Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



гпава пятая

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

В предыдущих главах книги рассматривались метоДы измфения разнообразных электрических и неэлектрических величин и построение измерительных приборов, реализующих эти методы. Данная глава посвящена более сложному разделу измерительной техники, связанному с построением не отдельных приборов, а измерительных систем. Система объедштяет множество приборов и преобразователей, каждый из которых выполняет относительно простые функции. При этом она представляет собой не просто cjMy независимых приборов, а объединение взаимосвязанных приборов, участвующих совместно в выполнении некоторой сложной функции или ряда функций. Для системы характерно автоматическое выполнение всех функций, начиная от сбора информации и кончая ее отображением или вводом в ЭВМ.

Измфительные системы представляют собой разновидность более широкого класса систем, получившего общее название информационных систем. Информационные системы решают круг задач, связанных со сбором, переработкой, передачей, хранением, поиском и вьщачей разнообразной информации человеку. Те из информационных систем, которые предназначаются для получения и обработки измерительной информации, получили название измфительных информационных систем (ШС).

Согласно ГОСТ 8.437-81 информационно-измерительная система -это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю в требуемом виде либо автоматического осуществления функции контроля, диагностики, идентификации.

ИИС собирает информацию на объекте, обрабатывает ее и передает на расстояния. Далее информация о значениях измеряемых величин или о результатах их обработки используется в темпе ее получения для опфативного управления объектами или накапливается с целью последующего формирования тех или иных характеристик объектов, сводных статистических сведений и др. Но и в тех случаях, когда информация не используется для оперативных Действий в темпе ее получения, конечная цель ее сбора, как правило, заключается в том, чтобы прямо или косвенно способствовать активной деятельности человека.



Если ИИС представляет измерительную информацию человеку, то она в конечном итоге должна бьпь выражена в форме, воспринимаемой органами чувств - зрением, в первую очередь, и слухом, во вторую очередь. Визуальное воспроизведение возможно в аналоговой или цифровой форме с помощью показывающих или регистрирующих приборов. Показывающие приборы применяются, когда информация используется человеком непосредственно в темпе ее получения. Регистрирующие приборы применяются, когда шфopмaция предназначается для последующего использования. При этом, как правило, интерес представляет изменение измеряемых величин во времени , так что регистрирующие приборы выдают при аналоговом воспроизведении двухкоор-динатные кривые (по одной координате - время, по другой - измеряемая величина) при цифровом воспроизведении - таблицы, в которых каждому дискретному значению измеряемой величины соответствует значение времени.

Если шфopмaция поступает в регулирующие или управляющие устройства, в ЭВМ или в устройства долговреметшого хранения, то она представляется на выходе 14ИС в виде электрических сигналов - аналоговых или цифровьк. При этом те данные, которые предназначаются не для оперативного использования в темпе их получения, 3anoMraia-ются вместе с координатами времени, вводимыми в устройства хранения также в виде цифровых электрических сигналов.

Существует несколько разновидностей ИИС.

Измерительные системы. Их функция состоит в получении количественной информации о значениях физических величин путем прямых, совокупных, косвенных измерений.

Системы автоматического контроля. Их функция состоит в установлении соответствия между состоянием объекта и заданной нормой и в выработке суждения о данном или (и) .о будущем состоянии объекта. С помощью таких систем измеряются физические величины, характеризующие состояние объекта, и результаты измерений сравниваются со значениями, принятыми в качестве нормы. При этом промежуточные результаты измерений, используемые для выработки суждений, могут и не поступать на выход системы. С этой точки зрения контроль является операцией"сжатия"данных, устранения ненужных в данном случае сведений об объекте. Для выработки суждения о будущем состоянии объекта система контроля должна выполнять прогнозирование на основе сведений о предыдущих состояниях объекта, полученных в ходе измерений, а также на основе его динамических характеристик, известных благодаря проведенным ранее исследованиям.

Системы технической диагностики. Их функция состоит в контроле состояния различных технических устройств, в том числе устройств автоматики, вычислительной техники, радиотехники, в обнаружении их отказов и определении неисправных элементов. Для таких систем характерно применение специальных методов поиска неисправностей. 246



Системы опознания образов. Их функция состоит в определении соответствия между исследуемым объектом и заданным образом Образом могут бьпъ "человек", "буква А", "цифра 8", "нормальное состояние объекта контроля" и т. п.

Особое место среди ИИС занимают телеизмерительные системы, функции которых обычно такие же, как у измерительных систем и систем автоматического контроля. Однако они имеют существенную особенность: в них информация о значениях измеряемых величин передается на большие расстояния - от сотен метров до тысячи километров. Для передачи по протяженным проводным или радиоканалам связи применяются специальные преобразования сшналов, рассчитанные на достижение достаточной точности и достоверности, несмотря ;на искажения под действием помех, а также на подключение большого числа источников и приемников информации к одному каналу. При этом на выбор технических решений существенно влияет ограниченная пропускная способность каналов связи.

ИИС может существовать и использоваться самостоятельно, но может и входить как составная часть в более сложную информационную систему, выполняющую сбор и обработку не только измерительной, но и другой информации, или в управляющую систему, вьшолняю-щую не только сбор и обработку информации, но и активное воздейст-

iiHc На объекты.

Рассмотрим место и роль ИИС в автоматизированной системе управления (АСУ), укрупненная структурная схема которой показана на рис. 5.1. Зто - система управления п территориально рассредоточенными объектами, размещенными на п контролируемых пунктах КП\ - КПп- Общий пункт управления соединен с ними каналами связи. На схеме указаны не названия устройств, а выполняемые ими функции. Можно проследить поток информации от обьекта к оператору и к ЭВМ и поток управляющей информации в обратном направлении. На объекте собирается как измерительная информация (с помощью датчиков), так и информация о дискретных состояниях отдельных агрегатов, механизмов. Передача всей этой информации выполняется довольно сложными устройствами, коммутирующими сигналы и преобразующими их к ввду, определяемому особенностями конкретных каналов связи, обеспечивающими достаточную защиту от воздействия помех, формирующими служебные сигналы для синхронизации приемных устройств с передающими. При этом передаются как аналоговые, так и цифровые сигналы. В последнем случае передатчик содержит анапого-цифровой преобразователь (АЦП). Лишь в системах с относительно мапым удалением контролируемых пунктов от пункта управления (максимум, до двух десятков километров) канапами связи служат простые двухпроводные линии. Но даже и в этом простейшем случае необходимо использовать специальные методы передачи, учитывающие затухание сшналов, частотные искажения и воздействие помех в ли-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [80] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0118