Connaissez-vous la norme HNZ ?

C’est ainsi qu’on appelle la norme, ou plutôt le groupe de normes HNZ 66-S-11 et suivantes, qui a vu le jour à EDF dans la fin des années 70 pour répondre au besoin d’interopérabilité des premiers systèmes informatisés alors en germe pour la téléconduite des réseaux électriques. Après une première version parue en 1978, la version publiée en 1982 est utilisée aujourd’hui encore sur de nombreux équipements de téléconduite.

Interopérabilité

Interopérabilité

L’interopérabilité recherchée est celle d’équipements reliés entre eux au sein d’un réseau de téléconduite. Un équipement est réputé « compatible » avec ce réseau si l’insertion de cet équipement ne demande aucune modification des équipements déjà installés. 

On comprend l’importance de l’enjeu. L’interopérabilité permet de faire jouer plus facilement la concurrence entre les constructeurs, avec une perspective de baisse des coûts tout en améliorant la qualité. Cela réduit les risques en cas de défaillance puisqu’il suffit de changer le module défaillant. Cela permet aussi de construire un réseau progressivement, en associant des briques de constructeurs différents et même de générations différentes.

Compatibilité oui, mais jusqu’à quel niveau ?

Cette recherche d’interopérabilité a consisté en premier lieu à définir les éléments structurants qui devaient faire l’objet d’une spécification minimale commune, devant s’appliquer à tous les équipements du réseau. Ces éléments clés ont été ainsi déterminés :

  • Le type de raccordement physique de l’équipement (interface station / modem du schéma ci après)
  • L’interface de transmission du schéma ci- après, défini par les éléments suivants :
    • Le protocole de transmission permettant d’établir une liaison simple entre 2 équipements, ou multiple entre une station maître et des stations esclaves
    • Le format générique des messages échangés
    • Le système de codage des messages permettant de détecter les erreurs de transmission
Schéma simplifié d’un système de transmission point à point

Normalisation ou spécification ?

L’objectif premier des travaux de normalisation HNZ était d’aboutir à une spécification qui devait figurer au cahier des charges de tout équipement de téléconduite installé sur le réseau de transport ou de distribution d’EDF. La Direction des Etudes et Recherches, alors en charge de réaliser ces travaux, a proposé cette spécification dans diverses instances de normalisation pour lui donner un statut international beaucoup plus large. Ce souci de normalisation rejoignait en partie celui des opérateurs de télécommunications, à ceci près que le secteur industriel n’était pas leur priorité. Ils étaient plus intéressés par les travaux de communautés comme celle des chercheurs, par exemple, qui avaient vu l’immense potentiel des nouvelles techniques pour développer des réseaux d’échanges interpersonnels. Quant aux constructeurs du contrôle commande industriel, ils se montraient surtout soucieux de développer chacun leur propre marché, et tout effort de normalisation leur apparaissait surtout comme un risque de perte de marché par une mise en concurrence plus large. C’est la raison pour laquelle les travaux de normalisation entrepris par EDF ont été, dans un premier temps du moins, très peu appuyés par ses fournisseurs et n’ont pas débouché sur une normalisation internationale. Ils ont donc été réalisés par des équipes de taille modeste au sein de la Direction des Etudes et Recherche, sous le contrôle des donneurs d’ordre du Transport et de la Distribution d’EDF.

Principes architecturaux

La construction de la spécification HNZ a été guidée par quelques grands principes.

  • Un modèle en couches

Une approche systémique, conduisant à découper l’approche en niveaux fonctionnels, a conduit à adopter le modèle en couches OSI (Open Systems Interconnection) alors en cours de conception et de normalisation au sein de l’ISO (Organisation Internationale de Normalisation) Dans ce modèle à 7 couches, le modèle HNZ s’intéresse aux 2 premiers niveaux, la couche « physique » et la couche « lien ». Ces 2 niveaux sont découplés de sorte qu’on puisse utiliser un même protocole de liaison sur des supports physiques différents. 

  • Modélisation sous forme d’automates

La station de transmission a été découpée en plusieurs automates fonctionnels interconnectés, chacun d’entre eux étant conçu et décrit sous une forme de tables de décision apportant à la spécification rigueur et simplicité.

Découpage des fonctions d’une station de transmission
  • Sûreté de fonctionnement

La spécification sous forme d’automate permet d’atteindre un haut niveau de fiabilité, en premier lieu grâce à la rigueur de la spécification, et en second lieu du fait des procédures de test qu’elle permet de mettre en œuvre. La spécification elle-même a été validée à dire d’experts et à l’aide de diverses étapes de simulation qui ont abouti à la version de 1982, jugée suffisamment stable pour être publiée. Du reste, aucune anomalie n’a été détectée depuis lors dans la spécification elle-même. Des jeux de tests ont été conçus parallèlement à la norme pour soumettre tout équipement implantant cette spécification à une série de scénarios de stimuli capables de le faire passer une fois au moins dans chacune des tâches élémentaires qui constituent l’automate. La conformité de l’équipement est prononcée dès que ces scénarios de test s’exécutent comme prévu. Certes, on peut démontrer qu’il n’existe pas de scénario permettant de tester tous les cas possibles. Mais la méthode utilisée a montré qu’un nombre limité de scénarios de tests convenablement conçus, permet d’atteindre un niveau tout à fait satisfaisant de vérification du logiciel. Là aussi, l’expérience a été concluante, puisque les équipements ayant passé cette étape de test, ont fonctionné correctement par la suite. Les anomalies qui se sont manifestées au cours de la vie de ces équipements ont toujours été dues à des anomalies périphériques. Cela montre aussi que l’automate de reconfiguration, dont le rôle est de permettre à la procédure de transmission de se récupérer face aux erreurs de toutes sortes, a été correctement conçu.

Cet article a 2 commentaires

  1. MAUREY

    Bonjour que signifie HNZ?

    1. AV

      HNZ est le début de la référence documentaire EDF de la norme interne HN/Z 66-S-11 “Procédures de transmission de données industrielles”, première édition en janvier 1978. Les premières lettres codifiaient l’entité éditrice de tout écrit à EDF, ici H pour la Direction des Etudes et Recherches, N pour le Service Normalisation et Brevets. Comme toute bonne norme, sa publication est l’aboutissement d’un long processus de conception, validation et décision par toutes les parties prenantes.

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