Progetto MIUR 5% “Salvaguardia dell’uomo…” – 2o Convegno Nazionale, Firenze, 2003

Procedure standardizzate per la raccolta dei dati nelle stazioni di misura

D.Andreuccetti, M.Bini, L.Pieri e S.Priori

IFAC-CNR, Firenze

Progetto MIUR 5% “Salvaguardia dell’uomo…” – 2o Convegno Nazionale, Firenze, 2003

Il progetto della rete di monitoraggio

• Il progetto della rete di monitoraggio coinvolge numerose aziende private ed istituzioni pubbliche di ricerca.

• L’obbiettivo è quello di realizzare una rete di monitoraggio con caratteristiche innovative.

• In linea di massima, le aziende hanno la responsabilità della realizzazione delle singole parti, mentre agli enti di ricerca è affidato il compito di dare supporto a queste realizzazioni e fare in modo che le singole parti (attuali e future) possano integrarsi e dialogare correttamente tra di loro.

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Il progetto della rete di monitoraggio

• Fin dall’inizio, sono stati fissati alcuni requisiti che potremmo definire “strategici”:– Accuratezza– Affidabilità– Modularità– Economicità

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Modularità

• A livello di rete

• Di configurazione

• Di sviluppo

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Modularità a livello di rete

In qualunque momento deve essere possibile inserire, spostare o rimuovere dalla rete nuove stazioni periferiche.

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Modularità di configurazione

• L’utente finale deve avere la possibilità di configurare le stazioni di misura in modo da ottimizzare gli investimenti necessari a rispondere alle sue reali esigenze.Acquistare ed installare solo i canali di misura

desiderati.Utilizzare la tecnica di telecomunicazione più

opportuna.Utilizzare la fonte di alimentazione più vantaggiosa.

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Modularità di sviluppo: finalità

• Rendere agevole l’aggiornamento della rete, considerato anche che in futuro nuove tipologie di sorgenti ambientali di campi elettromagnetici potrebbero richiedere differenti strumentazioni e/o procedure di sorveglianza fisica.

• Dare a chiunque la possibilità di sviluppare ed inserire nelle stazioni che stiamo progettando, nuovi tipi di dispositivi di misura, pensati per risolvere in modo più brillante i problemi oggi noti o per affrontare rilevamenti di cui potrebbe emergere l’esigenza domani.

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Schema di principiodella stazione di misura

TERMINALE OPERATORE

LOCALE

CH.1

CH.2

CH.3

UNITÀ DIGOVERNO LOCALE

(TLC)

Verso la centraledi archiviiazionee controllo

IF1 IF2

IF3

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Modularità di configurazionee di sviluppo

• Nelle stazioni di misura, la modularità di configurazione e di sviluppo si raggiunge anche attraverso l’uso di registri di configurazione facilmente modificabili via software.– Un registro di configurazione propriamente detto, che

contiene le informazioni sulle caratteristiche tecniche degli apparati di misura presenti nella stazione e descrive quindi il tipo di misure che la stazione è in grado di eseguire.

– Un registro di predisposizione, che descrive invece le procedure di misura effettivamente affidate alla stazione stessa: quali misure eseguire (tra quelle rese possibili dalla strumentazione) e con quale cadenza temporale.

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Modularità di sviluppo

• La modularità di sviluppo si raggiunge anche attraverso la definizione di interfacce standardizzate per il collegamento tra i vari subassiemi che costituiscono una stazione di misura.

• Possono essere identificate varie interfacce, alcune delle quali così critiche ai fini della modularità da rendere opportuna una standardizzazione coordinata a livello generale.

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Interfacce principali dellastazione di misura

TERMINALE OPERATORE

LOCALE

CH.1

CH.2

CH.3

UNITÀ DIGOVERNO LOCALE

(TLC)

Verso la centraledi archiviiazionee controllo

IF1 IF2

IF3

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Interfaccia 1: schema generale

CH-2

CH-1

UGL

IF1

IF1

CH-3

IF1

S

S

S

M

M

M

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Interfaccia 1: aspetto hardware

• Collegamento di tipo bus seriale asincrono (vantaggi: semplicità del cablaggio e della gestione della comunicazione).

• Topologia di tipo master-slave, con una unità master (UGL) e numerose unità slave (dispositivi di misura). Non vi sono scambi diretti di messaggi tra le unità slave e queste non comunicano mai col master di loro iniziativa, ma solo in risposta ai comandi ricevuti.

• Conformità allo standard RS-485:– disponibilità di componentistica di supporto;

– immunità alle interferenze;

– affidabilità.

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Interfaccia 1: bus RS-485

RX

TX

IN

OUT

RS-485

EN

RS-485

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Interfaccia 1: struttura dei comandi

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Interfaccia 1: elenco dei comandi

Comando Descrizione Dispositivi interessati

A Regolazione dell’attenuazione Misuratori

B Selezione della larghezza di banda Misuratori a C.F.

D Esecuzione di un controllo diagnostico Tutti

E Passaggio alla condizione di risparmio energetico

Possibilmente tutti

F Selezione della frequenza di sintonia Misuratori a C.F.

H Richiesta della stringa di identificazione

Tutti

I Lettura delle impostazioni correnti Tutti

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Interfaccia 1: segue elenco dei comandi

Comando DescrizioneDispositivi interessati

L Lettura dell’ultima misura effettuata Misuratori

M Inizio del ciclo di misura Misuratori

P Selezione della polarizzazione X-Y-Z Sensori triassiali

R Inizializzazione (reset) Tutti

S Disponibilità di un nuovo dato misurato e non ancora letto

Misuratori

V Acquisizione del numero di versione del protocollo riconosciuto

Tutti

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Interfaccia 1: struttura delle risposte

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Un esempio di ipotetico ciclo di misura

• Riferito ad una stazione dotata dei dispositivi seguenti.– Indirizzo 01: misuratore isotropo di campo magnetico

a 50 Hz a rivelazione diretta– Indirizzo 02: ricevitore multibanda a conversione di

frequenza– Indirizzo 03: sensore triassiale di campo elettrico a

larga banda, la cui uscita RF è collegata al ricevitore di cui al punto precedente

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Un esempio

di ipotetico ciclo di misura

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Sviluppi in corso e futuri

• Realizzazione di una attrezzatura di verifica che permetta il collaudo dell’UGL senza disporre dei canali di misura, il cui funzionamento viene emulato da un PC connesso al bus IF1 per mezzo di un adattatore RS232 – RS485.

• Standardizzazione delle altre interfacce presenti nella stazione di misura