point d’entree provisoire des SI de dispatchings.

Mis en avant

Cet article est provisoire, il est néanmoins important car il permet d’accéder de façon rationnelle aux articles concernant les dispatchings. il est la structure d’aiguillage vers des articles terminés (accès libre) ou en cours d’élaboration (accès avec mot de passe) concernant les dispatchings de transport d’Edf puis de RTE. Lire la suite

Evolution du réseau français à 400 kV de 1958 à 2000

Mis en avant

En quelques images, ce document montre l’évolution du réseau de grand transport depuis 1958, date de la première ligne à 400 kV jusqu’à l’an 2000. Pour chaque période, les lignes nouvelles apparaissent en rouge plus foncé. On pourra remarquer l’accélération de la construction du réseau aux alentours des années 1980, conséquence du développement de la production électronucléaire et de la consommation. Lire la suite

Le pupitre du C 90-40 et la façon de s’en servir…

Le pupitre du C 90-40  se présentait de la façon suivante :

Le démarrage du calculateur

 Le pupitre permettait la mise sous tension du calculateur par le bouton Marche

 

 Puis, il offrait le choix du périphérique d’amorçage (Bande, ruban, disque ou cartes) à l’aide de deux clés à deux positions et à retour à zéro automatique. Et c’était parti…

La mise au point de programmes

Lors de la mise au point on insérait dans le programme des instructions « HLT » qui figeaient le calculateur lorsqu’elles étaient exécutées. Cela était signalé au pupitre par l’allumage de la lampe éponyme

 
 Un coup d’œil au P counter (qui donnait l’emplacement mémoire en cours – 14 bits de droite –  et l’état de l’extension mémoire – deux bits de gauche – ). permettait de savoir moyennant un rapide calcul en octal la halte sur laquelle on était  
Le 90-40 étant sur iddle, on pouvait visualiser et modifier les registres et la mémoire à l’aide de la zone registres. La molette située à droite de la zone permettait la sélection du registre :
A et B accumulateur principal et extension
X index
C instruction en cours de décodage
Le contenu du registre était indiqué par des lampes vertes allumées (1) ou éteintes (0).
On pouvait modifier le contenu du registre affiché à l’aide des petits boutons bleus situés en dessous des lampes de visualisation. Le 25 ème bouton situé complètement à gauche permettait de remettre le registre à zéro.
Pour visualiser la mémoire, cela était un peu plus compliqué.
On positionnait la molette sur le registre C. On entrait l’instruction branchement inconditionnel (BRU de code 01) vers l’adresse souhaitée. Dans l’exemple ci-dessous nous avons pris l’adresse octale 022567  ce qui donne, comme il n’y a ni indexation, ni indirection, pour  la valeur du registre C:  00122567.

A l’aide de la clé « run-iddle-step » on faisait alors un pas (step). On pouvait alors vérifier dans le P counter que l’adresse désirée était bien atteinte et voir dans C le contenu de la mémoire désirée.
Le contenu de la mémoire 022567 est 00000007.

Pour modifier le contenu de la mémoire cela était encore un peu plus compliqué.
Toujours à l’aide de la molette, on affiche la registre A et on l’initialise à la valeur souhaitée pour la mémoire, puis on passe sur le registre C dans lequel on rentre l’instruction store A (STA code octal 35 ) qui permet de ranger le contenu du registre A à l’adresse indiquée dans le champ adresse. Puis on fait un pas (STEP) avec la clé « run – iddle – step ». le calculateur exécute alors l’instruction contenue dans le registre C et range à l’adresse mémoire souhaitée le contenu qui avait été rentré dans le registre A.

Et pour faire un patch mémoire…

Vous avez tous les ingrédients, il ne reste que la méthode.
Tout d’abord, dans le programme que l’on souhaite patcher,  il faut:
• Choisir à quel endroit du programme se fera le débranchement vers le patch.
• Noter l’instruction complète (opcode, adresse, index, indirection, extension mémoire…) qui figure à l’endroit où l’on va se débrancher.
• Trouver la première adresse mémoire disponible en fin de programme et la noter.
• Préparer sur papier, sauf à être très doué et chanceux, les codes de la séquence d’instructions à ajouter. Ne pas oublier que la première instruction doit être celle qui occupait la place où l’on mettra le débranchement et que la dernière doit être un retour vers le programme initial à l’endroit le plus judicieux. Il faut connaître l’adresse de départ du patch (notée soigneusement dans un point précédent) pour pouvoir éventuellement calculer les adresses de sauts dans le patch ou de mémoire auxiliaire de travail.
• Entrer la séquence précédente en mémoire selon le mode d’emploi vu plus haut, ce qui nécessite un certain temps et une certaine dextérité.
• Ecraser l’instruction à l’adresse choisie pour le point de débranchement par un branchement inconditionnel au début du patch (BRU  code 01)
• Tester le programme modifié.
• Si le patch a fonctionné, perforer le nouveau ruban (exécutable du programme) et, bien entendu, mettre à jour le paquet de cartes correspondant (source du programme).

En rédigeant cet article et, en feuilletant de la documentation de l’époque, j’ai été surpris de constater que je me souvenais encore des codes des instructions les plus utilisées, par contre je ne me souviens plus par cœur des tables d’addition en octal, l’âge, peut-être?

 

Pour ceux que le début de cet article n’a pas encore rebuté, ou pour les nostalgiques du 90-40, nous poursuivrons avec la suite de l’examen du pupitre.

La zone Canal

A l’aide de la molette à 8 positions située à gauche, on sélectionnait le périphérique souhaité dont on avait l’adresse sur les lampes de droite et un indicateur d’erreur.

l’overflow

L’indicateur indiquait l’occurrence d’un dépassement de capacité lors d’une opération arithmétique.

Les interruptions

L’indicateur indiquait si les interruptions étaient désactivées et la clé associée permettait d’inverser la situation.

La parité mémoire

L’indicateur indiquait la détection d’une erreur de parité en mémoire. La clé située en dessous permettait de lancer la poursuite du programme (non sans risque puisqu’une instruction ou une donnée utilisée avait été corrompue.).

Vous êtes arrivés à la fin, bravo ! Vous êtes probablement devenus, à cette occasion, un vrai pro du 90-40 mais, c’est bien dommage, il n’en existe plus….

Quelques anecdotes sur le développement du logiciel sur 90-40

Les cartes perforées.

Qui n’a pas connu, dans les années 70, les affres d’un paquet renversé lors des manipulations. Cartes qu’il fallait alors re-trier à l’aide du dernier listing disponible.

Ceci est une carte perforée. Chaque colonne porteuse de plusieurs perforations, est porteuse d’un code de caractère. Souvent les cartes comportaient en première ligne, en haut de la carte, l’impression du caractère correspondant à la colonne. Ce n’est pas le cas ici, remettre la carte au bon endroit passe de la gageure à l’exploit!

Cependant, pour gagner du temps et économiser du papier, il arrivait pour des modifications supposées simples de ne pas éditer de listing à chaque passage.

La remise en ordre du paquet devenait alors plus problématique…

De plus le risque de mauvaise manipulation n’était pas si rare que cela, car la capacité du bac du lecteur de cartes était plus faible que la taille des paquets des programmes. Le désir d’aller vite de l’analyste et le côté facétieux des paquets de cartes, toujours prompts à se répandre sur le support où on les avait délicatement posés ou l’intervention supposée de Trolls , pouvait mener à de fastidieux exercices de tri.

Paris 1974 : Exercice de frappe sur perfo-vérif. Au deuxième plan on voit le calculateur C2 (scientifique) avec son pupitre ses dérouleurs de bandes et le lecteur perfo de ruban papier. On remarquera, en partie caché derrière la poignée de la porte, le lecteur de cartes initial. Les Trolls ne sont pas visibles.

Pour éviter ce type de travail trop fastidieux, chacun avait sa (ou ses) méthode(s).

  • Numéroter les cartes, en prenant soin de ménager des trous dans la numérotation, pour les adjonctions futures (exemple numéroter de 10 en10 au départ), ce qui ralentissait la saisie puisque les numéros étaient attribués et tapés « à la main » et qui s’oubliait au fur et à mesure que l’on s’éloignait du dernier incident.
  • Barrer, sur la tranche, le paquet de cartes d’un trait de feutre oblique, ce qui permettait en cas d’accident de faire un premier classement grossier limitant les recherches pour interclassement à un nombre de cartes plus réduit.
  • Passer les cartes par petits paquets en les entourant d’un élastique…

Au-delà des maladresses de manipulations des cartes, le lecteur de cartes jouait aussi son rôle de trouble-fête. Alors que les derniers lecteurs étaient relativement fiables grâce à des systèmes de soufflerie pour décoller les cartes les unes des autres en entrée et un système d’aspiration pour les présenter au système de lecture, les premiers lecteurs étaient entièrement mécaniques. Une lame, de l’épaisseur d’une carte, dotée d’un mouvement alternatif poussait, dans un fracas important et des vibrations impressionnantes, la carte dans une fente calibrée pour laisser passer une carte mais pas deux. Un spécialiste réglait régulièrement cette épaisseur. Mais, les cartes perforées, sensibles à l’humidité ou à une certaine détérioration après plusieurs passages pouvaient dépasser l’épaisseur requise… Il s’en suivait un bourrage nécessitant de retaper les cartes détériorées et de reprendre à zéro le processus de lecture, après appel de la maintenance, heureusement sur place, pour recaler la hauteur de la fente.

A l’inverse la lecture simultanée de deux cartes « minces » donnait des résultats plus divers (erreur du lecteur, ligne de programme correspondant à la superposition de trous des deux cartes totalement aléatoire, non significative et générant une erreur à la compilation ou à l’assemblage…).

Une autre facétie de ce lecteur, plus subtile, m’avait fait perdre un temps non négligeable. Le chariot de réception des cartes en sortie du lecteur a eu un point dur, ce qui fait qu’au lieu de descendre régulièrement à l’arrivée de chaque carte supplémentaire il était resté légèrement bloqué un temps limité qui avait suffi à ce que les cartes se mélangent après le passage dans le lecteur. Le phénomène ayant eu lieu après lecture des cartes, le programme produit a fonctionné correctement. Suite à une demande du dispatching lors de la présentation du logiciel, je dus faire une modification mineure de changement de la logique de l’affichage d’un symbole. La modification effectuée rapidement, j’ai relancé la chaîne de production de l’exécutable et ai constaté avec surprise que le programme ne fonctionnait plus correctement. J’ai donc effectué une relecture fouillée du code nouveau et n’ai rien trouvé d’anormal. Je suis donc passé à la mise en place de traces autour de la modification sans aucun résultat. Ne comprenant plus pourquoi cela ne fonctionnait plus j’ai repris le processus habituel de débogage de l’ensemble du code et me suis donc aperçu de la présence de cartes permutées. Avec l’aide de la maintenance locale le problème a enfin pu être identifié et réparé. Mais, en sachant, que le processus de production d’un programme prenait environ une heure à chaque passage, il est aisé de comprendre comment un simple point dur a pu faire perdre plus d’une journée pour une modification simpliste.

Le ruban perforé.

A la fin de chaque assemblage ou compilation on sortait un ruban perforé représentant le module objet correspondant à la source traitée. Puis on rentrait dans le lecteur les différents modules objets et la table des symboles dont on souhaitait faire l’édition de lien et on produisait un exécutable dont on perforait l’image.

L’image n’est pas d’un dispatching, mais elle conforte le fait que nous n’étions pas les seuls à avoir des problèmes à gérer le ruban papier!

Malgré l’expérience, deux perturbations majeures pouvait affecter le développeur.

  • La mauvaise (ou l’absence d’) estimation de la longueur restante de ruban. En général, et en application des lois de Murphy,  c’est quelques secondes avant la fin de la perforation souhaitée que le ruban s’avérait trop court, obligeant à reprendre le processus depuis le début….
  • Le déchirement. Une fois le ruban entièrement perforé, celui-ci gisait sur le sol. Il fallait le récupérer, le placer sur un enrouleur, afin de pouvoir le ranger soigneusement ou de pouvoir le réutiliser dans la suite du processus. Lors de la phase d’enroulement, il arrivait que le ruban se tournant sur lui-même fasse un nœud et se déchire en arrivant sur l’enrouleur. Plus fréquent encore était le pied du développeur posé malencontreusement sur le ruban qui se vengeait en cassant. Deux écoles pour y remédier : recommencer la production du ruban abimé ou se lancer dans un recollage du ruban et la reconstitution des perforations abimées par la déchirure à l’aide d’un appareil  rustique ad hoc.

Le développement du logiciel sur C 90-40

Le développement initial

Nous n’avons pas retrouvé suffisamment d’informations sur les développements initiaux pour compléter les informations de l’article principal, aussi nous focaliserons nous sur les développements complémentaires qui ont émaillé toute la longue vie des C 90-40.

Il est à noter qu’en dehors du développement de modèles de calcul de réseau effectué par la Direction des Etudes et Recherches, les autres développements ont été effectués par les équipes régionales avec très ponctuellement un soutien externe de CII.

Les développements ultérieurs

Le besoin

Les besoins étaient issus des exploitants du système électrique ou de la partie informatique. Dans les deux cas le besoin pouvait présenter un caractère local, mutuel ou national. Dans tous les cas, une information mutuelle et réciproque était mise en place et permettait le partage des bonnes pratiques et des bonnes idées.

L’analyse

Une fois le besoin globalement exprimé, venait une phase d’analyse qui au-delà de la simple analyse du logiciel concerné, comportait un volet important sur l’impact sur les ressources mémoire vive (place, cartographie mémoire), ressources disque (place, cartographie disque), sur les ressources CPU. Compte tenu de l’optimisation poussée des ressources, l’ajout d’un simple marqueur tenant sur un bit, pouvait amener à des chamboulements des implantations, voire à une reprise globale de la cartographie disque ou mémoire, ce qui était toujours une opération très risquée, car elle impactait tous les sources des programmes, mais aussi éventuellement les performances en jouant sur les temps d’accès au disque.

Pour les programmes au cœur du système comme le scheduler, l’optimisation allait jusqu’à comparer le nombre global de temps de cycles machine de séquences réalisant le même objectif, mais avec des codages différents.

Le codage

Quasiment toutes les tâches tournant en temps réel étaient écrites en assembleur. Les autres, de moindre récurrence, étaient écrites en Fortran II temps réel, qui permettait d’inclure des séquences d’instructions assembleur. Il nous souvient que les temps globaux (analyse, codage, tests, intégration) pour la production d’un programme en assembleur étaient de l’ordre de 15% supérieurs à ceux de la production en Fortran. Par contre la maintenance évolutive ultérieure était beaucoup plus laborieuse en assembleur qu’en Fortran.

La production

Saisie
Après écriture sur papier du code, la saisie, que ce soit en assembleur ou en Fortran, se traduisait par la perforation sur cartes, à raison d’une ligne de code par carte, sur un perforateur de cartes disposant d’un clavier de type machine à écrire, et sans aucun écran.. La perforation se faisant en direct, toute faute de frappe signifiait une nouvelle frappe complète de la carte, ce qui amenait à être méticuleux dans la préparation et la frappe.

A chaque programme ou sous programme correspondait un paquet de cartes qui était la référence de base pour les modifications ultérieures et qu’il fallait donc conserver dans son intégrité. (Quelques anecdotes sur le développement du logiciel )

Assemblage ou compilation
Une fois la saisie terminée, les cartes étaient placées dans le lecteur perforateur et une commande depuis la console système (une télétype de type KSR, petite merveille de mécanique et de tringlerie puis de type ASR) lançait la lecture des cartes puis l’assemblage ou la compilation. Il en sortait un ruban binaire dont l’adresse d’implantation pouvait être fixe ou translatable. Si le programme comportait des sous-programmes, l’opération devait être répétée à l’identique pour chacun d’eux.

Pour un logiciel écrit en FORTRAN, le mode opératoire était légèrement différent de celui utilisé pour l’assembleur. Comme le compilateur FORTRAN ne tenait pas en mémoire, le dérouleur de bande était utilisé comme mémoire auxiliaire et la compilation s’effectuait en plusieurs passes.

Comme dans les temps actuels, assembleur et compilateur détectaient les erreurs de syntaxe, mais de façon beaucoup moins performante.

Edition de liens
Une autre commande lançait l’édition de liens ; il fallait alors lire les différents rubans obtenus dans l’étape précédente ainsi que la table des symboles qui permettait de faire le lien entre les références externes du programme (routines système, adresses physiques des données résidentes en mémoire, adresses des fichiers, etc). L’édition de lien se terminait par la production de l’exécutable sur un ruban perforé à partir d’un lecteur perforateur de ruban. Une fois la perforation terminée, le rouleau obtenu qui pouvait atteindre une taille importante, devait être remonté sur le lecteur perforateur. Une dernière commande lançait la lecture du ruban perforé et l’installation de l’exécutable sur disque. La lecture du ruban perforé s’accompagnait d’un contrôle de parité. Il suffisait alors d’une seule erreur de perforation pour que l’opération échoue. Dans ce cas, le ruban partait à la poubelle et il fallait recommencer.

La mise au point
La mise au point était laborieuse en l’absence d’outils de débogage et de plateforme de tests.
La procédure consistait à d’abord à lancer le programme dans un environnement figé sur le calculateur scientifique, puis une fois les limites de cette méthode atteinte, de passer, après avoir obtenu l’accord du dispatching, sur la machine fonctionnant en temps réel tout en gardant celle utilisée en secours avec la version ancienne, au cas où…
En cas de problème, dans les deux cas cités ci-dessus, le mode opératoire consistait tout d’abord à ajouter des traces (impression papier ou écriture dans un espace mémoire dédié à cet effet). L’ajout de traces pouvant modifier le fonctionnement du programme (décaler un écrasement en mémoire par exemple et le rendre non détectable), la deuxième méthode consistait à insérer dans le programme des instructions « HLT » (halte). Le calculateur s’arrêtait. On pouvait alors, en actionnant une clé, faire fonctionner le calculateur en pas à pas et consulter au pupitre les registres de calcul matérialisés par 24 lampes (parmi les registres on pouvait visualiser selon la position d’une molette, le registre C contenant l’instruction en cours de décodage, les registres A (accumulateur principal), B (extension de l’accumulateur), X (registre d’index), P (compteur qui indiquait l’emplacement mémoire de l’instruction en cours)).

A l’aide de l’accessibilité à ces registres on pouvait visualiser des zones mémoire, faire des patches en mémoire (en savoir plus). Cette méthode amenait les ingénieurs qui maîtrisaient cette technique à connaître par cœur les codes (en octal ) des instructions les plus courantes et à savoir effectuer avec une certaine dextérité les opérations courantes en base huit pour recalculer les emplacements mémoire visés.

Pendant tout ce temps les dispatcheurs devaient se contenter du synoptique, des enregistreurs et du téléphone….

Maigre consolation, les dumps mémoire étaient de taille raisonnable et relativement facile à décrypter en l’absence de structures systèmes complexes.

architecture du palier C 90-40

L’architecture initiale du système basée sur les CAE C 90 xx  était une architecture doublée.
Toutefois les deux calculateurs, lorsqu’ils existaient – il n’y eu qu’un seul calculateur à Brive jusqu’à la disparition du site et Marseille a fonctionné très longtemps avec un seul calculateur – étaient différents.
S’ils possédaient un certain nombre de périphériques communs (partagés ou identiques) tels que disques rapides, console système, lecteur et perforateur de rubans, accès télécom, système de visualisation, imprimante ligne, centrale de sons d’alarme, le C1 prioritairement réservé au temps réel ne comportait pas de dérouleurs de bandes, pas de lecteur de cartes, pas de table traçante…
Le C2 dit « calculateur scientifique », en dehors des périodes où il servait de secours automatique au C1, était utilisé pour le développement et la mise au point de programmes, pour des travaux statistiques, pour la facturation des clients nationaux (raccordés en haute et très haute tension)…

Insérer schéma config

En fonctionnement temps réel complet à deux calculateurs, le calculateur secours reprenait la main en cas de détection de panne du principal (absence de réarmement d’un watchdog). Lors de cette reprise, un certain nombre d’actions opérateurs pouvaient avoir été perdues, le processus de synchronisation entre les deux calculateurs n’étant globalement effectué que toutes les demi-heures.
Pour des raisons économiques et ou d’opportunité matérielle, il arrivait que les deux calculateurs soient encore plus différents. A Lille, il y avait un 90-10 et un 90-40, ce qui, malgré une certaine compatibilité des machines, amenait à des versions logicielles aménagées. A Paris, le C1 disposait de 32 Kmots de mémoire vive et le C2 uniquement de 24 Kmots. Un certain nombre de données se trouvaient donc à une certaine adresse en mémoire basse (C2) et à une adresse translatée de 16 Kmots – en mémoire haute – (C1). Selon que l’on exécutait le programme sur le C1 ou le C2, un test permettait d’armer ou non l’extension, ce qui permettait de disposer du même code sur les deux machines et d’un espace supplémentaire en mémoire basse (la seule ou l’on pouvait mettre les instructions) pour exécuter des tâches gourmandes en ressources et jugées moins indispensables à l’exploitation du réseau électrique d’alors (calcul de répartition par exemple) sur le C1.

Compte tenu de la durée de vie du système, des détails de l’architecture ont évolué, mais ses principes sont restés les mêmes.

Les évolutions les plus marquantes ont porté sur  :

  •  Le système de visualisation. Les premiers écrans étaient des écrans alphanumériques monochromes permettant d’afficher des listes ou des pseudo-représentations de postes électriques à l’aide de quelques caractères disponibles (*, – etc).

images écrn llille

Paris a disposé assez tôt d’écrans graphiques monochromes à balayage cavalier permettant notamment l’affichage de schémas de postes. Puis l’apparition de consoles semi graphiques couleurs a révolutionné le look du système moyennant de nombreux développements, dans un univers contraint en place et en puissance, pour ajouter les données nécessaires aux nouveaux tracés et aux informations de couleurs.

  • Les communications. Les calculateurs étaient raccordés initialement aux ERC, l’arrivée des CACQ s’est traduite par de nombreuses modifications au niveau des protocoles de communication, mais aussi sur la logique même de traitement. Les ERC émettaient toutes les informations en mode cyclique 10 secondes, le CACQ qui les a remplacés n’envoyait les télésignalisations que sur changements d’états. De plus lors des redémarrages, il fallait désormais effectuer une vérification globale de toutes les signalisations (contrôle général). Les calculateurs temps réel ont également eu à communiquer informatiquement avec le monde des prévisionnistes et des statisticiens, alors que les premières communications se faisaient par listing papier ou par telex (*). D’autant qu’il nous en souvienne ces modifications importantes dans un système vieillissant et contraint furent globalement une réussite sans que cela ne surprenne grand monde….
    (*) Pour envoyer de façon journalière et « automatique » le programme de marche aux centrales thermiques, on générait une bande telex depuis le calculateur scientifique du dispatching, puis ce ruban était envoyé via un telex classique. Comme il n’y avait pas de perforateur de ruban telex sur nos 90 40, on se servait du perforateur de ruban du 90 40. Mais les codes telex étaient à cinq trous et ceux du calculateur à huit trous. Une ingénieuse pièce métallique placé sur le perforateur permettait de caler le ruban telex d’un côté du perforateur et un travail de conversion de code avait permis de d’éditer les codes ordinateur correspondants aux codes telex souhaités.
  • Le remplacement des machines à écrire qui assuraient les logs d’exploitation. Les machines de type ASR furent remplacées par des machines à boule. Bien que ceci apparaisse comme une évolution de bien peu d’importance, elle a donné pas mal de fil à retordre aux développeurs de l’époque. Le pilotage de ces machines était, en effet, effectué directement au niveau du calculateur central. Il a donc fallu pour effectuer les modifications se replonger dans du vrai temps réel avec gestion des interruptions, et des temps d’attente de la frappe des caractères. Le retour chariot ou le changement de couleur du ruban encreur n’ayant pas le même temps de réponse que la frappe d’un simple caractère…

Les calculateurs C 90-xx : outils des premiers dispatchings transport informatisés en France

Des calculateurs américains vendus par CAE

Les calculateurs de la série C 90-xx (C90-10, C90-40, C90-80) vendus sous la marque CAE ont été le fruit d’un accord commercial. CAE, conscient des retards de l’industrie naissante des semi conducteurs en France  par rapport à celles des Etats Unis  a renoncé à construire ses propres calculateurs et a reporté ses efforts sur l’ingénierie. Il a choisi de commercialiser des calculateurs de la gamme 9 séries de Scientific Data System (SDS) (to know more about SDS) .

Cette gamme était composée d’une série de calculateurs, conçus dans les années 60, et apparus successivement dans le temps tout en fournissant aux utilisateurs une compatibilité ascendante. Cette compatibilité sera utilisé par EDF pour passer des C90-10 (SDS 910) initiaux trop justes pour répondre aux besoins aux C90-40 (SDS 940).

La gamme SDS 9 series comportait les 910 (1962), 920 (1962), 930 (1964) et 940 (1965)

Un C 90-40 dans sa version dépouillée  avec ses armoires et son pupitre.

Les caractéristiques

Caractéristiques matérielles

Les calculateurs de la série 9xx (en savoir plus) étaient des machines basées sur des transistors au silicium, ce qui à l’époque était une technologie récente et une certaine garantie en matière de fiabilité.

Caractéristiques générales

Les calculateurs étaient à mots de 24 bits, et disposaient de plusieurs registres : A, accumulateur principal, B, extension de l’accumulateur. Selon les instructions exécutées, A et B pouvaient être utilisés chacun comme des registres indépendants ou bien groupés (par exemple sur certaines instructions de permutation circulaire).  X, registre d’index;  C, registre qui contenait l’instruction qui allait être exécutée au pas suivant.  P, compteur ordinal (14 bits) qui indiquait l’adresse mémoire en cours.  W et Y registres utilisés pour les entrées-sorties.

Il y avait aussi un indicateur de débordement (1 bit) pour gérer les dépassements de capacité lors des opérations arithmétiques.

Il est à noter que les registres étaient visualisables à l’aide de lampes sur le pupitre de l’ordinateur. Une molette permettait de sélectionner le registre visualisé. Cette visualisation n’avait, bien évidemment, de sens que lorsque le calculateur était dans l’état iddle (figé). Elle permettait notamment la mise au point et des programmes et l’introduction manuelle de patches.

 en savoir plus sur le pupitre du 90-40

Les entiers naturels étaient codés en complément à deux sur 24 bits, les flottants étaient codés sur deux mots (48 bits) avec 39 bits (dont celui de signe) pour la mantisse et 9 bits (dont celui de signe) pour l’exposant.

Le format des instructions était le suivant : ………….E..X…P…Opcode…..I……..Adresse mémoire Bit n°…. 0..1…2…3——–8….9….10————————-23 Bit 0 (E) Positionné à 1, ce bit indiquait que la référence mémoire était dans l’extension (au-delà des 16 premiers Koctets) pour peu qu’une commande (sharm) ait activé son fonctionnement. Si la commande n’avait pas été passée la référence de l’adresse était la partie basse (16 premiers Koctets) Bit 1 (X) Positionné à 1, ce bit indiquait que la référence mémoire était indexée, le contenu du registre d’index était ajouté à la référence mémoire présente dans la partie adresse. Bit 2 (P) Positionné à 1, ce bit indiquait que l’instruction était un POP (Programme Operator). Ces POP étaient des pseudos instructions (en fait des séquences de codes développées par les utilisateurs) Bits 3 à 8 (opcode) Code de l’instruction ou du POP (selon la valeur du bit 2) Bit 9 (I) Positionné à 1, ce bit indiquait que la référence mémoire était indirecte à savoir que la référence mémoire visée n’était pas celle contenue dans la partie adresse de l’instruction, mais celle contenue dans la mémoire dont l’adresse était contenue dans la partie adresse de l’instruction. Cette indirection était très utilisée combinée avec l’indexation qui dans ce cas s’effectuait avant l’indirection. Bits 10 à 23 (adresse)Ces bits contenaient l’adresse qui servait de base pour l’instruction. Machines destinées au temps réel et au contrôle de processus, elles étaient dotées d’un nombre important d’interruptions.

La mémoire

La mémoire était du type mémoire à tores magnétiques avec un temps de cycle de 8µs. Elle était physiquement limitée à 32 Koctets. (en savoir plus sur les mémoires à  tores )

Ces mémoires étaient très sensibles à la température de fonctionnement, ce qui impliquait de nombreux réglages de la tension des alimentations des fils d’écriture. Faute de quoi, des erreurs de parité mémoire survenaient et « plantaient » le calculateur concerné. Sur le site de Monceau, et malgré de nombreuses interventions, un des calculateurs fonctionnait mieux avec les portes de l’armoire mémoire ouvertes et l’autre avec les portes de l’armoire mémoire fermées. Je me souviens aussi que, jeune ingénieur analyste, lors d’une intervention sur panne électrique un dimanche, j’avais dû attendre près de trois quart d’heure après la remise sous tension, pour que le calculateur atteigne sa température de fonctionnement et ne présente plus de parité mémoire.

Les disques

Les disques utilisés dans les dispatchings étaient des disques amovibles à plusieurs plateaux dont la capacité totale était de 4 millions de caractères. Mais le codage des caractères s’effectuant sur 6 bits (BCD – 6 bits), cela correspondait à volume effectif de 3 Méga Octets.

3 millions d’octets… Comparez avec votre dernière clé USB!

Autres périphériques

en plus des périphériques cités, ci-dessus, les C 90-40 disposaient :

  • d’imprimantes rapides à rouleau de 132 caractères par ligne
  • de machines à écrire
  • de lecteurs enregistreurs de bandes magnétiques
  • de lecteurs perforateurs de ruban papier
Le dérouleur de bandes. Placer la bande dans les bras demandait une certaine habitude. Le lecteur perfo de ruban : A droite, la partie perfo avec le bac pour récupérer les petits confettis.  A gauche, la partie lecteur en haut la mécanisme enrouleur-dérouleur, et en bas le lecteur lui-même.

Ils disposaient aussi d’interfaces de communication et d’entrées sorties de type tout ou rien.

La gestion de certains périphériques était décentralisée par le biais de « canaux » (Disques, imprimante rapide… La gestion des autres s’effectuait directement au niveau de l’unité centrale (console, machine à écrire…)

Caractéristiques logicielles

Le système était notamment livré avec

  • Un système d’exploitation basique mono tâche permettant d’accéder aux ressources des calculateurs et des périphériques(Monarch) de type Batch.
  • Un macro assembleur (Meta symbol), qui était le langage le plus utilisé compte tenu des faibles capacités mémoire et de la puissance très limitée des calculateurs. (en savoir plus sur les assembleurs)
  • Un compilateur Fortran II temps réel. Ce compilateur avait la particularité de pouvoir inclure directement dans le code Fortran des instructions assembleur, ce qui permettait notamment des traitements efficaces au niveau des bits ou des quartets, relativement fréquents compte tenu de l’optimisation poussée de la place dévolue aux données. (en savoir plus sur le FORTRAN)
  • Un éditeur de lien
  • Un ensemble de drivers et handlers permettant l’accès aux divers périphériques
  • Un ensemble de programmes de tests permettant de tester classiquement les périphériques, la mémoire mais aussi chaque instruction. Une petite anecdote, j’ai vécu une panne pour laquelle les techniciens de maintenance n’arrivaient pas à lancer les programmes de tests. Après de longues heures de recherche nous avons découvert que tous les tests commençaient par l’instruction BRX (décrémentation du registre d’index et branchement à l’adresse indiquée lorsque la valeur de l’index était nulle) et en avons déduit que la carte abritant cette instruction était en panne.

Pour permettre un fonctionnement temps réel, les grands principes mis en œuvre étaient les suivants :

  • Un certain nombre de traitements était déclenchés sur interruption (fin d’entrée sortie, traitement d’acquisition, horloge…)
  • Un scheduler avait été développé. Lancé toutes les 400ms, il scrutait des tables contenant notamment des informations sur les demandes d’activation, les attentes… pour déterminer la tâche éligible.

Les tâches pouvaient être soit résidentes en mémoire centrale, soit à charger depuis le disque. Pour ces dernières trois zones de mémoire banalisées étaient réservées. Ces zones étaient nommées ZBP1, ZBP2, ZBP3. Elles étaient implantées à des adresses fixes et de tailles fixes mais différentes ZBP1 était la plus petite et ZBP3 la plus grande. A chaque programme non résident, les responsables de l’application attribuaient une des zones, ce qui influait sur l’édition de lien de la dite tâche pour lui définir une adresse d’implantation en mémoire cohérente avec celle de la zone banalisée concernée. Lors de la demande d’activation, si la zone banalisée correspondante était disponible, la tâche était chargée en mémoire et son exécution était lancée. Pour les tâches trop grosses pour tenir en ZBP3 on avait recours à la technique des overlays. On chargeait une première partie du code, puis une fois celui-ci exécuté, on écrasait ce code devenu inutile par la suite du code et ainsi de suite. Cette technique nécessitait beaucoup de soin pour organiser son code (et notamment les sous-programmes et tables de travail) afin de ne pas écraser malencontreusement des parties encore utiles.

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Le premier palier de dispatchings transport en france (1967-1988)

Cet ensemble d’articles présente la genèse des dispatchings de transport en France fin des années 1960, début des années 70.

Le contexte du projet

Le contexte d’exploitation du système électrique

Le développement important du réseau (en savoir plus), la mise en construction d’un parc de production de plus en plus centralisé, les exigences croissantes en matière de sûreté, de qualité et d’économie nécessitaient de mettre à disposition des dispatchings de plus en plus d’informations que l’on peut classer en deux catégories :

  • Les informations utilisées directement par les dispatcheurs en temps réel (télémesures, télésignalisations mais aussi informations obtenues par téléphone auprès du personnel des postes et centrales électriques),
  • Des informations supplémentaires utilisées pour élaborer
    o  les prévisions de consommation et les programmes de production (les traitements prévisionnels),
    o  les statistiques et la facturation des clients alimentés en THT/HT (les traitements a postériori).

Le premier type d’informations était acheminé depuis les postes et centrales par des équipements traditionnels basés sur l’analogique qui se sont révélés insuffisamment performants en terme de capacité, de précision et de disponibilité.
Quant au deuxième type, il faisait essentiellement l’objet d’une collecte manuelle puis d’un traitement sur machine à calculer qui n’était plus adapté au volume à traiter.

Le virage du numérique

Alors que la France des années soixante découvrait le rock’n’roll et le confort apporté par les débuts de l’électroménager grand public (en savoir plus), EDF, de façon novatrice a entamé le virage du numérique. En matière de système électrique, Il a porté sur deux volets, l’acheminement des informations au dispatching et les moyens de calculs, et s’est déroulé en 3 étapes :

    •  1961 : décision d’approvisionner un calculateur pour le dispatching national.
 

 Au début des années 60, les moyens de calcul dont disposait le dispatching national se réduisaient à une table à calcul à courant continu, utilisée pour des calculs de répartition de charge, les calculs de puissance de court-circuit et pour l’élaboration de plans optimaux de production (minimisation des pertes) (En savoir plus). Toutefois, le développement du réseau à 380 KV, l’arrivée de centrales de production à coûts marginaux (1) voisins  ont rapidement rendu ces moyens de calcul très insuffisants (en savoir plus).

 

La mise sur le marché des premiers ordinateurs à vocation scientifique, la naissance en France de compétences sur le développement de logiciels « temps réel », (au sein notamment de la CAE) ainsi que l’évolution prévisible des capacités de rapatriement des informations depuis les postes et les centrales (cf infra le projet « infos codées ») ont conduit la direction d’EDF à approuver la commande d’un premier ordinateur le 25 octobre 1961. Ce fût un CAE 510 (2) , construit par la Compagnie Européenne d’Automatisme Electronique (CAE) sous licence américaine .Il était livré sans système d’exploitation avec quasiment comme seul outillage un compilateur Fortran ! Il a été installée en 1963 au Dispatching national pour y accueillir les modèles de calcul développés par la Direction des Etudes et Recherches d’EDF (DER).

Un RW 530 grand frère du CAE  530.

on voit ici le pupitre et le lecteur perforateur de ruban papier et au deuxième plan les deux armoires du calculateur et celle du dérouleur de bande.

.

Il été remplacé ultérieurement par un CAE 90-80.

 

Il était prévu une montée en puissance de son utilisation en 3 étapes :
– Assurer la sécurité : implantation de calculs de réseaux (calculs de répartition, analyse de sécurité (impacts des déclenchements et calculs de courts-circuits (3)),

 

– Optimiser la production : implantation d’un modèle fournissant un plan de production des usines thermiques et hydrauliques pour le lendemain,
– Automatiser le réglage de la production : il s’agissait d’implanter l’algorithme du réglage secondaire fréquence-puissance (4) dans le calculateur

    • 1962 : lancement du projet « informations codées » (en savoir plus) dont l’objectif était le suivant :

 – Permettre le rapatriement en nombre au dispatching de télémesures avec une précision garantie de 1% et dans un délai de l’ordre de 10 secondes,
– Offrir à l’arrivée un format à la fois analogique pour présentation sur des enregistreurs (dont un certain nombre existaient) et numérique pour acquisition et traitements automatisés par un ordinateur.

 

L’offre de marché étant insuffisante, EDF a été conduite à faire réaliser des matériels sur la base de spécifications propres. Après la réalisation d’un prototype installé à Nantes en 1964, la fabrication en série a été lancée en 1965 et le déploiement s’est étalé de 1966 à 1971. La pièce maîtresse du dispositif était l’ERC (5) capable d’acquérir puis de transmettre toutes les 10 secondes 20 mesures ou 160 signalisations.

les ERC au poste des Tanneurs, site pilote, près de Nantes.

Les premiers à bénéficier de cette nouvelle technologie ont été les synoptiques qui outre les positions des organes de coupure pouvaient désormais afficher des valeurs de mesures sous forme de quartiles.

La salle du dispatching de Lille en 1962.

Il n’y a pas encore d’ordinateur, mais le tableau synoptique a pris de l’ampleur et les enregistreurs se sont multipliés.

    • Décision d’équiper tous les dispatchings en SCADA

 La mise à disposition aux dispatchings par le projet « infos codées » de mesures au format numérique a ouvert la voie à l’informatisation de tous les dispatchings. Décision fût donc prise vers 1964 d’équiper le dispatching national et les huit dispatchings régionaux d’un système informatique permettant l’acquisition des données en provenance du terrain, la présentation à l’opérateur de ces données, leur surveillance et la réalisation de post-traitements sur celles-ci ou des données introduites par ailleurs.

La réalisation

Les calculateurs retenus

Les calculateurs retenus ont été des calculateurs vendus par la CAE/CII de la série 90-XX. .

Dans son positionnement stratégique CAE s’était axé sur la réalisation de logiciels orientés temps réel à valeur ajoutée, Elle avait établi, à cet époque, que l’industrie des composants en France ne pouvait rivaliser avec celle des Etats-Unis, et que la construction de ses propres ordinateurs était trop risquée, alors que d’autre part, ses compétences en logiciels pointus était une opportunité à saisir, notamment avec le contrôle commande de la production thermique (classique et filière graphite gaz), les dispatchings et le domaine militaire. CAE/CII s’est donc associé avec Wooldridge dans un premier temps (RW530) puis avec SDS (Scientific Data System) dont elle a  commercialisé la gamme C 900.
Les calculateurs finalement retenus furent des C 90-10 (SDS 910) qui ont été remplacés par des C 90-40 (SDS 940) avec la particularité de disposer d’un C 90-80 au niveau du dispatching national.

Au fond sur la gauche l’imprimante ligne et des dérouleurs de bandes qui n’étaient pas ceux utilisés dans les dispatchings.

Les C 90-40 étaient des machines à circuits (faiblement) intégrés et à transistors répartis sur des cartes de petit format, elles-mêmes enfichées sur des fonds de paniers répartis dans plusieurs armoires. La mémoire était une mémoire à tores magnétiques. Les mots étaient de 24 bits, mais l’adressage n’était que sur 14 bits, ce qui donnait une capacité mémoire adressable de 16 Kmots (soit seulement 48 Koctets). La mémoire physique pouvait monter à 32 Kmots, les 16 Kmots supplémentaires pouvaient être utilisés, moyennant une astuce système, pour stocker des données mais ne pouvaient pas contenir d’instructions directement exécutables. (en savoir plus sur les 90-40)

L’architecture retenue

L’architecture retenue est maintenant classique pour les SCADA, à savoir deux calculateurs fonctionnant en permanence, avec reprise automatique des traitements temps réel par la seconde machine en cas de panne de la première. Cependant l’architecture n’était pas symétrique tant du point du vue matériel que logiciel. Une machine était réservée aux traitements temps réel et l’autre aux traitements différés. Ces traitements différés s’exécutaient hors ligne, ce qui signifiait que l’automaticité du secours n’était pas assurée lorsqu’ils étaient en cours. Il était alors nécessaire d’arrêter les traitements et de relancer la machine en mode temps réel. Il est à noter que les dispatchings de Brive et de Marseille ne disposaient au début, que d’une seule machine. Pour ces dispatchings, les traitements hors ligne nécessitaient donc l’arrêt du temps réel. Les dispatcheurs étaient alors amenés à conduire le réseau avec le synoptique, les enregistreurs, le téléphone et bien entendu le schéma de quart. (En savoir plus sur l’architecture).

Salle des calculateur de Lille en 1967. On peut voir sur la gauche un écran alphanumérique, puis à moitié cachée, une imprimante ligne, un perforateur de cartes le long du pilier, et au fond en arrière plan une autre imprimante ligne.

Sur la droite au premier plan, l’arrière d’une des consoles système, une unité de disque (3 MO pour mémoire), un peu plus loin la console système de l’autre calculateur tournée vers le lecteur perforateur de ruban papier et le pupitre. On voit les armoires des calculateus eux-mêmes complètement sur la droite.

Le développement

Le développement de ce premier palier fût mené de concert entre le fournisseur retenu (CAE/CII) et EDF. Plus de quarante ans plus tard, la réussite de ce développement nous laisse encore admiratifs. Envisager que l’on puisse faire tenir, OS compris, les fonctionnalités d’un vrai SCADA de base avec moins de 100 Koctets de RAM semble aussi impossible que l’existence de la « fourmi de 18 mètres avec un chapeau sur la tête » de Robert Desnos. La réussite s’est notamment appuyée sur :

  • la mise en œuvre de concepts simples mais efficaces servis par une excellente connaissance des capacités de la machine.
  • l’optimisation au niveau du bit pour les tables système, mais aussi pour les données utilisateur.
  • l’optimisation, pour les instructions déroulées dans le scheduler, faite au niveau du nombre de cycles machine et non du nombre d’instructions. (En savoir plus sur les schedulers).
  • l’optimisation des mouvements des bras de lecture du disque et donc des temps d’accès. La taille et l’emplacement des fichiers, y compris ceux contenant les exécutables des programmes, étaient gérés manuellement, les emplacements étant choisis pour que les mouvements des bras des disques soient minimisés (ainsi, par exemple, les programmes de récurrence minute, étaient positionnés non loin des stockages « minute » puis venaient les programmes de récurrence dix minutes et les fichiers correspondants et ainsi de suite).
  • une répartition judicieuse entre mémoire vive et disque, tant pour les programmes que pour les données.

L’exploit est d’autant plus grand que les tâches de production et de tests des logiciels étaient particulièrement lourdes et sans outillage d’aide (En savoir plus sur les développements du logiciel)

La gestion des données

En l’absence de Système de Gestion de la Base de Données et de Système de Gestion de Fichiers, tout était manuel.
Les cartes perforées constituaient le support initial des données de téléconduite et des données d’imagerie.  Un utilitaire permettait de lire ces cartes et de constituer des fichiers qui étaient ensuite versés sur disque.

Comme nous l’avons vu plus haut, la gestion des emplacements des fichiers sur disque était manuelle : un fichier correspondait à une localisation et un nombre défini de secteurs. Lire ou écrire un fichier consistait donc à lire ou écrire un nombre défini de secteurs à un emplacement défini sur le disque (numéro de tête, de cylindre et secteurs).
Ce travail nécessitait une grande méticulosité :

    •  La cohérence des données reposait entièrement sur les épaules des opérateurs de saisie,
    • Il en était de même pour la gestion des espaces disque : une erreur sur la taille d’un fichier et on allait écraser le fichier du voisin.

Le déploiement

Le déploiement aura lieu de 1967 à 1971.

A l’issue du développement initial et du déploiement ainsi que d’une formation adaptée, EDF reprendra rapidement la maintenance du logiciel (y compris celle du superviseur) qui sera répartie de façon originale entre les équipes des différents dispatchings (national et régionaux) pour la partie SCADA et Direction des Etudes et Recherches pour la partie modèles)

Les fonctionnalités offertes au dispatcheur

Les fonctionnalités de départ

Chaque dispatcheur disposait d’un poste de travail à 1 ou 2 écrans alphanumériques monochromes et d’un clavier alphanumérique complété par des touches de fonction, le tout lui permettant :

  • D’afficher des schémas de poste simplifiés (représenté à l’aide des caractères disponibles),
  • D’afficher des listes de mesures par poste,
  • De mettre en ou hors surveillance des mesures,
  • De modifier des états de télésignalisations réputés faux (fonction masquage),
  • De consulter la liste des alarmes et des dépassements de seuils.

La salle de dispatching de Nancy en 1971. Outre le synoptique de plus en plus imposant, et la présence d’un nombre réduit d’enregistreurs, on remarquera les postes de travail à deux écrans.

Les évolutions

Les C 90-10, limités en termes d’acquisition de mesures, ont rapidement été remplacés par des C 90-40 dans les dispatchings régionaux sauf dans celui de Lille, qui disposait d’un réseau plus petit, et qui a gardé un C 90-10 en parallèle avec un nouveau C 90-40. Le dispatching national bénéficiera en parallèle avec le C 90-40 d’un C 90-80 pour toutes les applications scientifiques.
Compte tenu de leur durée de vie et des évolutions de l’exploitation du système électrique de nombreuses évolutions ont été développées ; nous ne retiendrons ici que quelques unes :

  •  Evolution du poste opérateur : Les écrans des dispatcheurs, furent remplacés par des écrans couleur semi-graphiques disposant d’une bibliothèque de symboles graphiques (écrans MP 1000). Ceci permettait d’afficher de véritables images de poste (schémas de poste renseignés avec les mesures de puissance actif/réactif, les mesures de tension et les positions des organes de coupure), et surtout de différencier par la couleur les niveaux de tensions et la gravité des alarmes.
  • Introduction de la télécommande sur le réseau de transport : Le dispatching de Lille qui avait à gérer de nombreux couplages et découplages des groupes des Houillères, tôt le matin et tard le soir a développé la possibilité de télécommander depuis les calculateurs temps réel quelques organes de coupures.
  • Introduction de la télécommande sur des moyens de la production hydraulique : Le dispatching de Toulouse a été amené à développer des automates pour gérer la production de quelques centrales des Pyrénées et notamment le délicat problème des démarrages dans les centrales comportant plusieurs groupes.
  • Introduction de modèles de calcul de réseau : analyse de sécurité dans l’approximation du courant continu :
    • Calcul de répartition. Il a pour objectif le calcul des transits sur les ouvrages à partir des injections aux nœuds électriques. Il a été développé en assembleur à cause des ressources limitées des calculateurs. Il a fonctionné de façon satisfaisante au niveau algorithme. Son fonctionnement effectif en exploitation s’est heurté au fait que trop de positions d’organes de coupure (disjoncteurs, sectionneurs) étaient manuelles et que la moindre erreur (erreur réelle ou décalage dans la mise à jour) de position entrainait des problèmes de convergence ou l’apparition de résultats faux.  L’effort de mise à jour en temps réel a longtemps été trop important pour que l’utilisation de ce nouvel outil soit régulière.
    • analyse de sécurité dans l’approximation du courant continu. Il s’agit d’un programme simulant tour à tour un certain nombre de déclenchements pour en évaluer les conséquences sur les transits dans les autres ouvrages. Le modèle utilisé dit dans « l’approximation du courant continu » traite très schématiquement les problèmes de chute de tension qui résultent des déclenchements.
    •  Appréciation d’état. Alors que le réseau THT (225 kV et 400 KV) avait un plan de télémesures convenable, les réseaux HT (63 KV et 90 kV) étaient faiblement télémesurés.  Pour palier cet état de fait, l’idée est venue de mettre en place un modèle qui donnerait une évaluation de la situation sur ces réseaux faiblement télémesurés.  Le principe de base était le suivant : on partait des prévisions de consommations sur les points de livraison et on effectuait un calcul de répartition. Ce calcul donnait des transits sur toutes les liaisons (lignes et transformateurs THT/HT). Là où il existait des mesures (notamment sur les transformateurs THT/HT), on comparait les résultats du calcul avec les mesures et on ventilait les écarts en fonction d’une notion de zone d’influence. Ceci donnait un nouveau point de départ pour les consommations et l’on itérait jusqu’à ce qu’un critère sur l’ensemble des écarts soit atteint.
La salle de dispatching de Lyon  en 1971. Le synoptique est encore plus imposant que celui de Nancy (CF supra).On remarquera les postes de travail à un seul écran.

Compte-tenu de leur durée de vie, les 90-40 ont été amenés à suivre les évolutions de leur environnement informatique, et à s’ouvrir à l’extérieur :

 
 
  • Le Système de Gestion Energétique Prévisionnel (SGEP) sera déployé de 1972 à 1975. Il reprendra à son compte une partie des travaux effectués sur la machine de traitement différé. Une passerelle, basée sur un Mitra 15, sera mise en place dans chaque dispatching pour permettre la transmission, du 90-40 vers le SGEP, des réalisations (CPRC et Photos) (6)
  • Des Calculateurs d’Acquisition (les CACQ), jouant le rôle de frontaux pour les 90-40, seront déployés de 1977 à 1981 dans le cadre du SDART (en savoir plus sur le SDART),
  • Le Réglage Secondaire de Tension (7) sera déployé de 1979 à 1984. Les 90-40 seront chargés d’acquérir la valeur du niveau de réglage et de le réémettre vers les centrales hydrauliques.

L’exploitation et la maintenance

La maintenance matérielle

Historiquement assurée par CAE, puis CII, CII-HB et BULL au gré des rachats et fusions, elle a été reprise dans les années 80 par les services télécom des CRTT qui ont dû former des technicien à des technologies, certes passionnantes, mais déjà obsolètes.. On trouvait encore à cette époque deux types de maintenance : la maintenance préventive et la maintenance corrective. Les mauvaises langues, fortes de quelques années d’expérience et qui plus est dotées d’un certain humour, aimaient à dire que la maintenance préventive c’était juste avant que la panne arrive et la corrective juste après.

La maintenance préventive consistait

  • à nettoyer les appareils (lecteurs, bandes, disques, télétypes, perforateur…)
  • à recaler les jeux divers dans tout ce qui était mécanique : lecteur de cartes, dérouleur de bandes, télétype, bras des disques… Dans ce dernier cas il fallait assurer la compatibilité des réglages entre les différentes unités pour pouvoir monter n’importe quel disque sur n’importe quelle unité.
  • à ré-étalonner toutes les valeurs des alimentations et plus particulièrement celles des mémoires à tores.

La maintenance corrective intervenait suite à incident pour trouver la panne et y remédier. Pour ce faire les techniciens disposaient de programmes de tests qui leur permettaient en général de trouver le sous-ensemble en panne. Ensuite c’était le règne de l’oscilloscope à déclenchement. La carte suspectée était mise au bout d’un prolongateur et à l’aide du schéma électronique de la carte, le mainteneur suivait la propagation des signaux en pas à pas. Un fois le composant en panne détecté, il était changé au fer à souder. Si cela peut sembler totalement archaïque au vu des méthodes actuelles, cela était l’occasion d’acquérir des connaissances sur le fonctionnement profond d’un ordinateur, connaissances qui furent utiles à un certain nombre d’entre nous pour les projets ultérieurs. Au fur et à mesure du temps, la récupération de pièces sur des calculateurs en fin de vie a permis d’alléger les tâches de réparations immédiates en jouant sur les stocks de cartes existant.

La maintenance logicielle et l’exploitation

La maintenance logicielle a été rapidement reprise en main par le Service des Mouvements d’Energie. Dans chaque région, une équipe traitement de l’information comportait aux alentours de quatre analystes-programmeurs et deux techniciens. Les techniciens s’occupaient principalement des tâches d’exploitation courantes : mise à jour des données, aide aux tâches de facturation, de statistiques… Les analystes outre le développement des programmes et leur insertion en exploitation, étaient en charge de la maintenance logicielle et intervenaient en et hors des périodes d’heures ouvrables en cas de pannes. Généralement, hors heures ouvrées, les dispatchers effectuaient le redémarrage du système (au moins un des calculateurs) à partir d’une procédure pré-établie et, en cas d’échec, ils faisaient appel aux analystes. Ceux-ci venaient redémarrer le système, éventuellement après une tentative à distance au téléphone (c’était notamment le cas à Paris compte tenu d’un éloignement plus grand des analystes). L’obsolescence du matériel et une exploitation du réseau plus tendue ont conduit certaines régions à mettre en place une astreinte informatique.

Cette organisation un peu atypique a rempli pleinement ses objectifs en permettant une maintenance évolutive proche de l’exploitant des dispatchings et une continuité du service offert grandement satisfaisante le tout en s’appuyant sur des matériels somme toute assez fragiles et fortement contraints en place et en puissance. Par ailleurs, le potentiel acquis tant au niveau informatique que fonctionnel a été un des piliers sur lequel le palier SIRC s’est appuyé pour sa réussite.

 

notes de bas de page
(1) Pour une centrale en fonctionnement, le coût marginal est le coût de production d’un kw/h supplémentaire.
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(2) Le CAE 510 est une adaptation pour le marché civil du RW 530 de la société Ramo-Wooldridge.
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(3) Calcul de court-circuit : calcul permettant de calculer la puissance amenée par le réseau lors d’un court-circuit franc et les chutes de tension dans les postes électriques qui en résultent. Une puissance de court circuit élevée permet une meilleure résistance du réseau aux perturbations (déséquilibre, flicker, creux de tension…) mais elle doit rester dans les limites du matériel (jeux de barres des postes, pouvoir de coupure des disjoncteurs…)
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(4) Mécanisme contribuant au respect de l’équilibre production-consommation. Il élabore et envoie toutes les 10 secondes aux centrales participant à ce réglage, un ordre de production : le niveau. Ce niveau est élaboré à partir des écarts entre la fréquence de consigne et la fréquence mesurée et les échanges programmés aux frontières et les échanges mesurés. Le niveau variait de -1 (insuffisance de production) à +1 (surproduction.)
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(5) Emetteur Récepteur Cyclique composé d’un système de captation/émission dans chaque poste et de récepteurs au dispatching
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(6) Courbes a posteriori de Réalisation de Charges : série de 48 moyennes ½ horaires pour des rubriques portant sur les différents types de production, la consommation et les échanges. Les photos sont des situations instantanées du réseau (TM + TS + topologie). Ces données sont ensuite agrégées au niveau France.
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(7)  Dispositif destiné à maintenir la tension à une valeur de consigne dans des postes appelés points pilote. Des régulateurs situés dans les dispatchings élaborent un ordre de production de réactif (le niveau de RST) qui est ensuite envoyé dans les centrales qui participent à ce réglage.
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Les années soixante : contexte sociétal et technique

Les sixties…
Cela peut faire rêver.

C’était il y a seulement, une cinquantaine d’années, mais néanmoins elles peuvent sembler à des années-lumière d’aujourd’hui, même pour ceux qui les ont connues.

Même si la deuxième guerre mondiale est désormais finie depuis une quinzaine d’années, elle a laissée des traces dans les esprits, dans les comportements et dans l’état de la France. La période est au plein emploi (moins de 2% de chômage) et l’espoir d’une vie meilleure pour les générations futures est un moteur fort pour la majorité de la population qui a subi des privations et qui connait la valeur des choses.

Malgré une pénurie relative de main d’œuvre, en dépit de l’abandon de son Empire colonial, l’économie française connaît un essor industriel spectaculaire (surtout sur les biens d’équipement ), appuyé sur un effort d’investissement assuré par un ensemble mixte de firmes nationales et privées et impulsé par une planification originale.

• La durée de vie était de 67 ans (78,7 en 2013) pour les hommes et de 73,6 (85 en 2013) pour les femmes.

• La durée effective de travail était de l’ordre de 45 heures par semaine en moyenne, le samedi matin était généralement travaillé. l’âge légal de départ en retraite était de 65 ans et l’âge médian de départ était de 65,5 ans (environ 59 ans début 2000).

• Deux tiers des emplois étaient occupés par des hommes (contre environ la moitié de nos jours). Le poids de l’industrie était de 30% contre 15% aujourd’hui.

• la proportion de personnes en emploi ayant un diplôme du supérieur est passée de 3 % (années 60) à 33 % actuellement.

Les années 60 ont apporté, sur tous les plans, des bouleversements :
• L’arrivée du rock’n’roll et des mouvements hippies, dont la diffusion a été facilité par l’accès des jeunes aux premiers postes à transistors (dont le prix a été divisé par deux entre 58 et 62) et aux vinyles 45 tours. Beatles, Rolling Stones, Johnny et Claude François, entre autres, s’emparent du devant de la scène. « Salut les copains » révolutionne le genre des émissions radio.

 L’essor de l’électroménager, l’aspirateur remplace progressivement le balais, le réfrigérateur en fait de même pour la glacière et le lave-linge succède à la lessiveuse. (Un des fameux slogans de l’époque n’est-il pas : « Moulinex libère la femme »).

• L’accélération de la construction de l’Europe avec la mise en place de la PAC.

• La signature des accords d’Évian (1962), mettant fin à la guerre d’Algérie.

•  Une remise en cause de la société française, soudaine et brutale, avec les évènements de mai 1968.

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Cet essor et ce bouillonnement, souvent mis en avant, voire idéalisés, ne doivent pas nous faire oublier que la France des années 60 est très différente de celle que nous connaissons aujourd’hui, notamment au niveau infrastructure. A titre d’exemple :

• En 1962, 750 000 parisiens n’ont pas l’eau courante dans leur logement et plus de 500 000 n’ont pas l’électricité. Trois logements sur quatre n’ont pas le gaz, on se chauffe au charbon.

 A la même période, le taux d’équipement des ménages en téléphone (fixe !) est de 6,4%. A Paris, pour disposer d’une ligne téléphonique, un particulier doit attendre 2 à 3 ans. Côté téléphonie, beaucoup de communications passent par l’intermédiaire d’une opératrice qui aiguille les communications à l’aide de fiches. En conséquence, les temps d’attente pour joindre un correspondant peuvent être très long (Un grand journal du soir relate la mésaventure d’un parisien qui a dû attendre, en 1962, 67 minutes pour obtenir sa femme qui était en vacances au Lavandou.)

• La France compte 213 kilomètres d’autoroute en 1962. La première autoroute d’interconnexion (Paris Marseille) ne sera mise en service qu’en 1970. Il y a plus de 10 000 morts par an sur la route.

• Il faut une dizaine d’heures pour faire Paris Marseille en train.

Comme on peut le constater, les années soixante sont dynamiques, assoiffées de changements mais terriblement en manque d’infrastructures de toutes sortes

La technologie

• En 1958, Jack Kilby et Robert Noyce inventent le circuit intégré.

• Les ordinateurs, principalement dédiés à la gestion, commencent à prendre leur essor. Pour illustration, citons deux exemples d’ordinateurs du début des années 60 :

o L’IBM 1401 (1960). Doté de 0,2 à 2 KO de mémoire vive et de disques de capacités comprises entre 2 et 20 MO, Il occupait de 40 à 60 m2 et coûtait entre 0,6 et 3,2MF soit, ramené à notre époque, environ entre 1 et 5 M€.
o Le Bull Gamma 30 (1962). Doté de 10 à 40 KO de mémoire vive et de disques de capacité comprise entre 4,6 et 20 MO, il occupait de 60 à 100 m2 et coûtait entre 1,4 et 4,7 MF soit, ramené à notre époque, environ entre 2,4 et 6,7 M€

• La majorité des automates étaient construits à base de relayage classique ou de tubes électroniques. Le transistor n’a commencé à être produit de façon industrielle que vers 1952. Au début des années 60, de nombreux freins à son utilisation en milieu industriel, sont encore présents.

• Comme nous l’avons vu précédemment, l’électronique grand public commence tout juste avec l’essor des postes à transistor, puis viendra l’essor de la télévision. En 1949, 297 foyers ont la télévision, 40% des foyers en sont dotés en 1965. La télévision couleur apparait en 1967.

Nous avons donc, là aussi, un essor rapide, mais un point de départ très bas. Au-delà de l’anecdote, cela implique que les mentalités sont encore peu habituées à l’électronique et à ses possibilités, que les personnes formées à ces domaines sont peu nombreuses et que les formations à ces nouveaux domaines sont peu développées, y compris dans la plupart des grandes écoles.

L’électricité

La consommation et les réseaux
Dans la continuité des années 50, la consommation poursuivra sa forte croissance (doublement tous les dix ans).

Pour répondre à cette demande, la production se développe selon deux grands axes :
• Poursuite des grands équipements hydrauliques (Serre-Ponçon (1960), Roselend (1960), Allement (1960), Monteynard (1962), Mont Cenis (1969), Vouglans (1970) )

• Apparition de paliers thermiques de plus fortes puissances (palier 125 MW en 1955, palier 250 MW en 1961, palier 600 MW en 1968).

Ceci à un impact fort sur la concentration des moyens de production sur des sites dédiés (thermiques) ou des zones géographiques (hydrauliques). Cela bouleverse les schémas du début du XX° siècle qui voyait les moyens de production implantés au plus proche de la demande.  Par ailleurs l’optimisation économique entre hydraulique et thermique amène à une variabilité des flux d’énergie au cours des saisons d’une part et au cours des journées d’autre part.

Les conséquences de ces regroupements géographiques, de cette optimisation économique, mais aussi d’une demande d’amélioration de la sûreté d’alimentation ont été un développement des réseaux électriques et un changement des modes d’exploitation du système électrique.

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Les évolutions du parc de production, l’accroissement du réseau, les évolutions de l’optimisation du système électrique mais aussi les apports technologiques auront un impact fort sur les besoins en télécommunications pour accompagner de nouveaux modes d’exploitation.

Téléalarme à appel téléphonique TA 104

Au début des années 1960 le Service du Transport lance la création des groupements de postes, avec suppression du personnel de gardiennage dans les petits postes qui sont alors exploités depuis le site d’un poste principal par télécommande ou téléalarme (site du PCG, Pupitre de Commandes Groupées ).

Les dispositifs de téléalarmes font l’objet de spécifications en 1961 de façon concertée avec le Service de la Distribution, puis de marchés nationaux. Ces téléalarmes sont conçues pour délivrer quatre alarmes :

  • Défaut poste 1
  • Défaut poste 2
  • Alerte danger
  • Défaut circuit

Ces alarmes peuvent être acquittées par l’agent ayant pris connaissance de l’information.

Trois modèles ont été définis et deux utilisés couramment :

  • Téléalarme à courant continu, peu utilisée, car son circuit non translatable risque d’être coupé par la rupture des fusibles à l’entrée PTT du poste en cas de défaut HT,
  • Téléalarme à courant alternatif 50Hz,
  • Téléalarme à appel téléphonique.

La TA 104 est une téléalarme à appel téléphonique. Elle était utilisée pour transmettre des alarmes issues d’un poste Haute Tension vers l’exploitant de ce poste. Apparue sur le marché au début des années 60, elle a connu de nombreuses versions et a été utilisée essentiellement pour la téléalarme de postes 60 kV et parfois en secours de télécommandes de postes T H T 220kV et 400 kV.

  • La voie de transmission utilisée est un réseau téléphonique commuté, le plus souvent le RTCP (Réseau Téléphonique Commuté Public )
  • L’information d’alarme est donnée sous forme vocale. Par exemple :
    Poste de XYZU, défaut Haute Tension, pour acquitter cette alarme, composer le N° PQMCDU.
    Quatre alarmes différentes peuvent être transmises.

L’équipement comprend donc :

  • Un composeur de Numéro, à mémoire mécanique pour la première version, magnétique ensuite.
  • Un magnétophone sur lequel sont enregistrés les messages à transmettre.
  • Un système de réception d’appel permettant l’acquit des alarmes et une réception d’appel de l’exploitant pour contrôle de l’appareil et de la ligne.
  • Un ensemble de relayage.

Une fois la fin de message d’alarme reçue, l’exploitant appelle la téléalarme par le réseau téléphonique commuté pour acquitter celle-ci.

Ce type de téléalarme est particulièrement économique en exploitation : Il ne nécessite pas de liaison spécialisée entre le poste et l’exploitant du poste HT, mais ne présente aucune garantie de sécurité sur l’état du réseau commuté assurant la transmission de l’information. Les incidents et anomalies d’exploitation observés, certains d’ailleurs comiques, ont été très nombreux : ainsi le Préfet de Corrèze a, un jour de 1966, pris connaissance d’un défaut poste et l’a lui-même signalé au chef d’unité local de EDF-Distribution !

Dans cette vidéo, un opérateur présente le fonctionnement d’un dispositif de transmission d’alarmes d’un poste Haute Tension vers les agents assurant la conduite de ce poste. La transmission des informations s’effectue par le réseau téléphonique .