ѕодпишитесь на наш Telegram-канал Ѕудьте в курсе последних новостей 👇 😉 ѕодписатьс€
ѕоддержим в трудное врем€ —пециальное предложение на техническую поддержку вашей »“ - инфраструктуры силами наших экспертов ѕодобрать тариф
ѕоставка оборудовани€ √аранти€ и помощь с настройкой. —кидка дл€ наших читателей по промокоду WIKIMERIONET  упить
»нтерфейс статистики Merion Mertics показывает ключевые диаграммы и графики по звонкам, а также историю звонков в формате, который легко поймет менеджер ѕопробовать бесплатно
¬недрение
офисной телефонии
Ўаг на пути к созданию доступных унифицированных коммуникаций в вашей компании ¬недрить
»нтеграци€ с CRM ѕомогаем навести пор€док с данными
и хранить их в единой экосистеме
ѕодключить
»“ Ѕезопастность ”мна€ информационна€ безопасность дл€ вашего бизнеса «аказать
«юзин ¬ладислав

10 минут чтени€

јвтоматизаци€ в классическом понимании совокупность технических, методических и программных средств, обеспечивающих процесс измерени€ без непосредственного участи€ человека. «адача автоматизации повышение эффективности проводимых измерений и их качество.

јвтоматизаци€ позвол€ет обеспечить:

  1. ƒиагностику состо€ни€ системы в режиме реального времени;
  2. ќбработку результатов измерений дл€ получени€ диагностической или прогнозирующей информации;
  3. »змерение и вычисление параметров быстропротекающих процессов;
  4. —нижение вли€ни€ помех на результат измер€емого параметра;
  5. —бор измерительной информации в местах, недоступных дл€ человека;
  6. ќдновременное измерение большого числа величин;
  7. ƒлительные, многократные измерени€;
  8. ѕовышение достоверности конечных результатов.

–азличают два уровн€ автоматизации:

  • „астична€ автоматизаци€. ќсуществл€етс€ в тех случа€х, когда стоит задача повышени€ качества измерений за счет освобождени€ оператора от рутинной работы, тогда простые автоматические устройства эффективно замен€ют его. Ёто не освобождает человека от участи€ в производственном процессе, но существенно облегчает его работу. “ехническим средством частичной автоматизации служит включение вычислительных средств (обычно микропроцессоров-ћѕ) в средство измерени€ (—»).
  • ѕолна€ автоматизаци€. ¬ысша€ ступень автоматизации, котора€ повышает качество измерений за счет исключени€ человека-оператора из процесса измерений. “ак как в силу физиологических возможностей человек не способен с необходимой скоростью обрабатывать информацию. “ехническим средством полной автоматизации €вл€етс€ информационно-измерительна€ система (»»—).

‘ункции микропроцессоров при частичной автоматизации

  1. ћикропроцессоры позвол€ют автоматизировать процесс управлени€ цифровыми измерительными приборами. — помощью средств измерени€ (—»), в которые включены микропроцессорные системы достигаетс€:
  2. ћногофункциональность приборов возможность одним —» измерить несколько параметров;
  3. ”величение точности и надежности приборов;
  4. –асширение измерительных возможностей данных приборов за счет проведени€ различных измерений;
  5. ѕростота в управлении прибором;
  6. ¬озможность получени€ математических функций из изме­ренных значений;
  7. Ёкономичность аппаратуры;
  8. ¬озможность объединени€ набора приборов в из­мерительно-вычислительный комплекс;
  9. ”меньшение погрешностей за счет вы€влени€ и исключени€ грубых и систематических погрешностей;
  10. ѕрощенное включение —» в »»—.

»нформационно-измерительна€ система

ќсновной причиной создани€ информационно-измерительных систем €вл€етс€ необходимость контролировать/измер€ть одновременно большое количество физических величин, многие из которых должны измер€тьс€ одновременно. — помощью »»— можно решать задачи, которые нельз€ решить с помощью других средств измерени€, такие как:

  1. ¬озможность обеспечивать наиболее высокий уровн€ автоматизации процесса измерений
  2. ¬озможность обеспечивать высокую достоверность получаемых результатов
  3. ¬озможность получени€ высокоинформативной и удобной индикацию
  4. ¬озможность хранени€ результатов измерени€.

Ќа рисунке 2.1 в общем виде структура »»—. ¬ данной структуре все —» цифровые и управление этими приборами осуществл€етс€ командами в цифровом виде, передаваемыми по лини€м интерфейса. јвтоматизаци€ аналоговых систем сложнее, дл€ аналоговых —» схема »»— должна дополн€тьс€ ј÷ѕ и ÷јѕ.

—труктура »»— в общем виде

Ќа рисунке 2.1. обозначено:

—плошными лини€ми изображены функциональные св€зи, пунктирными интерфейсные;

- приборы воздействи€ на объект измерени€ (измерительные сигналы, вид которых и их параметры задаютс€ контроллером (¬”) и управл€ющие команды передаютс€ по лини€м интерфейса (показаны пунктиром);

- коммутаторы, управл€емые контроллером;

- измерительные приборы, измер€ющие результат прохождени€ измерительных сигналов от приборов воздействи€ через объект измерени€;

”– устройства регистрации (принтер и т.п.).

»»— могут быть достаточно сложными устройствам, которые должны в зависимости от решаемой задачи иметь возможность переконфигурироватьс€.  ак показывает практика, такие системы могут эффективно и надежно функционировать только если они стро€тс€ поблочно - модульному принципу. ƒл€ реализации этого принципа необходимо использовать стандартный интерфейс.


—тандартные интерфейсы дл€ измерительных систем

ƒл€ каждой »»— необходимо создавать свои уникальные аппаратные и программные средства. ƒл€ их разработки требуетс€ много времени, квалифицированные специалисты и высока€ надежность, котора€ не может быть обеспечена в неспециализированных услови€х производства. јльтернативой индивидуальному способу построени€ »»— €вл€етс€ блочно-модульный способ, который можно осуществить только при использовании стандартного интерфейса. ¬ данном случае стандартный интерфейс это система сопр€жени€, включающа€ аппаратные и программные средства, дл€ которых регламентированы три группы условий: информационные (логические), электрические и конструктивные. “акой интерфейс позвол€ет агрегатировать устройства, вход€щие в »»—, без изменений и доделок.


»нформационна€ совместимость

—огласование входных и выходных сигналов, исход€ из их спектра изменени€, пор€дка обмена сигналами. »— определ€етс€ унификацией измерительных сигналов и способов их передачи. ”нификаци€ измерительных сигналов означает, что их параметры не могут быть отобраны произвольно, но должны отвечать требовани€м стандарта дл€ таких сигналов, которые прин€тые дл€ этой системы. ”слови€ совместимости информации вли€ют на объем и сложность схемотехники и ѕќ.


Ёлектрическа€ совместимость

—огласованность статических и динамических параметров электрических сигналов, учитывающих ограничени€ на пространственное устройство интерфейсов и техническое внедрение приемки и передачи элементов. Ёлектрические услови€ совместимости вли€ют на основные параметры интерфейса - скорость обмена данными, максимальное количество подключенных устройств, их конфигурацию и рассто€ние.


 онструктивна€ совместимость

—огласованность конструктивных параметров интерфейса, обеспечивающа€ механический контакт электрических соединений и механической замены съемных элементов, блоков и узлов. ”слови€ совместимости по конструкции определ€ют типы соединителей, конструкцию кабельного соединени€, печатной платы, рамы и стойки. ќбъЄм конструктивных особенностей дл€ разных интерфейсов может сильно отличатьс€. “ак дл€ интерфейса ћЁ  это конструкци€ только разъЄмов, а дл€ интерфейса  јћј  конструкци€ шкафов, разъЄмов, €чеек, каркасов, положени€ €чеек в каркасах.

ќбычно в стандарт на интерфейс входит и структура (топологи€) соединени€ приборов »»—. —уществует три основных структуры:

  • цепочечна€;
  • магистральна€;
  • радиальна€;
  • в некоторых »»— (обычно в иерархических системах) используетс€ комбинаци€ из некоторых структур. Ќа рис.2.2 приведены эти структуры.
 омбинированна€ структура дл€ трех уровней иерархии

Ќа рисунке 2.2 комбинированна€ структура показана дл€ трех уровней иерархии. Ќа самом высоком уровне используетс€ радиальна€ структура, во втором магистральна€ и в самом низком цепочечна€. «десь обозначено:

блоки радиальной структуры и в качестве п€того блока радиальной структуры входит контроллер магистральной структуры;

блоки магистральной структуры, в которую и входит контроллер нижнего уровн€;

блоки цепочечной структуры вместе с контроллером, который одновременно €вл€етс€ блоком структуры второго (магистральной) второго уровн€.

¬ыполнение всех трех условий интерфейса необходимо, но этого недостаточно дл€ обмена данными между устройствами и их взаимного сопр€жени€. ƒл€ работы системы должны быть определены интерфейсные функции, которые позвол€ют устройствам выполн€ть операции св€занные с обменом информации такие как : прием и передача сообщений, распознавание адреса и подключение к лини€м интерфейса, в определенной последовательности.

»нтерфейсна€ функци€ заключаетс€ в обеспечении передачи данных, в том числе информации о состо€нии прибора. Ёта функци€ об€зательна дл€ любого прибора источника.

‘ункции интерфейса обеспечивают совместимость различных устройств без ограничени€ возможности работы других устройств в системе. “ак называютс€ функции, которые устройства чаще всего выполн€ют фундаментальные. ќбсудите их:

  • ѕодготовка и получение информации (осуществл€етс€ источниками и получател€ми информации);
  • ƒанные передают контроль (функцию контроллера)
  • —огласование источника информации (осуществл€етс€ с помощью исходного устройства или контроллера);
  • —огласование информационного приемника (выполн€етс€ устройством приемника или контроллером).

‘ункции контроллера могут выполн€тьс€ несколькими устройствами в системе, основные из которых необходимо выполн€ть дл€ обеспечени€ совместимости информации, определ€ютс€ организацией пользовательского интерфейса.  анал управлени€ - это назначенные функции выбора информационного канала, синхронизации обмена обучением информации, координации взаимных действий, а канал информации - функции буферного хранени€ информации и т.д.

ѕри выборе информационного канала задаетс€ значение производительности процесса взаимных действий элементов системы. —уществует несколько процедур отбора: »нициаци€ вопроса, выбор вопроса приоритета и вы€вление вопроса.

—инхронизаци€ обмена информацией обеспечивает временную координацию процессов между функциональными устройствами системы.

 оординаци€ определ€ет набор процедур дл€ организации и контрол€ за процессом взаимных действий системных устройств. ќперативные координационные операции - адаптаци€ дл€ взаимной поддержки, контроль взаимных действий, передача надзорных функций.

»нтерфейсный информационный канал предназначен дл€ выполнени€ обмена информацией и функции преобразовани€.

ќсновными процедурами функции обмена €вл€етс€ подготовка и получение информации из регистров системных компонентов. ќсновные процедуры функции преобразовани€ должны преобразовывать серьезный код, чтобы уравн€ть код, и наоборот; кодирование преобразовани€ информации; декодирование команд, адресов; логические действи€ над статусом сохран€ют содержимое.

–ассмотрим пример стандартного интерфейса ћЁ .


—тандартный интерфейс ћЁ 

–азработчиком интерфейса прибора €вл€етс€ Hewlett-Packard (—Ўј), он был представлен под торговой маркой HP-IB (Hewlett-Packard Interface Bus) и использовалс€ дл€ сопр€жени€ устройств (рис. 2.3). ѕозже он был стандартизирован во многих странах мира.

—труктурна€ схема »»— приборно-модульного типа, построенна€ на основе интерфейса IEC 625.1

ƒанна€ структура состоит из трЄх групп модулей - измерени€ оборудовани€ (—»); »нформационное оборудование; вспомогательные аппараты.   шине KOѕ подключаютс€ следующие единицы измерени€: коммутатор (K); ћетр частоты электронного счета (); осциллограф (ќ—); ÷ифровой вольтметр (¬); √енератор сигнала () и ѕ .

ќни соедин€ютс€ с основной линией интерфейсными приставками (интерфейсными модул€ми, интерфейсными картами), которые обеспечивают "перевод" информации с €зыка модул€ на €зык ствола и наоборот.

—твол интерфейса состоит из 16 информационных линий, которые сгруппированы в 3 шины.

—инхронизационна€ шина предназначена дл€ координации операции источника и приема во врем€ обмена информацией и состоит из трЄх линий:

  • ќбслуживание данных - SD (NAV);
  • √отовность к приему - PU (NRED);
  • ѕрин€тые данные - Ќƒј .

ѕри синхронизации источник информации, если убедитс€, что приЄмник готов к приЄму сигнала GP, будет передавать байт данных, при этом сопровожда€ сигналом (SD).

убедившись, что приЄмник готов к приЄму (сигнал GP), передает байт данных, сопровожда€ его сигналом SD. ѕриемник их по очереди первых постановок GP делает сигналы, а затем сигнал ƒѕ.

- ”правл€юща€ шина имеет п€ть линий:

  • "”правление" (ATN) - сигнал производитс€ контроллером и €вл€етс€ признаком передачи данных со-св€зи интерфейса (команды или адреса) на шине;
  • " онец передачи" (EOI) - на этой линии передаЄтс€ сигнал об окончании обмена;
  • "«апрос на обслуживание" ("") - указывает контроллеру, что в системе есть запрос на обслуживание;
  • "ясный интерфейс" (IFC) - сигнал производитс€ контроллером и обеспечивает интерфейс в первоначальном положении;
  • ѕульт управлени€ (–≈Ќ) - сигнал производитс€ контроллером, блокируетс€ ручное управление устройством и монтируетс€ управление устройством и управление основной линией. ¬ DPC наход€тс€ восемь Ћƒ0...... “акже передаютс€ линии Ћƒ7, по которым поступает информаци€ - „ерез информационные линии, сообщени€ интерфейса, с-в-д адреса модулей и команд. јдрес модул€ или код команды не отображаютс€ в строках, а код - это Ћƒ0-Ћƒ4 дл€ команды Ћƒ5-6.

’арактеристика интерфейса

  1. ћаксимальное количество модулей в интерфейсе без использовани€ до полноценных вспомогательных устройств - 15.
  2. ѕередача команд и информации через информационный шину "асинхронна€" и "двусторонн€€" - 1MB/s.
  3. »нтерфейс обеспечивает отрицательную логику, а уровни сигналов соответствуют уровн€м транзисторной логики транзистора (TTL).
  4. ’арактер направлени€ централизован (1 уровень центрации).
  5. —истема раздельной шины - управление и информационные сигналы.
  6. ѕор€док обмена: бит - параллельный, байт - последовательный.
  7. ќрганизаци€ системы шины - магистральное.
  8. Ќерегламентированна€ конструкци€, позвол€ющий использовать любой инструмент.
  9.  омпьютер выполн€ет одну из трех функций: чтение измерений происходит из модулей приборов, передача команд дл€ обмена параметрами работы модулей приборов, организовыва€ обмен между модул€ми. √лавным режимом работы таких модулей €вл€етс€ непрерывное освидетельствование основной магистрали. ≈сли модуль обнаруживает необходимую информацию (по нужному адресу), он вступает в операцию и получает или передает информацию.

«аключение

  1. Ќеобходимость решени€ практических задач диагностики и измерени€ в сложных системах привели к необходимости автоматизации измерений. Ќакоплен большой опыт разработки и эксплуатации информационно-измерительных систем.
  2. —овременна€ телекоммуникационна€ система €вл€етс€ сложной системой, включающей разнообразные приборы и среду передачи информации. ƒл€ диагностики таких систем разработаны и широко используютс€ системы автоматического мониторинга (—јћ), которые по назначению и принципам построени€ €вл€ютс€ частным случаем »»—. ѕрактический интерес представл€ет анализ существующих —јћ с точки зрени€ использовани€ в них опыта разработки »»—, которые были разработаны и используютс€ намного раньше.