Implémentation d’un code correcteur d’erreur pour les systèmes SCADA

Abstract

The control and operation of a manufacturing unit using a SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) system is described in the provided text. SCADA enables equipment control across different sites and data collection on operations. It typically consists of software and hardware such as industrial programmable logic controllers (PLCs) and remote terminal units (RTUs). SCADA systems require sensors dispersed throughout the manufacturing workshop, which can pose issues with wiring and diagnostics. Error-correcting codes are used to ensure transmission reliability. This work presents the implementation of a convolutional encoder, a Viterbi decoder and the I2C protocol in an FPGA using the Xilinx ISE environment. The first two chapters are devoted to the theoretical part in which we explain SCADA systems and communication protocols, convolutional error-correcting codes, The third chapter is for the simulation part in ISE Xilinx, in which we proposed to implement a synthesizable VHDL model of the Viterbi decoder targeting FPGA technology. The availability of a synthesizable model gives more flexibility in implementing the systems. ---------------------------------------------------------------------------------------------- التحكم والتشغيل في وحدة تصنيع باستخدام نظامSCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) هو يتموصف التحكم في وحدة التصنيع وتشغيلها باستخدام نظامSCADA (التحكم اإلشرافي واكتساب البيانات)في النص المقدم. يتيحSCADAالتحكم في المعدات عبر مواقع مختلفة وجمع البيانات حول العمليات.يتكون عادة ً من برامج وأجهزة مثل وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصناعية(PLCs)والوحدات الطرفية البعيدة(RTUs).يتم الحصول على البيانات منPLCs وRTUثم إرسالها إلى غرفة التحكم حيث يستخدم المشغلون واجهات بين اإلنسان واآللة(HMIs)لإلشراف على عناصر التحكم.تتطلب أنظمةSCADAأجهزة استشعار منتشرة في جميع أنحاء ورشة التصنيع ،والتي يمكن أن تسبب مشاكل في األسالك والتشخيصات.تستخدم أكواد تصحيح األخطاء لضمان موثوقية اإلرسال.يقدم هذا العمل تنفيذ مشفر تالفيفي ، ومفكك تشفيرViterbi، وبروتوكولفيFPGAباستخدام بيئةXilinx ISE.تم تخصيص الفصلين األولين للجزء النظري الذي نشرح فيهأنظمةSCADAوبروتوكوالت االتصال ، ورموز تصحيح األخطاء التالفيفية ، والفصل الثالث مخصص لجزء المحاكاة فيISE Xilinx، حيثاقترحنا تنفيذVHDLقابل للتركيب من جهاز فك الترميزviterbiيستهدف تقنيةFPGA يوفر توافر تموذج قابل للكتركيب مزيدا من المرونة في تنفيذ االنضمة ------------------------------------------------------------------------------------------- Le pilotage et de la commande d'une unité de fabrication à l'aide d'un système SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Le SCADA permet le contrôle des équipements sur différents sites et la collecte de données sur les opérations. Il est généralement composé d'un logiciel et de matériels tels que des automates programmables industriels (API) et des unités terminales distantes (RTU). Les systèmes SCADA nécessitent des capteurs dispersés dans l'atelier de fabrication, ce qui peut poser des problèmes de câblage et de diagnostic. Pour assurer la fiabilité des transmissions, des codes correcteurs d'erreurs sont utilisés. Ce travail présente l'implémentation d'un codeur convolutif, d'un décodeur de Viterbi et du protocole I2C dans un FPGA à l'aide de l'environnement ISE de Xilinx. Les deux premiers chapitres sont consacrés pour la partie théorique dans laquelle on explique les systèmes SCADA et les protocoles de communication, codes correcteurs d'erreurs de type convolutif, Le troisième chapitre est pour la partie de simulation en ISE Xilinx, dans lequel on a proposé de mettre en oeuvre un modèle VHDL synthétisable du décodeur de Viterbi ciblant la technologie FPGA. La disponibilité d'un modèle synthétisable donne plus de flexibilité quant à la mise en oeuvre des systèmes.