAP est composé de 7 octets.

    Pour aller lire tous les valeurs dans l’automate, on utilise la fonction 03 (lecture de 1 à plusieurs mots).
  • Comme on peut le remarquer sur la trame Modbus TCP/IP, il n’y a pas de champ de CRC. La vérification des paquets est traitée par les mécanismes normalisés de calcul de checksum des couches TCP/IP et liaison de données (Ethernet).
  • On récupère 27 valeurs de 2 mots.
  • On récupère 22 valeurs de 1 mot.
  • On récupère 9 valeurs de 1 mot.
  • Fonction 3  lecture de 1 à plusieurs mots
    Fonction et n° esclave sur 1 octet
  • 1 à Nb mots
    Nous voulons juste récupérer juste les valeurs reçues.
  • Sockets -> permet de communiquer avec l’automate.
    On effectue des tests.
    Buffer -> Ce type correspond à une zone mémoire binaire.
  • Permet de supprimer l’en-tete de la trame. Nous permet de garder juste les mesures que l’on vient d’aller récupérer dans les registres de l’automate.
  • Supervision et gestion d’énergie

    1. 1. ODIN Nicolas
    2. 2. 1. Présentation du projet 2. Présentation du lycée 3. Architecture matérielle 4. Cas d’utilisation 5. Scénarios 6. Diagramme de classe 7. Diagramme de séquence 8. Présentation de Windev/Webdev 1. Présentation de la partie réseau 2. Modbus/TCP 3. Tables des registres 4. Exemple de construction d’une trame 5. Exemple d’une trame reçue 6. Création de mes classes sur Windev 7. Conclusion Partie individuelle : Communication avec les centrales de mesures. Partie générale :
    3. 3.  Projet réalisé pour le lycée Etienne Mimard.  Réduire les coûts engendrés inutilement. • Abonnement EDF fixe  pic de consommation  Paye des pénalités. • Factures EDF sont vraiment onéreuses.  Projet en 2 parties. Mettre au point : • un site web • un logiciel  Deux centrales de mesures :  Lycée professionnel (LP)  Lycée général et technologique (LGT)
    4. 4.  Partie logicielle
    5. 5.  Partie web
    6. 6.  Ateliers de génie logiciel (AGL)  PC SOFT  WLangage  Rapidité de programmation  Multi plateforme
    7. 7. Communication avec les centrales de mesures
    8. 8.  Utilisation du câble RJ45 et de la fibre optique entre les centrales et le PC de supervision.  Le module de communication Ethernet nous permet d’utiliser le protocole Modbus/TCP.
    9. 9.  Crée en 1979 par Modicon  Maître/esclaves  Numéro de port : 502
    10. 10.  Construction d’une trame de données
    11. 11.  Description de l’en-tête MBAP :
    12. 12.  CModbus Nous permet de créer, d’envoyer et recevoir les trames.  Mise en place des sockets :  SocketConnecte(<Nom de la socket>, <N° de port>, [<Adresse>])  SocketEcrit(<Nom de la socket>, <Message>)  SocketLit(<Nom de la socket>, [<Attente indéfinie>])  SocketFerme(<Nom de la socket>)
    13. 13.  CCentrale  Permet d’effectuer des tests de connexion.  Permet de découper la trame reçue et par la suite placer les valeurs dans un tableau.
    14. 14. Conclusion :  Travail en équipe  Décisions conjointes.  Répartition du travail.  Expériences personnelle et professionnelle en collaboration avec d’autres personnes.  Projet nécessitant un suivi permanent et amélioration du codage effectué. Notions différentes des TP réalisés en cours.  Initiation dans le monde du travail.

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