Техническое обеспечение ИИС.

Виды обеспечения ИИС. Основными видами обеспечения ИИС являются: организационное, информационное, программное и техническое. Упрощённая схема взаимодействия основных компонентов ИИС показана на рис. 1.

 

Техническое обеспечение ИС. Техническое обеспечение автоматизированной ИС состоит из совокупности всех технических средств, используемых при функционировании системы.

Надёжная и эффективная работа ИС в первую очередь определяется достоверностью информации о объекте, получаемой с помощью измерительного контроля. Получение в ИС точной своевременной информации обеспечивается совокупностью технических средств сбора и первичной обработки информации.

Технические средства ИС состоят из следующих блоков:

1. УСО – устройство связи с объектом, предназначено для ввода сигналов с объекта в ИС и вывода сигналов из ИС на объект;

2. ПИП – множество первичных измерительных преобразователей (датчиков);

3. ВИП - множество вторичных мерительных преобразователей;

4. ЭСМ – множество элементов сравнения и мер;

5. БЦУ – блоков цифровых устройств, включая непосредственно интерфейс ИС;

6. ЭОН – множество элементов описания норм;

7. ПС, СО, П – множество преобразователей сигналов, средств отображения, памяти и др.;

Обычно средства получения и первичной обработки информации ПИП и ВИП предназначены для измерения конкретного интересующего нас единственного параметра, называемого измеряемой величиной.

ПИП или датчик предназначен для преобразования входной физической величины в выходную, как правило, электрическую или пневматическую. В ВИП входные и выходные величины унифицированы, и в этом их главное отличие от ПИП, у которых может быть унифицирована только входная величина.

Устройства сбора и первичной обработки информации классифицируются по ряду признаков. В первую очередь различают естественную входную величину, для измерения которой он предназначен. Если ИП имеет одинаковые по природе входную и выходную величины, он называется однородным, если разные – неоднородным.

К однородным ИП относят:

1. ИП электрических величин в электрические (усилители, трансформаторы, выпрямители и др.);

2. ИП пневматических величин в пневматические (модуляторы, усилители и др.);

ИП механических величин в механические (редукторы, мембраны, рычаги и др.).

К неоднородным ИП относятся ИП неэлектрических величин в электрические – термопары, терморезисторы, тензодатчики,, индукционные датчики, пьзоэлементы и др.

Неоднородные ИП подразделяют на:

1. генераторные, имеющие на выходах ЭДС;

2. сопротивления, ёмкости и индуктивности (R, L, C).

Основные свойства ИП (датчика) определяются его статическими и динамическими характеристиками – инерционностью, порогом чувствительности, погрешностью, выходной мощностью и др.

Сигнал с ПИП через измерительные каналы и коммутаторы поступает на ПК, а затем на устройство отображения информации. При этом измерительные коммутаторы выполняют функции распределения сигналов. Исходя из этого, к ним предъявляют повышенные требования по погрешности, вносимой ими в измерительный канал. лучшими по точности являются контактные ИК, но они имеют низкое быстродействие, меньшее количество коммутируемых цепей и не работают по заявкам.

Бесконтактные ИК лучше по быстродействию, но их погрешность на два порядка выше контактных. Относительная погрешность составляет: для контактных ИК – 10^-5... 10^-6, для бесконтактных ИК – 10^-3... 10^-4. Уровень шумов и остаточных ЭДС бесконтактных ИК составляет 10 - 100 мкВ.

Информация, получаемая в ИС, проходит через измерительные каналы.

Измерительным каналом называется совокупность технических средств и линий дистанционной передачи между ПИП, измерительным устройством (ПК) и устройством отображения информации.

В телеизмерительных системах, кроме того, вводится понятие линии связи, число каналов, которое определяется полосой пропускания линии и полосой частот измерительных каналов связи.

В качестве основных устройств индикации в ИС используются линейные и угловые шкалы для одновременной индикации значительного числа параметров. К ним относятся: линейные измерительные приборы, газоразрядные индикаторы, различные матрицы, ЭЛТ и дисплеи (мониторы).

На выходе ИС могут также использоваться различные графопостроители, предназначенные для вычерчивания с большой точностью графического изображения и чертежей. Различают несколько принципов действия графопостроителей – цифровое слежение, с помощью шаговых двигателей, развёртывающая регистрация и др.

В техническом обеспечении ИС важную роль играет используемый в ИС интерфейс, который, как правило, стандартизируется для модульного принципа построения ИС.

Под стандартным интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратурных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия функциональных различных блоков в автоматизированных системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, технической, метрологической, энергетической, конструктивной, электромагнитной и программной совместимостей функциональных блоков.

Цепи интерфейса разделяют на три группы: информационные, адресные и управляющие.

Различают программные и физические интерфейсы. В интерфейсах информация передаётся в виде кодов определённого числа или словами. Для различия байтов данных, команд и адресов используются осведомительные сигналы. Для инициирования передач, синхронизации работы ФБ и завершения работы служат управляющие сигналы.

Основной характеристикой интерфейса является скорость передачи информации – количество байтов в сек., которая зависит от алгоритма передачи и технических характеристик линий связи.

Структуры интерфейсов бывают одноступенчатые и двухступенчатые, включая варианты их исполнения: цепочечная, радиальная, магистральная и радиально-магистральная, каждая из которых может быть с централизованным или децентрализованным управлением.

Обмен информацией можно осуществлять синхронным и асинхронным методами. При этом, синхронная передача и приём сигналов производится в фиксированные моменты времени. Темп обмена при асинхронном методе определяется сигналом квитирования, при этом, данный метод особенно эффективен при обмене информацией между ФБ с различным быстродействием.

В ИС используются следующие основные интерфейсы: МЭК 625.1 (IEEE –488.1, HP-IB, GP-IB, IEC-625.1, КОП), КАМАК, PDP-11, Nova, а также различные системные интерфейсы.