Информационно-вычислительные системы (ивс)

Рис. . Структура информационно-вычислительной системы.

Структура отличается от универсальной ЭВМ тем, что имеет систему ввода первичных параметров, число которых может быть большим (100 и более).

Каждый параметр обрабатывается, запоминается отдельно и привязан к реальному времени измерения. Как правило, ИВС выполняют на стандартных вычислителях, добавляя лишь систему ввода ЭВМ. В результате расширяется область использования вычислителей.

Стандартно выпускаются промышленностью.

Наиболее общий класс измерительных систем универсального применения. Программная перестройка позволяет применять систему для выполнения различных функций: контроля, диагностики, управления, значительно реже такие системы настраиваются на реализацию логических функций. ИВС строятся на основе серийных ЭВМ с добавлением стандартных моделей ввода и вывода и соответствующего рабочего программного обеспечения.

2. Обобщенная модель ИИС

Не смотря на многообразие выполняемых функций для произвольной измерительной системы, возможно, представить некую общую модель структурно (по блокам).

Разнообразие значительно, следовательно, в основе модели функциональный подход, то есть перечень тех функций (задачи), которые выполняет любая функциональная система. От функциональной системы можно перейти и к составу (аппаратной части системы).

Рис. . Обобщенная модель ИИС.

Произвольная информация λ_i – электрические сигналы (ток, напряжение), неэлектрические величины (температура, давление) в подсистеме получения информации преобразуются в электрическое напряжение номинального диапазона. Это наиболее переменная составляющая в системе. Разнообразие входной информации определяет и разнообразие первичных преобразователей. Желательно применять такие преобразователи, которые формируют цифровой код, либо входное напряжение, которых соответствует динамическому диапазону АЦП. Если такое не наблюдается, ставят промежуточные усилители, которые измеряют границы входного сигнала до требуемых. Операция кодирования – это представление аналоговой величины цифровым кодом.

д воичный→ помехоустойчивый код

код Грэя

ЧИК

Задача кодирования определяется тем, что последующие преобразования информации выполняются, как правило, на ЭВМ. На сегодня современных аналого-цифровых систем не выполняют.

Основная причина перехода к цифровой форме представления – требуемая точность результатов и возможность хранения на магнитных оптических носителях, представление твердых копий документа. В реальных системах подсистема получения и кодирования заканчивается цифровыми преобразователями.

Подсистема передачи информации обязательна в случаях, когда обработка, запоминание производится в другом месте на расстояние, от подсистемы получения информации – в распределенных объектах.

В минимальной сложности подсистема передачи сводится к линиям связи (каналы связи). Если используется проводная линия – рекомендуют передавать сигнал в токовых посылках – уровнем тока. При передаче уровнем напряжения велика вероятность изменения за счет внешних помех.

Если расстояние значительное применяют в качестве канала связи:

1. линии;

2. телефонные коммутируемые линии;

3. телефонные выделенные линии;

4. радиоканал.

Для передачи по линиям необходимую информацию представленную кодом необходимо преобразовать в помехоустойчивый код.

• Код Хэмминга – во всех компьютерах

• Контроль по четности

• БЧХ

• Циклический код СRC

Подсистема приема и выделения информации возвращает принятый помехоустойчивый код в его исходную первичную форму. В ней производится анализ на возможную ошибку и исправление этой ошибки, если она появляется (коды Хэмминга).

Выход сигнала после выделения поступает в вычислитель – две подсистемы: подсистема запоминания и обработки и подсистема отображения.

Обычно информация передается в виде количественных параметров – отсчетов, однако если использовать разностное представление эта подсистема должна восстановить истинное значение измеренных величин – восстановить характеристики. Любая величина дискретная, промежутки времени различны между отсчетами. Вычислитель должен интерполировать принятые значения в промежутках – восстановить непрерывную кривую. Восстановление – с помощью полиномов (квадратичных).

Обработка информации сводится к анализу достоверности результатов отбраковки нереальных случайный результатов. Вычисление характеристик принятых зависимостей. Результаты отработанной информации представляются для документирования и визуального контроля различными средствами: на печать, в виде графиков, в виде таблиц, в виде функций (через полиномы), в виде гистограммы распределения.

Подсистема отображения может учитывать расхождение номинальных значений измеренных параметров от истинных – контролировать с соответствующей индикацией (опасно, авария). Наиболее информативной считается мнемосхема – стилизованное представление объекта контроля возле каждого элемента, которого отображается цифровая или графическая информация о текущих параметрах. Мнемосхема может быть выполнена на отдельном большом экране – перед диспетчером, либо на экране монитора перед дежурным.

Особенности систем с мультиплексом

Система с мультиплексом – многовходные ИИС, имеющие один канал, по которому информация пересылается дальше.

Рис. . Схема сравнения входного сигнала с эталонным уровнем.

Схема сравнения входного сигнала с эталонным уровнем. Эталонный уровень изменяется ступенчато. Каждая ступень свой двоичный код: 1 ст. – 1; 2ст. – 2 и т.д. Цикл измерения занимает время Т_изм, за которое эталон последовательно изменяется с 0 до U_max. В произвольный момент времени схема сравнения при равенстве эталона и входного сигнала выдает сигнал на мультиплексор, который и передает соответствующий двоичный код. Особенность время измерения зависит от величины входного сигнала, но не превышает полного цикла измерений. Погрешность по всем каналам одинакова. Динамический диапазон всех входных сигналов должен быть одинаков (усилители).

Ввод информации в ЭВМ

1. Типовые способы ввода. Роль интерфейсных схем.

2. Система САМАС (КАМАК)

3. Интерфейс КОП