Информационно-измерительные системы. Виды ИИС и общие принципы их проектирования

ИИС - совокупность функционально-объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств получения измерительной информации, её преобразования, обработки в целях предоставления потребителю (в том числе ввода в АСУТП - автоматическая система управления технологических процессов) в требуемом виде, либо в целях автоматического осуществления логических функций измерения, контроля, диагностики и идентификации.

В зависимости от выполняемых функций ИИС делятся на следующие виды:
- Измерительные системы (ИС);

- Системы автоматического контроля (САК);

- Системы технической диагностики (СТД);

- Телеизмерительные системы (ТИС);

- Системы распознавания образцов (СРО);

По области применения ИИС делят на группы:

− для научных исследований;

− для испытаний и контроля сложных изделий;

− для управления технологическими процессами.

По способу комплектования:

− агрегатированные;

− неагрегатированные, состоящие из компонентов, специально

разработанных для конкретных систем.

Агрегатированные ИИС, как правило, включают универсальное

ядро - ИВК, на основе которого, используя датчики различных физических

величин можно строить ИИС различного назначения.

По структурным признакам:

− системы параллельно-последовательной структуры. Основным признаком

такой структуры служит наличие ИК циклически коммутируемого с

множеством датчиков;

− системы параллельной структуры, включающие множество одновременно

работающих каналов, выходные системы которых преобразуются

функциональным единым преобразователем и обрабатываются в одном

вычислительном устройстве.

Создаваемая ИИС должна обеспечивать достижение поставленных перед ней целей. Эти цели могут быть достигнуты различными способами. Поэтому должны быть определены критерии сравнения различных вариантов — количественные показатели качества ИИС.

Основным показателем качества ИИС как СИ, отражающим ее назначение и специфику конкретного применения, является показатель достоверности выдаваемой информации. Для измерительных систем (включая статистические) показателем достоверности, как и для всех СИ, является погрешность измерения или неопределенность результата измерений. Для систем контроля и систем распознавания образов достоверность принимаемых решений характеризуется вероятностями ошибок. Более сложна оценка достоверности результатов, выдаваемых системами технической диагностики и системами идентификации. Однако она тоже сводится к некоторым вероятностным характеристикам.

При проектировании ИИС, как и систем любого другого вида, необходимо руководствоваться системотехническим подходом. При этом следует иметь в виду, что ИИС представляет собой некоторую иерархическую структуру, верхним уровнем которой является вычислительное устройство, а нижним — первичные измерительные преобразователи, контактирующие с ИО. При наличии обратной связи передача информации происходит не только от нижних уровней к верхним, но и в обратном направлении. На промежуточных уровнях также могут находиться микропроцессорные вычислительные устройства. Иерархичность многовходовых (многоканальных) ИИС очевидна, но даже простейшие одноканальные ИИС имеют структуру, которую можно считать иерархической. При этом следует различать два вида иерархических структур:

- функциональную структуру (датчики, вторичные преобразователи, каналы связи, центральная ЭВМ);

- конструктивную структуру (система, блок, плата, элемент).

Организация структуры сложных технических систем должна исходить из нескольких общих принципов.

Принцип сочетания системности и агрегирования

Этот принцип является основным в создании систем и предполагает обязательный учет двух факторов. Во-первых, система рассматривается как единое целое со своими функциональными, информационными и конструктивными связями и показателями. Во-вторых, образующие систему элементы, сохраняя определенную автономность и заменяемость, должны быть совместимы: конструктивно, информационно (уровни входных и выходных сигналов, интерфейсы), по характеристикам питания, условиям эксплуатации и т. д.

Дата добавления: 2015-01-03