Вопрос 160 Цифровые средства обработки информации в САиУ. Промышленные периферийные устройства.

В современных условиях имеется устойчивая тенденция увеличения доли цифровых методов обработки, передачи и хранения информации. Под такими цифровыми методами понимаются все методы, которые связаны с преобразованием информации в цифровую форму для последующей обработки с использованием компьютерной техники. Только использование перепрограммируемых и универсальных устрой ств обеспечит будущее технических средств автоматики. Причё м не специальных программируемых устрой ств, а более- менее универсальных, переконфигурируемых.

На этом этапе произошло разделение путей развития на две линии:

1) на основе универсальных ЭВМ - это такая архитектура вычислительных средств и программного обеспечения, которая позволяет единообразно решать большинство возникающих технических задач, включая задачи сопряжения с ЭВМ широкой номенклатуры внешних устрой ств, дачтиков. Следует иметь в виду, что использование ЭВМ общего назначения упрощает и ускоряет процесс разработки стандартного проекта в области автоматизации, однако, конечное решение обычно не оказывается оптимальным ни в смысле технических требований надё жности, ни в смысле экономической эффективности.

2) на основе более простых ЭВМ, но зато более оптимизированных для требуемой задачи и поэтому не уступающих в эффективности при использовании в рамках именно этой задачи. Это ЭВМ, имеющие функциональные возможности и конструктивные особенности, позволяющие использовать их для эффективного решения ограниченного класса задач в определё нных условиях окружающей среды. Отличия от ЭВМ общего назначения могут быть разнообразными, например процессор со специальной (эффективной в конкретном случае) системой команд. Типичный пример - процессоры цифровой обработки сигналов (DSP), эффективные в задачах цифровой фильтрации в составе комплекса обработки данных ультразвуковой локации.

За счё т этого удаё тся: повысить надё жность; снизить стоимость; повысить быстродей ствие;

Вычислительный комплекс (ВК) - это комплекс средств ВТ, решающий прикладную задачу. В ВК могут входить разнородные компоненты. Обычно приходится применять специализированные вычислительные средства: или (проблемно-ориентированные) специализированные ЭВМ и ВК для оптимизации окончательного решения при проектировании САиУ.

Другой примером специализированной ЭВМ в составе ВК является, совокупность нижнего и среднего уровней системы автоматизации на основе соответственно локальных контроллеров и ПК.

Современные проекты объединяет следующее - для их создания широко использованы готовые аппаратные и программные технологии открытого типа, ранее широко апробированные и стандартизованные на рынке общепромышленных гражданских приложений.

В САиУ обычно имеется большое количество разнообразных датчиков и преобразователей информации физических величин таких, как температура, давление, расход жидкостей, скорость и т.п. Эти датчики преобразуют исходную физическую величину в некоторую стандартную величину, например, стандартный диапазон напряжения (0-1В.). В дальней шем встаё т задача преобразования этой промежуточной величины в цифровую форму. В последнее время появилось и стремительно развивается новое поколение датчиков, в которых имеются встроенные контроллеры, осуществляющие такое преобразование. Такой интеллектуальный датчик сам становится элементом вычислительной̆ сети. Он становится микро-эвм, поддерживающей̆ сетевой протокол и передающей̆ данные уже в преобразованном в цифровую форму виде. Часто в контроллере такого датчика производится предварительная цифровая обработка сигнала, например, коррекция систематической погрешности преобразователя, предварительная фильтрация случай ных помех, а также контроль работоспособности. Среди датчиков появляются такие, в которых преобразование происходит непосредственно в цифровую форму, причё м, непосредственно подготовленную к передаче по каналу связи.

Так же могут быть устроены и другие составные части САиУ. Цифровыми и интеллектуальными (со встроенными микроконтроллерами) могут являться исполнительные устрой ства, каналы связи, задатчики воздей ствий, фильтры и т.п. Кроме перепрограммируемости, это даё т повышение надё жности за счё т гибкости конфигураии.

Промышленные периферийные устройства – это модули ввода-вывода информации, применяемые в составе промышленных компьютеров как на основе универсальных ЭВМ, так и на основе специализированных ЭВМ. Они предназначены для организации информационного обмена между измерительными преобразователями, входящими в состав САиУ, управляющей ЭВМ и исполнительными устройствами. Примером таких промышленных периферийных устройств являются продукты компании L-CARD. Универсальные платы ввода-вывода (АЦП/ЦАП) на шины PCI и ISA используются для автоматизации измерений, для создания автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Могут применяться для цифровой обработки сигналов, промышленной автоматизации, управляемого эксперимента, оцифровки аналоговой информации, в составе промышленных контроллеров.