Sommaire: Diagnostic des défaillances des systèmes instrumentés de sécurité
Acronymes
Table des figures
Liste des tableaux
Introduction générale
1 Problématique
2 Objectif
3 Organisation du mémoire
Chapitre 1 Diagnostic des défauts
1.1 Introduction
1.2 Terminologie et définition
1.2.1 Défaut
1.2.2 Dégradation
1.2.3 Défaillance
1.2.4 Panne
1.2.5 Symptôme,Observation,Mesure
1.2.6 Détection de défaut
1.2.7 Localisation de défaut
1.2.8 Identification de défaut
1.3 Diagnostic
1.4 l’interne du diagnostic
1.5 Organisation générale de la procédure de diagnostic
1.6 Surveillance, diagnostic et supervision
1.7 Place et procédure de détection
1.8 Critères de performance d’un système de diagnostic
1.9 La redondance pour le diagnostic
1.10 Classification des méthodes de diagnostic
1.10.1 Méthode externe (méthode sans modèle)
1.10.1.1 Reconnaissance des formes
1.10.1.2 Réseaux de neurones artificiels
1.10.1.3 Système experts
1.10.2 Méthodes internes (méthodes avec modèle)
1.10.2.1 Méthodes à base de modèle quantitatif
1.10.2.2 Méthodes à base de modèle qualitatif
1.10.2.3 Méthodes mixtes
1.11 Conclusion
Chapitre 2 Système instrumenté de sécurité
2.1 Introduction
2.2 Notion de sécurité
2.2.1 Principes généraux de protection
2.2.2 Sécurité fonctionnelle
2.3 Cadre normatif
2.3.1 Norme CEI 61508
2.3.2 Norme CEI 61511
2.3.3 Norme CEI 62061
2.3.4 Norme ISA 84
2.4 Systèmes instrumentée de sécurité
2.4.1 Définition d’un SIS .
2.4.2 Fonction instrumentée de sécurité
2.4.3 Propriétés d’un SIS
2.4.4 Composition d’un SIS
2.4.5 Rodondance au sein d’un SIS
2.4.6 Tests de système instrumenté de sécurité
2.4.6.1 Test de diagnostic
2.4.6.2 Proof test
2.4.6.3 L’avantage des tests dans les SIS
2.4.6.4 Test partiel de la course de vanne
2.4.7. Niveau d’intégrité de sécurité
2.4.7.1 Paramêtres influant sur le calcul de SIL
2.4.7.2 Méthodes de détermination de SIL
2.5 Réduction des risques par les SIS
2.5.1 Les SIS comme couche de protection
2.5.2 Réduction des risques
2.6 Problèmes typiques des SIS
2.7 Classification des défaillances
2.7.1 Classifications retenue dans la norme
2.7.2 Classifications proposée par SINTEF
2.8 Contraintes architecturales
2.9 Conclusion
Chapitre 3 Evaluation de l’indisponibilité des systèmes instrumentés de sécurité par le modèle Makovien
3.1 Introduction
3.2 Architecture 1001
3.2.1 Détermination du taux de réparation
3.2.2 Détermination de la disponibilité de l’architecture 1oo1
3.2.3 Détermination de la durée moyenne globale d’indisponibilité
3.2.4 Détermination de l’indisponibilité moyenne PFD avg du cannal
3.3 Architecture 1002
3.3.1 Détermination du taux de réparation
3.3.2 Modèle markovien 1oo2
3.3.3 Détermination de la disponibilité de l’architecture 1oo2
3.4 Architecture 2oo3
3.4.1 Détermination de la disponibilité de l’architecture 2oo3
3.5 Evaluation des SIL d’un système opérationnel : Four rebouilleur
3.5.1 Rôle du four H401
3.5.2 Zones de four
3.5.2.1 Zone de radiation (rayonnement
3.5.2.2 Zone de convection
3.5.3 Construction de four H401
3.5.3.1 Faisceaux tubulaires (Serpentin
3.5.3.2 Brûleurs
3.5.3.3 Les pilotes
3.5.3.4 Cheminée
3.5.3.5 Registre
3.5.4 La décomposition structurelle et fonctionnelle du système four H401
3.5.4.1 Sous système d’alimentation
3.5.4.2 Sous système de contrôle
3.5.4.3 Sous-système d’alarme
3.5.4.4 Sous-système d’arrêt d’urgence (SIS)
3.5.4.4.1 Les capteurs
3.5.4.4.2 Unité de traitement PLC (TRICONEX)
3.5.4.4.3 Les actionneurs
3.5.5 Calcul de PFDavg du SIS
3.5.5.1 Par les équations de modèle Markovien
3.5.5.2 Calcul du PFDavg par les équations simplifiées
3.5.5.3 Comparaison des résultats
3.6 Conclusion
Chapitre 4 Simulation et Etude Expérimentale
4.1 Introduction
4.2 Présentation détaillée du système
4.2.1 Décomposition du système
4.2.2 Sous système d’arrêt d’urgence (SIS)
4.3 Simulation et Interprétation
4.3.1 Système avec un seul capteur
4.3.1.1 Mode de défaillance des composants du SIS
4.3.1.2 Modèle de simulation du système à un seul capteur
4.3.1.3 Résultats et Interprétation
4.3.2 Simulation du système avec deux capteurs
4.3.2.1 Modèle de simulation du système par simulink
4.3.2.2 Résultats et Interprétation
4.4 Etude Expérimentale
4.4.1 Présentation du banc d’essais
4.4.2 Résultats et interprétation
4.5 Conclusion
Conclusion Générale
Annexe
Bibliographie
Extrait du mémoire diagnostic des défaillances des systèmes instrumentés de sécurité
Chapitre 1 : Diagnostic des défauts
Définition et Terminologie
1.1. Introduction :
Les progrès récents des sciences ont entraîné un changement considérable dans divers secteurs industriels. Les industriels modernes s’équipent de plus en plus avec des systèmes automatiques complexes, afin d’améliorer la productivité et la qualité de leurs produits tout en réduisant leur coût de traitement. Les équipements modernes sont sujets aux défaillances. Ces dernières peuvent réduire considérablement la production et même dans certain cas, mettre en péril la vie des personnes et l’équilibre de l’environnement. Il est alors légitime pour ces industriels d’acquérir une technicité efficace de supervision, dotée d’un outil de diagnostic adapté afin de limiter les conséquences engendrées par les défaillances et d’améliorer la sécurité des personnels assurant ainsi une fiabilité et une disponibilité accrues de leurs outils de production.
Le diagnostic, en exploitant les données recueillies sur un système et sur son environnement, permet de déterminer le mode des défaillances dans lequel se trouve ce système et de localiser les éléments responsables en explicitant les causes qu’ils ont induit [MOH 07].Toutes ces informations, apportées par le diagnostic, sont très utiles pour prendre une décision, qui est soit de maintenir le système sous le même mode de fonctionnement si celui-ci est normal, soit de corriger ce mode ou bien d’arrêter le système s’il est interdit ou dangereux.
La recherche dans le domaine du diagnostic industriel a connu une évolution accélérée durant ces deux dernières décennies, que se soit sur le plan théorique ou sur le plan pratique.
L’intérêt croissant porté aux problèmes du diagnostic tient du fait que l’une des principales préoccupations du milieu industriel est l’augmentation de l’efficacité et du rendement, en termes de coûts et de délais [BEN 05]. De plus, le diagnostic trouve des applications diverses dans tous les secteurs tels que l’industrie, la médecine, l’administration,…etc. Ainsi, avec cet intérêt accru, s’est développée une littérature abondante dédiée au diagnostic industriel. De nombreux ouvrages de référence parmi lesquels [DUB 90] [ZWI 95],… consacrés à la résolution de divers problèmes, ont été publiés.
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