evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Глава пятая иЗьаерйтельные инФОРмд11ЙОнные систеиы Б.ъ Овп1ие сВедения ОБ измеРительных инФОРгадционньзх системАх В предьщуших гвавах книги рассматривались методы измерения разнообразных электрических и неэлектрических величин и построение измерительных приборов, реализующих эти методы. Данная глава посвщцена более сложному разделу измерительной техники, связанному с построением не отдельных приборов, а измцоигеяьяых систем. Система объсциняет множество приборов и преобразователей, каждый из которых выполняет относительно простые функции. При этом она представляет собой не просто сумму независимых приборов, а объединение взаимосвязанных приборов, участвующих совместно в выполнении некоторой сложной функции или рипа функций.
Для системы характерно автоматическое выполнение всех функций, начиная от сбора информации и кончая ее отображением или вводом в ЭВЫ. Измерительные системы представляют собой разновидность более пщрскпго класса систем, получившего общее название иясбормапиоияых систем. Инфорьюционные системы решают круг задач„связанных со сбором, переработкой, передачей, хранением, поиском и выдачей разнообразной информации человеку, Те из информационных систем, которые предназначаются для получения и обработки измерительная информации, получили название измерительных информационных систем (ИИС) .
Согласно ГОСТ 8.43781 информяпиояяоягпиеригельяая система это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю в требуемом виде либо автоматического осуществления функции контроля, диагностики, идентификации. 1ИС собирает информацию на объекте, обрабатывает ее и передает на расстояния. Далее информация о значениях измеряемых величин или о результатах их обработки используется в темпе ее получения для оперативного управления обьектами или накапливается с целью последухацего формирования тех или иных характеристик объектов, сводных статистических сведений и др.
Но и в тех случаях, когда информация не используется для оперативных действий в темпе ее получения, конечная цель ее сбора, как правило, заключается в том, чтобы прямо или косвенно способствовать активной деятельности человека. 245 Если ИИС представляет измерительную информацию человеку, то она в конечном итоге должна быль выражена в форме, воспринимаемой органами чувств — зрением, в первую очередь, и слухом, во вторую очередь.
Визуальное воспроизведение возможна в аналоговой или цифровой форме с помощью показывающих или регистрирующих приборов. Показывающие приборы применяются, когда информация используется человеком непосредственно в темпе ее получения. Регистрирующие приборы применяются, когда информация предназначается для последующего использования. При этом, как правило, интерес представляет изменение измеряемых величин вовремени, так что регистрирующие приборы выдают при аналоговом воспроизведении двухкоор. динатные кривые (по одной координате — время, по другой — измеряемая величина) при цифровом воспроизведении — таблицы„в катая рых каждому дискретному значению измеряемой величины соответствует значение времени.
Если информация поступает в регулирующие или управляющие устройства, в ЭВМ нли в устройства долговременного хранения, то она представляется на выходе ИИС в виде электрических сигналов — аналоговых или цифровых. При этом те данные, которые предназначаются не для оперативного использования в темпе их получения, запоминаются вместе с координатами времени, вводимыми в устройства хранения также в виде цифровых электрических сигналов.
Существует несколько разновнцностей ИИС. Измерительные системы. Их функция состоит в получении количественной информации о значениях физических величин путем прямых, совокупных, косвенных измерений. Системы аетолшгического контроля. Их функция состоит в установлении соответствия между состоянием обьекта и эццанной нормой и в выработке суждения о данном или (и) .о будущем состоянии объекта. С помощью таких систем измеряются физические величины, характеризующие состояние объекта, и результаты измерений сравниваются со значениями, принятыми в качестве нормы, При этом промежуточные результаты измерений, используемые для выработки суждений, могут и не поступать на выход системы.
С этой точки зрения контроль является операцией "сжатия" данных, устранения ненужных в данном случае сведений об объекте. Для выработки суждения а будущем состоянии обьекта система контроля должна выполнять прогнозирование на основе сведений о предыдущих состояниях объекта, полученных в ходе измерений, а также на основе его динамических характеристик, известных благодаря проведенным ранее исследованиям. Системы гегнической диагностики.
Их функция состоит в контроле состояния различных технических устройств, в том числе устройств автоматики, вычислительной техники, рццнотехники, в обнаружении их отказов и определении неисправных элементов. Длн таких систем характерно применение специальных методов поиска неисправностей. 246 Сцстемы опознавая образов. Их функция состоит в определении соответствия между исследуемым объектом и заданным б ым о разом. Оо- разом могут быть "человек'", "буква А", "цифра 8", "норьвльиое состо- яние объекта контроля'* и т. п. Особое место среди ИИС занимают телеизмерительные системы, функции которых обычно такие же, как у измерительных систем и сжтем автоматического контроля.
Однако они имеют существенную особенность: в них информация о значениях измеряемых величин пере- дается на большие расстояния — от сотен метров до тысячи километ- ров. Для передачи по протяженным проводным или радиоканалам связи применяются специальные преобразования сигналов, рассчитан- ные на достижение достаточной точности и достоверности, несмотря на искажения под действием помех, а также на подключение большого числа источников и приемников информации к одному каналу. При этом на выбор технических решений существенно влияет ограничен- ная пропускная способность каналов связи.
ИИС может существовать и использоваться самостоятельно, но мо- жет и входить как составная часть в более сложну|а информационную снстеиу, выполняющую сбор и обработку не только нэмеригельйой, но и другой информации, или в управляющую систему, выполняю- щую не только сбор и обработку ияформации, но и активное воздейст- аиеюы бъекты, Рассмотрим место и роль ИИС в автоматизированной системе уп- равления (АСу), укрупненная структурная схема которой показана на рнс.
5Э. Это — система управления л территориально рассредото- ченными объектами, размещенными на л контролируемых пунктах А7?, — КЦ,. Общий пункт управления соединен с ними каналами свя- зи. На схеме указаны не названия устройств, а выпоюиемые ими функ- ция. Можно проследить гюток информации от объекта к оператору и к ЭВМ и поток управляющей информации в обратном направлении. На объекте собирается как измерительная информация (с помощью датчиков), так и информация о дискретных состояниях отдельных аг- регатов, механизмов. Передача всей этой информации выполняется довольно сложными устройствами, коммутирующими сигналы и пре- образующими их к виду, определяемому особенностями конкретных каналов связи, обеспечивающими достаточную защиту от воздействия помех, формируахцими служебные снгнзлы для синхронизации прием- ных устройств с передающими.
При этом передаются как аналого- вые, так и цифровые сигналы. В последнем случае передатчик содер- жит аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Лишь в системах с от- носителъно малым удалением контролируемых пунктов от пункта уп- равления (максимум, до двух десятков километров) каналами связи служат простые двухпроводные линии. Но даже и в этом простейшем слу.
чае необходимо использовап специальные методы передачи, учитываю- п1ие затухание сигналов, частотные искажения и воздействие помех в ли- 247 Рис 5.1 ниах. В системах же с большими расстояниями между пунктами на одной проводной паре организуется, как правило, множество независимых каналов связи, А для этого используются методы частотного разделения, требующие применения модуляторов, демодуляторов, фильтров, усилителей, Поэтому канал связи в этих случаях представляет собой сложную совокупность устройств.
Так же обстоит дело при образовании каналов связи по линиям электропередачи и при использовании радиоканалов. Прием информации требует выполнения преобразований, обратных тем, которые производятся при передаче. Требуется также снабжать принимаемые сообщения служебными адресными сигналами с тем, чтобы они поступали в дальнейшем к своим потребителям.
При этом необходимо синхронизировать коммутаторы сообщений в приемнике и. передатчике. Дополнительно работа приемника усложняется тем, что он связан с несколькими передатчиками по разным каналам связи, причем в одних системах каналы не могут работать одновременно, в других— могут. В первом случае очередность работы каналов задается с пунк- 248 та управления командами, посылаемыми в тракте передачи управляющей информации (сверху вниз).
Во втором случае устанавливаются индшпщуальные приемники, каждый из которых обслуживает свой канал связи. Существуют самые разнообразные виды обработки принимаемой информации. В простейшем случае эта преобразование сигналов к виду, пригодному для ввода в устройства воспроизведения (показывающие приборы), хранения (регистрирующие приборы), в ЭВМ. В более сложных случаях это может быль коррекция нелинейности характеристик датчиков, вычисление производных или интегралов для функций времени, вычисление функций нескольких переменных (получение результатов совокупных измерений), вычисление сщтистических характеристик случайных измеряемых величин и процессов (математического ожидания, дисперсии, плотности распределения, корреляционной функции, спектральной плотности), выполнение логических операций, сравнение кошролируемых параметров с уставкамн и т.
д. Для обработки информации могут применяться как специализированные устройства, так и ЭВМ. Воспроизведению и хранению подвергаются непрерывные величины (результаты измерений) и дискретные сигналы о состоянии контролируемых объектов. Непрерывные величины могут воспроизводиться либо в аналоговой, либо в цифровой форме приборами, размещаемыми на пульте или щите диспетчера, иногда включаемыми в мнемосхему объекта управления. Сигналы о состоянии оборудования воспроизводятся световыми или мимическими (механически подвижными) элементами, также включенными в мнемо. схему объекта, Кроме того, для воспроизведения информапии используются экранные пульты на основе электронно-лучевой трубки, получившие название дисплеев.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
