Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 145
Текст из файла (страница 145)
независимых переменных; в) большим числом незавиеимых переменных, что требует предварительного ранжирования их н выделения наиболее значимых; г) нелинейным видом математической модели относительно оцениваемых коэф-. фициентов 10.3. СИСТЕМЬ( АВТОМАТИЗАйЛИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ !а.з.1. Оншие принцнпы пОсТРОеиия систем Автомлтиздцни экспериментАльных исследовАИНП Условия проведения научного эксперимента, связанного с исследованием механизмз физико-химических явлений, свойств веществ, технических материалов, эксплуатационных характеристик машин и агрегатов, требуют все большего объема измерений различных по своей природе параметров.
Усложнение задач экспериментального исследования приводит к необходимости применении достаточно сложных алгорит. мов обработки результатов измерений, уп. равления экспериментом в ходе исследования, повышения требований к точности, достоверности и скорости измерений.
Возможны три уровня организации САЭИ, отражающие тенденции их развития (рис. 10.8). Рис. ! 0.8. Возмовсные структуры систем автоматизации эцспериментальиых исследова- ний. а, б, е — системы первого, птарата и траимта саатаатстаанна ураанань.ЭУ вЂ” акспарпмантальная 'установка; Д вЂ” датчнж УС вЂ” устройства сапря жанна; СПН вЂ” средства прадстанданнп ннформаднп; Н вЂ” нссладаьатааь; ЭИМ вЂ” ьпактранпан ны числительная мажнпа; УУ вЂ” упрааанюмаа уст. райстаа.
490 Оптимизация теалофизического экслсримснта . Решь 1О В снстеме первого уровня ЭВМ, используемая для обработки зкспервмевтальвой внформацян, непосредственно в нее не включена, в силу чего возможности такой свстемы ограничены. САЭИ второго уровня предполагает использование ЭВМ в автономном режиме обработки эксперяментальных данных, пйв котором ЭВМ осуществляет управление устройствами сопряжения. На третьем уровне весь комплекс аппаратуры строится как замкнутая автоматвческая снстемаь объедввяемая общей программой функцйовнроваввя.
В такой системе в задачу исследователя входят контроль за выполненнем программы эксперямевта, ее текущая корректировка я физическая нвтерпретацня результатов, получаемых с блока СПИ. Основные части САЭИ следующие: 1) экскеримскгалькая установка (ЭУ) †. предназначена для проведения опытов вад объектом нсследовавяя в определенных условиях, а также прв необходвмостн — для взмевенвя этих условий в сортветствнв с выбранным планом эксперяментвроваввя, т.
е дпя реалязацвв уп. равленвя экспервментом. Однако обязательным является налнчяе первячных взмернтельвых преобразователей датчиков, реагирующих своим чувствительным элементом ва взмененвя того влв иного физического параметра в преобразующего этн изменения в форму, удобную для последующего нспользованвя (обычно в электрический снгнал). Ясно, что данная часть САЭИ всегда спецналнзнроваяа я должна сгровться с учетом конкретных особенностей исследуемого объекта н способа экспернмевтвровання; 2) средства представления информации (СПИ) —, включают в себя стандартные яэыерятельные регвстрнрующне приборы, разлнчного рода световые табло, пульты н т.
и. В системах, нспользующйх ЭВМ. функции отображения, регвстрацвн в накопленвя внформацвн возложены, как правнло, на стандартные устройства ввода- вывода, запомянающве устройства, входящие в состав вычислительной машины; 3) устройства солрязсския (лреобразовакия икформации) (УС) — предназначены для обеспечення стыковкн всех составных частей сястемы я осуществляют такие операции, как усиленве в преобразованне масштабов аналоговых свгвалов, аналогоцифровые в цвфро-аналоговые преобразованяя, временное храненяе дайных в свг палов управлення, снвхроннзацню объема данных в т.
д. В САЭИ, базярукяцяхся на ЭВМ, подобные устройства составляют то, что называют электронным ннтер. фейсом, осуществляющим связь между ЭВМ, с одной стороны, н экспервмеятальной установкой, а'также дополнятельнымн средствами отображения, регистрации, накопления — с другой. Вследствие промежуточного положения, занимаемого устройсгвамя сопряжевяя в общей структуре САЭИ, к нвм предъявляются особые требовання в частя сочегання свойств'спецналнзацня н универсальности; 4) ЭВМ вЂ” центральный элемеат систем автоматизации зксаериментакьяых исследоеаяий. В настоящее время в САЭИ разлячвого назваченяя используются ЭВМ многих типов — от простейших настольных ялн встроенных непосредственно в взмерн'тельную аппаратуру до крупных вычнслнтельных комплексов.
В качестве базовых ЭВМ для САЭИ в настоящее время првнята серия малых ЭВМ (й 5.! (13]). Алгоритмическое н программное обеспеченве ЭВМ, входящях в САЭИ, состоят вз базовой н прикладной частей. В база. зое программное обеспечение входят операцвонные системы, управляющие ходом вычислений, вводом' н выводом данных в реальном масштабе времени. В базовое программное обеспечение входят также травсляторы, позволяющие общение с ЭВМ на языке высокого уровня (ФОРТРАН, АЛГОЛ в др.) (см. равд. б (13]).
тз.з.т. тРеБОВАния к РстРОнствяы СОПРЯЖЕНИЯ Поц уетройствамв сопряженна (влн, как еще называют, элекгрокяым интерфейсом) понимают техйнческве средства, обеспечнвающяв совместную работу раэлячнтй аппаратуры. Фактически интерфейс реализует идею совместямостн различных првборов, блоков, машан, делая возможным ях объединение н последующее нспользованяе как единого целого — в данном случае в виде свстемы азтоматвзацвп эксперимента. Выделяют ннформацяовную, шюктрвческую н конструктивную совместимость отдельных составных частей свстемы. Важаейшей нз нях является икформациоккая 'совместимость, позволяющая отдельным устройствам обмениваться информацией в соответствян с заданным алгоритмом функцвонвровання, а также разлнчнвамн служебнымн сигналами (командамн, адресамв я т.
и.). Требование информационной совместимости является дбязательяым для любого интерфейса, в то время как обеспеченве электрической я конструктивной совместимости не обязательно. Известно весьма большое число стандартов на ннтерфейс, отличающихся сферой основного Врнложенвз, разлячной степенью унвверсальности, техническими характернстякамн н т. д, В современных системах обработки информации, базирующихся на, ЭВМ, преобладает цифровая форма представления ннформацны Лаже для чисто аналоговых функцяональных устройств цифровые снгналы используются пря управлении этнмя устройствами, анализе нх состояния н другах вспомогательных операциях.
Именно поэтому в большинстве стандартов на нцтерфейс главное вняманяе обращено на обеспечение совмествмостя именно цвфровых элементов> обмен ввформацией между 491 Системы автоматизации экспериментальных исследований % 10.3 Уу1 Рис. 14).9. Внешний вмд крейта КАА(АК которымя пронсходит с помощью днскретных сигналов, кодов того или иного типа. Специфика систем автоматизации экспериментальных исследований накладывает свой отпечатая иа характер требований, предъявляемых к электронному интерфейсу.
Ои должен, в первую очередь, обеспе. чивать гибкость системы, т. е. возможность ее быстрой перестройки, замены отдельных устройств, оперативного язменеиия их хаактеристикн, подключения новых блоков, ля реализации этих требований современтные стандарты на интерфейс, ориентироваяные для целей преимущественного непользования в САЭИ, строятся с учетом принципов модульности, программной уп. равляемости и магистральиости. Модульность предусматривает выполнение отдельных элементов интерфейса, осуществляющих определенные функциональные преобразования, в виде закопченных функциональных модулей фиксированного назначения.
Совокупность таких модулей должна покрывать основную часть задач. сопряжения экспериментального оборудования н измерительной аппаратуры со всеми остальными частями САЭИ, включая ЭВМ. Программная унравл емосгь модулей или автономных устройств САЭИ означает такую нх схемную реализацию, которая дает возможность программным путем, с помощью определенного набора команд, подаваемых от специального управляющего блока или ЭВМ, изменять их конфигурацию, технические характеристики и алга- ритм функционирования. Тем самым программная управляемость элементов САЭИ позволяет оперативно изменять возможности всей системы в зависимости от конкретных требований эксперимента. Магистральный принци~ организации предусматривает наличие общей системы шин — магистрали, к' которой подключаются отдельные модули, устройства, а также, быть может, 'ЭВМ. Обращение к тому или иному из устройств системы осушеств.
лается путем адресации точно так же, как это делается в ЭВМ при обращении к оперативному запоминающему устройству. Естественно, что каждому устройству должен соответствовать;свой индивидуальный адрес. Наличие общей магистрали упрощает подключение новых модулей, дополнительных блоков, т. е, обеспечивает гибкость и мобильность САЭИ. екз.з.
стлндлгумып интнэеннс клмлк Стандартный интерфейс КАМАК' (6, 12) предназначен для широкого класса систем автоматизации эксперимента, обеспечивает решение задач измерения, обработки и управления экспериментальным оборудованием самого различного типа. Аппаратура на базе стандарта КАМАК широко применяется в исследовательских центрах как Западной Европы и США, так и СССР. Стандартом КАМАК гарантируется полная совместимость отдельных составных частей: конструктивная, энергетичес'кая, информационная.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
