Sisteme de Monitorizare și Procesare Date

Dezvoltarea sistemelor de monitorizarea reprezintă un subiect de mare importanţă atât pe plan intern cât şi internaţional. Odată cu apariţia şi perfecţionarea sistemelor de monitorizare au fost înlăturate barierele dintre operator şi sistemul de comandă, dintre lumea calculatoarelor şi cea a automatelor programabile, dintre tehnologie şi instalaţia de automatizare. În viitor, se urmăreşte realizarea unui sistem de monitorizare prin integrarea completă a tuturor aparatelor într-o soluţie unică de automatizare.

Dezvoltarea electronicii şi a informaticii a influenţat puternic dezvoltarea măsurărilor în sensul creşterii continue a numărului parametrilor măsuraţi şi a calităţii măsurărilor şi odată cu acestea, apariţia de noi echipamente, având funcţii noi şi complexe, realizate sub formă modulară, uşor de instalat şi de pus în funcţiune.

În acelaşi timp, dezvoltarea calculatoarelor personale, progresul spectaculos în ceea ce priveşte viteza de operare ca şi capacitatea de stocare, asociate cu sisteme de operare şi software din ce în ce mai performante, cu posibilităţi de prelucrare numerică ridicate, constituie un suport important pentru realizarea de sisteme de monitorizare tot mai performante.

În paralel, s-au dezvoltat circuite specializate, asociate microprocesoarelor, ce permit realizarea de sisteme de măsurare şi prelucrare numerică complexă a semnalelor, pentru lucrul în timp real. Avantajele acestor aparate constau atât în uşurinţa şi flexibilitatea în prelucrarea diferitelor semnalelor cât şi în posibilitatea de dezvoltare a unor sisteme de monitorizare eficiente şi complexe, necesare azi în domeniul industrial.

În domeniul echipamentelor, încorporarea prin construcţie a unei inteligenţe proprii, conferă acestora posibilitatea de a se monitoriza şi autoevalua, putând lua decizii în sensul optimizării funcţionării sau al protecţiei la avarii, apărând noţiunea de echipamente inteligente.

Un sistem de monitorizare reprezintă un sistem complex ce realizează o serie de funcţii:

-achiziţionează informaţii din procesul supravegheat;

-transmite datele culese din proces către nivelul central;

-prelucrează informaţiile la nivelul central şi prezintă aceste informaţii operatorului uman prin intermediul unei interfeţe grafice, în timp real;

-memorează succesiunea evenimentelor, în timp, ceea ce permite o analiză post-avarie;

-prelucrează statistic evenimentele apărute în proces.

Pentru siguranţa informaţiilor vehiculate, necesară atât pentru supraveghere, reglaj şi comandă, cât şi pentru efectuarea calculelor se impune transmiterea şi prelucrarea datelor cu respectarea anumitor condiţii. În acest sens, rezoluţii de timp satisfăcătoare pentru memorarea evenimentelor, protocoale sigure pentru schimbul de informaţie şi coduri de eroare care să asigure protecţia la transmiterea informaţiilor prin linii de comunicaţii, verificarea informaţiilor recepţionate, sunt numai câteva dintre cerinţe.

Evoluţia în domeniul microelectronicii a permis realizarea unor dispozitive şi aparate cu utilizare generală în domeniul prelucrării informaţiei şi al transmisiei datelor, a căror introducere în tehnica monitorizării prezintă următoarele avantaje:

1. Posibilităţi universale de prelucrare a mărimilor de proces. Utilizarea structurilor hard şi soft este practic nelimitată, fiind posibilă adaptarea optimă la obiectul protejat fără modificări constructive ale aparaturii ci numai din program.

2. Capacitatea de prelucrare a unui volum mare de date în timp real. Acest avantaj permite supravegherea mărimilor electrice – tensiuni şi curenţi – la intervale discrete de timp de aproximativ 1ms.

3. Capacitatea de memorare a unui volum mare de date. Această calitate permite o extindere a funcţiilor de monitorizare prin preluarea mărimilor de intrare într-o „fereastră de timp” în momentul apariţiei defectului, inclusiv prin înregistrarea fenomenelor tranzitorii.

4. Posibilitatea modernizării procesului de producţie. Construcţia modulară a sistemelor de monitorizare constituite din elemente universal utilizabile (convertoare A/D, cuploare optice, procesoare aritmetice, circuite de memorare, unităţi centrale) asigură posibilităţi concrete de creştere a productivităţii la producătorul de sisteme de monitorizare.

Tehnicile moderne de supraveghere a echipamentelor electrice presupun existenţa mai multor sisteme computerizate „dedicate” pentru fiecare echipament supravegheat şi cuplarea acestora la un calculator central cu rol de prelucrare, stocare şi transmitere a datelor către un server instalat într-un punct central (figura 1).

Fig. 1. Schema bloc a unui sistem de monitorizare

Programele software realizate permit prelucrarea complexă a informaţiilor despre proces şi realizarea unor studii ample ce evidenţiază direcţiile de evoluţie în timp ale parametrilor funcţionali caracteristici echipamentelor supravegheate. În acelaşi timp, programele care gestionează comunicaţiile întregului sistem de monitorizare trebuie să asigure anumite facilităţi, cum ar fi:

-comanda la distanţă a sistemelor de achiziţie printr-un protocol în care serverul va avea rolul de „master”;

-semnalizarea apariţiei unei defecţiuni în sistemele de achiziţie;

-transferul la cerere a datelor stocate, într-un anumit interval de timp, în vederea includerii acestora în baza de date unitară;

-recepţionare, de la terminale, a semnalelor de alarmă generate în cazul apariţiei unei depăşiri a valorilor parametrilor monitorizaţi sau apariţiei unei stări de avarie;

-lansarea unui semnal de alarmă pentru a se asigura intervenţia rapidă, în teritoriu, a personalului specializat;

-controlul periodic de la distanţă a valorilor parametrilor, setarea nivelelor de alarmă şi avarie;

-alarmarea personalului ce asigură supravegherea server-ului în momentul apariţiei în sistem a unei încercări de violare a codului de protecţie, de către utilizatori neautorizaţi, etc.

În plus, se mai pot adăuga avantajele oferite de realizarea unei baze de date, ce permite diagnosticarea obiectivelor supravegheate de către experţii în domeniu.