Les contrôleurs d'automatismes, de plus en plus performants, gagnent des parts de marché face aux Systèmes Numériques de Contrôle-Commande (SNCC). Grâce aux outils logiciels proposés aujourd'hui, les PAS, (Process automation system, ou système d'automatisation de process) peuvent couvrir l'ensemble des besoins, du développement de l'application jusqu'à la supervision et même bien au-delà du process lui-même. Parmi leurs avantages, leur puissance de calcul et leur interopérabilité qui permet à l'exploitant de choisir entre différents protocoles de communication dont EtherNet/IP sans être lié à un standard quelconque. Exemple sur l'usine Seine Centre du SIAAP à Colombes.
En région Parisienne, l'usine d'épuration du SIAAP Seine-Centre à Colombes (92), enclavée dans le tissu urbain, présente la spécificité d'assurer la totalité de la chaine de traitement des eaux usées, y compris l'incinération des boues issues du traitement.
L?usine traite en moyenne près de 240 000 m3 d'eaux usées par jour et jusqu'à trois fois plus par temps de pluie, ainsi que les 200 tonnes de boues produites chaque jour. Le site s'étend sur près de 4 hectares et intègre plus de 10.000 équipements divers (pompes, capteurs, moteurs, analyseurs'). Des équipements aux fonctionnalités diverses, qui représentent globalement 25.000 entrées-sorties, et qui nécessitent, pour traiter puis archiver les dizaines de milliers de données collectées, un système particulièrement performant.
Suite à la remise aux normes du système d'incinération des boues de l'usine, le SIAAP a décidé au début des années 2000, de reconsidérer totalement sa stratégie de supervision mise en place dans les années 1990 en remplaçant ses automates. Parmi les exigences formulées dans le cahier des charges, la mise en place d'un système évolutif et flexible, facile à maintenir, susceptible d'intégrer des modifications en ligne sans devoir être interrompu, et surtout, un système intégré et standardisé ne nécessitant ni développement spécifique, ni passerelle capable de gérer l'ensemble des équipements en place et les faire dialoguer entre eux.
Un outil homogène mais qui reste flexible et évolutif
Le choix du SIAAP s'est porté sur la solution proposée par Rockwell Automation : une solution redondante, totalement automatisée, intégrant quelque 70 automates de la famille Allen-Bradley Logix (ControlLogix et CompactLogix), des réseaux ControlNet et EtherNet/IP sur fibre optique et les outils de la suite FactoryTalk : le logiciel de supervision FactoryTalk View SE, le logiciel d'historisation FactoryTalk Historian SE et le logiciel de gestion des actifs FactoryTalk AssetCentre.
« Ce qui a fait la force de l'offre de Rockwell Automation, c'est la possibilité d'ajouter au fur à mesure sur l'anneau Ethernet des architectures identiques sur d'autres ateliers (prétraitement, biologie?), précise Didier Escalon, Responsable Automatismes au SIAAP Colombes. Nous avons dupliqué l'architecture validée une première fois sur l'atelier incinération (5.000 entrées-sorties) et nous avons étendu l'application pour obtenir une architecture complexe mais qui n?est pas centralisée sur un serveur unique. Nous pouvons aujourd'hui piloter l'intégralité de l'usine à l'aide d'un outil homogène mais qui reste flexible et extensible ».
Aujourd'hui, 70 contrôleurs Logix surveillent et commandent les 10.000 équipements de l'usine via des blocs d'entrées-sorties déportées reliés sous ControlNet. Les plus critiques, notamment ceux chargés de gérer le processus d'incinération, font l'objet d'une redondance. Les informations collectées par les automates et les équipements qu'ils pilotent sont remontées vers 5 serveurs redondants gérant chacun une zone de l'installation (traitement des boues, prétraitement/décantation, biologie, incinération et utilités), eux-mêmes fédérés par le système. « Tout l'enjeu, dans un cas comme celui là, consiste, face à la profusion d'informations disponible, à contextualiser l'information de manière à ce que chaque opérateur dispose de la bonne information au bon moment et au bon endroit » explique Olivier Vallée, Responsable Marketing chez Rockwell Automation France.
Contextualiser l'information
FactoryTalk, en une application globale multi-serveurs, dans une salle de contrôle unique, assure cette fonction. Dans cette salle, 6 postes de conduites permettent aux opérateurs de surveiller l'ensemble des installations à travers 640 synoptiques. Les échanges entre ces différents équipements sont assurés au travers de réseaux en anneau, en fibre optique doublée.
Les 12 écrans sont eux-mêmes reliés à 5 serveurs informatiques redondés qui assurent la supervision de l'ensemble de la station et l'archivage de 6.000 données par seconde recueillies à tous les niveaux du site et nécessaires à l'élaboration des bilans d'exploitation. Ces données sont notamment transmises à un système centralisé d'archivage des données process (à des fins de bilan d'exploitation) et un système de GMAO. Certaines d'entre elles, à vocation réglementaire (qualité des rejets de l'incinération, par exemple), sont également transmises régulièrement à l'administration.
Les équipes de Rockwell Automation ont assuré un l'accompagnement et le support technique tout au long du projet en s'engageant sur le niveau de performances du système. Elles ont travaillé à l'élaboration des standards de programmation, des règles d'implémentation et fournit une liste de préconisations et un support lors des phases de développement pour atteindre le niveau de performances requis.
Après 6 mois de tests chez l'intégrateur, le nouveau système a été installé à Colombes et est pleinement opérationnel depuis fin 2009. « La solution mise en place assure une automatisation totale et quasiment transparente pour les exploitants, qui pilotent l'usine à partir d'un seul poste central de supervision » souligne Olivier Vallée. Cinq opérateurs affectés par roulement suffisent au pilotage de l'ensemble des procédés.
L?outil d'historisation et d'archivage FactoryTalk Historian permet quant à lui d'alléger le volume des données stockées en ne conservant que les données analogiques faisant état d'un changement. Le logiciel FactoryTalk AssetCentre permet de son côté de gérer les équipements et les programmes grâce à ses fonctions de gestion automatique des sauvegardes, au contrôle des accès au système et à la récupération automatique en cas de sinistre.
