Skip to main content
SUPERVISOR
Eman Ezadi,Jafar Ghaisari
ایمان ایزدی نجف آبادی (استاد راهنما) جعفر قیصری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shima Khoshzaman
شیما خوش زمان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Design and performance evaluation of discrete-time exponential filters in alarm system
: Today, almost all the variables of a process can be measured using sensors. With the development of the technology in manufacturing sensors and the ever growing use of alarm systems in industry, improving the performance of the alarm systems is of great importance. The main responsibility of an alarm system is to inform the operator about the occurrence of an abnormal situation in the process. This situation is studied with comparing the value of a variable in normal case and during operation. When the value of a variable exceeds its normal case value, operator is informed of this situation by an activated alarm. Ideally, operator should receive one and only one alarm for each abnormality. This is almost never the case. Operator receives alarms even in normal operation that are falsely activated. Furthermore, many alarms may be activated due to a single cause, called nuisance alarms. This high number of false and nuisance alarms will disturb the operator and lead to unreliability to the alarm system. Some of the most important factors in measuring the performance of an alarm system are probability of the false alarm, probability of the missed alarm and detection delay. Among various methods to improve an alarm system, using filters to process signal data is commonly used in industry. Moving Average filters and Exponentially Weighted Moving Average filters are the most common filters in this case. In this thesis, the effect of these filters on the performance evaluation factors is discussed. Moreover, the use of these filters introduces delay in detecting faults. This detection delay is calculated in this work. An algorithm to design an Exponentially Weighted Moving Average filter to achieve the value of the parameters to reach to a desirable alarm system is proposed. Key Words: Alarm systems, Alarm system evaluation factors, Discrete-time filter, Moving Average filter, Exponentially Weighted Moving Average filter
امروزه تقریبا تمامی متغیر‌های یک فرآیند با استفاده از سنسور‌ها قابل اندازه‌گیری است. با پیشرفت فناوری ساخت سنسور‌ها و استفاده‌ی روز‌افزون از سیستم‌های آلارم جهت نظارت بر عملکرد فرآیندها در صنعت، اهمیت بهبود کارایی سیستم‌های آلارم روز به روز بیشتر می‌شود. وظیفه‌ی اصلی سیستم‌های آلارم اطلاع‌رسانی به اپراتور از وقوع شرایط غیر‌عادی در فرآیند است. این حالت غیرعادی در صنعت عملا با مقایسه‌ی مقدار یک متغیر در حالت مطلوب از پیش تعیین‌شده و در حالت کار سیستم بررسی می‌شود. هنگامی‌که مقدار یک متغیر از مقدار از پیش تعیین‌شده برای آن فراتر رود، اپراتور با فعال شدن یک آلارم می‌بایست این حالت را شناسایی کند و سپس به حل آن مشکل بپردازد. در حالت مطلوب، اپراتور می‌بایست برای رخداد هر حالت غیر‌عادی، یک و فقط یک آلارم دریافت کند. حال آن‌که در عمل این‌گونه نیست. اپراتور ممکن است در طول کار نرمال فرآیند آلارم‌هایی مبنی بر وقوع حالت غیرعادی دریافت کند، که این آلارم‌ها به غلط فعال شده‌اند. همچنین ممکن است تعداد زیادی آلارم که همگی دلالت بر یک موضوع واحد دارند روشن شوند. در این حالت نیز آلارم‌های مزاحم رخ داده‌است. تعداد بسیار زیاد آلارم‌های غلط و مزاحم عملکرد نظارتی اپراتور و رفع عیب در سیستم را مختل می‌کند. وقوع آلارم‌های غلط و اضافی دلایل متعددی همچون طراحی نامناسب سیستم آلارم، تغییرات فرآیند در طول زمان، فرسودگی قطعات، نوسانات در قسمت‌های مختلف فرآیند و نویز دارند. برخی از مهم‌ترین معیار‌های ارزیابی کارایی سیستم آلارم، نرخ آلارم غلط، نرخ آلارم از دست‌رفته و تاخیر در تشخیص هستند. در میان روش‌های کارآمد در بهبود کارایی سیستم‌های آلارم بر پایه‌ی بهبود معیار‌های ذکر‌شده در کنار روش‌های نظارت چند‌متغیره بر فرآیند، نظارت مبتنی بر مدل از فرآیند، طراحی سطح آستانه برای آلارم‌ها، استفاده از روش‌های پردازش داده به‌ویژه استفاده از فیلتر مناسب در سیستم آلارم می‌باشد. فیلتر‌های زمان‌گسسته‌ای همچون فیلتر میانگین متحرک و فیلتر میانگین وزن‌دار نمایی در این زمینه در صنعت کاربرد ویژه‌ای دارند. در این پایان‌نامه، اثر این فیلتر‌ها بر معیار‌های کارایی سیستم آلارم مشخص می‌گردد و روابطی ریاضی برای آن‌ها بیان می‌شود. همچنین استفاده از این فیلتر‌ها تاخیری در روند تشخیص عیب توسط سیستم آلارم ایجاد می‌کند که مقدار این تاخیر به طور واضح مشخص می‌شود. در طراحی سیستم آلارم بایستی به مصالحه‌ی میان معیار‌های کارایی سیستم آلارم توجه گردد. هر‌چه فیلتر کارایی بهتری در هموار‌سازی سیگنال و حذف نویز داشته‌باشد، تاخیری که در سیستم ایجاد می‌کند نیز بیشتر است. در نهایت با ارائه ی الگوریتمی، طراحی فیلتر میانگین متحرک وزن دار نمایی با هدف بدست آوردن مقادیر پارامتر‌ها در حصول سیستم آلارم با کارایی مطلوب دنبال می‌شود. کلمات کلیدی: سیستم‌های آلارم-معیار‌های کارایی سیستم آلارم- فیلتر زمان‌گسسته-فیلتر میانگین متحرک -فیلتر میانگین متحرک وزن‌دار نمایی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی