Bridges Structural Health Monitoring and Deterioration Detection Synthesis of Knowledge and Technology

INE/AUTC 10.0

Data Acquisition and Control System of Hydroelectric Power Plant Using Internet Techniques

Vodní energie se nyní stala nejlepším zdrojem elektrické energie na zemi. Vyrábí se pomocí energie poskytované pohybem nebo pádem vody. Historie dokazuje, že náklady na tuto elektrickou energii zůstávají konstantní v průběhu celého roku. Vzhledem k mnoha výhodám, většina zemí nyní využívá vodní energie jako hlavní zdroj pro výrobu elektrické energie.Nejdůležitější výhodou je, že vodní energie je zelená energie, což znamená, že žádné vzdušné nebo vodní znečišťující látky nejsou vyráběny, také žádné skleníkové plyny jako oxid uhličitý nejsou vyráběny, což činí tento zdroj energie šetrný k životnímu prostředí. A tak brání nebezpečí globálního oteplování. Použití internetové techniky k ovladání několika vodních elektráren má velmi významné výhody, jako snížení provozních nákladů a flexibilitu uspokojení změny poptávky po energii na straně spotřeby. Také velmi efektivně čelí velkým narušením elektrické sítě, jako je například přidání nebo odebrání velké zátěže, a poruch. Na druhou stranu, systém získávání dat poskytuje velmi užitečné informace pro typické i vědecké analýzy, jako jsou ekonomické náklady, predikce poruchy systémů, predikce poptávky, plány údržby, systémů pro podporu rozhodování a mnoho dalších výhod. Tato práce popisuje všeobecný model, který může být použit k simulaci pro sběr dat a kontrolní systémy pro vodní elektrárny v prostředí Matlab / Simulink a TrueTime Simulink knihovnu. Uvažovaná elektrárna sestává z vodní turbíny připojené k synchronnímu generátoru s budicí soustavou, generátor je připojen k veřejné elektrické síti. Simulací vodní turbíny a synchronního generátoru lze provést pomocí různých simulačních nástrojů. V této práci je upřednostňován SIMULINK / MATLAB před jinými nástroji k modelování dynamik vodní turbíny a synchronního stroje. Program s prostředím MATLAB SIMULINK využívá k řešení schematický model vodní elektrárny sestavený ze základních funkčních bloků. Tento přístup je pedagogicky lepší než komplikované kódy jiných softwarových programů. Knihovna programu Simulink obsahuje funkční bloky, které mohou být spojovány, upravovány a modelovány. K vytvoření a simulování internetových a Real Time systémů je možné použít bud‘ knihovnu simulinku Real-Time nebo TRUETIME, v práci byla použita knihovna TRUETIME.Hydropower has now become the best source of electricity on earth. It is produced due to the energy provided by moving or falling water. History proves that the cost of this electricity remains constant over the year. Because of the many advantages, most of the countries now have hydropower as the source of major electricity producer. The most important advantage of hydropower is that it is green energy, which mean that no air or water pollutants are produced, also no greenhouse gases like carbon dioxide are produced which makes this source of energy environment-friendly. It prevents us from the danger of global warming. Using internet techniques to control several hydroelectric plants has very important advantages, as reducing operating costs and the flexibility of meeting changes of energy demand occurred in consumption side. Also it is very effective to confront large disturbances of electrical grid, such as adding or removing large loads, and faults. In the other hand, data acquisition systems provides very useful information for both typical and scientific analysis, such as economical costs reducing, fault prediction systems, demand prediction, maintenance schedules, decision support systems and many other benefits. This thesis describes a generalized model which can be used to simulate a data acquisition and control system of hydroelectric power plant using MATLAB/SIMULINK and TrueTime simulink library. The plant considered consists of hydro turbine connected to synchronous generator with excitation system, and the generator is connected to public grid. Simulation of hydro turbine and synchronous generator can be done using various simulation tools, In this work, SIMULINK/MATLAB is favored over other tools in modeling the dynamics of a hydro turbine and synchronous machine. The SIMULINK program in MATLAB is used to obtain a schematic model of the hydro plant by means of basic function blocks. This approach is pedagogically better than using a compilation of program code as in other software programs .The library of SIMULINK software programs includes function blocks which can be linked and edited to model. Either Simulink Real-Time library or TrueTime library can be used to build and simulate internet and real time systems, in this thesis the TrueTime library was used.

An Integrated Software-based Solution for Modular and Self-independent Networked Robot

An integrated software-based solution for a modular and self-independent networked robot is introduced. The wirelessly operatable robot has been developed mainly for autonomous monitoring works with full control over web. The integrated software solution covers three components : a) the digital signal processing unit for data retrieval and monitoring system; b) the externally executable codes for control system; and c) the web programming for interfacing the end-users with the robot. It is argued that this integrated software-based approach is crucial to realize a flexible, modular and low development cost mobile monitoring apparatus.Comment: 9 pages, Proceeding of the 10th International Conference on Control, Automation, Robotics and Visio

Damage identification in structural health monitoring: a brief review from its implementation to the Use of data-driven applications

The damage identification process provides relevant information about the current state of a structure under inspection, and it can be approached from two different points of view. The first approach uses data-driven algorithms, which are usually associated with the collection of data using sensors. Data are subsequently processed and analyzed. The second approach uses models to analyze information about the structure. In the latter case, the overall performance of the approach is associated with the accuracy of the model and the information that is used to define it. Although both approaches are widely used, data-driven algorithms are preferred in most cases because they afford the ability to analyze data acquired from sensors and to provide a real-time solution for decision making; however, these approaches involve high-performance processors due to the high computational cost. As a contribution to the researchers working with data-driven algorithms and applications, this work presents a brief review of data-driven algorithms for damage identification in structural health-monitoring applications. This review covers damage detection, localization, classification, extension, and prognosis, as well as the development of smart structures. The literature is systematically reviewed according to the natural steps of a structural health-monitoring system. This review also includes information on the types of sensors used as well as on the development of data-driven algorithms for damage identification.Peer ReviewedPostprint (published version