Типы структурных схем систем автоматизации экспериментов

Структура системы автоматизации определяется:

- задачами, которые должна решать система, и

- конструктивными особенностями используемой аппаратуры.

Поскольку эти два основных фактора не могут жёстко определить структурной схемы, то появляется возможность разных решений.

От правильного выбора структурной схемы во многом зависят такие важные характеристики, как быстродействие, надёжность, гибкость структуры системы автоматизации.

Рассмотрим основные конфигурации систем автоматизации.

Наиболее простой является одноветьевая структурная схема:

Здесь к ЭВМ подключено внешнее устройство (ВУ), состоящее, например, из цепи последовательно соединённых преобразователей (датчик, унифицирующий измерительный преобразователь, АЦП, интерфейсный блок).

Как правило, ЭВМ имеет несколько входных устройств, к которым могут подключаться внешние устройства. В этом случае может быть построена радиальная структурная схема:

Если не предусматривается использование нескольких входных устройств ЭВМ, то в состав системы автоматизации вводится соответствующее устройство связи (УС), допускающее присоединение нужного количества ВУ.

Такое устройство связи может, например, состоять из коммутатора аналоговых сигналов, усилителя и АЦП.

Этот принцип реализован в локально-радиальной структурной схеме:

Если ЭВМ имеет каналы, но их число недостаточно для присоединения всех необходимых ВУ, то применима иерархическая радиальная структурная схема:

В настоящее время применяется большое количество различных видов магистральных интерфейсов. Они обеспечивают такие преимущества, как высокоскоростной обмен информацией, гибкость структуры, удобство программирования, высокую надёжность и т.д.

Магистральная структурная схема:

При объединении магистральных структур в многопроцессорную систему образуется иерархическая магистральная структурная схема:

Связь между ЭВМ осуществляется через межпроцессорные интерфейсные блоки МИБ, допускающие двусторонний обмен.

Магистрально-радиальная иерархическая структурная схема используется для присоединения к магистрали большого количества ВУ при ограниченном количестве их типов.

Однотипные ВУ соединяются с ЭВМ через специальные устройства сопряжения УС.

По такой схеме присоединяются группы однотипных измерительных устройств:

Возможны различные варианты кольцевых структурных схем.

Широкое распространение за последнее время получили сети связи для ЭВМ.

Пример сетевой структурной схемы:

Группы ЭВМ, разбросанные территориально, подключены к процессорам связи ПС, которые соединены между собой каналами связи.

С помощью такой сети любая ЭВМ может передать сообщение заданному адресату (другой ЭВМ).

Маршрут передачи сообщения будет зависеть от загруженности и исправности ПС и аппаратуры каналов связи.

Кольцевые структурные схемы имеют системы автоматического управления.

На рисунке показан один из простейших вариантов:

Информация от датчика Д (или датчиков) через измерительные преобразователи и интерфейсный блок ИБ поступает в ЭВМ.

ЭВМ вырабатывает сигналы управления, которые через интерфейсный блок подаются на исполнительные механизмы ИМ, осуществляющие с помощью регулирующих органов управляющие воздействия на объект управления ОУ.

Как видно из описания, для такой схемы характерно кольцевое распространение основной информации.

Описанные структуры ни в коей мере не исчерпывают всего многообразия существующих схем систем автоматизации экспериментов и испытаний, развитие и усовершенствование которых непрерывно продолжаются.

Дата добавления: 2014-01-05