(Italian) Active Child Monitor – A New Solution for “Remote Monitoring of Premature Infants”

Active Child Monitor è la soluzione adottata dall’ospedale di Cagliari per il monitoraggio a distanza dei neonati prematuri 

Fa parte della natura dell’essere umano prendersi cura della propria prole con ogni mezzo. Dopo la nascita, in particolare, il neonato ha bisogno di un contatto continuo, specialmente con la madre dal cui grembo si è dovuto separare. Purtroppo, non tutti i neonati sono fortunati; alcuni di essi, causa la loro nascita prematura, devono rimanere in ospedale in reparti speciali per completare correttamente il proprio accrescimento. Data la fragilità e la sensibilità di questi neonati all’esposizione ad agenti patogeni, i reparti che li ospitano sono delle vere e proprie sale asettiche, messe a punto per limitare al massimo le possibilità di contagio da qualsiasi forma di batterio o virus veicolato da altri esseri umani. Per tutelare il prematuro, dunque, si è costretti a limitare i contatti di quest’ultimo con chi proviene dall’esterno, consentendo l’accesso alla sala solamente al personale medico e paramedico. Tale cautela, però, si ripercuote anche sui genitori, ai quali viene consentito di vedere il bimbo solo poche ore al giorno. Inoltre i prematuri, proprio per il loro stato di fragilità, devono essere costantemente monitorati, specialmente se presentano problemi cardiaci. Da non trascurare, infine, è l’aspetto psicologico che colpisce i genitori, dovuto alla separazione dal proprio figlio. Da qui nasce l’esigenza di fornire un supporto tecnologico che permetta da un lato il monitoraggio dei prematuri per le emergenze cliniche; dall’altro la possibilità per la famiglia di avere un contatto con prematuri prematuro senza entrare nella sala di degenza. Attualmente, per il monitoraggio dei pazienti si utilizzano sistemi classici di videosorveglianza che prevedono l’installazione di telecamere analogiche interconnesse mediante cavi coassiali a una centrale, la quale raccoglie i segnali e li smista in adeguati monitor o apparati per la registrazione. Questo sistema ‘passivo’, però, non è in grado di gestire alcun allarme, poiché non si basa su uno standard di comunicazione. Non permette, quindi, la gestione intelligente delle informazioni rilevate, né di veicolarle attraverso differenti sistemi di visione tra cui PC, palmari ecc. Un altro fattore limitante è la tipologia del sistema, in cui le telecamere sono collegate a un nodo centrale normalmente rappresentato da un multiplexero quad. Si tratta di una struttura economica, ma vulnerabile, poiché se il nodo centrale del sistema si guasta, l’intero impianto va fuori servizio. Per quanto concerne il cablaggio. Se si utilizza un unico cavo coassiale per veicolare un segnale video composito non si possono veicolare altre informazioni tipo audio o altri dati in genere. Per farlo occorrono più cavi, che possono avere natura diversa in funzione del segnale da veicolare. Inoltre, con una tipologia d’interconnessione degli apparati di tipo punto-punto, ogni telecamera è connessa al nodo centrale tramite un cavo, con conseguente notevole ingombro in caso occorra installare più telecamere.

Active Child Monitor consente il monitoraggio dei neonati prematuri in assenza di personale nella sala in cui sono ricoverati

Più vicini al proprio bebè

I laboratori di ricerca e sviluppo di lntellisystem Technologies, dietro richiesta della società cagliaritana Passamonti, hanno contribuito alla messa a punto di un progetto sperimentale che consente il monitoraggio continuo dei neonati prematuri anche in assenza di personale nella sala in cui sono ricoverati. L’idea base sulla quale verte l’intero rilevare il vagito del neonato mediante progetto è quella di creare un sistema un sensore. L’attivazione di quest’ultimo aperto a future integrazioni, con uno standard non proprietario. Per soddisfare questi requisiti è stato scelto il protocollo TCP/ I P Il cablaggio su rete Ethernet permette di veicolare qualsiasi tipo di informazione audio, video, dati; la topologia a stella, poi, riduce drasticamente il numero di interconnessioni. La soluzione proposta da lntellisystem Technologies è stata integrata nel software Child System Contrai, sviluppato da Passamonti. Il sistema permette al personale medico e/o paramedico di monitorare on demand la condizione dei neonati da una sala operativa o da palmare. Il tutto avviene attraverso un sistema di ripresa video embedded che si avvale di moderne network-camere, interconnesse all’infrastruttura di rete ospedaliera tramite il protocollo TCP/ I P. In caso di emergenza il dispositivo progettato da lntellisystem Technologies, denominato Active Child Contrai, permette di avviene al superamento di una certa soglia di rumore, che può essere impostata sul pannello frontale del dispositivo. Oltre a fungere da sensore il prodotto è corredato di opportune uscite che generano un impulso elettrico capace di pilotare le network-camere e inviare immagini ad alta definizione del prematuro ai genitori. Questi ultimi possono così vedere, mediante Internet, in tempo reale, ciò che sta accadendo presso la culla del bimbo. Parallelamente a ciò, nella sala operativa viene abilitato un canale audio che riporta il pianto del neonato, evidenziando con una luce rossa l’evento per richiamare l’attenzione dell’operatore di turno. L’impianto rimane in stato d’allarme fino a quando viene disattivato mediante un pulsante, posto presso la culla. Il sistema è stato progettato per gestire anche gli allarmi provenienti da alcuni strumenti per il life support tra i quali il cardiomonitor. Questo emette un suono d’allarme quando i parametri fisiologici del miocardio del prematuro si allontanano dai valori definiti come normali per il suo caso. Questo sistema è stato installato e reso operativo presso la Clinica Pediatrica di Cagliari; si sta ora valutando la possibilità di estendere la sperimentazione ad altri centri di neonatologia.

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Fieldbus & Networks – Marzo 2005.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/fn-marzo-2005/

(Italian) Case History “Remote Control Application at the Botanical Garden of Catania”

Intellisystem Technologies ha messo a punto un sistema per il telecontrollo remoto di automatismi mediante NetworkCamere Tcp/Ip di ultima generazione capaci di gestire immagini e audio mediante compressione Mpeg4, dotate di porte digitali direttamente controllabili mediante un comune browser Internet adoperato per accedere alla telecamera. Il sistema proposto di fatto rappresenta uno strumento flessibile e dinamico, adattabile a tutte quelle esigenze di controllo remoto di automatismi che prevedano un accesso al sistema dal punto di vista globale che solo Internet può offrire. Il sistema messo a punto prevede, oltre alla network camera prodotta da Intellisystem Technologies Mod. IT310, un sistema radio per la trasmissione di un impulso elettrico (capace di pilotare carichi di potenza, come ad esempio aperture cancelli, porte, azionamenti di sistemi automatici, pompe ecc.) e un modulo di potenza per l’azionamento dei carichi di potenza.

La network camera adoperata per questo scopo è caratterizzata da un design ergonomico e compatto che racchiude in sé un concentrato di tecnologia che permette a qualsiasi utente di potersi collegare alla videocamera in locale e da remoto mediante Internet, per visionare e ascoltare tutto quello che circonda la telecamera. IT 310 è in grado di orientarsi a tutto campo per 270° in orizzontale e 135° in verticale permettendo una visione d’eccellenza degli oggetti che la circondano; inoltre è dotata di un telecomando che permette l’orientamento del sistema senza l’utilizzo di un pc connesso a Internet. Il sistema di trasmissione dell’impulso di azionamento consiste di un microstramettitore e ricevitore che hanno un raggio di copertura di circa 200 metri. Infine, un modulo di potenza garantisce il controllo del carico di potenza. Tale sistema è stato adottato dal Dipartimento di Botanica dell’Università degli studi di Catania all’interno dell’Orto Botanico quale sistema per l’azionamento da remoto di una fontana posta in prossimità di una vasca dedicata allo studio delle piante acquatiche. Tale soluzione viene proposta al pubblico al costo di 899,00 €.

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L‘orto Botanico di Catania risalente al 1858, si estende su una superficie di circa 16.000 mq. e riveste importanza come sede di alcune peculiari collezioni, quali le ‘succulente’, le ‘palme’ e le ‘piante spontanee siciliane’.

Nel mondo esistono circa 1400 orti botanici e arboreti con oltre 100 milioni di visitatori l’anno. Una buona parte si trova in Europa e oltre una trentina, tra orti botanici universitari e non, in Italia.

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Commercio Elettrico N. 7 – Luglio/Agosto 2004.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista seguire il link riportato di seguito  http://www.intellisystem.it/portfolio/ce-lug-ag-04-telecontrollo-remoto-automatismi

(Italian) Internet Of Things Applied at the Botanical Garden of Catania

Intellisystem Technologies ha messo a punto un sistema per il telecontrollo remoto automatismi mediante Network Camere Tcp/Ip di ultima generazione capaci di gestire immagini e audio mediante compressione Mpeg4, dotate di porte digitali direttamente controllabili mediante un comune browser Internet adoperato per accedere alla telecamera. Il sistema proposto di fatto rappresenta uno strumento flessibile e dinamico, adattabile a tutte quelle esigenze di controllo remoto di automatismi che prevedano un accesso al sistema dal punto di vista globale che solo Internet può offrire. Il sistema messo a punto prevede oltre alla network camera prodotta da Intellisystem Technologies Mod. IT310, un sistema radio per la trasmissione di un impulso elettrico (capace di pilotare carichi di potenza, come ad esempio aperture cancelli, porte, azionamenti di sistemi automatici, pompe ecc.) e un modulo di potenza per l’azionamento dei carichi di potenza. La network camera adoperata per questo scopo è caratterizzata da un design ergonomico e compatto che racchiude in sé un concentrato di tecnologia che permette a qualsiasi utente di potersi collegare alla videocamera in locale e da remoto mediante Internet, per visionare e ascoltare tutto quello che circonda la telecamera. IT 310 è in grado di orientarsi a tutto campo per 270° in orizzontale e 135° in verticale permettendo una visione d’eccellenza degli oggetti che la circondano; inoltre è dotata di un telecomando che permette l’orientamento del sistema senza l’utilizzo di un pc connesso a Internet. Il sistema di trasmissione dell’impulso di azionamento consiste di un microstramettitore e ricevitore che hanno un raggio di copertura di circa 200 metri. Infine, un modulo di potenza garantisce il controllo del carico di potenza. Tale sistema è stato adottato dal Dipartimento di Botanica dell’Università degli studi di Catania all’interno dell’Orto Botanico quale sistema per l’azionamento da remoto di una fontana posta in prossimità di una vasca dedicata allo studio delle piante acquatiche. Tale soluzione viene proposta al pubblico al costo di 899,00 €.

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L‘orto Botanico di Catania risalente al 1858, si estende su una superficie di circa 16.000 mq. e riveste importanza come sede di alcune peculiari collezioni, quali le ‘succulente’, le ‘palme’ e le ‘piante spontanee siciliane’. 

Nel mondo esistono circa 1400 orti botanici e arboreti con oltre 100 milioni di visitatori l’anno. Una buona parte si trova in Europa e oltre una trentina, tra orti botanici universitari e non, in Italia.

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Il Giornale dell’Installatore Elettrico N. 10 – 25 Luglio 2004.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista seguire il link riportato di seguito  http://www.intellisystem.it/portfolio/gie-25-lug-04-telecontrollo-remoto-automatismi

(Italian) Fiedbus Applied to Nuclear Physics “CHIC Experiment” – Collaboration for Heavy Ion Collision

Profibus è stato utilizzato con successo per il controllo remoto di un sistema di movimentazione nell’Esperimento Chic.

Lo studio dei sistemi dinamici possiede un carattere fortemente interdisciplinare, con applicazioni riguardanti la fisica, la chimica e la biologia. L’introduzione dei magneti superconduttori nella costruzione dei grandi acceleratori adronici ha permesso di raggiungere campi magnetici elevati (ed elevate energie) a costi contenuti, dando un forte impulso alla ricerca svolta nel campo della fisica nucleare. Tali studi, molte volte teorici, necessitano di opportune verifiche sperimentali, che vengono effettuate sfruttando sistemi complessi, quali gli acceleratori di particelle, unitamente ad altri il più delle volte specificatamente costruiti per l’esperimento. Questi sistemi, per la loro complessità, necessitano di svariati sottosistemi di controllo e monitoraggio remoto, poiché nella maggior parte dei casi gli esperimenti di fisica nucleare sono rischiosi per l’essere umano che demanda alle macchine la supervisione e il controllo di molti parametri sensibili. Nasce quindi l’esigenza di mettere a punto sistemi di controllo remoto di tipo distribuito sufficientemente robusti da tollerare le avverse condizioni operative (campi elettromagnetici intensi, sorgenti radioattive, fluidi criogenici a basse temperature, ecc.) e in grado di soddisfare i requisiti di sicurezza, affidabilità e semplicità richiesti. Si pensi agli apparati per la generazione del vuoto, ai sistemi per l’acquisizione di misure sperimentali e per il controllo di fasci di particelle, a quelli per il raffreddamento a temperature prossime allo zero assoluto, a tutti i possibili attuatori e trasduttori (pompe, elettrovalvole, organi meccanici) di supporto alla ricerca. D’altro canto, l’avvento e la diffusione di nuove tecnologie di comunicazione, unitamente all’incessante sviluppo dell’elettronica digitale e delle reti di calcolatori hanno modificato le tecniche e le metodologie per il controllo di processo di sistemi complessi. In particolare, cresce sempre di più l’esigenza di un controllo distribuito, dove sistemi intelligenti e dispositivi di controllo e misura devono poter comunicare tra loro. Ed è aumentata la necessità di ridurre al minimo il cablaggio, i tempi di posa in opera e le operazioni di manutenzione dei cavi. L’utilizzo dei bus di campo può fornire in tal senso valide soluzioni.

Posizionamento micrometrico

I sistemi basati su Profibus presentano caratteristiche di elevata flessibilità e affidabilità che ben rispondono ai requisiti necessari alla realizzazione di una rete dedicata all’ integrazione di controlli remoti di supporto alle attività di ricerca nel campo della fisica nucleare. Una delle soluzioni realizzate ha riguardato il controllo remoto di un sistema di movimentazione a tre gradi di libertà per il posizionamento micrometrico di un apparato E.M.R.I.C. (Esemble di misura rapida per interferometria e correlazioni) costituito da 13 rivelatori di ioni pesanti allo ioduro di cesio. La soluzione è stata utilizzata con successo dal gruppo di ricerca Chic (Collaboration for Heavy Ion Collision) dei Laboratori Nazionali del Sud. Il sistema si compone di un apparato meccanico di precisione alloggiato all ‘interno di una struttura sferica a barre, con sopra montato il sistema E.M.R.I.C. che si affaccia a una finestra della ‘Neutron Chamber’ (camera a vuoto in cui avvengono gli esperimenti d’interferometria nucleare). Il sistema di posizionamento è costituito da tre guide lineari, ciascuna dotata di vite a ricircolo di sfere, disposte nelle tre direzioni cartesiane; due di esse sono del tipo a barra e sono disposte rispettivamente secondo le direzioni orizzontali x e y, mentre il movimento nella direzione verticale z è realizzato mediante una pedana sostenuta da quattro guide, anch’esse a vite. Ogni guida è azionata da un motore elettrico di tipo brushless, dotato di encoder a impulsi in quadratura e di riduttore di giri; infine, alle estremità di ogni guida sono presenti degli opportuni finecorsa per il rilevamento della corsa massima. L’apparato di movimentazione è corredato da un sistema di controllo dedicato costituito da un backplane sul quale sono montate tre schede di controllo, ciascuna dotata di un chip specializzato (HP Hctl- l l 00) per il controllo di motori elettrici in continuo di tipo brushless o passo-passo. La logica d’interfaccia del backplane fornisce tre porte a 8 bit; di queste, la porta ‘A’, bidirezionale, è dedicata allo scambio di dati da e verso i registri dei chip di controllo; la ‘B’, di input, viene utilizzata per la lettura dei fine corsa; infine, la porta ‘C’, di output, serve per l’indirizzamento dei chip e la generazione dei segnali di sincronismo. La rete Profibus si compone di una stazione di supervisione contenente un ‘ interfaccia Applicom Master Board e di uno slave Profibus dedicato allo scambio di dati tra la rete e il sistema di controllo locale dei motori dell’apparato di posizionamento. L’apparato descritto permette di posizionare da remoto il sistema di rivelatori mediante un ‘interazione basata su grafica vettoriale che ricostruisce virtualmente gli spostamenti del sistema. Grazie alla soluzione adottata è stato possibile ridurre i tempi di esecuzione dell’esperimento Chic, eliminando le continue pause (della durata di alcune ore) necessarie al riposizionamento dei rivelatori e al successivo ripristino dell’esperimento. Il sistema ha riscosso notevole successo tra i gruppi di ricerca europei coinvolti, tanto da essere stato richiesto per le successive evoluzioni dell’esperimento da realizzare in centri di ricerca esteri.

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A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Fieldbus & Networks – Febbraio 2004.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/fn-feb-04-2

(Italian) Artworks on Vacuum: “Arte sotto vuoto”

Intellisystem Technologies studia i sistemi per la conservazione delle opere 

Da diverso tempo enti di ricerca nazionali ed esteri si occupano della conservazione delle opere d’ arte. La sfida è garantirne una perfetta conservazione mantenendo un elevato livello di qualità percettiva delle stesse. I sistemi proposti da Intellisystem Technologies sono dotati di accorgimenti tecnici che garantiscono la conservazione, come vetrine climatizzate o sistemi per la conservazione sottovuoto, e sottopongono i prodotti finiti a minuziosi controlli e monitoraggi. In particolare, la società ha messo a punto un sistema sperimentale per la generazione e il mantenimento del vuoto controllato mediante tecnologia fieldbus per la conservazione delle opere d’arte.

Fare il vuoto per conservare meglio

Il sistema si compone di una camera da vuoto, una pompa rotativa di pre-vuoto, una turbo pompa per creare il vuoto, un indicatore visivo di pressione, due trasduttori di pressione per valori predefiniti nell’intervallo da 1*10·3 a 1*103 mbar e da 1*10-9 a 1*10-3 mbar, e quattro elettrovalvole, due per il ritorno dell ‘aria e due per l’estrazione dell’aria dalla camera (pre-vacuum e vacuum). Il sistema è stato progettato per effettuare il controllo remoto del vuoto e garantire sia funzioni di monitoraggio e regolazione automatica della pressione nella camera in base a un valore assegnato, sia la possibilità d’intervento remoto su ognuno dei dispositivi attivati. Per fare ciò è stata studiata e realizzata una rete fieldbus in cui sono previsti un sistema di supervisione dell’impianto, rappresentato da una workstation con un’interfaccia Profibus master; un ‘unità slave per l’acquisizione delle misure di pressione; un’unità PLC con interfaccia FMS per il controllo locale del vuoto. Obiettivo dell’applicazione è permettere il controllo remoto della pressione interna della camera di test, preposta a contenere opere d’arte che necessitano una conservazione sottovuoto. Per questo il controllore locale (PLC) riceve informazioni dalla stazione di supervisione sul tipo di controllo da effettuare (manuale o automatico) e, in caso di controllo automatico, sul valore target di pressione da imporre. Sulla base di queste ultime informazioni il PLC esegue le corrette sequenze temporali di attivazione delle pompe e delle elettrovalvole, al fine di imporre all’interno della camera il valore di pressione target richiesto. L’architettura adottata per realizzare il controllo in remoto del sistema di vuoto comprende una scheda di acquisizione che converte le misure analogiche di pressione in dati binari che passa alla slave unit 2; la stazione di supervisione (master unit 1) che fornisce al PLC la misura attuale di pressione scandendo ciclicamente la slave unit 2 (periodo di scansione = 100 ms). Essa trasforma inoltre le misure dal formato binario a quello a virgola mobile, esegue un algoritmo di filtraggio per eliminare il rumore di misura e trasmette il valore ottenuto al PLC; quando viene attivata la modalità automatica di controllo, il PLC utilizza l’informazione di pressione corrente ottenuta dalla master unit 1, assieme al valore target desiderato, per applicare il suo algoritmo di controllo sugli attuatori e regolare di conseguenza la pressione interna alla camera. Il terminale remoto presenta l’interfaccia utente per il controllo della camera a vuoto. La parte centrale del- 1 a finestra di comando è occupata dal quadro sinottico che riproduce in modo schematico l’impianto, assieme agli indicatori di funzionamento: la colorazione verde indica il funzionamento attivo del dispositivo associato (pompa accesa o elettrovalvola aperta), il rosso indica gli altri stati. Ai due sensori di pressione sono associati due indicatori la cui accensione segnala quale dei due dispositivi è stato selezionato per l’acquisizione corrente delle misure di pressione. Un altro pannello contiene due visualizzatori, il primo a scorrimento in scala semilogaritmica, che fornisce l’andamento temporale della pressione interna alla camera. Il secondo display, invece, visualizza il valore corrente di pressione in mbar. Sebbene ancora in fase sperimentale, l’applicazione ha dimostrato elevata efficienza.

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A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Fieldbus & Networks – Febbraio 2004.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/fn-feb-04-1/

(Italian) Profibus per la Fisica Nucleare

I fieldbus rappresentano una valida soluzione per il controllo remoto e la misura nei sistemi d’acquisizione usati nel campo della ricerca sperimentale

La continua evoluzione delle tecnologie basate su sistemi digitali ha fortemente modificato le tecniche e metodologie usate nei sistemi di controllo, specie negli esperimenti di fisica nucleare. In particolare, oggi la richiesta di processi distribuiti richiede sistemi intelligenti, dispositivi di controllo e sistemi di misura capaci di comunicare attraverso la rete. Tali sistemi vengono richiesti per ridurre le connessioni, il che si traduce in una semplificazione della gestione dei sistemi poiché diminuiscono le problematiche inerenti alla manutenzione. I sistemi fieldbus rappresentano una valida soluzione per il controllo remoto e per la misura nei sistemi d’acquisizione normalmente applicati nella ricerca sperimentale oggetto della fisica nucleare. Questo campo di ricerca richiede apparati di controllo distribuiti capaci di lavorare in condizioni particolarmente difficili (campi elettromagnetici elevati, presenza di particelle radioattive, bassa temperatura, ecc.); al tempo stesso bisogna soddisfare i fondamentali requisiti di sicurezza, portatilità e semplicità richiesti. La presenza di un gran numero di dispositivi complica ulteriormente la progettazione e realizzazione di tali sistemi di controllo. Molti dispositivi devono essere controllati localmente, ciò richiede frequenti accessi alle sale sperimentali. Sfortunatamente, l’ambiente tipico degli esperimenti nucleari non è sicuro; di conseguenza, è molto difficile e pericoloso per un operatore umano recarsi all’interno di tali sale sperimentali per modificare i parametri dei sistemi quando l’esperimento è in esecuzione.

Misurare gli ioni pesanti

Il sistema sperimentale a cui ci si riferisce viene utilizzato per studiare le reazioni e interazioni degli ioni pesanti. La struttura è alloggiata in una sala sperimentale dei Laboratori Nazionali del Sud di Catania che prende il nome di ‘Neutron Hall’. Tale esperimento è gestito dal gruppo di ricerca Chic (Collaboration for Heavy Ion Collision). La struttura sperimentale si compone di una serie di camere a vuoto, con finestre d’osservazione, nelle quali vengono effettuate gli esperimenti di interferometria nucleare. Un fascio di ioni ad energia intermedia (10-50 MeV/A) viene deflesso nel vuoto e quindi convogliato ali’ interno della camera di reazione attraverso opportuni magneti. Il fascio urta il bersaglio nucleare; durante la collisione genera delle particelle subatomiche le cui caratteristiche vengono rilevate da vari rivelatori; i dati generati vengono acquisiti e successivamente analizzati dagli operatori. Una prima applicazione del sistema Profibus si può trovare nel controllo remoto di un multidetector (costituito da un array bidimensionale di scintilla tori allo Ioduro di Cesio) usato per rilevare particelle nucleari come protoni e/o ioni leggeri. L’apparato meccanico deve poter essere movimentato lungo i tre assi x, y e z in realtime, senza che il fascio prodotto dagli acceleratori di particelle venga interrotto. Un’altra esigenza stringente è costituita dalla precisione della meccanica e quindi dell’elettronica di controllo. Tramite l’utilizzo dei sistemi Profibus è stato implementato il controllo remoto dell ‘apparato meccanico integrato con un sistema di monitoraggio online della posizione di ogni singolo rivelatore. Tale applicazione ha messo in evidenza i vantaggi derivanti dall’introduzione dei sistemi Profibus in termini di portabilità e semplicità, grazie all’uso di un sistema a singolo bus di comunicazione. Inoltre, si sono registrate buone performance in termini di velocità della rete durante la sofisticata interazione dinamica tra la console di comando e il dispositivo di controllo remoto. Una seconda applicazione presenta l’implementazione di un apparato fieldbus su un sistema di controllo del vuoto utilizzato per una camera a vuoto speciale usata per sviluppare e testare sistemi di rivelazione di particelle operanti in condizioni di vuoto spinto. Il sistema nel suo complesso include due pompe da vuoto, due sensori per il vuoto e un PLC. Le due pompe lavorano in sequenza, poiché ognuna di esse opera in un determinato range di pressione. Il PLC viene impiegato per monitorare la pressione nella camera e contiene una logica capace di far commutare il funzionamento di ogni pompa. In questo caso è stato dimostrato come sia possibile combinare le caratteristiche dell’intelligenza decentrata, in accordo con la filosofia dei sistemi fieldbus, con stazioni di supervisione, sistemi di controllo (regolatori, PLC, ecc.), attuatori e trasduttori che condividono il bus e interagiscono in modi differenti.

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A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Fieldbus & Networks  – Settembre 2003

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/fns-set-2003-profibus/

(Italiano) The Diamond Experiment “Esperimento Diamante” – National Nuclear Physics Institute INFN

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Con il telecontrollo si possono ridurre i rischi di contaminazione da radiazione durante gli esperimenti di fisica nucleare 

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A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Fieldbus & Networks – Giugno 2003. 

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/fn-giu-03-diamond-experiment/

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Situati a Catania, i Laboratori nazionali del sud dell’Istituto nazionale di fisica nucleare rappresentano da anni un centro mondiale di ricerca per la fisica nucleare sperimentale. Recentemente qui è stato condotto l’esperimento di fisica nucleare denominato ‘Esperimento Diamante’, che prevedeva il test di un rivelatore sperimentale al diamante (composto da un film di diamante depositato mediante la tecnica ‘Microwave plasma enhanced chemical vapor deposition’ su un substrato al silicio) per lo studio sistematico di un fascio di protoni ottenuto mediante un acceleratore di tipo tandem da 15 MV. Nelle applicazioni in cui è previsto un elevato livello di radiazioni l’utilizzo di un rivelatore al diamante ha dimostrato, meglio di ogni altro materiale, la capacità di caratterizzare la regione interna di un fascio di particelle emesse da un acceleratore.

Misure di questo tipo rivestono particolare importanza per le applicazioni derivabili in ambito medico che utilizzino fasci di radiazioni. Solitamente tali misure vengono effettuate mediante dei rivelatori denominati ‘tazze di Faraday’, il cui limite sta nel fatto che il segnale da essi emesso è troppo basso perché se ne possa ottenere una risoluzione spaziale, il che limita la misura del profilo del fascio in esame.

Scopo dell’esperimento era porre a confronto le misure ottenute ottenute con tre diversi tipi di rivelatori, ossia al silicio, al diamante e basati sulle tazze di Faraday.

Spesso durante gli esperimenti di fisica nucleare si pone maggiore attenzione ai sistemi di acquisizione dei dati che non agli apparati di gestione dell’esperimento, trascurando a volte tutta una serie di complicazioni puramente operazionali che possono limitare la corretta esecuzione dell’esperimento stesso.

L’insorgere di questo tipo di problematiche, infatti, può ridurre drasticamente l’effettivo tempo di acquisizione dei dati sperimentali, poiché ogni qualvolta occorre accedere alla sala sperimentale, è necessario sospendere il fascio ed eseguire un nuovo set-up.

Facciamo qualche osservazione

Attualmente la maggior parte dei sistemi di supporto agli esperimenti di fisica nucleare sono attivati manualmente all’interno delle sale sperimentali. Durante ogni esperimento la presenza di radiazioni, pericolose sia per gli essere umani, sia per la strumentazione, richiede di porre le sale sperimentali in un cosiddetto stato di ‘Safety contro!’; perciò occorre sospendere il fascio ogni qualvolta un operatore deve intervenire all’interno delle sale.

Tra le sale sperimentali e quelle di acquisizione vengono approntate connessioni dedicate di tipo punto-punto; ciò significa che un gran numero di conduttori collegano le due zone, rappresentando di fatto un potenziale punto di diffusione delle radiazioni. I sistemi di telecontrollo e teleassistenza di ultima generazione proposti da Intellisystem Technologies, utilizzando la suite di protocolli TCP/IP permettono di ottimizzare le risorse logistiche, riducendo il numero delle connessioni necessarie, e riducono i costi di gestione. Consentono inoltre agli addetti di concentrarsi con maggiore libertà sul lavoro primario di acquisizione di dati e misure sperimentali. 

A prova di radiazione

Prendendo parte all’esperimento Diamante, Intellisystem Technologies ha testato un valido strumento per il monitoraggio delle sale sperimentali utilizzando le moderne tecnologie di telecontrollo e teleassistenza. Il micro embedded Web server Recs 1O1 prodotto dall’azienda, in grado di controllare 16 ingessi e 16 uscite, è stato impiegato in combinazione con una videocamera Axis 2120, a sua volta collegata a un modulo audio Axis 2191. E’ stato possibile disporre di una postazione di telecontrollo capace non solo di gestire immagini, ma anche di controllare lo stato di dispositivi esterni quali i sensori, e di manovrarne altri, quali gli attuatori. In particolare, il dispositivo Recs 101 è stato testato per la prima volta come sistema di supervisione e controllo per il posizionamento di un bersaglio mobile oggetto del test dell’esperimento, posto all’interno della camera a vuoto sperimentale ove ha avuto luogo il test. I risultati hanno mostrato l’ottima immunità della soluzione ai disturbi dovuti a radiazioni di tipo nucleare, nella fatti specie neutroni. L’integrazione del sistema Recs 101 con i dispositivi Axis e il sistema di movimentazione hanno dimostrato come sia possibile controllare da remoto tramite Internet un impianto sperimentale per la ricerca nel campo della fisica nucleare, ottimizzando costi e tempi d’esecuzione. Sono stati anche ridotti i tempi d’intervento degli operatori durante le varie fasi dell’esperimento, con conseguente diminuzione dei rischi da esposizione a radiazioni nucleari per gli addetti. Inoltre, per la prima volta più ricercatori da ogni parte del mondo hanno potuto connettersi alla sala sperimentale via Internet, tramite un canale video e uno audio bidirezionale, e controllare la movimentazione del bersaglio.