Выбор интерфейсов измерительных систем. Структурные схемы интерфейсов.Современное проектирование автоматизированных средств контроля широко используют системный подход при котором любое достаточно сложное средство измерения(прибор, система) представляется как совокупность дифференцированных типовых узлов – функциональных блоков(ФБ), выполняющих специализированные функции и соехиденных между собой унифицированными линиями связи. В сою очередь всякое СИ может рассматриваться как некоторый ФБ, входящий в систему более высокого уровня или ранга. Следовательно под функциональным блоком(ФБ) понимают совокупность схемных элементов, объединенных электрически и конструктивно в одно устройство с помощью которого в системе можно реализовать определенную функцию. Т.о. из простых ФБ может быть построен ФБ более высокого уровня. Т.о. совокупность определенных ФБ в автономных СИ и контроля позволяет решить все, возложенные на них задачи, при этом каждый ФБ реализует большее кол-во функций чем измерительный преобразователь. Сопряжение ФБ и микропроцессоров в Автоматизированных Системах Измерения и Контроля(АСИ и К) осуществляется с помощью интерфейсных средств, обеспечивающих передачу данных одинакового формата. Есть ряд типовых структур интерфейса для АСИ и К имеющих в своем составе ЭВМ или МП. ИК – интерфейс каскадный; ИР – радиальный интерфейс; ИМ – интерфейс магистральный.
На рис. структурные схемы интерфейса в измерительной системе: а) – каскадная; б) – радиальная; в) – магистральная; г) – каскадно-радиальная; д) – каскадно-магистральная. УСИ – устройство считывания информации. Интерфейс – совокупность схемотехнических средств, обеспечивающих непосредственное взаимодействие составных элементов ИИС. Т.е. устройство подсоединяются к системе сопряжения и объединяются в ИИС по определенным правилам, относящимся к физической реализации сопряжений. Конструктивное исполнение этих устройств, характеристики вырабатываемых и принимаемых блоками сигналов а также последовательности выдаваемых сигналов во времени позволяют упорядочить обмен информацией м/у отдельными ФБ. Т.о. под интерфейсной системой понимают совокупность логических устройств объединенных набором связей и предназначенных для обеспечения информационной, электронной и конструктивной совместимости. Возможны два подхода к организации взаимодействия эл-ов системы и построения материальных связей м/у ними: - жёсткая унификация и стандартизация входных и выходных параметров системы; - использование функциональных блоков с адаптивными характеристиками по входам-выходам. На практике часто сочетают оба подхода. Стандартизация интерфейсов позволяет: - проектировать ИИС различных конфигураций; - значительно сократить число типов средств измерений и их устройств сопряжения; - ускорить и упростить разработку отдельных средств измерений и ИИС в целом; - упростить техническое обслуживание и модернизацию ИИС; - повысить надёжность ИИС. Между функциональными блоками ИИС осуществляется обмен информационными и управляющими сообщениями. Информационное сообщение содержит сведения о значении измеряемого параметра, диапазоне измерения, времени измерения, результатов контроля состояния измеряемых каналов и др. Управляющие сообщения содержат сведения о режиме работы функционального блока, порядки выполнения ими последовательности операций во времени, команды контроля, состояния измерительных каналов. Интерфейс может быть общим для устройств разных типов. Наибольшее распространенные интерфейсы определенными мировыми и отечественными стандартами, ГОСТами. - способ соединения компонентов системы (магистральный, радиальный, цепочечный, и комбинированный); - способ передачи информации (последовательный, параллельный, комбинированный); - принцип обмена информации (синхронный, асинхронный); - режим передачи информации (двусторонняя одновременная, двусторонняя поочерёдная, односторонняя).
|
