Лекция № 1 Введение в проблемы построения автоматизированных систем.
ТСАиУ – приборы для управления, с помощью которых осуществляется измерение параметров и управление в автоматизированных системах.
Автоматизированная система (далее АС) – совокупность технических средств и математических методов, обеспечивающих управление объектом или процессом в соответствии с заданной целью.
По цели создания автоматизированные системы различают:
АС для получения, преобразования или использования материала или энергии. (АСУТП, АСУП — АСУ предприятия, ОАСУ — отраслевая АСУ).
АС для получения новой информации об объекте автоматизации. (АСНИ – автоматизированные система для научных исследований).
Основные вопросы курса:
Возможности ЭВМ различных видов для построения АС.
Методы обмена данными между ЭВМ и объектами автоматизации.
Типовые компоненты для реализации интерфейса.
Принципы построения и техническая реализация каналов измерения и управления объектом.
Алгоритмы обработки информации цифровыми методами.
1.1. Функциональные компоненты, необходимые для построения автоматизированного комплекса.
1. Объект автоматизации – воспроизводит исследуемый процесс или явление. Сюда относятся:
Физические объекты
Физические модели объектов
Математические модели.
2. Устройство непосредственного управления объектом (исполнительные органы). Служит для изменения состояния объекта в соответствии с сигналами на их входах.
3. Устройства измерения параметров объекта автоматизации (датчики). Служит для преобразования информации в объекте в форму для дальнейшего использования — обычно электрический сигнал.
Объект автоматизации снабженный датчиками и устройствами управления называется экспериментальной (или технологической) установкой
4. Автоматизированная система – комплекс технических средств, обеспечивающих управление объектом автоматизации, обработки, хранения, отображения информации.
5. Оператор (в АСУТП - технолог, в АСНИ - экспериментатор) может вмешиваться в работу системы.
Объект автоматизации, снабженный устройствами управления и измерения, называется – технологическая установка (экспериментальная установка).
Рис. 1.1. Автоматизированный комплекс.
Программное обеспечение (ПО) автоматизированной системы включает:
1. Драйверы, т.е. набор команд для управления устройством связи с объектом (УСО).
2. Прикладное ПО – выполняет различного рода обработку сигналов объекта.
1.2. Особенности проектирования и основные требования к автоматизированным системам для научных исследований (асни).
1. АСНИ создаются в условиях дефицита информации о свойствах объекта и предназначены для ее получения.
2. Методика исследований меняется в ходе исследования объекта.
3. Сам объект характеризуется эволюционностью, т.е. изменяется исследователем в процессе его изучения.
Основное требование к АСНИ – гибкость системы. Это требование означает, что:
1. Система должна допускать простую замену элементов системы с требуемыми характеристиками или иным функциональным назначением.
2. Система должна иметь возможность расширения, т.е. простого добавления элементов и включения их в систему.
3. Система должна иметь возможность гибкой перенастройки алгоритмов и методики исследования.