Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
396
Дисплей
Оператор
Рис. 4.158. Блок-схема универсальной АИС
• обработка записанных на жесткий диск данных с помощью методов цифровой обработки сигналов для изучения состояния физических объектов и исследования протекающих процессов;
• графическое представление регистрируемой информации и результатов анализа;
• хранение экспериментальных данных и результатов обработки.
Частотный диапазон сигналов, количество параллельных информационных
каналов и динамический диапазон сигналов на входе определяют технические требования к системе. Технические требования являются основными исходными данными при выборе структуры измерительной системы и разработке алгоритмов ввода многоканальных аналоговых сигналов в персональный компьютер. Типовые требования к аппаратным средствам АИС:
количество синхронных входных каналов................... 16
частотный диапазон входных сигналов, Гц.......... 10-30000
397
разрядность АЦП/ЦАП, бит............
время преобразования АЦП, мкс.......
порт ввода-вывода, бит ТТЛ..........
динамический диапазон по входу, дБ
12-16
2,5-10
60-80
8
Программное обеспечение АИС должно выполнять следующие функции:
- настройка параметров и запуск процедуры сбора данных;
- запись собираемых данных в оперативную память или на жесткий диск с отображением характера регистрируемых сигналов и временного изменения параметров на экране дисплея;
- графический пользовательский интерфейс со средствами функциональной помощи;
- реализация вычислительных алгоритмов цифровой обработки сигналов с отображением результатов комбинированными средствами представления информации;
- выполнение калибровки передаточных характеристик физико-информационных преобразователей и аналоговых цепей;
- поддержка базы экспериментальных данных о характеристиках объектов испытаний (или исследуемых явлений).
При разработке программного обеспечения используются следующие принципы: модульность, использование объектной метафоры в управлении, унификация связей, разделение программ управления, графической поддержки, обработки и доступа к базе данных.
Типы автоматизированных информационных систем. Напомним, что автоматизированной информационно-измерительной системой (АИС) принято называть совокупность технических средств и программного обеспечения, предназначенных для информационного обслуживания пользователей АСУ технологических процессов и других технических, социальных и экономических объектов. В состав технических средств АИС входит оборудование для ввода, хранения, преобразования и вывода данных, в том числе вычислительные машины (ВМ) или компьютеры, устройства сопряжения ВМ с объектами, аппаратура передачи данных (коммуникационное оборудование) и линии связи. Программное обеспечение (программные средства) — совокупность программ, реализующих возложенные на систему функции (различают системное и прикладное).
Функции АИС состоят в выполнении требуемой обработки данных: ввода, хранения, преобразования и представления. Примерами АИС являются вычислительные системы для решения научных, инженерно-технических, пла-ново-экономических и учетно-статистических задач; автоматизированные системы, применяемые в управлении технологическими процессами, предприятиями и отраслями народного хозяйства. Сюда же относятся системы автома-
398
•газированного и автоматического управления технологическим оборудованием и техническими объектами; системы реального времени (транспорт, мониторинг); информационно-измерительные системы и др. Основа АИС — это технические средства, так как их производительностью и надежностью в наибольшей степени определяется эффективность АИС.
Одномашинные однопроцессорные АИС. Исторически первыми и до сих пор широко распространенными являются одномашинные АИС, построенные на базе единственной ВМ с традиционной однопроцессорной структурой. К настоящему времени накоплен значительный опыт проектирования и эксплуатации таких АИС, и поэтому создание их, включая разработку программного обеспечения, не вызывает принципиальных трудностей. Однако производительность оказывается удовлетворительной не для всех приложений. Повышение производительности и надежности ВМ обеспечивается в основном за счет совершенствования элементно-технологической базы. При любом уровне технологии нельзя обеспечить абсолютную надежность элементной базы, и поэтому нельзя для одномашинных АИС исключить возможность потери работоспособности. Таким образом, одномашинные АИС не в полной мере обеспечивают надежную автоматизацию обработки данных.
Вычислительные комплексы. Начиная с 60-х годов, для повышения надежности и производительности АИС несколько ВМ связывались между собой, образуя многомашинный вычислительный комплекс.
В ранних многомашинных комплексах связь между ВМ обеспечивалась через общие внешние запоминающие устройства — накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) или магнитных лентах (НМЛ) (рис. 4.159), то есть за счет доступа к общим наборам данных. Такая связь называется косвенной, и оказывается эффективной только в том случае, когда ВМ взаимодействуют достаточно редко, например, при отказе одной из ВМ или в моменты начала и окончания обработки данных. Более оперативное взаимодействие ВМ дости-
