7.3.1. On-line sustavi

Osnovni razlog uporabe on-line sustava jest brzina rada i velike mogućnosti obrade podataka kojom raspolaže digitalno računalo. U to je uključena kojom se podaci prenose u računalo, u njemu obrađuju i iz njega predaju izvršnim uređajima. Vrijeme cijelog ciklusa najčešće je ispod milisekunde. Dakle nadzor vrlo sustava gdje se procesi brzo mijenjaju gotovo je nemoguć bez primjene digitalnog računala. Osim toga u realnom vremenu mogu se pratiti i predvidjeti tendencije koje se u procesu mogu pojaviti. Na taj način lako je intervenirati i izbjeći alarmantne situacije. Za razliku od navedenog kod off-line obrade koja bi trajala dugo dobiveni rezultati bili bi gotovo nekorisni.

Kvaliteta intervencije u sustavu ovisiti će o kvaliteti algoritma koji su razvijeni za upravljanje procesom i zatim uneseni u obliku programske potpore u računalo. Kod vrlo složenih sustava može se dogoditi da tim programom nisu obuhvaćene baš sve moguće situacije do kojih u životu i radu može doći. Ne može se baš sve predvidjeti. Iz navedenog razloga ponekad se on-line sistem izbjegava a stanje procesa samo se prikazuje voditelju (osobi) koji odlučuje što treba učiniti. No može se dogoditi da voditelj donese neadekvatan zaključak unatoč kvalitetnim informacijama koje mu se predočuju. Da bi se to izbjeglo sve se više uvode EKSPERTNI sustavi, odnosno digitalna računala s programskom potporom koja se služi bazom znanja koncipiranom od tima vrhunskih stručnjaka za proces koji se ima nadzirati. Takav sustav koji može i ne mora biti on-line pomaže voditelju da u kritičnim situacijama donese najbolju odluku.

Dakle, neki se procesi ne mogu nadzirati bez on-line sustava nadzora s digitalni računalom, jer nikakvo drugo sredstvo nema takvu brzinu rada i moć kao računalo koje može na brze novonastale promijene u procesu smjesta reagirati.

Elementi inteligentnog ponašanja vrlo su značajno svojstvo ovih sustava. Pod tim misli se na prilagodljivost i snalaženje sustava (računala) u promijenjenoj situaciju u odnosu na programski prepoznatljivu i definiranu, a to znači da sustav mora prepoznati promjenu van definiranih okvira, prilagoditi se i donijeti više ili manje adekvatno rješenje da bi se sustav ponašao unutar definiranih granica. Znači u takvim situacijama ne traži se idealno rješenje već prvo prihvatljivo.

Primjer II

On-line sustava za nadzor prometa na cestovnom križanju uz pomoć senzora i digitalnog računala.

Slika 7.3.3 Upravljanje prometom vozila na raskrižju.

Na prometnom križanju ugrađuju se u kolnik ili samu cestu senzori kapacitivnog, elektromagnetskog ili mehaničkog tipa ili njihova kombinacija kojima je zadaća da registriraju prolaz vozila. Prolaz vozila u ovom primjeru je proces, a mjerna sredina je raskrižje. Promet vozila na raskrižju pomoću senzora 'prati' digitalno računalo. Izvršni uređaji s kojima računalo upravlja su semafori. Osnovna zadaća sustava je učinkovito upravljanje prometom kroz raskrižje. Hoće li se senzori postaviti bliže raskrižju ili će ih biti više duž prometnice ovisi o samoj konstrukciji sustava i tipu raskrižja (središte grada, predgrađe ...), a način reguliranja prometa o algoritmu programske potpore računala.

Računalo će prihvatiti sve podatke o brzini kretanja vozila do recimo 60 km/sat. Sve vrijednosti preko toga ukazuju na anomaliju i računalo treba ponoviti mjerenje. Ako se ne dobije prihvatljiv podatak računalo mora ponoviti mjerenje (neka budala vozila je 100 km/sat), ali ako se rezultat ponovi treba pokrenuti dijagnostički program da ustanovi funkcionalnost sustava te ako je neispravan isključiti sustav iz funkcije tako da postavi sve signale na 'žuto' i pošalje na nadređeni nivo 'obavijest' o neispravnosti. Ako se tome pridodaju različite prometne okolnosti tijekom radnog dana, praznika i slično može se sagledati sva složenost algoritma kojeg treba izraditi.

Osim navedenog računalo treba ustanoviti da li se je zaista upalilo svijetlo prema nalogu (opet neki senzori u samom semaforu). U slučaju greške opet se pokreće dijagnostički program. Sve ovo obavlja se u veoma kratkim vremenskim intervalima, koji su gotovo beznačajni prema vremenskim promjenama  samog prometa. Suština funkcioniranja sustava je u tome da propusnost u pojedinim smjerovima na raskrižju regulira prema protoku vozila po pojedinim smjerovima te da prioritet propuštanja daje smjeru u kojem je protok trenutno najveći. Što ako nema vozila (noć)? Jednostavno, mogu se upaliti sva crvena svijetla na semaforima i stanje se mijenja prema prvom vozilu koje naiđe iz bilo kojeg smjera.

Dakle, sustav prati odvijanje prometa, analizira promijene i prilagođava se novonastaloj situaciji na najbolji mogući način. U tome se sastoji njegova 'inteligencija'. U ovom primjeru ne spominje se još jedna važna osobina-pouzdanost. U kritičnim procesima, kao svemirski let, jedan sustav upravljanja nije dovoljan glede pouzdanosti. Tada se koriste dva ili više istovjetnih sustava od kojih je jedan aktivan a ostali rade u pozadini te oponašaju upravljanje, ali svoje rezultate uvije uspoređuju s aktivnim sustavom. Ako se ustanovi da trenutno aktivni sustav griješi u odnosu na pričuvne sustave (zbog neke neispravnosti), automatski jedan od pričuvnih preuzima upravljanje a do tada aktivan sustav se isključuje.

Terminologija

Termini u informatici specifično su područje jer se još uvijek nije razvila jednoznačna terminologija. No nekoliko termina treba definirati iako će se u literaturi pronaći i drugačiji naziv od navedenih za istu stvar. Bez obzir na navedeno razlikujemo:

• Osnovne mjerene veličine
  To su vrijednosti dobivene izravno iz senzora smještenog da nadzire proces u nekoj sredini.
• Izvedene mjerene veličine
  To su vrijednosti koje nastaju obradom ili kombiniranjem jedne ili više izravnih vrijednosti dobivenih od senzora. To je neka vrsta sintetiziranih veličina.
• Parametri
  Skup osnovnih i izvedenih mjerenih veličina koji u potpunosti opisuje proces.
• Mjerenje
  Podrazumijeva mjerenje jedne osnovne veličine i njezin prikaz korisniku. Mjeriti se može izravno neka veličina iz procesa (temperatura, pritisak, brzina ...). Brzina s kojom se mjeri podatak nije odlučujuća, već točnost, koja se može uz pomoć računala povećati (korekcija, eliminacija efekta utjecaja okoliša i slično). Mjerenje je rad s električki otvorenom petljom, a obavljaju ga uglavnom jednoprocesorski računalni sustavi.
• Regulacija
  Postupak postavljanja jedne veličine na željenu vrijednost. Mora postojati zatvorena petlja. Mjerena vrijednost se analizira i putem povratne veze u zatvorenoj petlji, analizira se stvarna i željena vrijednosti te pomoću izvršnih uređaja ispravlja stvarna vrijednost i nastoji postići što manja razlika između njih. Naravno, računalo je dio sustava regulacije.
• Praćenje
  Odnosi se na istovremeno mjerenje i prikaz velikog broja različitih parametra procesa i njihovo međudjelovanje. Računalni sustav ne donosi odluku o intervenciji na proces već samo daje kvalitetnu i brzu informaciju o njegovom stanju. Dakle, radi se o otvorenoj petlji kao kod mjerenja s razlikom da se prate i mnoge izvedene veličine dobivene iz više izmjerenih veličina.
• Vođenje
  Viša stepenica praćenja kada se na osnovu dobivenih podataka povremeno intervenira u proces. Automatski postupci nisu zastupljeni, a ako jesu onda su od manjeg značaja.
• Upravljanje
  Načela su kao kod vođenja ali je se vrši gotovo potpuna automatiziran utjecaja na proces. To se mahom koristi u manje složenim procesima za koje je moguće napraviti odgovarajuće algoritme i unijeti u računalo kao nekakvu programsku potporu. Pritom vjerojatnost nepredviđenih te prema tome i neobuhvaćenih situacija stanja procesa mora biti beznačajna.

Kad se kod odvijanja procesa ne smije dopustiti da dođe do potpunog prekida, tada treba predvidjeti i mogućnost ručnog upravljanja procesom dok se on-line proces ne osposobi. Naravno radi se o slučajevima kada nema pričuvnih sustava vođenja ili kad oni nisu u stanju preuzeti nadzor. Žuto žmigavo svijetlo koje će se u prometnom sustavu ručno uključiti od semafora do semafora jedan je od najprimitivnijih primjera rješavanja takvog problema.