Application de techniques de synthèse en ingénierie d'automatisation

01/10/2017
Publication e-STA e-STA 2003-1
OAI : oai:www.see.asso.fr:545:2003-1:20072
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Application de techniques de synthèse en ingénierie d'automatisation

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Application de techniques de synthèse en ingénierie d'automatisation DAVID GOUYON1 , ALEXIA GOUIN2 , JEAN-FRANÇOIS PETIN1 1 Centre de Recherche en Automatique de Nancy Faculté des Sciences et Techniques, BP 239, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France 2 Laboratoire d'Automatique de Grenoble ENSIEG, Domaine Universitaire, BP 46, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France David.Gouyon@cran.uhp-nancy.fr ; Alexia.Gouin@lag.ensieg.inpg.fr ; Jean-Francois.Petin@cran.uhp-nancy.fr Résumé-- Les techniques de synthèse de la commande proposent des algorithmes permettant de définir automatiquement un modèle de contrôle et de commande, à partir de modèles formels de la dynamique d'un procédé à commander et des objectifs comportementaux qui lui sont assignés. L'utilisation de ces techniques en ingénierie d'automatisation requiert la définition d'un cadre méthodologique permettant de couvrir les phases amont et avale à la synthèse, en particulier, la phase de modélisation de processus industriels complexes et la phase d'implantation du superviseur synthétisé sur une architecture de commande industrielle. L'objectif de ce papier est de démontrer la faisabilité d'une approche méthodologique, qui intègre les techniques de synthèse, basée sur la réutilisation de modules fonctionnels d'automatisation. Son intérêt réside dans la structuration des modèles du procédé et des spécifications comportementales, ce qui constitue une aide méthodologique à la modélisation de systèmes complexes, mais également dans la modularité des superviseurs synthétisés, ce qui facilite leur implantation dans des langages de programmation à base de blocs fonctionnels tels que ceux de la norme IEC 61131-3. Mots clés-- Théorie de la supervision, Synthèse de la commande, Ingénierie d'automatisation, Implantation de la commande. I. INTRODUCTION Automatiser consiste, selon [1], à trouver les règles de commande d'un système à partir de la connaissance du comportement dynamique du procédé à automatiser et des objectifs à atteindre, en respectant le prédicat : Dynamics ∧ Unknown control rules ⊃ Goal. Cette formulation s'applique à la synthèse de superviseur telle qu'indiquée dans la théorie de la supervision [2] qui constitue un apport théorique indéniable pour la conception de systèmes de commande à événements discrets. La diffusion des techniques de synthèse dans le monde industriel reste cependant très limitée [3]. Ce constat peut s'expliquer d’une part par la difficulté d’appréhender un système industriel complexe (procédé, spécifications) à l’aide de modèles peu structurants, tels que les automates à états finis, souvent utilisés en synthèse, et, d’autre part, par l’écart d’interprétation entre un superviseur autorisant ou interdisant des événements et un système de commande forçant ses sorties en fonction des entrées qui lui sont appliquées et de son état [4]. Cet article a pour objectif de démontrer la faisabilité d’une automatisation basée sur ces techniques de synthèse en s’appuyant sur une démarche méthodologique de structuration des systèmes industriels et sur une proposition d’interprétation des superviseurs en vue de leur implantation. La section II présente le problème méthodologique posé par la synthèse tant au niveau de l’obtention des modèles de procédé et de spécification qu’au niveau de l’implantation d’un superviseur. Ce constat justifie l’approche méthodologique présentée en section III proposant une synthèse modulaire basée sur les objets d’automatisation et une interprétation des superviseurs en vue de leur implantation dans des blocs fonctionnels de la norme IEC 61131-3 [5]. Nous démontrons, en section IV, la faisabilité de notre approche sur un exemple extrait du Système de Production Flexible de l’A.I.P. Lorrain. Les apports de notre démarche ainsi que ses extensions envisageables sont discutés dans la conclusion. II. PROBLEMATIQUE ET ETAT DE L'ART A. Modélisation du procédé et des spécifications Dès lors que l'on s'attache à modéliser des systèmes de complexité industrielle, l'utilisation de formalismes de représentation abstraits, sous une forme fonctionnelle, ensembliste, …, s'avère une condition nécessaire pour appréhender, de manière pragmatique, intuitive, voire qualitative, le fonctionnement global d'un système à concevoir ou à rénover. Ce constat est traduit dans [6] par "Control design is still an art where the engineer somehow incorporates all the performance and safety requirements of the system into code through experiences". Ainsi, dans la pratique, la modélisation d’un système industriel met en jeu divers modèles, plus ou moins formels, exprimés à différents niveaux d'abstraction, permettant d'abord d'appréhender qualitativement le fonctionnement global d'un système, avant de modéliser quantitativement sa dynamique. En revanche, les modèles à partir desquels les techniques de synthèse permettent la génération d’un superviseur, représentent concrètement et formellement la dynamique du procédé à commander et les spécifications du comportement attendu. Ces modèles, définis préalablement à la synthèse, sont des représentations formelles détaillées, exhaustives d’un système et sont donc, par nature, non évolutifs. En d'autres termes, les modèles servant de base à la synthèse doivent être considérés comme des modèles définitifs, exprimés dans des formalismes peu structurants, tels que les automates à états finis et les réseaux de Petri [7] (éventuellement temporisés [8] [9]), la logique des prédicats ou encore la logique temporelle [1] qui rendent délicate leur obtention sans une analyse préalable dans le cadre d’une approche méthodologique structurée [10]. En ce sens, de nombreux travaux ont porté sur la décomposition structurée [11], modulaire [12], décentralisée [13], hiérarchique [14], voire orientée objets des différents modèles [15][16], afin de décomposer et de structurer les modèles en sous- modèles. Ces approches se focalisent sur les techniques et modèles supportant une synthèse modulaire mais n’offrent pas de guides méthodologiques conduisant, de manière systématique, le concepteur à une modélisation structurée particulière d’un système industriel. Notre objectif consiste donc, à l’instar de [6] (figure 1), à mettre en œuvre un procédé complet d’automatisation basé sur une approche méthodologique couvrant, avant la phase classique de synthèse, les phases de spécification et de modélisation. SYSTEM BEHAVIOUR SPECIFICATIONS b PROCESS DESCRIPTION a SUPERVISOR SYNTHESIS 3 BEHAVIOUR SPECIFICATION MODELLING 2 CONTROLLER SYNTHESIS 4 DESIGN OK ? PROCESS MODELLING 1 DESIGN OK ? PROCEDURAL CONTROLLER NO YES YES NO INPUT INFORMATION MODELLING CONTROLLER SYNTHESIS Figure 1. Procédure de synthèse de contrôleur [6] Pour être complète cette démarche intègre également les phases avales à la synthèse et relatives à l’implantation du superviseur sur une architecture industrielle. B. Implantation de la commande obtenue par synthèse Si on suppose connus les modèles de spécification et de procédé, il est alors possible de synthétiser un élément de haut niveau, appelé superviseur, qui permet d’interdire et/ou d’autoriser des événements, en vue de contraindre le comportement du procédé. Ce comportement contraint est représenté sous la forme d'un automate correspondant à l'ensemble des états admissibles du procédé et à l'ensemble des évolutions possibles entre ces états. Ces dernières définissent plusieurs trajectoires possibles, au sens de séquences ordonnées d’états, pour atteindre, depuis une même situation initiale, une même situation finale. En ce sens, les superviseurs ne sont donc pas toujours déterministes1 dans la mesure où, à partir d'un même état, plusieurs transitions peuvent être franchies. Dans ce cas, le superviseur ne permet pas de définir avec certitude les règles d'évolution du système face à un stimulus de l'environnement, ce qui correspond classiquement au rôle dévolu à la commande. Ce constat conduit à distinguer la notion de superviseur de celle de contrôleur. En ce sens, la commande supervisée de [17] (figure 2) considère le procédé étendu composé d'un procédé à commander et de son système de commande lui permettant de traiter les actions réactives à appliquer au procédé. Par la suite, à l'instar de [6], nous considérerons le contrôleur comme un raffinement du superviseur. Procédé à commander Système de commande Procédé étendu Σpr Σco Superviseur Σ=Σco ∪Σpr (événements générés et non interdits) Φ(i) (liste d ’événements interdits) Σco = ensemble des évènements générés par la commande Σpr = ensemble des événements générés par le procédé Figure 2. Schéma de commande supervisée d’après [17] Le problème réside alors dans les techniques à appliquer et les hypothèses sur lesquelles elles reposent, pour passer d'un superviseur, tel que généré par les algorithmes de synthèse tels que ceux proposés par Ramadge et Wonham ou Kumar, à un contrôleur totalement déterministe en vue de son implantation. Pour cela, il est possible, comme dans [18], d'interpréter différemment la théorie de base [2], en considérant les événements contrôlables comme des sorties de la commande et les événements incontrôlables comme des entrées. Cette interprétation impose au superviseur de ne comprendre que des séquences ayant au moins un événement contrôlable entre deux événements non contrôlables (dans la mesure où la réaction du système à un événement d'entrée doit survenir avant l'arrivée d'un nouvel événement d'entrée). Sous réserve que cette hypothèse soit vérifiée, [19] applique cette interprétation en proposant une traduction des séquences élémentaires d’un superviseur sous la forme de structures Grafcet éventuellement parallèles. 1 On parle d'indéterminisme d'évolution s'il y a, à partir d'un état donné, plusieurs transitions franchissables qui conduisent à des états différents. Si ces choix de traduction permettent la levée de l'indéterminisme1 initial, ils restent néanmoins difficiles à justifier en vue d’une systématisation de la démarche d’implantation, quel que soit le modèle cible retenu. Partie Commande EPO dr ds or os cr cs er es Filtre de commande Filtre des observations Une approche plus directe de la théorie de base, telle que celle proposée par [20], consiste à construire une interprétation en Ladder à évolution asynchrone. La relation d’ordre établie entre ces équations logiques permet, de fait, de lever l’indéterminisme du superviseur initial mais pose notamment les problèmes du calcul d’une situation stable résultant d’un enchaînement d’événements et de la prise en compte d’un cycle de causalité. Cette approche présente néanmoins l’avantage par rapport à celle de [18] de n’imposer aucune séquences de transitions contrôlables/incontrôlables au niveau du superviseur. Figure 3. Filtre de comportement placé en interface D'un point de vue méthodologique, la généralisation du filtre de comportement à des niveaux moins technologiques et son utilisation récursive permettent d'envisager une structuration modulaire des Systèmes Automatisés de Production sous la forme d'objets d'automatisation ou encore de modules fonctionnels d'automatismes [22]. Le système de contrôle-commande résultant peut alors être vu comme un emboîtement (figure 4) de modules coordonnés et/ou coopérants, les modules de plus bas niveau pouvant être qualifiés d'opératifs, ceux de plus haut niveau de fonctionnels. Enfin, l’implantation des contrôleurs ainsi obtenus devra intégrer les contraintes induites par les langages de programmation spécifiques ou normalisés, en particulier la modularité sous forme de blocs fonctionnels dans le cas de la norme IEC 61131-3. "EPO" i "EPO" i1 EPOi12 Filtre EPOi12 EPOi11 Filtre EPOi11 "Filtre" i1 "EPO"i2 EPOi12 Filtre EPOi12 EPOi11 Filtre EPOi11 EPOi12 Filtre EPOi12 "Filtre"i2 "Filtre" i III. PROPOSITION D’UNE METHODOLOGIE POUR L’UTILISATION DES TECHNIQUES DE SYNTHESE EN AUTOMATISATION A. Objets d’automatisation Dans le domaine du contrôle-commande, l'évolution des architectures centralisées vers des architectures décentralisées, voire réparties peut se justifier par le fait que répartir la commande, afin de placer les organes décisionnels au plus près de leur site d'action, va dans le sens d'une meilleure flexibilité de la commande et d'une sûreté de fonctionnement accrue, ainsi que par les besoins en réutilisabilité de composants logiciels exprimés par les industriels. Figure 4. Structure de la partie commande obtenue par une utilisation récursive des filtres B. Synthèse modulaire basée sur les objets d'automatisation Répondant à ces nouvelles préoccupations, des méthodes de structuration des systèmes de contrôle- commande ont été initiées dans le milieu des années 80 et ont abouti au concept de "Filtre de comportement" [21]. Notre proposition consiste à appliquer cette approche méthodologique de structuration des systèmes automatisés pour, d'une part, procéder à la synthèse récursive de superviseurs basés sur le découpage modulaire du procédé à automatiser et, d'autre part, faciliter l'implantation de ces superviseurs sur des architectures de commande programmées au travers des langages actuels à base de blocs fonctionnels tels que ceux de la norme IEC 61131-3. Partant de l'hypothèse que la structure de la Partie Opérative (P.O.) est porteuse de solutions pour atteindre les objectifs d'une automatisation, cette approche préconise l'utilisation d'un modèle d'Elément de Partie Opérative (E.P.O.), sous la forme d'une description explicite de son comportement. Placé en interface entre la partie commande et la partie opérative, ce modèle introduit une solution distribuée de la commande et de la surveillance des éléments de partie opérative. Ce découplage, ou ce filtrage, entre une commande de haut niveau et les éléments de partie opérative qu'elle pilote contribue à la rendre la plus indépendante possible de la technologie de réalisation (figure 3). Ces concepts méthodologiques appliqués à la modélisation du procédé à automatiser aboutissent à des modèles structurés, dans le formalisme des automates à états finis, représentant les états de fonctionnement de chaque élément de partie opérative. Chacun de ces modèles est utilisé comme modèle de procédé pour effectuer une synthèse qui aboutit à un premier niveau de superviseur (superviseurs S1 et S1' de la figure 5) permettant le contrôle de l'élément technologique considéré. La réutilisation de ces superviseurs, en tant que modèles de procédé pour la synthèse d'un superviseur de niveau supérieur, nécessite leur transformation afin de ne conserver que les événements observables depuis le niveau supérieur (figure 5). Ce mécanisme automatique correspond à une projection qui consiste, dans la théorie des langages, à ne conserver dans un langage que les éléments de l’alphabet que l’on désire garder, autrement dit, à simplifier le langage par élimination. Par rapport à une synthèse classique, nous avons gagné ici un grand nombre d’états en ne conservant qu’une partie de l’alphabet de départ. C O O D Filtre C E O D Niveau haut Niveau bas Evénements contrôlables : {O, E} Evénements incontrôlables : {D, C} : Transition non prioritaire : Transition prioritaire EPO Figure 6. Exemple expliquant les priorités utilisées Ces priorités sont utilisées lors de la transformation du superviseur en contrôleur (filtre). L'automate à états finis représentant le contrôleur est ensuite traduit en Ladder. Cette traduction repose sur l'interprétation synchrone de diagrammes états-transitions suivant un algorithme sans recherche de stabilité qui suit les étapes : évaluation de la franchissabilité des transitions, désactivation et activation des états, calcul des événements générés en interne, affectation (positionnement) des sorties. P1 S1 P1 ’ S1 ’ P1 ’ : Procédé pour la synthèse de S1 ’ P1 : Procédé pour la synthèse de S1 P2 : Procédé pour la synthèse de S2 S2 P2 D. Bilan de la démarche Figure 5. Synthèse récursive Le principe de notre proposition méthodologique peut être résumé par la figure 7 qui fait apparaître les différentes étapes de synthèse, projection et composition synchrone permettant d'aboutir à un ensemble de superviseurs coordonnés implantables dans des langages de programmation structurés. A partir de la composition des différentes projections associées à différents E.P.O., il est alors possible procéder à la synthèse d'un superviseur permettant la coordination des superviseurs de niveaux inférieurs. Notons que cette démarche est récursive dans la mesure où elle peut se ré-appliquer à la synthèse d'un niveau encore supérieur. Ses avantages sont dans un premier temps que les résultats de synthèse sont réutilisables d’un EPO à l’autre, mais également que cette architecture de référence permet de séparer les niveaux fonctionnels et technologiques des différents éléments. Un autre avantage est que ces éléments de commande sont implantables dans des blocs fonctionnels de la norme IEC 61131-3. C. Implantation des superviseurs Ainsi, cette démarche méthodologique conduit à une structure de superviseurs qu'il est alors possible d'interpréter en vue de leur implantation au travers de blocs fonctionnels, tels que ceux de la norme IEC 61131-3. Modèle niveau 1 Spec. niveau 1 Spec. niveau 2 Supervis. niveau 1 Synthèse Synthèse Supervis. niveau 2 Projection Projeté niveau 1 Implantation niveau 1 Implantation niveau 2 Modèle niveau 2 Composition Projeté niveau 1 Interprétation Interprétation Nous avons appliqué une traduction directe de l’automate obtenu par synthèse dans un langage de programmation des API, à l'instar de l'approche proposée par [20]. Afin de palier aux inconvénients reconnus de celle-ci, nous avons appliqué les techniques d'interprétation synchrones, qui ont fait leurs preuves notamment dans le cas du modèle Grafcet [23]. Le principal problème rencontré est l'indéterminisme de l'automate synthétisé qui interdit sa traduction directe dans un langage de programmation par nature totalement déterministe. Figure 7. Principe de la synthèse structurée Afin d'éliminer ce problème, nous avons dû définir des priorités pour chaque groupe de transitions sortant d'un même état. La détermination de ces priorités résulte d'une classification des événements en fonction, d'abord, de leur hiérarchie dans les niveaux de superviseurs (les événements de niveau hiérarchique supérieur étant prioritaires), puis dans un deuxième temps de leur contrôlabilité (les événements incontrôlables étant prioritaires sur les événements contrôlables) (figure 6). Le paragraphe suivant présente une application de cette approche sur un exemple, afin d'en démontrer la faisabilité. IV. APPLICATION Notre application est basée sur un sous-ensemble du manipulateur du Système Flexible de Production de l’Atelier Inter-établissements de Productique Lorrain (AIPL), plus particulièrement la fonction de positionnement suivant les axes X et Y. Cette fonction est réalisée par deux vérins commandés chacun par l’intermédiaire d’un filtre de comportement, et par un module qui gère la coordination de leurs mouvements (figure 8). rentré sorti sortant rentrant init. os os cs cr or or cr cs {es, er} {es, er, dr} {es, er, ds} {es, er, dr} {es, er, ds} dr : demande de rentrée ds : demande de sortie er : état rentré es : état sorti or : ordre rentrée os : ordre sortie cr : capteur rentré cs : capteur sorti Partie Opérative Module de coordination Verin Verin Filtre Filtre d d o o c c e e dcy fcy d : demande e : état o : ordre c : info. capteur Partie Commande Figure 9. Modèle automate du comportement du vérin Nous modélisons le comportement attendu du filtre par des automates à deux états (figure 10). Le modèle de spécification résulte alors de la composition de ces automates (notons que cette composition est obtenue à l'aide du logiciel TCT3 ). Figure 8. Structure de commande du sous-ensemble du manipulateur étudié 0 {dr, or, cs, cr, es, er} 1 {ds, cr, er} ds os 0 {ds, os, cs, cr, es, er} 1 {dr, cs, es} dr or 0 {ds, dr, os, or, cr, er} 1 dr cs es 0 {ds, dr, os, or, cs, es} 1 ds cr er A. Synthèse du filtre de comportement 1) Obtention des modèles de spécification comportementale et de procédé Les « états stables » (ou marqués2 ) sont les états dans lesquels les caractéristiques physiques observables du procédé sont stabilisées (vérin rentré ou sorti). Les « états transitoires » permettent le passage d’un état stable à l’autre (vérin rentrant ou sortant). De ces états et d'un état initial nous déduisons un modèle de procédé similaire à celui de la figure 9, mais sans aucune boucle sur les états. L'utilisation de TCT pour déterminer le superviseur nécessite que les différents automates (procédé et spécification) évoluent suivant le même alphabet. Sur l'automate du procédé, il faut donc faire apparaître les événements {es, er, ds, dr}. Notre objectif étant d'établir un filtre, dont le rôle est de s'assurer que les ordres sont compatibles avec l'état de l'EPO, les quatre événements ne seront pas rajoutés sur chacun des états. En d’autres termes, ce modèle de procédé n’est pas construit dans l’absolu mais en ne tenant pas compte des événements non contrôlables qui n’ont aucun effet sur lui. Par exemple, lorsque le vérin est rentrant ou rentré, toute demande de rentrée n’ayant aucun effet, cet événement ne sera donc pas rajouté en boucle sur ces états. Figure 10. Spécification exprimée sous la forme d’automates à deux états 2) Synthèse du filtre de commande A partir du modèle de procédé et du modèle de spécifications résultant de la composition synchrone des automates à deux états (figure 10), nous générons avec TCT le langage suprême contrôlable, que nous pouvons retranscrire sous forme d’automate à états finis. Cette étape de synthèse correspond à une synthèse classique, dont le résultat aurait été identique à celui obtenu par l’algorithme de Kumar (figure 11). L'intérêt de notre approche réside dans la modélisation structurée du procédé sur la base des concepts d'objets d'automatisation et sur l'obtention d'un superviseur réutilisable. cr cs es es dr cs dr os cr cr er er ds or cs dr dr ds ds or ds os Figure 11. Automate synthétisé à l’aide de TCT 3) Interprétation/traduction de l’automate obtenu 2 Les états marqués (représentés par un double cercle) servent à distinguer les séquences d'événements qui ont une signification particulière (fin d'un cycle de travail, états stables, …). 3 TCT est un logiciel de synthèse de superviseur développé par l’université de Toronto, téléchargeable sur http://odin.control.toronto.edu/DES/ En tenant compte des priorités définies précédemment (figure 6), nous effectuons une interprétation synchrone (exemple figure 12) de l'automate du superviseur suivant un algorithme sans recherche de stabilité. Le principal inconvénient de cette technique est le volume de la traduction, mais elle présente l’avantage de prendre en compte toutes les branches de l’automate synthétisé. e1 Tr2 R e1 Tr1 S ordre_s e2 e0 Tr1 ds e1 e2 os Tr2 Tr1 ds e0 os e1 e10 Tr2 os e1 e0 Tr1 R e2 Tr2 S 1. Evaluation des transitions franchissables 2. Mise à jour de la situation 3. Génération des événements internes 4. Affectation des sorties Figure 12. Exemple de traduction en Ladder d’un extrait de l’automate obtenu par synthèse 4) Implantation de la commande Après avoir déterminé ces réseaux Ladder, il nous suffit de les implanter sur un des postes d’assemblage du Système Flexible de Production de l’AIPL. L'environnement de programmation proposé par Siemens (Simatic / Step 7) que nous utilisons respecte dans ses grandes lignes les prescriptions de la norme IEC 61131-3. Les réseaux Ladder sont programmés dans le langage LD et implantés dans des Blocs Fonctionnels. Ainsi nous avons pu vérifier sur le système réel que le comportement résultant de la synthèse était conforme à nos attentes. B. Synthèse du module de coordination Pour ce module de coordination, nous avons utilisé deux instances du modèle de filtre de comportement de vérin (structure de l’application présentée figure 8), et spécifié un comportement simple, à savoir un cycle en L. Nous projetons les modèles de filtre sur l’alphabet de « haut niveau » (demandes et états) et nous obtenons le modèle de procédé par composition synchrone de ces deux projetés. Le modèle de spécification (figure 13) est, tout comme dans le cas du filtre, représentatif du comportement attendu du système automatisé. Dans notre cas, nous souhaitons que, quelle que soit la position initiale des vérins, ils se mettent dans une position de départ particulière, pour laquelle ils doivent être rentrés. Ensuite, après un appui sur un bouton de départ de cycle dcy le système doit faire un cycle en L, puis émettre un signal de fin de cycle fcy. dcy es1 es2 er2 er1 fcy er1 er2 er1 er2 ds1 ds2 dr2 dr1 dr1, dr2, es1, es2 dr2, e2 dr1, es1 initialisation cycle Figure 13. Modèle de spécification comportementale du module de coordination Nous synthétisons un automate à partir de ce modèle de spécification et du modèle de procédé. Il s’agit tout comme précédemment d’une synthèse classique à l’aide de l’outil TCT. Puis, pour interpréter l’automate obtenu, nous allons utiliser les mêmes priorités que celles citées précédemment, mais en en ajoutant une concernant la coordination. Ainsi, nous choisissons arbitrairement que le filtre 2 sera prioritaire sur le filtre 1. Ceci permet d’éliminer l'indéterminisme de l’automate obtenu par synthèse, en d’autres termes, de passer d’un modèle de superviseur à un modèle de contrôleur. Le contrôleur, déduit de la même manière que précédemment, est implanté sur le SFP de l’AIP sous forme de Ladder, puis le comportement du système est testé. Si la taille du programme est conséquente (59 réseaux Ladder pour un filtre tel que synthétisé ici), elle reste tout à fait acceptable dans un cadre industriel. V. CONCLUSION – PERSPECTIVES Nous avons montré dans ce papier l'intérêt d'une méthode, basée sur la structuration d'un système de commande [23], pour réaliser une synthèse modulaire facilitant la modélisation du procédé à automatiser et l'implantation des superviseurs dans des langages de programmation à objets. Cette approche reste focalisée sur la synthèse de la commande à partir de la dynamique de la partie opérative supposée connue. Toutefois, cette hypothèse se révèle non fondée dans le cadre d'un processus d'automatisation d'un système non existant pour lequel la partie opérative est définie parmi l'ensemble des solutions satisfaisant la physique d'un procédé de transformation. L'utilisation de techniques de synthèse directement à partir de la physique du procédé devrait alors proposer une aide importante pour le choix de cette partie opérative et de la commande associée. D'autre part, l'exemple traité ne fait apparaître que le comportement normal du système automatisé sans prendre en compte un comportement incidentel, voire accidentel, qui justifierait un travail complémentaire portant sur la synthèse de la surveillance. Une des limites de cette approche est liée à la non évolutivité des modèles initiaux servant de base aux algorithmes de synthèse. La modification, ou plutôt l'enrichissement de ces modèles au cours du cycle de vie d'automatisation, entraîne une remise en cause complète de la démarche de synthèse. Ce constat renforce notre conviction, qu'une ingénierie d'automatisation doit combiner des approches pragmatiques qui tiennent compte du facteur d'échelle réel d'une automatisation en milieu industriel et qui permettent d'aboutir à des spécifications abstraites du fonctionnement global d'un système avec des approches plus formelles, telles que la synthèse de superviseurs, qui permettent de fonder mathématiquement les résultats du procédé d'automatisation. REFERENCES [1] A. Fusaoka, H. Seki, K. Takahashi, "A description and reasoning of plant controllers in temporal logic", Proceedings of the 8th International Joint Conference on Artificial Intelligence, pp. 405-408, Editions Kaufmann, Karlsruhe, 8-12 Août 1983. [2] P. J. Ramadge, W. M. Wonham, "Supervisory control of a class of discrete event processes", SIAM Journal of Control and Optimization, Vol. 25, n° 1, Janvier 1987. [3] C. Ndjab, J. Zaytoon, "Synthèse en ligne de la commande à partir du Grafcet", Actes du Congrès MSR’99, Modélisation des Systèmes Réactifs, pp. 341- 350, Cachan, 24-25/03/1999. [4] A. Hellgren, "Modelling and implementation aspects of supervisory control", Thesis for the degree of Licenciate of Engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden 2000, Technical report n° 350L. [5] IEC 61131-3, « Programmable controllers – Part 3 : programming langages ». International Electrotechnical Commission, first edition, 1993. [6] Sanchez A., Macchieto S., Design of procedural controllers for chemical processes, Computers Chem. Engng. Vol. 19, Suppl., pp. S381-S386, Elsevier Science Ltd, 1995. [7] Ghaffari A., Rezg N., Xie X., Conception du superviseur optimal vivant à l’aide de la théorie des régions, Modélisation des Systèmes Réactifs MSR’2001, Toulouse, 17-19 Octobre 2001. [8] Gouin A., Contribution à la commande des systèmes à événements discrets temporisés : synthèse de superviseur dans le cadre de modèle automate, Thèse de doctorat de l’université d’Angers mention Automatique et Informatique Appliquée, 3 Décembre 1999. [9] A. T. Sava, H. Alla, Commande par supervision des systèmes à événements dicrets temposrisés, Modélisation des Systèmes Réactifs MSR’2001, Toulouse, 17-19 Octobre 2001. [10] Chafik S., Proposition d’une structure de contrôle par supervision hiérarchique et distribuée : application à la coordination, Thèse de Doctorat de l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, 2000. [11] Gohari P., A linguistic framework for controlled hierarchical DES, thesis submitted in conformity with the requirements for the degree of Master of Applied Science, University of Toronto, Canda, 1998. [12] Whong K. C., Wonham W. M., Modular control and coordination of discrete-event systems, Discrete Event Dynamic Systems: Theory and Application, 8(3), 1998. [13] Lafortune S. Commande décentralisée des Systèmes à Evénements Discrets, conférence invitée, Modélisation des Systèmes Réactifs MSR’2001, Toulouse, 17-19 Octobre 2001. [14] Zhong H., Wonham W. M., On the consistency of hierarchical supervision in discrete event systems, IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 35, No. 10, 1990. [15] Fabian M., On object Oriented Non-Deterministic Supervisory Control, Ph. D. Thesis, Chalmers University of Technology, Sweden, Technical report 282, 1995. [16] Shayman M. A. & Kumar R., A New Framework for Supervisory Control of Discrete Event Systems, Technical Research Report 95-72, Institute for Systems Research, 1995. [17] Charbonnier F., Commande supervisée des Systèmes à Evénements Discrets, Thèse de doctorat de l'Institut National Polytechnique de Grenoble, Spécialité : Automatique - Productique, 10 Janvier 1996. [18] Balemi S., Hoffmann G. J., Gyugyi P., Wong-Toi H., Franklin G. F., Supervisory control of a Rapid Thermal Multiprocessor, IEEE Transactions On Automatic Control, Vol. 38, No. 7, Juillet 1993. [19] Niel E., Pietrac L., Regimbal L, Advantages and drawbacks of the logic programm synthesis using supervisory control theory, INCOM'01, Preprints Volume, Vienna, Austria, September 20-22, 2001. [20] Fabian M., Hellgren A., PLC-based Implementation of Supervisory Control for Discrete Event Systems, Proceedings of the 37th IEEE Conference on Decision and Control, Tampa, Floride, Décembre 1998. [21] Lhoste P., Morel G., From discrete event behavioural modelling to intelligent actuation and measurement modelling, ASI’96, Life Cycle Approaches to Production Systems. Management, Control, Supervisor. The annual conference of the ICIMS-NOE, Toulouse, 2-6 juin 1996. [22] J. F. Pétin, B. Iung, G. Morel, "Distributed intelligent actuation and measurement (IAM) system within an integrated shop-floor organisation", Computers in Industry, 37 (1998) pp). 197-211. [23] Lhoste P., Faure J.M., Lesage J.J., Zaytoon J., Comportement Temporel du Grafcet, RAIRO-APII-JESA (Journal Européen des Systèmes Automatisés), Vol. 31, n° 4, p. 695-711, Éditions Hermès, ISSN 0296-1598, juin 1997.