The multienergy bond graphs for modelling and monitoring in process engineering
Les bond graphs multiénergies pour la modélisation et la surveillance en génie des procédés
Résumé
Process engineering processes in many risky industries require precise and workable models for their monitoring. The bond graph tool, by its structural and causal properties on the one hand and by its multidisciplinary character for the realization of models in a generic way on the other, is introduced for the contribution to the design of surveillance systems of this type of process. In this work, we first present the methodology of multi-energy bond graphs for modeling and choice of power variables in process engineering. A linearization process of bond graphs models of thermofluid components is also presented. The modeling tools developed are systematically introduced in generic methodologies for the formal generation of Analytical Redundancy Relationships (RRAs) for the detection and localization of failures in physical components, sensors, actuators and controllers. For the linearized model, the monitorability of the actuators is analyzed directly on the multi-energy graph bond without having to generate the RRAs. Finally, the tools developed were applied to a steam generation pilot plant.
Les processus en génie des procédés présents dans plusieurs industries à risques nécessitent pour leur surveillance des modèles précis et exploitables. L'outil bond graph, par ses propriétés structurelles et causales d'une part et par son caractère multidisciplinaire pour la réalisation de modèles d'une manière générique d'autre part, est introduit pour la contribution à la conception de systèmes de surveillance de ce type de procédé. Dans ce travail, nous présentons d'abord la méthodologie des bond graphs multiénergies pour la modélisation et le choix des variables de puissance en génie des procédés. Une démarche de linéarisation des modèles bond graphs des composants thermofluides est aussi présentée. Les outils de modélisation développés sont systématiquement introduits ensuite dans des méthodologies génériques de génération formelle des Relations de Redondance Analytique (RRAs) pour la détection et la localisation des défaillances au niveau des composants physiques, des capteurs, des actionneurs et des régulateurs. Pour le modèle linéarisé, la surveillabilité des actionneurs est analysée directement sur le bond graph multiénergie sans avoir à générer les RRAs. Enfin, les outils développés ont été appliqués à une installation pilote de génération de vapeur.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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