Efficient controller synthesis of multi-energy systems for autonomous domestic water supply - IRD - Institut de recherche pour le développement Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2017

Efficient controller synthesis of multi-energy systems for autonomous domestic water supply

Synthèse efficace de contrôleurs de systèmes multi-énergie pour l’approvisionnement autonome en eau domestique

Résumé

The continuous development of Information and Communication Technologies (ICT) facilitates the emergence and rapid proliferation of a wide variety of low-cost processors for the execution of programs in complex embedded applications. In this paper, the study explores the possibility to benefit from this wealth of computing capacity at a reasonable cost to solve concrete problems encountered in implementation of sustainable development processes, particularly in water and energy supply . . . In this work, we are focusing autonomous water supply in buildings of several floors using several tanks supplied by several sources of water and several pumping energy. The first problem to be solved is to propose pumping devices and a switching process between power sources, associated to an architectural structure guaranteeing significant reduction of pumping energy. The second problem is the system controller realization. It is question of achieving around a microprocessor, the central control body that ensures the coordination of the operation of discrete event system according to functional requirements of the system described by the user. F or this, we have proposed a generic architecture justified by gains in potential energy. We also propose an automatic generation tool of control programs for different microprocessor targets taken from the functional design specification of the system given in a Grafcet form. To put them in evidence, the proposed case study is focused on a specific case of six floors building with several water resources, several energy sources, several pumping mechanisms and multilevel hierarchical priority access to water.
Le développement vertigineux des Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) favorise l’émergence et la prolifération rapide d’une grande variété de processeurs à bas coût destinés à l’exécution de programmes embarqués dans des applications complexes. Dans ce papier, l’étude explore la possibilité de tirer profit de cette profusion de capacité de calcul à coût raisonnable pour résoudre des problèmes concrets que l’on rencontre dans la mise en place de processus de développement durable, notamment ceux qui concernent l’approvisionnement en eau et en énergie . . . Dans ce papier, nous visons l’étude d’approvisionnement en eau autonome dans des bâtiments à plusieurs étages en utilisant plusieurs citernes de stockage approvisionnées par plusieurs sources d’eau et d’énergie de pompage. Le premier problème à résoudre dans est de proposer des dispositifs de pompage et un processus de commutation entre les sources d’énergie, associé à une structure architecturale garantissant une réduction significative de l’énergie de pompage. Le second problème est la réalisation du contrôleur. Il s’agit de construire autour d’un microprocesseur l’organe central de contrôle qui assure la coordination du fonctionnement d’un système á événements discrets suivant le cahier des charges spécifié par l’utilisateur. Pour cela, nous avons proposé une architecture générique justifiée par des gains d’énergie potentielle. Nous proposons aussi un outil de génération automatique de programmes de contrôle pour différentes cibles à microprocesseur à partir d’une spécification fonctionnelle sous la forme d’un Grafcet. Pour les mettre en évidence, le cas d’étude proposé est focalisé sur le cas spécifique d’un immeuble à six niveaux ayant plusieurs sources d’eau, plusieurs sources d’énergie, plusieurs mécanismes de pompage, ainsi que plusieurs niveaux hiérarchisés de priorité d’accès à l’eau.
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Dates et versions

hal-01309417 , version 1 (29-04-2016)
hal-01309417 , version 2 (16-05-2017)
hal-01309417 , version 3 (28-06-2017)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01309417 , version 2

Citer

Gérard Nzebop Ndenoka, Emmanuel Simeu, Rshdee Alhakim. Efficient controller synthesis of multi-energy systems for autonomous domestic water supply. 2017. ⟨hal-01309417v2⟩
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