IT202000011917A1 - Apparatus formed by an electronic and digital system, equipped with hardware and software components integrated with predictive algorithms with feedback and self-learning logics, capable of receiving and imparting remote inputs for operation, regulation, control, integrity verification and the efficiency of individual devices, sensors and complex integrated systems, through a method of generating, processing and correcting data directly from peripheral units, with their integration into the central system. - Google Patents
Apparatus formed by an electronic and digital system, equipped with hardware and software components integrated with predictive algorithms with feedback and self-learning logics, capable of receiving and imparting remote inputs for operation, regulation, control, integrity verification and the efficiency of individual devices, sensors and complex integrated systems, through a method of generating, processing and correcting data directly from peripheral units, with their integration into the central system. Download PDFInfo
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Description
Campo dell?invenzione Field of invention
Gli attuali sistemi elettronici utilizzati per il funzionamento, regolazione o misurazione di specifici apparati o sistemi complessi, che operano in determinate condizioni ambientali, sono generalmente caratterizzati da una architettura composta da un elaboratore centrale che raccoglie dati da apparati periferici, dotati di sensori, che sucessivamente elabora restituendo agli stessi apparati periferici particolari ordini di lettura o funzionamento, da inviare, a loro volta, agli impianti o parti di impianto gestite. Tale architettura, del tutto tipica nei sistemi telemetrici e di telegestione, presuppone particolari meccanismi di operativit? che generano forti consumi di energia elettrica che inevitabilmente portano alla necessit? del loro collegamento alla rete elettrica o a soluzioni di alimentazione che presuppongono periodici interventi manuali di sostituzione di batterie. Inoltre le informazioni gestite dai sistemi di rilevamento e attuazione ad oggi prevalentemente in uso, richiedono un ulteriore collegamento per la trasmissione e la ricezione dei dati. The current electronic systems used for the operation, regulation or measurement of specific apparatus or complex systems, which operate in certain environmental conditions, are generally characterized by an architecture composed of a central computer which collects data from peripheral apparatus, equipped with sensors, which subsequently processes by returning specific reading or operation orders to the same peripheral devices, to be sent, in turn, to the plants or parts of the plants managed. This architecture, completely typical of telemetry and remote management systems, presupposes particular operating mechanisms? that generate heavy consumption of electricity that inevitably lead to the need? their connection to the mains or to power supply solutions which require periodic manual replacement of the batteries. Furthermore, the information managed by the sensing and actuation systems mainly in use today, require an additional connection for the transmission and reception of data.
L?alimentazione energetica richiede una presa di attacco e una serie di accorgimenti che sono tipici di un sistema di distribuzione elettrica. The power supply requires a socket and a series of devices that are typical of an electrical distribution system.
Oltre al costo, l?alimentazione energetica comporta una serie di complessit? sin dalla fase di progettazione, poich? esige di un sistema di misurazione e di acquisizione dati. In addition to the cost, the power supply involves a number of complexities? since the design phase, since? requires a measurement and data acquisition system.
In sede di realizzazione degli impianti, poi, il passaggio ed il posizionamento dei cavi comporta una serie di complessit? realizzative che impegnano maestranze e opere fisiche murarie. Quest?ultime si devono rapportare con interferenze di varia natura, laddove preesistono altri impianti. During the construction of the systems, then, does the passage and positioning of the cables involve a series of complexities? realizations that involve workers and physical masonry works. The latter must deal with interference of various kinds, where other systems already exist.
Tali interferenze sono ancora pi? delicate se nelle vicinanze sono presenti cavi di trasmissione dati i quali, anch?essi, richiedono, sia in fase di progettazione, che di realizzazione, lo stesso studio e accuratezza che pongono quelli dell?alimentazione elettrica. These interferences are even more? delicate if nearby there are data transmission cables which, too, require, both in the design and construction phases, the same study and accuracy as those of the power supply.
In pi?, il sistema di trasmissione dati oltre ai cavi specifici, richiede di poter disporre di tutta una serie di ulteriori apparati che, dalla sorgente del dato fino al centro di lettura delle informazioni, sono distribuiti lungo tutto il sistema medesimo. Talvolta, tali apparati appesantiscono di parecchio la realizzazione di un sistema di acquisizione dati risultando ridondanti e pesanti nel loro posizionamento e collocamento. Il costo dei lavori dell?intero apparato di alimentazione elettrica e di trasmissione dati costituisce di per s? una voce non indifferente del costo totale. In addition, the data transmission system, in addition to the specific cables, requires having a whole series of additional devices which, from the data source to the information reading centre, are distributed along the entire system. Sometimes, these apparatuses greatly burden the realization of a data acquisition system resulting redundant and heavy in their positioning and placement. The cost of the work of the entire electrical power supply and data transmission system is in itself? a not insignificant item of the total cost.
I sistemi di funzionamento sono inoltre dotati di una serie di procedure che sovraintendono il rilascio di determinate prestazioni. Un loro blocco o degrado richiede sempre l?assistenza di personale specializzato, che recandosi in loco deve provvedere alla rimozione di anomalie o guasti, ripristinando la funzionalit? originale. Questo ? uno degli aspetti di vulnerabilit? di tutti i sistemi elettronici; essi, tuttavia, se ben interrogati, al proprio interno conservano una serie di segnali capaci di predire anzitempo quello che ? il loro reale stato di funzionamento e di efficienza. The operating systems are also equipped with a series of procedures which supervise the release of certain services. Their blockage or degradation always requires the assistance of specialized personnel, who by going on site must provide for the removal of anomalies or faults, restoring functionality? original. This ? one of the aspects of vulnerability? of all electronic systems; they, however, if well questioned, internally retain a series of signals capable of predicting ahead of time what is? their real state of functioning and efficiency.
Volendo fare un caso concreto di un qualsiasi congegno o sensore, si pu? considerare un motore elettrico, un interruttore, o un anemometro o un igrometro. Nelle loro versioni disponibili in commercio essi presentano specifiche molto diverse tra di loro per cui quando bisogna collocarli in ambienti gi? operanti, come in una galleria, in una stazione ferroviaria o in un ospedale, occorre integrarli con gli impianti elettrici e informatici gi? esistenti. Wanting to make a concrete case of any device or sensor, you can? consider an electric motor, a switch, or an anemometer or hygrometer. In their commercially available versions they have very different specifications so when you have to place them in environments already? operating, as in a tunnel, in a railway station or in a hospital, it is necessary to integrate them with the electrical and computer systems already? existing.
In questo caso l?attivit? di integrazione richiede uno studio molto severo sin dalla progettazione, in quanto occorre studiare e individuare tutte le opportune modalit? di interfacciamento hardware e software, per renderli conciliabili con il sistema nei quali si intendono inserire. In this case the? activity? of integration requires a very strict study right from the design stage, as it is necessary to study and identify all the appropriate methods? of hardware and software interfacing, to make them compatible with the system in which they are intended to be inserted.
Il trovato che qui si decrive risolve simultaneamente i problemi elencati, attraverso un?architettura hardware diffusa e al contempo integrata a livello centrale, con firmware e software dotati di algoritmi di autoapprendimento, di regolazione dell?attendibilit? dei dati rilevati e calibrazione dei consumi energetici. The invention described here simultaneously solves the listed problems, through a widespread and at the same time centrally integrated hardware architecture, with firmware and software equipped with self-learning algorithms, reliability adjustment and of the data collected and calibration of energy consumption.
Descrizione dettagliata dell?invenzione Detailed description of the invention
Il trovato che qui si decrive, denominato brevemente ?ALIOT?, risolve simultaneamente i problemi sopra elencati, attraverso un?architettura hardware diffusa (Figura 4 e Figura 5) e al contempo integrata a livello centrale, con firmware e software dotati di algoritmi di autoapprendimento e di autoadattamento all?ambiente tecnologico nel quale lo si voglia installare, di funzionamento e regolazione dell?attendibilit? dei dati rilevati e calibrazione dei consumi energetici. The invention described here, briefly called ?ALIOT?, simultaneously solves the problems listed above, through a widespread hardware architecture (Figure 4 and Figure 5) and at the same time integrated at a central level, with firmware and software equipped with self-learning algorithms and self-adaptation to the technological environment in which you want to install it, of operation and regulation of the reliability of the data collected and calibration of energy consumption.
ALIOT (Figura 1 e Figura 2), dal punto di vista architetturale, ? costituito da una unit? centrale (10), che ? rappresentato da una scheda (1; Figura 3) con potenza di storage e calcolo grande a piacere, e da una serie di apparati periferici (1; Figura 1) oggetto dell?invenzione, ciascuno dotato di algoritmi di autoapprendimento (Figura 6, Figura 7) e di intelligenza artificiale (Figura 6, Figura 7) ed il collegamento ad un numero determinato di sensori (9), attuatori (8), segnalatori (9) oltre che apposite porte (5, 6), sia in modalit? wired che wireless, che consentano di accogliere segnali provenienti anche da sensori, attuatori e segnalatori appartenenti anche ad altri sistemi, tecnologie e produttori, opportunamente collegati. ALIOT (Figure 1 and Figure 2), from an architectural point of view, ? consisting of a unit central (10), that ? represented by a card (1; Figure 3) with any large storage and computing power, and a series of peripheral devices (1; Figure 1) object of the invention, each equipped with self-learning algorithms (Figure 6, Figure 7 ) and artificial intelligence (Figure 6, Figure 7) and the connection to a specific number of sensors (9), actuators (8), indicators (9) as well as specific doors (5, 6), both in mode? wired and wireless, which allow to receive signals also coming from sensors, actuators and indicators also belonging to other systems, technologies and manufacturers, suitably connected.
In tal senso, l?architettura del sistema prevede la distribuzione dell?intelligenza su pi? livelli, superando l?articolazione tradizionale centro/periferia tipica dei tradizionali sistemi telemetrici e di telegestione. In this sense, the architecture of the system provides for the distribution of intelligence on multiple? levels, overcoming the traditional center/periphery articulation typical of traditional telemetry and remote management systems.
Sotto il profilo hardware ? software, ALIOT ? costituito da una scheda elettronica (1; Figura 3) dotata di apposito firmware che comunica attraverso software dedicato. Hardware, firmware e software sviluppano interrelazioni regolate da cinque algoritmi che coprono le seguenti tre aree specifiche: In terms of hardware? software, ALIOT ? consisting of an electronic card (1; Figure 3) equipped with a special firmware that communicates through dedicated software. Hardware, firmware and software develop interrelationships governed by five algorithms covering the following three specific areas:
? Accensione/spegnimento; ? Power on/off;
? Acquisizione/lettura dati/comandi; ? Acquisition/reading of data/commands;
? Rilascio consumo energetico, ? Energy consumption release,
garantendo le funzioni di seguito specificate: guaranteeing the functions specified below:
1. Funzionamento apparato/sistema: comandi on/off da remoto, (accensione/spegnimento; rilascio di istruzioni/comandi, ecc.) 1. Apparatus/system operation: remote on/off commands, (turn on/off; release of instructions/commands, etc.)
2. Calibrazione consumi elettrici: per ogni funzione l?intero sistema ricerca il consumo elettrico pi? adeguato, intervenendo sull?intensit? e tempi di apporto energetico; 2. Calibration of electricity consumption: for each function, the entire system searches for the lowest electricity consumption. adequate, by intervening on?intensity? and timing of energy intake;
3. Trasmissione dati: fornisce informazioni circa 3. Data transmission: provides information about
lo stato di funzionamento del sistema in cui ? inserito; the operating state of the system in which ? inserted;
4. Funzione di integrazione tra tutte le modalit? 4. Integration function between all modes?
di cui sopra, al fine di rendere efficiente il funzionamento e il rendimento dell?apparato collegato. above, in order to make the operation and performance of the connected device efficient.
La scheda elettronica (1, Figura 3, Figura 4) ? costituita da una serie di componenti (processori, transistor, connettori, schede di trasmissione dati) collegati tra di loro secondo una precisa concatenazione (Figura 3, Figura 4, Figura 5, Figura 6) e sequenza elettrotecnica software e hardware tale da costituire un apparato unico e omogeneo e nel quale la sequenza indicata contribuisce notevolmente al risparmio energetico che si attua anche attraverso le funzioni di seguito descritte. L?apparato ? infatti in grado di garantire una serie di prestazioni, dal punto di vista funzionale (comandi, trasmissione dati, regolazione del consumo energetico) solo con un determinato assetto che lo rende un insieme specifico ed efficiente. The electronic board (1, Figure 3, Figure 4) ? made up of a series of components (processors, transistors, connectors, data transmission boards) connected to each other according to a precise concatenation (Figure 3, Figure 4, Figure 5, Figure 6) and an electrotechnical software and hardware sequence such as to form an apparatus single and homogeneous and in which the indicated sequence contributes considerably to energy saving which is also implemented through the functions described below. The apparatus? in fact able to guarantee a series of performances, from a functional point of view (commands, data transmission, regulation of energy consumption) only with a specific set-up which makes it a specific and efficient unit.
ALIOT ? versatile, in quanto capace di adattarsi e integrarsi in qualsiasi sistema, generando, oltre ai risparmi energetici segnalati, un notevole risparmio dal punto di vista impiantistico perch? non richiede cavi elettrici e di trasmissione dati, n? opere murarie particolari ed ? facilmente integrabile sotto il profilo del settaggio. ALIOT ? versatile, as it is capable of adapting and integrating into any system, generating, in addition to the energy savings reported, considerable savings from the plant engineering point of view because? does not require electrical cables and data transmission, nor? special masonry works and ? easily integrated in terms of setting.
L?assetto illustrato interagisce in senso biunivoco con un software proprietario, installato sia su ogni singola scheda (1) che sul server della Unit? Centrale e Data Room (10), con le caratteristiche di seguito riportate. Does the arrangement illustrated interact in a one-to-one way with proprietary software, installed both on each single board (1) and on the Unit server? Control unit and Data Room (10), with the following characteristics.
La prima caratteristica ? data dal fatto che viene assicurato un rilascio di funzionalit? certo, determinato e regolabile: si ha infatti la certezza assoluta che l?apparato riesce ad alimentare la funzione richiesta, sia essa di comando o trasmissione di dati. Tali funzionalit? possono essere preimpostate in tempi determinati e per durate di funzionamento precise e predeterminate. Le stesse funzionalit? attivate possono facoltativamente ricevere o non ricevere input di limitazione, a seconda delle esigenze dell?utente. The first feature? given by the fact that a release of functionality is ensured? certain, determined and adjustable: in fact, there is the absolute certainty that the device is able to power the required function, be it command or data transmission. Such features? they can be preset at certain times and for precise and predetermined operating times. The same functionality? activated they can optionally receive or not receive limitation inputs, depending on the user?s needs.
ALIOT ? concepito per superare tutti i limiti di elasticit? e di ecletticit? che caratterizzano gli hardware quando si tratta di inserirli in contesti dove occorre ricorrere ad una serie di performance di funzionamento. In questo senso ALIOT si presta a dialogare in senso biunivoco con devices di ogni tipo ed anche con sistemi controllers pi? articolati, come gli SCADA di grandi apparati infrastrutturali, come ad esempio stazioni e linee ferroviarie, aeroporti, autostrade. ALIOT ? designed to overcome all the limits of elasticity? and of eclecticism that characterize the hardware when it comes to inserting them in contexts where it is necessary to resort to a series of operating performances. In this sense, ALIOT lends itself to dialogue in a one-to-one sense with devices of all types and also with more controller systems. articulated, such as the SCADA of large infrastructural devices, such as railway stations and lines, airports, highways.
ALIOT pu? pertanto essere inserito in siti disagiati e con apparati gi? esistenti o unitamente ad apparati di nuova progettazione e installazione; gallerie stradali e ferroviarie, aeroporti e infrastrutture stradali e ferroviarie, grandi complessi ad alta frequentazione per stabilire funzioni di comando centralizzate, oppure acquisizione dati, per impianti come scale mobili, condizionamento, antincendio, ascensori, ecc., oppure sensori di ogni genere per integrare la raccolta di pi? dati al fine di regolare il funzionamento di apparati di servizio (avvio e spegnimento sistemi antincendio, ventilazione, porte di accesso, ecc.). ALIOT can? therefore be inserted in disadvantaged sites and with devices already? existing or together with newly designed and installed equipment; road and railway tunnels, airports and road and railway infrastructures, large highly frequented complexes to establish centralized command functions, or data acquisition, for systems such as escalators, air conditioning, fire prevention, lifts, etc., or sensors of all kinds to integrate the collection of more data in order to regulate the operation of service equipment (starting and stopping fire-fighting systems, ventilation, access doors, etc.).
La caratteristica di Aliot, per come ? stato configurato il suo meccanismo di funzionamento, ? la capacit? intrinseca di regolare al proprio interno il flusso dei dati da processare e controllare ai fini del rilascio di una determinata funzione. La sua composizione e integrazione tra hardware e software di sistema, e gli algoritmi in esso inseriti, consente di verificare in anticipo l?indirizzo del corretto funzionamento di un determinato apparato o di un sistema complesso. Pertanto, Aliot ? in grado di intensificare le funzioni di diagnostica al fine di garantire l?esatta performance dei sistemi in cui viene inserito. The characteristic of Aliot, for how ? been configured its operating mechanism, ? the capacity? inherent ability to internally regulate the flow of data to be processed and controlled for the purpose of releasing a certain function. Its composition and integration between hardware and system software, and the algorithms included in it, allows you to check in advance the address of the correct functioning of a given device or a complex system. Therefore, Aliot ? able to intensify the diagnostic functions in order to guarantee the exact performance of the systems in which it is inserted.
Elementi costitutivi Constituent elements
L?invenzione ? costituita dai seguenti elementi (riportati in Legenda con la stessa numerazione): The invention? made up of the following elements (shown in the Legend with the same numbering):
1 Scheda elettronica: scheda interna al sistema su cui sono montati con sequenza logica i componenti di seguito descritti (2, 3, 4, 5, 6, 7); rappresenta l?apparato ALIOT nel suo insieme unitario; 1 Electronic board: board inside the system on which the components described below are mounted in a logical sequence (2, 3, 4, 5, 6, 7); represents the ALIOT apparatus as a whole;
2 Alimentatore a batteria: sistema di alimentazione ad alta efficienza, i cui consumi sono regolati ed efficientati dall?apparato per risparmio energetico (3) e dalle logiche generali del sistema nel suo insieme; 2 Battery power supply: high efficiency power supply system, whose consumption is regulated and made more efficient by the energy saving device (3) and by the general logic of the system as a whole;
3 Apparato per risparmio energetico: apparato inserito nella scheda elettronica (1) deputato alla ottimizzazione e riduzione dei consumi energetici del sistema; 3 Energy saving device: device inserted in the electronic board (1) responsible for optimizing and reducing the system's energy consumption;
4 Processore con memoria: unit? di elaborazione e memoria incorporata nella scheda elettronica (1) deputata all?elaborazione dei dati e all?esecuzione di istruzioni in modo indipendente dall?unit? centrale e data room (10), ma in collegamento e coordinamento con essa in modalit? continua o discreta attraverso un microcontrollore integrato; 4 Processor with memory: unit? processing and memory incorporated in the electronic board (1) assigned to data processing and the execution of instructions independently from the unit? central and data room (10), but in connection and coordination with it in mode? continuous or discrete through an integrated microcontroller;
5 Uscite comandi: apposite porte di comunicazione con attuatori (8); 5 Command outputs: special communication ports with actuators (8);
6 Ingressi misure: apposite porte di ingresso degli input provenienti da sensori (9); 6 Measurement inputs: special input ports for inputs from sensors (9);
7 Trasmettitore/ricevitore: apparato interno alla scheda elettronica (1) dedicato alla trasmissione dei dati e alla loro ricezione da e verso l?unita centrale e data room (10); 7 Transmitter/receiver: device inside the electronic card (1) dedicated to the transmission of data and their reception from and to the central unit and data room (10);
8 Attuatori; apparati atti a inviare segnali di istruzione e comando ad altri apparati o impianti, compresi nella scheda (1); 8 Actuators; devices suitable for sending instruction and command signals to other devices or systems, included in the card (1);
9 Sensori e segnalatori: apparati atti a leggere lo stato di funzionamento di altri apparati o condizioni ambientali o di altro genere e trasmetterle alla scheda elettronica (1); 9 Sensors and signallers: devices suitable for reading the operating status of other devices or environmental or other conditions and transmitting them to the electronic card (1);
10 Unit? Centrale e Data Room: sistema centrale di controllo, coordinamento, elaborazione, normalizzazione dei dati e loro archiviazione; pu? essere rappresentato o ridondato anche da un ?centro remoto? a notevole distanza, anche agli antipodi del pianeta; 10 Units? Central and Data Room: central system for the control, coordination, processing, standardization of data and their archiving; can? be represented or redundant even by a ?remote center? at a considerable distance, even at the antipodes of the planet;
11 Devices: unit? informatiche mobili (tablet, smartphone, pc portatili, etc.) che danno la possibilit? di monitorare i dati e/o impartire ordini da remoto. Con limitazioni date dalla loro potenza di calcolo e storage dei dati, possono fungere anche da Unit? Centrale (10); 11 Devices: unit? mobile computers (tablets, smartphones, laptops, etc.) that give the possibility? to monitor data and/or issue orders remotely. With limitations given by their computing power and data storage, can they also act as a Unit? Central (10);
12 Rete trasmissione dati: qualsiasi rete attraverso la quale ogni apparato ALIOT sia in grado di comunicare con l?Unit? Centrale e Data Room (10), a seconda del sistema che si stia gestendo: LAN, MAN, WAN, Internet, Ethernet, Reti di trasporto dati, etc.; 12 Data transmission network: any network through which any ALIOT device is able to communicate with the Unit? Control unit and Data Room (10), depending on the system being managed: LAN, MAN, WAN, Internet, Ethernet, data transport networks, etc.;
13 Scatola contenitore apparato ALIOT: ? l?involucro che contiene e protegge la scheda e i suoi componenti (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7); 13 ALIOT apparatus container box: ? the envelope that contains and protects the card and its components (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
Figura 1: Apparato ALIOT, veduta esterna della scatola contenitore (13); Figure 1: ALIOT apparatus, external view of the container box (13);
Figura 2: Apparato ALIOT con scatola contenitore (13) aperta e visione della scheda (1); Figure 2: ALIOT device with container box (13) open and view of the card (1);
Figura 3: Base della scheda (1); Figure 3: Board base (1);
Figura 4: Schema fisico della scheda elettronica (1), con indicazione dei flussi informativi fra i componenti (2, 3, 4, 5, 6, 7) della stessa; Figure 4: Physical diagram of the electronic board (1), with indication of the information flows between the components (2, 3, 4, 5, 6, 7) of the same;
Figura 5: Architettura generale del sistema; Figure 5: General architecture of the system;
Figura 6: Diagramma di flusso funzionamento ALIOT; Figure 6: ALIOT operation flowchart;
Figura 7: Diagramma di Esempio di un processo: Flusso apparato di ventilazione di sicurezza. Figure 7: Example process diagram: Safety ventilation system flow.
Descrizione del funzionamento Description of operation
ALIOT pu? essere associato a qualsiasi sistema esistente o di nuova progettazione e inserito come apparato terminale di un sistema oppure fungere da acquisitore e processore di informazioni da trasmettere ad uno o pi? device (11) oltre che ad un centro remoto (10). ALIOT can? be associated with any existing or newly designed system and inserted as a terminal apparatus of a system or act as an acquirer and processor of information to be transmitted to one or more? device (11) as well as a remote center (10).
L?installazione consiste preliminarmente nella corretta determinazione delle funzioni di osservazione che ALIOT deve operare attraverso i sensori (9), l?elenco delle variabili e delle situazioni che deve osservare e le loro interrelazioni logiche e fisiche, l?elenco dei comandi che deve eseguire e delle situazioni ed evenienze in cui deve intervenire attraverso gli attuatori (8). Le situazioni tipiche o tipizzabili vengono impostate secondo dei modelli predeterminati, la cosiddetta ?Configurazione modello base? (Figura 6), che vengono corretti e personalizzati immediatamente dopo l?installazione attraverso un ?training? di adattamento o di ?ottimizzazione modello? (Figura 6) dell?apparato attraverso algoritmi di intelligenza artificiale, all?ambiente che deve monitorare e gestire che pu? portare anche alla ?definizione di un nuovo modello? (Figura 6) e che, in ogni caso, sia che si tratti di solo adattamento o di definizione di un nuovo modello, le logiche di attuazione (Figura 6) vengono registrate e archiviate (Figura 6) in modo da costruire una libreria di casi che fanno da base alla gestione dei casi presenti e futuri. Tale archiviazione avviene sia al livello locale dell?apparato ALIOT che a livello dell?unit? centrale e data room (10). L?istallazione fisica avviene, oltre a quanto descritto sopra, attraverso il corretto posizionamento di sensori (9) e attuatori (8) e/o il collegamento di sensori (9) e attuatori (8) gi? esistenti per quanto riguarda sistemi gi? presenti e funzionanti, e il loro collegamento ad ALIOT presso le porte ingressi misure (6) e uscite comandi (5). Il sistema viene testato ripetutamente fino al raggiungimento del setting richiesto dalla procedura che si intende gestire. Tale fase pu? essere gestita da remoto attraverso l?utilizzo di devices (11) o anche attraverso l?unita centrale e data room (10) che comunicano con ALIOT per mezzo del trasmettitore/ricevitore (7). A questa fase seguono ripetute procedure di affinamento della qualit? dei dati attraverso una maggiore frequenza di campionamento che ne incrementa la significativit? statistica, consentendo una migliore individuazione delle situazioni ritenute ?normali? e lo scarto di dati ritenibili ?anomali? o poco significativi. Tale procedura ? identica a quella che ALIOT attiva durante il suo normale funzionamento ogni volta che si dovessero presentare una o pi? situazioni per le quali il sistema dovesse leggere una qualche anomalia e non ne ?capisse? l?origine o la causa o i possibili effetti su tutti gli apparati collegati a monte o a valle. Nei casi in cui tale tipo di lettura dei dati si verificasse, il sistema procederebbe immediatamente ad attivare la procedura di verifica dei dati attraverso la sopra descritta intensificazione della rilevazione e campionatura dei dati e la loro pi? sottile e precisa interpretazione. Tale procedura pu? essere attivata sia a livello locale che dalla unit? centrale e data room (10). The installation initially consists in the correct determination of the observation functions that ALIOT must operate through the sensors (9), the list of variables and situations that it must observe and their logical and physical interrelationships, the list of commands that it must execute and the situations and occurrences in which it must intervene through the actuators (8). The typical or typified situations are set according to predetermined models, the so-called ?Basic model configuration? (Figure 6), which are corrected and customized immediately after installation through a ?training? of adaptation or of ?model optimization? (Figure 6) of the apparatus through artificial intelligence algorithms, to the environment that must monitor and manage that can? also lead to the ?definition of a new model? (Figure 6) and that, in any case, whether it is just an adaptation or the definition of a new model, the implementation logics (Figure 6) are recorded and archived (Figure 6) in order to build a library of cases which form the basis for the management of present and future cases. This archiving takes place both at the local level of the ALIOT device and at the level of the unit? central and data room (10). The physical installation takes place, in addition to what is described above, through the correct positioning of sensors (9) and actuators (8) and/or the connection of sensors (9) and actuators (8) already existing as regards systems already? present and functioning, and their connection to ALIOT at the measurement inputs (6) and command outputs (5) ports. The system is repeatedly tested until the setting required by the procedure to be managed is reached. This phase can be managed remotely through the use of devices (11) or even through the central unit and data room (10) which communicate with ALIOT via the transmitter/receiver (7). This stage is followed by repeated quality refinement procedures. of the data through a higher sampling frequency which increases its significance? statistics, allowing for a better identification of situations considered ?normal? and the discarding of data that can be considered ?anomalous? or insignificant. This procedure? identical to the one that ALIOT activates during its normal operation whenever one or more? situations for which the system should read some anomaly and not ?understand? the origin or the cause or the possible effects on all the devices connected upstream or downstream. In cases where this type of data reading occurs, the system would immediately proceed to activate the data verification procedure through the above-described intensification of data collection and sampling and their more? subtle and precise interpretation. This procedure can be activated both locally and from the unit? central and data room (10).
Aliot ? pertanto capace di assicurare una serie di prestazioni in completa autonomia che di seguito elenchiamo per brevit?, pur replicando per maggiore precisione alcune informazioni: a) Impartisce comandi di accensione o di chiusura da remoto, anche ripetutamente nel tempo. ? capace di autoregolarsi in base alle funzioni che deve svolgere e riesce anche ad autodiagnosticarsi; Aliot? therefore capable of ensuring a series of services in complete autonomy which we list below for the sake of brevity, while replicating some information for greater precision: a) Gives remote ignition or closing commands, even repeatedly over time. ? capable of self-regulating according to the functions it has to perform and also able to self-diagnose;
b) Si connette all?unit? centrale (10), device (11) o centro remoto (10), per svolgere una determinata prestazione; dopodich?, ? capace di posizionarsi in uno stato ?dormiente?; b) Does it connect to the unit? central (10), device (11) or remote center (10), to perform a specific service; after that?, ? capable of positioning itself in a ?sleeping? state;
c) Aliot esegue anche misurazioni in unit? temporali predefinite, essendo capace anche di ripetere l?attivit?, se giudica non attendibili le misurazioni effettuate. In questo caso adotta una configurazione per la quale si attesta su campionamenti ravvicinati nell?unit? di tempo, che possono assicurare la validit? delle misurazioni. Nel caso in cui, invece, il sistema, tramite l?attivit? di processamento, non riconosce come valide le misurazioni, trasmette uno speciale segnale negativo; c) Aliot also performs measurements in units? predefined times, also being capable of repeating the activity, if it judges the measurements made to be unreliable. In this case it adopts a configuration for which it stands on close samplings in the unit? of time, which can ensure the validity? of the measurements. In the event that, however, the system, through the? activity? processing, does not recognize the measurements as valid, transmits a special negative signal;
d) Aliot riesce ad effettuare misurazioni di durata delle funzioni che gli vengono richieste, in modo da specificare i consumi energetici di fabbisogno per ciascuna funzionalit?. E, ci?, sia nel caso si tratti di comando/accensione, sia di acquisizione, processamento ed elaborazione dei dati; d) Aliot is able to carry out measurements of the duration of the functions that are requested of him, in order to specify the energy consumption requirements for each function. And, this, both in the case of command/ignition, and of acquisition, processing and elaboration of data;
e) Aliot pu? essere inserito in un sensore modificandone il profilo funzionale, rendendolo autonomo sia per quanto riguarda la funzione di captazione dei segnali e di funzionamento, sia per quel che riguarda l?alimentazione energetica. e) Aliot can? be inserted in a sensor by modifying its functional profile, making it autonomous both as regards the function of capturing signals and functioning, and as regards the energy supply.
Quando il collegamento avviene con successo, il microcontrollore (4), ricevuta una conferma del corretto collegamento alla rete (12), passer? il dato alla ricetrasmittente (7) che lo invier? sul server (10). When the connection takes place successfully, the microcontroller (4), having received a confirmation of the correct connection to the network (12), will pass? the data to the transceiver (7) that will send it? on the server (10).
L?unit? ingressi misure (6) viene interrogata dal sistema locale di controllo (4), per ottenere tutti i dati ricevuti dai sensori/hardware (9) ad essa collegati. Al sistema locale (4) possono essere collegati pi? componenti da tenere sotto controllo o da comandare. The unit measurement inputs (6) is interrogated by the local control system (4), to obtain all the data received from the sensors/hardware (9) connected to it. To the local system (4) can be connected more? components to be monitored or controlled.
Il sistema intelligente di controllo locale, incorporato nel processore (4), consentir? dunque la raccolta dei dati, la storicizzazione di backup per un buffer impostabile su richiesta, l?eventuale filtraggio e la trasmissione delle informazioni. The intelligent local control system, incorporated in the processor (4), will allow? therefore the collection of data, the historicization of backups for a buffer that can be set on request, any filtering and transmission of information.
L?architettura del sistema proposto prevede la distribuzione di un?intelligenza su pi? livelli, superando l?articolazione tradizionale di tipo telemetrico/telegestione. The architecture of the proposed system foresees the distribution of an intelligence on several? levels, overcoming the traditional telemetry/telemanagement type articulation.
Disponendo infatti di un?intelligenza di campo, il sistema potr? adattarsi e modificarsi sulla base degli output degli algoritmi di apprendimento (che saranno elaborati e aggiornati dall?unit? centrale) e, dunque, ad esempio, potr? essere in grado di autoregolare la quantit?/frequenza dei dati sulla base di eventi riconosciuti anche in assenza di comunicazione con il Sistema di Controllo centralizzato. In fact, having a field intelligence, the system will be able to adapt and modify on the basis of the outputs of the learning algorithms (which will be elaborated and updated by the central unit) and, therefore, for example, will be able? be able to self-regulate the quantity/frequency of data on the basis of recognized events even in the absence of communication with the centralized Control System.
La presenza di un?intelligenza di campo rende la soluzione proposta pi? resiliente ai guasti, ma anche in grado di essere pi? facilmente estesa e scalata. The presence of a? field intelligence makes the proposed solution more? resilient to failures, but also able to be more? easily extended and climbed.
La tecnologia ALIOT consente infatti di poter aggiungere sensori (9), attuatori (8), segnalatori (9) anche in una fase successiva, sia in modalit? wired, che wireless, semplificandone notevolmente l?integrazione grazie alla possibilit? di caricare nuovi moduli software direttamente dalla Centrale Operativa nell?unit? di intelligenza di Campo (Figura 6). In fact, ALIOT technology makes it possible to add sensors (9), actuators (8), indicators (9) even at a later stage, both in mode? wired, and wireless, greatly simplifying integration thanks to the possibility? to load new software modules directly from the Operations Center in the? unit? of field intelligence (Figure 6).
? infatti possibile, laddove necessario / desiderato, aggiungere in qualsiasi momento sensori (9) anche di diversi produttori e tecnologie. ? in fact, it is possible, where necessary / desired, to add sensors (9) at any time, even from different manufacturers and technologies.
A sua volta l?apparato viene collegato alla rete di trasmissione dati (12), per l?invio delle misurazioni e delle segnalazioni al sistema centrale di elaborazione e archiviazione dati (10). In turn, the apparatus is connected to the data transmission network (12), for sending the measurements and signals to the central data processing and archiving system (10).
Il sistema centrale (10) raccoglie e storicizza i dati rilevati e vi applica gli algoritmi per l?analisi delle correlazioni, per l?analisi delle deviazioni dal modello di riferimento e per l?analisi predittiva degli interventi che occorre eseguire. Mediante una sala operativa (10), o device (11), sar? possibile controllare tutte le opere sotto controllo ed accedere alle misure dei parametri, ai feed video e alla documentazione necessaria. The central system (10) collects and logs the data collected and applies the algorithms for the analysis of the correlations, for the analysis of the deviations from the reference model and for the predictive analysis of the interventions that need to be carried out. By means of an operations room (10), or device (11), it will be It is possible to check all the works under control and access the parameter measurements, video feeds and the necessary documentation.
Per una rappresentazione visiva del processo, si rimanda alla Figura 6 in cui si possono osservare la catena delle operazioni e delle interazioni, ed in particolare: For a visual representation of the process, please refer to Figure 6 where you can observe the chain of operations and interactions, and in particular:
? Acquisizione misure dai sensori e dagli apparati presenti in campo; ? Acquisition of measurements from sensors and devices present in the field;
? Monitoraggio e autodiagnostica di tutti i dispositivi costituenti il sistema di controllo nel suo insieme; ? Monitoring and self-diagnostics of all devices constituting the control system as a whole;
? Archiviazione temporanea dei dati acquisiti; ? Temporary archiving of acquired data;
? Invio delle misure e delle segnalazioni al sistema centrale; ? Sending of measurements and reports to the central system;
? Ricezione di comandi e set-point da parte del sistema centrale; ? Reception of commands and set-points from the central system;
? Interoperabilit? di operatori/manutentori con i dispositivi di campo attraverso grafiche semplificate; ? Taratura e ricerca dell?equilibrio dei consumi energetici. La catena delle operazioni, dalla assunzione delle misure fino al loro rilascio all?unit? centrale, avviene anche in completa automazione, senza alcun intervento esterno. ? questa una caratteristica fondamentale di ALIOT, poich? sono le condizioni esterne a guidare il funzionamento di un sistema/apparato, senza l?intervento dell?uomo, laddove un tale intervento pu? risultare tardivo, oppure pu? essere soggetto all?errore umano. Il sistema ? stato concepito attraverso moduli di espansione secondo una piattaforma a cui si possono aggiungere ulteriori funzionalit?/hardware. ? interoperability of operators/maintenance technicians with field devices through simplified graphics; ? Calibration and search for the balance of energy consumption. The chain of operations, from the taking of the measures up to their release to the unit? control unit, also takes place in complete automation, without any external intervention. ? This is a key feature of ALIOT, since? are the external conditions to guide the functioning of a system/apparatus, without the intervention of man, where such an intervention can? be late, or can? be subject to human error. The system ? was conceived through expansion modules according to a platform to which further functions/hardware can be added.
Il sistema ? stato costruito per assolvere ad una serie di funzioni all?interno di un unico contesto tecnologico e riesce a sottrarsi anche a qualsiasi tipo di interferenza esterna, escludendo automaticamente misure o elementi non identificati. Esso ? capace di elaborare e processare quantit? enormi di dati/misure rilasciati nell?ambito in cui ? inserito, attraverso una continuit? tecnologica, software e hardware, che garantisce prestazioni affidabili per quanto riguarda le rappresentazioni spazio/temporali degli oggetti in esame, le fasi di avvio per la registrazione/assunzione dati/informazioni, esame affidabilit? delle informazioni, e temporalit? delle diverse funzioni associate alla giusta equilibratura dei consumi elettrici. The system ? It was built to perform a series of functions within a single technological context and also manages to escape any type of external interference, automatically excluding measures or unidentified elements. It ? capable of processing and processing quantity? huge amount of data/measures released in the? area in which ? inserted, through a continuity? technological, software and hardware, which guarantees reliable performance as regards the spatio/temporal representations of the objects under examination, the start-up phases for the registration/data intake/information, reliability examination? of information, and temporality? of the various functions associated with the correct balancing of electricity consumption.
Il cuore del sistema Aliot, ? il suo Sistema di Controllo al quale fanno capo sia ogni singola scheda elettronica (1) o apparato collocato sul campo, che l?unit? centrale e data room (10) che di fatto agisce come una sorta di sala controllo. Il sistema Aliot ? un vero e proprio sistema IOT (Internet Of Thing) evoluto, in quanto pu? essere configurato per le differenti esigenze e applicazioni a cui si intende dedicare. The heart of the Aliot system, ? its Control System to which each single electronic card (1) or device placed in the field belongs, as well as the unit? central and data room (10) which actually acts as a sort of control room. The Aliot system? a real evolved IOT (Internet Of Thing) system, as it can? be configured for the different needs and applications to which it is intended to be dedicated.
La sua predisposizione a comunicare attraverso protocolli standard di diversa natura come il tradizionale e pi? diffuso protocollo industriale ModBus, l?innovativo protocollo IOT MQTT o i pi? evoluti protocolli WEB, consentono di collegare al sistema Aliot la maggior parte di sensori (9) e attuatori (8) industriali e professionali presenti nel mercato. La predizione di connessioni attraverso rete (12), ad esempio, ethernet permette al sistema Aliot di porre sotto controllo sistemi estesi sia in termini di numero di dispositivi che di estensione territoriale. La connessione di rete (12) ? supportata sia via cavo che tramite rete Wi-Fi o entrambe contemporaneamente; qualora fosse necessario ? possibile attivare una connessione mobile 4G o 5G indispensabile per collegamenti da zone remote non coperte da collegamenti pi? tradizionali via cavo o, per i sistemi sensibili o vincolati a funzioni di sicurezza, per creare linee di comunicazione di backup. Non vi sono limiti al tipo di reti di trasmissione dati (12) utilizzabili, se non quelle date dallo stato attuale delle conoscenze e della tecnologia. His predisposition to communicate through standard protocols of different nature such as the traditional and more? widespread industrial protocol ModBus, the innovative IOT MQTT protocol or the most? advanced WEB protocols allow the majority of industrial and professional sensors (9) and actuators (8) on the market to be connected to the Aliot system. The prediction of connections via network (12), for example, ethernet allows the Aliot system to put extensive systems under control both in terms of number of devices and territorial extension. The network connection (12) ? supported both via cable and via Wi-Fi network or both at the same time; if necessary? Is it possible to activate a 4G or 5G mobile connection which is essential for connections from remote areas not covered by longer connections? traditional cable or, for sensitive systems or linked to safety functions, to create backup communication lines. There are no limits to the type of data transmission networks (12) that can be used, other than those given by the current state of knowledge and technology.
Attraverso il tool di configurazione, ? possibile censire, abilitare e configurare tutti i sensori (9) e attuatori (8) collegati al sistema Aliot. Non solo, sar? inoltre possibile abbinare a ciascun sensore (9) un algoritmo di acquisizione dati tra i diversi messi a disposizione dal sistema, cos? da poter gestire in modo puntuale ed efficiente tutti i rilevamenti. Through the configuration tool, ? It is possible to register, enable and configure all the sensors (9) and actuators (8) connected to the Aliot system. Not only that, will it is also possible to combine each sensor (9) with one of the different data acquisition algorithms made available by the system, so? to be able to manage all surveys in a timely and efficient manner.
Le misure acquisite dai sensori (9) e validate dagli algoritmi di campionamento (Figura 6) vengono inviate alle procedure di elaborazione e se previsto agli archivi per la loro storicizzazione (Figura 6). Le procedure di elaborazione come le logiche di archiviazione e trasmissione dati, sono gestite da algoritmi specifici di varia natura che vengono creati e configurati direttamente nel sistema di controllo (Figura 6). Questa caratteristica, unica nel suo genere, permette di creare, gestire e manipolare le logiche comportamentali del sistema Aliot per tramutarlo in un sistema specifico ed efficace per il contesto in cui viene inserito. The measurements acquired by the sensors (9) and validated by the sampling algorithms (Figure 6) are sent to the processing procedures and, if required, to the archives for their logging (Figure 6). The processing procedures such as the data storage and transmission logics are managed by specific algorithms of various kinds which are created and configured directly in the control system (Figure 6). This feature, unique of its kind, allows you to create, manage and manipulate the behavioral logic of the Aliot system to transform it into a specific and effective system for the context in which it is inserted.
Le logiche operative possono essere a loro volta modificate nel tempo attraverso l?inserimento di regole per rendere il sistema Aliot ancora pi? puntuale, o per essere semplicemente ampliato nelle sue funzionalit?. The operational logics can in turn be modified over time through the insertion of rules to make the Aliot system even more? punctual, or to simply be expanded in its functionality?.
La possibilit? di creare algoritmi intelligenti autonomi o dipendenti l?uno dall?altro con valori di input istantanei e reali acquisiti dai sensori ad esso collegati, permette di dare al sistema Aliot capacit? comportamentali infinite, ma sempre specifiche per il compito assegnatogli. The possibility? to create autonomous or dependent intelligent algorithms one from the other with instantaneous and real input values acquired by the sensors connected to it, allows to give to the Aliot system capacity? infinite behavioral, but always specific to the task assigned to him.
Algoritmi Algorithms
La rappresentazone delle funzioni contenute e gestite dagli algoritmi di ALIOT sono rappresentate in Figura 6 e in Figura 7 che raffigurano un esempio concreto di gestione e controllo di flussi d?aria di un sistema di sicurezza di ventilazione. Di seguito descriviamo le principali caratteristiche anche in riferimento alle specifiche funzioni assicurate. The representation of the functions contained and managed by the ALIOT algorithms are represented in Figure 6 and in Figure 7 which represent a concrete example of management and control of air flows of a ventilation safety system. The main features are described below, also with reference to the specific functions insured.
La disposizione e l?organizzazione degli algoritmi ? tale da garantire elevate performance del sistema e la massima flessibilit? e versalit? che, come gi? sottolineato, rendono il sistema applicabile sia ad insiemi di sensori (9) e attuatori(8) dedicati specificamente ad esso che l?integrazione in impianti civili / industriali altrui, gi? esistenti e funzionanti. The arrangement and organization of the algorithms ? such as to ensure high system performance and maximum flexibility? and versatility that, how already? underlined, make the system applicable both to sets of sensors (9) and actuators (8) specifically dedicated to it and the integration in civil / industrial systems of others, already? existing and functioning.
L?albero di rilevazione degli eventi (Figura 6), come praticamente tutte quelle condizioni che in un sistema, ad esempio, possono generare condizioni di ALLARME e di PRE-ALLARME identifica un determinato scenario di emergenza definito ?critico?. The event detection tree (Figure 6), like practically all those conditions which in a system, for example, can generate ALARM and PRE-ALARM conditions, identifies a certain emergency scenario defined as ?critical?.
L?albero contempla tutte le logiche di intervento che regolano la rilevazione e, per completezza di analisi, ? integrato anche con i rami relativi alla verifica delle condizioni naturali del sistema, che a loro volta determinano l?esistenza di uno scenario di esercizio ordinario. The tree contemplates all the intervention logics that regulate the detection and, for completeness of analysis, ? also integrated with the branches relating to the verification of the natural conditions of the system, which in turn determine the existence of an ordinary operating scenario.
Le interconnessioni tra i rami dell?albero (Figura 6 e Figura 7) rappresentano degli AND logici, per cui la verifica di tutte le condizioni riportata in sequenza, deve essere contemporaneamente rispettata. The interconnections between the branches of the tree (Figure 6 and Figure 7) represent logical ANDs, for which the verification of all the conditions reported in sequence must be simultaneously respected.
Lo schema logico dell?albero degli eventi rappresenta la totalit? delle combinazioni possibili riscontrate sui sistemi di rivelazione, ed il contemporaneo verificarsi di tutte le condizioni rappresentate lungo un ramo della catena di eventi, determina lo stato del sistema di rilevazione. The logical scheme of? tree of events represents the totality? of the possible combinations found on the detection systems, and the simultaneous occurrence of all the conditions represented along a branch of the chain of events, determines the state of the detection system.
In quanto schema logico, l?albero non vuole rappresentare alcuna priorit? o ordine cronologico di verifica nella catena di rivelazione. As a logical scheme, the tree does not want to represent any priority? o chronological order of verification in the chain of revelation.
Il sistema di rilevazione ? sempre attivo e genera in continuo gli stati di allarme e le segnalazioni. In condizioni di esercizio normale, l?albero degli eventi ? rispettato in tutte le condizioni descritte nella sequenza dei rami che portano alla condizione definita di esercizio. The detection system? always active and continuously generates alarm states and signals. Under normal operating conditions, the event tree? complied with in all the conditions described in the sequence of branches leading to the defined operating condition.
Alla soglia di PRE-ALLARME (Figura 6) corrisponde una sequenza logica di eventi rilevati che non comprende mai un determinato specifico evento di allarme (ad esempio allarme di temperatura prodotto da rilevatori termici es.: Figura 7), il cui intervento, associato a qualsiasi ramo della rivelazione, determina la definizione diretta dello stato di ALLARME (Figura 7). The PRE-ALARM threshold (Figure 6) corresponds to a logical sequence of detected events which never includes a certain specific alarm event (for example temperature alarm produced by thermal detectors e.g.: Figure 7), whose intervention, associated with any branch of the detection determines the direct definition of the ALARM status (Figure 7).
Lo stato SEGNALAZIONE dell?albero di rivelazione, determina la segnalazione dell?eventuale stato di errore/alert al sistema di supervisione, richiamando l?eventuale intervento del sistema di diagnostica (Figura 6). The SIGNALING status of the detection tree determines the signaling of any error/alert status to the supervisory system, recalling any intervention of the diagnostic system (Figure 6).
Il perdurare di uno stato di segnalazione pu? richiedere, per esempio, l?intervento manutentivo sul sistema in generale, o sui suoi sottosistemi e/o componenti che hanno determinato la segnalazione, con implementazioni di diagnostica specifica nel sistema di automazione e supervisione. The continuation of a state of alert pu? request, for example, maintenance intervention on the system in general, or on its subsystems and/or components that caused the signal, with specific diagnostic implementations in the automation and supervision system.
Riassumendo, si pu? affermare che le procedure di rivelazione degli allarmi seguono le logiche di seguito descritte: In summary, can you? affirm that the alarm detection procedures follow the logics described below:
? l?intervento del rivelatore lineare genera sempre e comunque uno stato di ALLARME; ? the intervention of the linear detector always generates an ALARM state;
? l?intervento di un allarme determina uno scenario minimo di PREALLARME che si riversa su tutto il sistema ALIOT; ? l?associazione di un allarme con altri allarmi elementari pu? far mutare la condizione di PRE-ALLARME in ALLARME; ? questo il caso, ad esempio per il controllo e la correzione dell?aria di un determinato ambiente, dell?intervento congiunto sul sistema AID di una specifica segnalazione e di un allarme di un opacimetro (CO/OP); ? the intervention of an alarm determines a minimum PRE-ALARM scenario which affects the entire ALIOT system; ? the association of an alarm with other elementary alarms can? make the PRE-ALARM condition change to ALARM; ? this is the case, for example for the control and correction of the air in a given environment, of the joint intervention on the AID system of a specific signal and an alarm from an opacimeter (CO/OP);
? l?associazione del solo allarme con l?allarme generato dal sistema CO/OP gener? una condizione di PRE-ALLARME. In fase di SEGNALAZIONE, anche se nell?albero degli eventi non viene espressamente indicato, la conferma di allarmi generati da due o pi? sensori CO-OP, determina automaticamente il passaggio alla condizione di PRE-ALLARME ? the association of the alarm alone with the alarm generated by the CO/OP system will generate? a PRE-ALARM condition. During the REPORTING phase, even if it is not expressly indicated in the event tree, the confirmation of alarms generated by two or more? CO-OP sensors, automatically determines the passage to the PRE-ALARM condition
Scalabilit? e adattabilit? del sistema Scalability? and adaptability? of the system
Il sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12) grazie all?integrazione di tutte le sue componenti, ? in grado di scalare la modularit? della sua architettura per rilevare le diverse funzioni che gli vengono richieste, come, ad esempio, nel caso di attivit? di determinati impianti. The system (1, 8, 9, 10, 11, 12) thanks to the integration of all its components, ? able to scale the modularity? of its architecture to detect the various functions that are required of it, such as, for example, in the case of activities? of certain installations.
Con apposite elaborazioni (Figura 6), vengono determinate le modalit? di funzionamento e gli obiettivi da raggiungere per ciascun singolo impianto. Le elaborazioni sono sempre avviate al verificarsi di macro-scenari predefiniti o alla probabilit? che possano verificarsi in funzione di determinati accadimenti. I risultati delle elaborazioni algoritmiche saranno gli obiettivi da raggiungere per ciascuna tipologia di impianto. In parallelo, ciascun sistema operer? in autonomia e si azioner? in modo tale da raggiungere gli obiettivi ad esso prefissati, ottimizzando le proprie risorse. Ciascun impianto rester? autonomo e si servir? di propri specifici sensori, che utilizzer? come feedback, per controllare il raggiungimento dell?obiettivo prefissato. With special processing (Figure 6), are determined the modalities? of operation and the objectives to be achieved for each individual plant. The elaborations are always started on the occurrence of predefined macro-scenarios or on the probability that may occur as a result of certain events. The results of the algorithmic processing will be the objectives to be achieved for each type of plant. In parallel, each system will operate? independently and will take action? in such a way as to achieve the objectives set for it, optimizing its resources. Will each plant remain? autonomous and will serve? of its own specific sensors, which will use? as feedback, to check the achievement of the set goal.
Con questo approccio, gli impianti saranno sempre in uso e ottimizzeranno il proprio funzionamento in tempo reale in base agli accadimenti che si presenteranno nel sito, per ricercare la soluzione pi? adatta ad uno specifico contesto. With this approach, the systems will always be in use and will optimize their operation in real time based on the events that will occur on the site, to search for the best solution. suitable for a specific context.
Le procedure funzionali saranno determinate tenendo principalmente in considerazione la sicurezza e l?informazione verso gli utenti. The functional procedures will be determined mainly taking into consideration safety and information for users.
Il sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12) complessivo, come dichiarato fin dal principio e in pi? parti del documento, ? formato, oltre che dalle componenti hardware dichiarate (1, 8, 9, 10, 11, 12), dal software incorporato, con le logiche di retroazione e di assunzione di misure e dati di seguito descritte, con gli algoritmi contenuti, oltre che nella scheda elettronica (1), anche nella unit? centrale e data room (10) e nei device (11), eventualmente e facoltativamente, utilizzati. Inclusi in questo concetto sono anche tutti gli algoritmi sensori e quelli di automazione. Di seguito forniamo una descrizione di quanto sopra indicato. The overall system (1, 8, 9, 10, 11, 12), as declared from the beginning and in pi? parts of the document, ? format, in addition to the declared hardware components (1, 8, 9, 10, 11, 12), the incorporated software, with the feedback and measurement and data assumption logics described below, with the algorithms contained, as well as in the electronic card (1), also in the unit? central and data room (10) and in the devices (11), eventually and optionally, used. Also included in this concept are all sensor and automation algorithms. Below we provide a description of the above.
Algoritmi di retroazione assunzione misure e dati Feedback algorithms for taking measurements and data
Il sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12) fa ricorso ad algoritmi che si integrano intimamente agli apparati adoperati per assumere i dati delle misure di cui si ha bisogno. Pertanto, la selezione dell?hardware ? calibrata sulla tipologia di ambiente in cui viene calato il sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12). The system (1, 8, 9, 10, 11, 12) makes use of algorithms that are intimately integrated with the apparatuses used to acquire the data of the measurements that are needed. Therefore, the selection of? hardware ? calibrated on the type of environment in which the system is lowered (1, 8, 9, 10, 11, 12).
In questo senso il sistema incamera una serie di parametri che riguardano le articolazioni con le quali si svolgono le diverse funzionalit?: le tempistiche di registrazione dei dati/misure, gli intervalli di ogni lettura, la durata, e le modalit? di consumo energetico. In this sense, the system collects a series of parameters that concern the articulations with which the various functions are carried out: the timing of data/measurement recording, the intervals of each reading, the duration, and the methods? of energy consumption.
Ad ogni funzionalit? corrisponde pertanto uno specifico algoritmo, e tutti gli algoritmi del sistema sono tra loro concatenati all?interno di una struttura logica di sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12). For each feature? a specific algorithm therefore corresponds, and all the algorithms of the system are linked together within a logical structure of the system (1, 8, 9, 10, 11, 12).
In questo senso il sistema messo a punto ha la caratteristica di presentarsi molto elastico in dipendenza dell?ambiente in cui viene calato. Non solo l?hardware, ma anche le articolazioni funzionali della logica di sistema pu? essere resa variabile a seconda delle esigenze del caso. In this sense, the system developed has the characteristic of being very elastic depending on the environment in which it is lowered. Not only the hardware, but also the functional articulations of the system logic can be made variable according to the needs of the case.
La scheda di controllo (1) pur mantenendo una impostazione uniforme e rigida nella sua componentistica, si presta a modificare la versatilit? del sistema che incorpora. Cos? tutte le temporalizzazioni per l?assunzione del dato/misura sono soggette ad essere rese modificabili. The control card (1), while maintaining a uniform and rigid setting in its components, lends itself to modifying the versatility? of the system it incorporates. What? all timings for taking the data/measurement are subject to being made modifiable.
Gli algoritmi, impostati su logiche di retroazione ? che rilasciano quello che nel tempo imparano tramite l?esperienza del loro funzionamento ? riescono a sviluppare capacit? di adattamento (Figura 6 e Figura 7) per svolgere le funzioni a cui sono chiamati. Per cui se un intervallo di tempo prescelto per la durata della lettura, o per lo spazio intercorrente tra una lettura ed un'altra, o addirittura per il momento in cui effettuare la stessa lettura, non viene considerato significativo o adeguato per una serie di motivi ? carico energetico, rete instabile, ecc. ? ? possibile che esso venga cambiato nel tempo. La sua significativit?, per?, rimane inalterata, nel senso che il sistema stabilisce al proprio interno la definizione attendibile del campionamento necessario per quel determinato ambiente. Se cos? non fosse, il sistema stesso dichiara la propria difficolt? segnalando i problemi che incontra per svolgere le funzioni che gli vengono richieste (Figura 6 e Figura 7). Difatti, le diverse misure/non misure vengono debitamente valutate dal sistema attraverso l?attribuzione di pesi di adeguatezza, simili a delle votazioni di performance. The algorithms, set on feedback logics? that release what they learn over time through the experience of their operation? can they develop skills? of adaptation (Figure 6 and Figure 7) to perform the functions to which they are called. So if a time interval chosen for the duration of the reading, or for the space between one reading and another, or even for the moment in which to carry out the same reading, is not considered significant or adequate for a series of reasons ? energy load, unstable network, etc. ? ? it may change over time. Its significance, however, remains unchanged, in the sense that the system internally establishes the reliable definition of the sampling necessary for that specific environment. If so? it was not, the system itself declares its difficulty? reporting the problems it encounters in carrying out the functions requested of it (Figure 6 and Figure 7). In fact, the various measures/non-measures are duly evaluated by the system through the attribution of adequacy weights, similar to performance ratings.
Il sistema durante il proprio funzionamento elabora l?assetto migliore del suo funzionamento, riuscendo a concepire come raggiungere il massimo del proprio rendimento attraverso il rilascio delle informazioni prodotte dall?ambiente in cui esso viene proposto. Ad ogni scansione ? come se l?algoritmo producesse una verifica del proprio funzionamento in base ai diversi parametri su cui viene impostata l?assunzione del dato/misura. L?algoritmo, quindi interloquisce con l?intero sistema ALIOT anche al fine di ricevere gli input pi? opportuni per migliorare la resa di funzionamento. During its operation, the system develops the best set-up for its operation, managing to conceive how to achieve maximum performance through the release of information produced by the environment in which it is proposed. At every scan? as if the algorithm produced a check of its own functioning based on the various parameters on which the assumption of the data/measurement is set. The algorithm therefore interacts with the entire ALIOT system also in order to receive the most inputs? suitable for improving the operating efficiency.
Algoritmi sensori sensor algorithms
In ogni ambiente in cui va situato il sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12) ALIOT, le misure/dati hanno bisogno di ricevere un processo di normalizzazione rapportato allo stato di funzionamento del sensore (9) di riferimento. In every environment where the ALIOT system (1, 8, 9, 10, 11, 12) is to be located, the measurements/data need to receive a normalization process related to the operating status of the reference sensor (9).
In questo senso all?algoritmo viene affidata la funzione di validare le misure/dati del sensore (9) per raffrontarli con quelli che sarebbero rilasciati in una situazione di routine, arrivando a fornire nel caso di valori divergenti, una scala/intervallo di grandezze significative. Pertanto, le misure registrate devono restare all?interno di un certo range altrimenti non sono prese in considerazione. In this sense, the algorithm is entrusted with the function of validating the measurements/data of the sensor (9) to compare them with those that would be released in a routine situation, arriving to provide in the case of divergent values, a scale/range of significant quantities . Therefore, the recorded measurements must remain within a certain range otherwise they are not taken into consideration.
Per campionatura valida si intende l?acquisizione della misura in assenza di anomalie nell?hardware controllato, e/o nella fase di comunicazione, e che il valore ottenuto sia compreso nei range operativi previsti dal sensore (9). Valid sampling means the acquisition of the measurement in the absence of anomalies in the controlled hardware, and/or in the communication phase, and that the value obtained is included in the operating ranges foreseen by the sensor (9).
Qualora non vi siano, ad esempio, almeno 15 misure valide, si assume per almeno 3 cicli, l?ultima misura valida calcolata, dopo di che se il problema persiste, si assume il valore 0 e si da una segnalazione di allarme nell?acquisizione delle misure, ad esempio (Figura 6 e Figura 7) della velocit? dell?aria in un sensore come, nell?esempio considerato, un anemometro. If, for example, there are not at least 15 valid measurements, the last valid measurement calculated is assumed for at least 3 cycles, after which, if the problem persists, the value is assumed to be 0 and an alarm signal is given in the acquisition of the measures, for example (Figure 6 and Figure 7) of the speed? of the air in a sensor such as, in the example considered, an anemometer.
Questo ? un aspetto fondamentale, poich? ciascun hardware (1, 8, 9, 10, 11, 12), o hardware esterno controllato dal sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12), o sensore (9), nel tempo subisce l?effetto dell?usura e del condizionamento dei fattori esterni, come l?umidit?, i campi magnetici, il calore, gli stress. Singolarmente, o nel loro insieme, tali elementi possono condizionare le misure/dati nel tempo, rendendole inaffidabili. Grazie all?azione di attenzione svolta dalla logica di sistema nel quale opera l?algoritmo di cui si parla, si ottengono misure affidabili, nelle diverse condizioni di campo che si realizzano. This ? a fundamental aspect, since? each hardware (1, 8, 9, 10, 11, 12), or external hardware controlled by the system (1, 8, 9, 10, 11, 12), or sensor (9), over time undergoes the effect of? wear and the conditioning of external factors, such as humidity, magnetic fields, heat, stress. Individually, or as a whole, these elements can condition the measurements/data over time, making them unreliable. Thanks to the attention action carried out by the system logic in which the algorithm in question operates, reliable measurements are obtained, in the various field conditions that are realised.
Algoritmo control room (10) / device (1) Control room algorithm (10) / device (1)
Ad un algoritmo che potremmo definire di ultima istanza, il sistema affida il compito di agire da sentinella al fine di controllare eventuali comportamenti anomali degli hardware esterni / sensori (9) sotto controllo. The system entrusts an algorithm that we could define as last resort with the task of acting as a sentinel in order to control any anomalous behavior of the external hardware / sensors (9) under control.
Questo tipo di algoritmo svolge la funzione di verificare in continuazione la corrispondenza dei dati/misure con quella del funzionamento ottimale. Nel caso in cui viene registrata una funzione anomale, l?algoritmo in questione allerta il sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12). This type of algorithm performs the function of continuously verifying the correspondence of the data/measurements with that of optimal operation. In case an anomalous function is registered, the algorithm in question alerts the system (1, 8, 9, 10, 11, 12).
L?algoritmo, peraltro, ? in grado di verificare anche falsi allarmi o letture non corrette. The algorithm, however, ? capable of verifying even false alarms or incorrect readings.
Principali funzionalit? del software di automazione. Main features of the automation software.
Per garantire una gestione ottimale del sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12) in tutti i possibili scenari, i software installati nelle varie unit? logiche potranno avere diversificate funzionalit?. To ensure optimal management of the system (1, 8, 9, 10, 11, 12) in all possible scenarios, the software installed in the various units? logics may have different functions?.
Pertanto, il software installato ? preposto ad assolvere, tra le altre, alle seguenti funzioni principali: Therefore, the installed software ? responsible for performing, among others, the following main functions:
? determinare la configurazione ottimale di funzionamento del sistema (1, 8, 9, 10, 11, 12) complessivamente, in condizioni di esercizio ed in condizioni di emergenza; ? determine the optimal operating configuration of the system (1, 8, 9, 10, 11, 12) as a whole, in operating conditions and in emergency conditions;
? gestire eventuali procedure di emergenza; ? manage any emergency procedures;
? gestire le sequenze temporali richieste, cos? come determinato dal modulo di configurazione di funzionamento (Figura 6), sulla base del numero ore di funzionamento e sul numero di avviamenti complessivo; ? manage the required time sequences, so? as determined by the operating configuration module (Figure 6), based on the number of operating hours and the total number of starts;
? gestire le sequenze temporali di avviamento, cos? come determinato dal modulo procedure di emergenza; ? manage the time sequences of startup, cos? as determined by the Emergency Procedures Form;
? elaborare i segnali al fine di stabilire il momento di start; ? process the signals in order to establish the start moment;
? eventualmente, evidenziare anomalie di funzionamento sulla base della corrente assorbita e del livello di malfunzionamenti; ? possibly, highlight operating anomalies on the basis of the current absorbed and the level of malfunctions;
? rilevare anomalie di funzionamento dei sensori (9); ? detect operating anomalies of the sensors (9);
? acquisire i segnali di allarme dal sistema; ? acquire alarm signals from the system;
? acquisire tutte le grandezze campionate dalla sensoristica installata in campo. ? acquire all the quantities sampled by the sensors installed in the field.
Il software, invece, ha il compito di sovraintendere alle seguenti funzioni: The software, on the other hand, has the task of supervising the following functions:
? visualizzare un quadro sinottico circa lo stato di funzionamento e i valori delle variabili misurate dai sensori installati; ? display a synoptic overview of the operating status and the values of the variables measured by the installed sensors;
? accedere alla configurazione dei parametri generali di controllo del sistema; ? access the configuration of the general system control parameters;
? accedere alla configurazione dei parametri generali di controllo del sistema; ? access the configuration of the general system control parameters;
? visualizzare ed analizzare i dati archiviati nella base dati, relativa agli andamenti temporali delle grandezze misurate ed alla sequenza delle operazioni ed allarmi effettuati e ricevuti dal sistema; ? view and analyze the data stored in the database, relating to the time trends of the measured quantities and the sequence of operations and alarms carried out and received by the system;
? attivare e gestire procedure di manutenzione dei singoli componenti degli impianti fissi. ? activate and manage maintenance procedures for the individual components of the fixed systems.
LEGENDA LEGEND
1 Scheda elettronica 1 Electronic board
2 Alimentatore a batteria 2 Battery power supply
3 Apparato per risparmio energetico 3 Energy saving device
4 Processore con memoria 4 Processor with memory
5 Uscite comandi 5 Command outputs
6 Ingressi misure 6 Measurement inputs
7 Trasmettitore / ricevitore 7 Transmitter / receiver
8 Attuatori 8 Actuators
9 Sensori e segnalatori 9 Sensors and signallers
10 Unit? centrale e data room 10 Units? central and data room
11 Devices 11 Devices
12 Rete di trasmissione dati 12 Data transmission network
13 Scatola contenitore apparato ALIOT 13 ALIOT apparatus container box
FIGURE FIGURES
Figura 1: Apparato ALIOT, veduta esterna della scatola contenitore Figure 1: ALIOT apparatus, external view of the container box
Figura 2: Apparato ALIOT con scatola contenitore aperta e visione della scheda Figure 2: ALIOT device with container box open and board view
Figura 3: Base della scheda Figure 3: Board base
Figura 4: Schema fisico della scheda elettronica, con indicazione dei flussi informativi fra i componenti della stessa Figura 5: Architettura generale del sistema Figure 4: Physical diagram of the electronic card, with indication of the information flows between the components of the same Figure 5: General architecture of the system
Figura 6: Diagramma di flusso funzionamento ALIOT Figure 6: ALIOT operation flowchart
Figura 7: Diagramma di Esempio di un processo: Flusso apparato di ventilazione di sicurezza. Figure 7: Example process diagram: Safety ventilation system flow.
Claims (8)
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IT102020000011917A IT202000011917A1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Apparatus formed by an electronic and digital system, equipped with hardware and software components integrated with predictive algorithms with feedback and self-learning logics, capable of receiving and imparting remote inputs for operation, regulation, control, integrity verification and the efficiency of individual devices, sensors and complex integrated systems, through a method of generating, processing and correcting data directly from peripheral units, with their integration into the central system. |
Applications Claiming Priority (1)
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IT102020000011917A IT202000011917A1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Apparatus formed by an electronic and digital system, equipped with hardware and software components integrated with predictive algorithms with feedback and self-learning logics, capable of receiving and imparting remote inputs for operation, regulation, control, integrity verification and the efficiency of individual devices, sensors and complex integrated systems, through a method of generating, processing and correcting data directly from peripheral units, with their integration into the central system. |
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