Prikaz izlaznih podataka

U slučaju korištenja mikrokontrolera prikaz izlaznih podataka može biti u sklopu elektroničkog uređaja u kojem je mikrokontroler ili na odvojenom uređaju. U tu svrhu može poslužiti skup signalnih lampica, pokazivač brojčanih vrijednosti kao kod kalkulatora (LCD) ili složeniji sustav zasnovan na prikazu podataka na monitoru. Ako nadzor nad procesom vrši DRS prikaz će biti na njegovom monitoru.

Ako se prikaz podataka koristi samo za predočenje stanja procesa čovjeku radi se o potpuno zatvorenom on-line sustavu nadzora. U off-line sustavu nadzora čovjek odlučuje na temelju prikaza da li će se proces upravljanja prema izvršnim uređajima odraditi ili neće. Moguće je i dozvoliti čovjeku i intervencije u on-line sustavu. Naime, u nadzoru i upravljanju s veoma složenim procesima nije moguće predvidjeti sve mogućnosti koje mogu nastupiti u realnom životu te su stoga intervencije čovjeka nužne. Na primjer nije moguće predvidjeti što će neka zalutala životinja napraviti šetnjom po postrojenju elektro-distributivnog sustava.

Dakle, prema načinu upletanja čovjeka u sustav za upravljanje nekim procesom može se govoriti o:

• Sustavu za mjerenje i praćenje (prihvat podataka bez intervencije u proces)
• Sustavu za vođenje (računalni sustav dozvoljava korekcije od strane čovjeka)
• Sustavu regulacije i upravljanja (računalni sustav sve sam obavlja)

U prvom slučaju riječ je o sustavu koji nema zatvorenu petlju nadzora, dok su druga dva sa zatvorenom petljom nadzora. Regulacija je pojam za jednostavnije slučajeve nadzora a upravljanje za složenije, a tu glavnu ulogu ima mikrokontroler.

Prilagođenje prema izvršnom uređaju

Kako se u različitim procesima koriste različiti izvršni uređaji ne može su govoriti o njima općenito. Negdje će izvršni uređaj biti elektromotor, negdje hidraulika ili nešto drugo a sve opet različito prema veličini, karakteru ponašanja i snazi, pa i po obliku energije koju rabe. Najčešće će to biti neka vrst pobude izvršnog uređaja električkim veličinama.

Kako je izlaz iz D/A pretvornika uglavnom standardan, jasno je da će svaki zasebni sustav za praćenje procesa imati drugačiji uređaj za prilagođenje prema izvršnom uređaju. Upravljanje izvršnim uređajima vrlo je različito. Negdje će odziv na pobudu biti gotovo trenutan a negdje će trajati sekundama. Negdje će se tražiti snaga u watima a negdje u megawatima. Najjednostavnije je upravljati izvršnim uređajem kao relej. Jedan bit digitalnog podataka dovoljan je za upravljanje s njim a prilagođenje između releja i izlaza iz D/A pretvornika može biti jedan jedini tranzistor kao strujno pojačalo. Sigurno je da će hidraulika za podizanje i spuštanje rampe za ulazak vozila na brod imati mnogo složenije elemente u uređaju za prilagođenje.

Primjer tipične standardne upravljačke jedinice nad nekim procesom opisan u poglavlju o mikrokontrolerima sada je detaljnije opisan. No i dalje je riječ o najnižem nivou upravljanja procesom. Da bi se objedinilo više pojedinačnih upravljačkih procesa na način da se ostvari mogućnost njihovog centraliziranog praćenja i koordinacija cjelokupnog sustava kao jedinstvene cjeline najčešće se koristi hijerarhijski model vođenja procesa.

Taj model može se primijeniti na proizvodni pogon, tvornicu ili još složeniji sustav na nivou regije ili države. Dakle, cjelokupni proces vođenja nekog sustava razbija se u nivoe od najnižeg osnovnog koji prati podprocese pa prema višima od kojih svaki naredni usklađuje prethodne za njega povezane. Najbolji primjer iz svakodnevnog života je sustav elektro-distribucije.

Primjer I

Vođenje proizvodnje električne energije u energetskom sustavu države.

Slika 7.3.2 Sustav za proizvodnju i distribuciju električne energije.

Sustav za proizvodnju električne energije sastoji se od niza vrlo različitih postrojenja: hidroelektrana, termoelektrana, rasklopnih postrojenja, trafostanica i drugih. Svako postrojenje ima osim regulacije lokalnih procesa i lokalnu koordinaciju ili upravljanje procesima pomoću računala (nivo 1). Osim toga regionalni upravljački centar (nivo 2) koordiniraju rad lokalnih postrojenja na svom području. On je pak povezan s republičkim koordinacijskim centrom koji objedinjuje vođenje svih regija (nivo 3).

Ova tri navedena nivoa nemaju izravan utjecaj na lokalno postrojenje u smislu nadzora rada pojedinih sklopova. To radi samo računalo na prvom nivou. Regulatori na osnovnom nivou (nivo 0) upravljaju izravno sa stvarnim procesima kao što su nadzor temperature, opterećenost, faza, snaga, potrošnja i drugo) po načelima prikazanim na slici 7.3.2 Rad svakog lokalnog postrojenja u dovoljnoj mjeri je definiran i jednostavan, tako da se može upotrijebiti automatsko upravljanje, odnosno mikrokontroler na nultom nivou upravlja pojedinačnim elementima podprocesa koristeći senzore i izvršne uređaje, a računalo na prvom nivou u potpunosti upravlja postrojenjem koordinirajući rad pojedinih mikrokontrolera. Ne služi samo kao pomoćno sredstvo voditelju što je slučaj s računalima višeg nivoa.

Dakle, prvi upravljački nivo dostavlja narednim nivoima ne samo osnovne podatke već i parametre izvedene (izračunate) iz osnovnih podataka. Moguće je da sve navedeno nadzire i treći nivo. No takvo mnoštvo podataka na jednom mjestu moglo bi u kriznim situacijama dovesti do konfuznog odlučivanja jer se od opće šume podataka ne vidi globalno stanje sustava. Stoga se radije primjenjuje hijerarhijski model kao na slici. Prema svakom narednom nivou šalju se izvedeni parametri dobiveni od osnovnih parametara nivoa koji ih obrađuje. Opće stanje sustava je ono što je za sustav najvažnije, kako bi se njegovim praćenje mogle donositi ispravne odluke.

SAŽETAK:

Iz navedenog je jasno da je uz pomoć mikrokontrolera jeftinije izvršiti nadzor nad sustavom, ako je sve dizajnirano upravo za taj sustav. To su uglavnom sustavi s kojima se nadzire proizvodni proces ili procesi u proizvodu (automobil). Ako se pak radi os sustavu koji će se koristiti u laboratorijskim uvjetima zahtjevi za fleksibilnijim uređajima mnogostruko će poskupiti cjelokupni sustav nadzora nad procesom. Mikrokontroler neće biti dovoljan već će trebati digitalno računalo sa cjelovitom programskom potporom.

Zrakoplov je vrlo interesantan primjer gdje se može naći sve dosad navedeno u svim mogućim varijantama. Različiti parametri mjere se izravno a neki se prikazuju izvedeni iz više izravno dobivenih. Dobar primjer je umjetni horizont, pokazivač u zrakoplovu koji prikazuje da li je položaj zrakoplova u prostoru s obzirom na njegove aktivnosti i okoliš prihvatljiv.