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rapporti - Deliverable

Progettazione di un prototipo di riconciliatore di dati di impianto basato sul metodo Weighed Gram Schmidt

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Progettazione di un prototipo di riconciliatore di dati di impianto basato sul metodo Weighed Gram Schmidt

La presente relazione tecnica ha lo scopo di illustrare le attività svolte durante l’anno 2001 (fino alla data del presente documento) nell’ambito del sottoprogetto CONCILIA della Ricerca di Sistema. Lo scopo di CONCILIA è, come già delineato nella specifica algoritmico-funzionale del software (documento COMUNICA/CONCILIA/001), quello di fornire un ambiente di riconciliazione dati che utilizzi il codice numerico dell’algoritmo Weighed Gram-Schmidt già implementato nel solutore LEGO e che si integri nell’ambiente LegoPc. L’utilità di avere un codice di riconciliazione dati nasce dal fatto che la conoscenza dello stato di un impianto per la produzione di energia elettrica è limitata durante il suo funzionamento ai valori forniti dai sensori, leggibili dal database d’impianto. Tali valori, che chiameremo “raw”, sono dotati di un’affidabilità limitata, definibile a partire dalla precisione degli strumenti di misura che li rilevano. I valori “raw” sono, inoltre, sporcati da vari tipi di rumori (ad es. quelli che intervengono sulle linee di trasmissione). Lo scopo di un programma di riconciliazione è quello di rendere tali valori congruenti con un modello stazionario d’impianto. Ciò viene realizzato trovando, verificato che l’impianto stia funzionando in condizioni stazionarie, la soluzione del modello che meglio approssima i valori provenienti dal campo, dove per “meglio” si deve intendere la minimizzazione di una norma degli scarti tra i valori ottenuti dalla risoluzione del modello e quelli provenienti dal campo, pesati con l’affidabilità della misura, che è quantificabile con l’inverso della varianza dello strumento di misura. La scrittura dei dati riconciliati (“clean”) in un apposita area del database di impianto rende possibile l’utilizzo di informazioni affidabili da parte di programmi di diagnostica o di conduzione economica. Lo scopo di questi programmi è quello da un lato di rilevare anomalie di funzionamento che possano compromettere il funzionamento ottimale dell’impianto, dall’altro di stabilire strategie di gestione dell’impianto stesso che siano ottimali dal punto di vista del rendimento e della rentability. In tal senso, la presenza su impianto di un programma affidabile per la riconciliazione dati può avere un impatto economico significativo nella gestione dell’impianto stesso. Come già esposto nella preaccennata specifica algoritmico-funzionale, l’idea di CONCILIA è quella di sfruttare l’implementazione dell’algoritmo Weighed Gram-Schmidt presente all’interno del solutore di regime stazionario dell’ambiente LegoPc, già disponibile da qualche anno e ben testata. Infatti, per sua natura tale algoritmo è in grado di risolvere regimi stazionari di sistemi di equazioni in condizioni di sottodeterminatezza (cioè caratterizzati da un numero di incognite maggiore del numero di equazioni), calcolando la soluzione che minimizza una norma pesata degli scarti dai valori di inizializzazione. E’

chiaro il parallelo con il problema della riconciliazione dati. Inoltre, il fatto di creare uno strumento completamente compatibile con LegoPc permette di poter usufruire da un lato della modularità e dell’ambiente user friendly di costruzione grafica dei modelli già esistente in LegoPc, dall’altro dell’enorme quantità di modelli matematici (moduli) già esistenti nella libreria LEGO, frutto di oltre venti anni di utilizzo dello strumento. Infine, si è voluto realizzare il software di riconciliazione in modo tale che potesse trovare impiego anche in problemi di simulazione statica per realizzare studi (in questo caso offline rispetto all’impianto) per capire l’influenza di ingressi e parametri sulle condizione di funzionamento a regime dell’impianto stesso. Sulla base delle esigenze sopra esposte si è deciso di strutturare il software dividendolo in tre moduli fra loro separati e cooperanti: • Un modulo di riconciliazione (che d’ora in poi chiameremo LgConcil), che legge con cadenza fissa i valori provenienti dai sensori (posti in un file ASCII di ingresso), svolge i calcoli di riconciliazione e scrive diagnostiche e risultati in due files ASCII di uscita. • Un modulo di lettura dati “raw”, che interroga con cadenza fissa il database d’impianto e produce il file ASCII utilizzato da LgConcil. • Un modulo di scrittura dati “clean”, che legge il file ASCII prodotto da LgConcil e scrive i valori nel database dei dati riconciliati. Come database d’impianto si è voluto scegliere una piattaforma che fosse uno “standard” di mercato e costituisse pertanto un protocollo compatibile con database forniti dai principali costruttori di mercato. Per questa ragione la scelta è caduta su PI, prodotto dalla OSI Software. L’attività di CONCILIA per l’anno 2001 vede lo svolgimento delle seguenti attività: • Lo sviluppo software di LgConcil a livello prototipale • Il suo testing sul simulatore dell’impianto di Rossano Calabro • La progettazione dei due moduli di interfacciamento con PI.

Nei paragrafi seguenti si illustreranno in dettaglio le caratteristiche software e di utilizzo di LgConcil. Poiché gli altri due moduli (quelli che si interfacciano con PI) saranno sviluppati prossimamente e le attività di testing atte alla validazione dell’intero ambiente di riconciliazione sono tuttora in corso, si è scelto di rimandarne la descrizione al rapporto finale (che sarà emesso nel 2002).

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