Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Yzdian,Eman Ezadi
احسان یزدیان (استاد مشاور) ایمان ایزدی نجف آبادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Amiri pebdani
سعید امیری پبدنی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Analisys and Design of Moving Variance Filter for Alarm Systems
Today , with the advent of technology and the use of digital systems in industry , almost all process variables are measured by sensors . With modernization of digital systems and sensors , the use of alarm systems to monitor the performance of processes in the industry was considered . Concerning the abundance of variables and the definition of alarms for each variable , the probability of weakness of the system of alarms is significant and hence the improvement of the efficiency of alarm systems is important . The task of the alarm system is alerting the occurrence of any fault in the process . In this situation , when the value of a variable exceeds the threshold defined for it , the alarms are triggered visually or audibly to the operator and should be taken to identify and correct the alarms . According to the standard , the operator must receive up to 6 alarms per hour , but due to environmental factors , incorrect design of alarm systems and sensor wear , the operator receives more alarms per hour . It is desirable to receive one and only one alarm for each fault , but there are usually many alarms for the same fault that are known as nuisance alarms . The presence of false and nuisance alarms makes the operation of the alarms system difficult . The most important criteria for assessing the performance of alarm systems are the false alarm rate , the missed alarm rate and the delay in detecting alarms . Methods that have a significant impact on improving the performance of alarms include multivariate monitoring , threshold level design , model-based monitoring and data processing . In data processing method s, the use of an efficient filter improves the quality of alarms. Commonly used filters include moving average and moving variance filters . In this thesis , the effect of these filters on the performance criteria of alarm systems are studied. Then , by using quantitative methods and Mont-Carlo simulation , the optimal parameters for a moving variance filter are calculated and designed based on a compromise between delays in detection and optimal performance of the system . }Key Words} : Alarm Systems , Alarms Assessment Criteria , linear Filters , Nonlinear Filters , Moving Average Filters , Moving Variance Filters
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و به‌کارگیری سیستم‌های دیجیتال در صنایع و کارخانه‌ها تقریباً تمامی متغیرهای فرآیند توسط سنسورها قابل‌اندازه‌گیری هستند. با مدرن شدن سیستم‌ها و سنسورهای دیجیتال، بکار گیری سیستم‌های آلارم جهت نظارت بر عملکرد فرآیندها در صنعت مورد توجه قرار گرفت. با توجه به فراوانی متغیرها و تعریف آلارم برای هر متغیر ، احتمال ضعف کارایی سیستم آلارم مطرح و ازاین‌رو بهبود کارایی سیستم‌های آلارم مورد اهمیت واقع می‌شود. وظیفه سیستم آلارم اطلاع‌رسانی از بروز هرگونه اختلال و یا عیب وارده به فرآیند است. در این وضعیت هنگامی‌که مقدار یک متغیر از سطح آستانه تعریف‌شده برای آن بالاتر برود، آلارم به‌صورت دیداری یا شنیداری به اپراتور رسیده و باید نسبت به شناسایی و رفع عیب این آلارم اقدام کند. طبق استاندارد در هر ساعت اپراتور باید حداکثر 6 آلارم دریافت کند ولی با توجه به عوامل محیطی ،طراحی غلط سیستم آلارم و فرسودگی سنسورها ، اپراتور تعداد آلارم بیشتری در یک ساعت دریافت می‌کند. به‌عنوان ‌مثال در وضعیت کاری محدوده‌ی نرمال فرآیند تعداد زیادی آلارم مبنی بر وقوع خطا به اپراتور می‌رسد که به این دسته از آلارم‌ها، آلارم غلط می‌گویند. مطلوب این است که برای هر عیب یک آلارم دریافت شود ، ولی معمولاً آلارم‌های زیادی برای همان عیب به‌وجود می‌آیند که به‌عنوان آلارم مزاحم شناخته می‌شوند. وجود آلارم های غلط و مزاحم، عملکرد سیستم آلارم را با مشکل مواجه می‌کند. مهم‌ترین معیارهای ارزیابی کارایی سیستم‌های آلارم، نرخ آلارم غلط، نرخ آلارم ازدست‌رفته و تأخیر در تشخیص آلارم هستند. روش‌هایی که تأثیر به سزایی در بهبود کارایی سیستم‌های آلارم بر اساس معیارهای ارزیابی دارند شامل نظارت چند متغیره، طراحی سطح آستانه نظارت مبتنی بر مدل و پردازش داده‌ها هستند. در روش پردازش داده ، استفاده از فیلتر روش کارآمدی در بهبود سیستم‌های آلارم است که فیلترهای میانگین متحرک و واریانس متحرک در این زمینه در صنایع کاربرد بسیار زیادی دارند. در این پایان‌نامه، تأثیر این فیلترها بر روی معیارهای کارایی سیستم آلارم بررسی و به‌صورت روابط ریاضی بیان شده و شبیه‌سازی می‌شود. سپس با استفاده از روش‌های کمی و شبیه‌سازی مونت‌کارلو ، پارامترهای مطلوب فیلتر واریانس متحرک به گونه‌ای محاسبه و طراحی می‌شود که مصالحه خوبی بین تأخیر در تشخیص و عملکرد مطلوب سیستم وجود داشته باشد. واژه های کلیدی: 1- سیستم‌های آلارم ، 2- معیارهای ارزیابی آلارم ، 3- فیلترهای خطی ، 4- فیلترهای غیر خطی ، 5-فیلتر ‌میانگین ‌متحرک ، 6- فیلتر واریانس ‌متحرک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی