Cтраница 1
Подсистема аналогового выхода дает управляющей ЭВМ возможность управлять такими аналоговыми устройствами, как клапаны, ленточные самописцы, задатчики уставки и другие органы настройки обычных аналоговых регуляторов. Подсистема аналогового выхода характеризуется обычно скоростью выдачи данных, точностью, разрешающей способностью, шумом и стабильностью. Подсистема может не осуществлять коммутацию сигналов. В противном случае выход единственного ЦАП присоединяется к схемам, которые способны хранить аналоговые величины в течение заданного времени. Эти схемы аналогичны обычным усилителям слежения-запоминания, но время фиксации у них намного больше. [1]
Подсистема аналогового выхода во многом аналогична подсистеме аналогового входа. Подсистема входа связывает процесс с ЭВМ, а подсистема выхода - управляющую ЭВМ с выходной аппаратурой управления процессом. [2]
Подсистема аналогового выхода играет в управляющей ЭВМ двоякую роль: во-первых, позволяет ЭВМ управлять аналоговыми исполнительными устройствами и, во-вторых, содержит средства, обеспечивающие связь ЭВМ с оператором-технологом через графические устройства визуального вывода. Эти функции осуществляются одним или несколькими ЦАП подсистемы аналогового выхода в сочетании с логическими схемами управления. Кроме того, в ряде случаев должны быть обеспечены такие функции, как аналоговая память и резервирование аналоговых регуляторов. В данном разделе приводится краткий обзор требуемых функций. Аспекты проектирования подсистемы подробно рассмотрены в последующих разделах. [3]
Работа подсистемы аналогового выхода, как правило, асинхронна относительно канала и центрального процессора. Однако в отличие от подсистемы аналогового входа временная задержка здесь обусловлена в основном характеристиками канала и логикой, используемой в адаптере. [4]
В подсистеме аналогового выхода часто необходимо запоминать значение уровня выходного сигнала на длительное время. Имеется два вида памяти: цифровая и аналоговая. В случае цифровой памяти используются отдельные ЦАП на каждый канал. Информация запоминается регистром, который управляет ключами ЦАП. Основным преимуществом цифровой памяти является способность сохранять уровень выходного сигнала неограниченно долго, если не происходит отключения питания. [5]
К данным, необходимым для функционирования подсистемы аналогового выхода, относятся данные, подлежащие преобразованию, адрес ЦАП, если их больше одного, и адрес соответствующей точки вывода, если предусматривается коммутируемый вывод. В большинстве таких подсистем количество сигналов управления велико, и изменение на выходе обычно задается автоматически при считывании данных в регистр ЦАП. В некоторых подсистемах предусматривается буферный регистр, такой, что данные в него могут загружаться для ряда каналов выхода, не влияя на фактическое значение выходного сигнала ЦАП. После приема управляющего сигнала все данные из буферных регистров передаются в соответствующие регистры ЦАП одновременно, поэтому и изменения будут происходить одновременно на нескольких выходных точках. [6]
Переход от цифрового значения к аналоговому сигналу выполняется подсистемой аналогового выхода. Цифро-аналоговый преобразователь ( ЦАП) вырабатывает напряжение или ток, пропорциональные цифровому значению, поступившему из АСУ ТП. [7]
Подсистема аналогового выхода дает управляющей ЭВМ возможность управлять такими аналоговыми устройствами, как клапаны, ленточные самописцы, задатчики уставки и другие органы настройки обычных аналоговых регуляторов. Подсистема аналогового выхода характеризуется обычно скоростью выдачи данных, точностью, разрешающей способностью, шумом и стабильностью. Подсистема может не осуществлять коммутацию сигналов. В противном случае выход единственного ЦАП присоединяется к схемам, которые способны хранить аналоговые величины в течение заданного времени. Эти схемы аналогичны обычным усилителям слежения-запоминания, но время фиксации у них намного больше. [8]
Подсистема аналогового выхода играет в управляющей ЭВМ двоякую роль: во-первых, позволяет ЭВМ управлять аналоговыми исполнительными устройствами и, во-вторых, содержит средства, обеспечивающие связь ЭВМ с оператором-технологом через графические устройства визуального вывода. Эти функции осуществляются одним или несколькими ЦАП подсистемы аналогового выхода в сочетании с логическими схемами управления. Кроме того, в ряде случаев должны быть обеспечены такие функции, как аналоговая память и резервирование аналоговых регуляторов. В данном разделе приводится краткий обзор требуемых функций. Аспекты проектирования подсистемы подробно рассмотрены в последующих разделах. [9]
Управляющая схема может обеспечить и другие функции, например декодирование адресов, контроль ошибок и промежуточное запоминание цифровых данных. Поскольку к одному цифровому каналу от центрального процессора может быть подсоединено много ЦАП, управляющая часть подсистемы аналогового выхода должна обладать способностью декодировать адреса. Адрес и цифровые данные поступают по каналу от ЭВМ. После декодирования адресной информации данные, соответствующие аналоговой выходной величине, направляются в надлежащий регистр ЦАП. По существу, управляющая схема здесь действует как цифровой коммутатор. [10]
Двумя обязательными функциями аппаратуры резервирования являются обнаружение отказа ЭВМ и отключение управляемого процесса от ЭВМ в случае ее отказа. Обнаружение отказа обычно осуществляется с помощью соответствующих машинных программ различных видов. Когда отказ обнаружен, сигнал отключения ЭВМ поступает в подсистему аналогового выхода и вызывает переход от режима работы с ЭВМ к резервному режиму. [11]
Наличие цифровых и аналоговых подсистем входа и выхода в управляющих вычислительных машинах является основной чертой этих машин, которая отличает их от ЭВМ общего назначения. С помощью указанных подсистем управляющая ЭВМ осуществляет контроль и управление объектом, с которым она соединена. Подсистемы аналогового входа позволяют измерять параметры, представленные в виде аналоговых напряжений или токов. Подсистема аналогового выхода обеспечивает возможность управления устройствами, которые используют постоянный или меняющийся электрический сигнал, пропорциональный цифровой величине, записанной в памяти ЭВМ. [12]
Все, что было сказано в предыдущем разделе о проектировании монтажа и факторах, подлежащих учету при прокладке трасс для случая аналоговых входных сигналов, применимо также к аналоговым выходным сигналам. Однако управляющие сигналы характеризуются высоким уровнем напряжения, а это обычно означает, что помехи и другие нежелательные явления оказывают меньшее влияние на работу системы. Кроме того, оконечные управляющие органы имеют ограниченную полосу пропускания, поэтому к ним применим тот же подход, что и к обычным аналоговым системам регулирования. Тем не менее меры предосторожности, исключающие образование контуров заземления и прочих источников помех, должны быть приняты. Это не только улучшит качество работы подсистемы аналогового выхода, но и воспрепятствует возникновению помех в подсистеме аналогового входа, что может иметь место, так как эти подсистемы связаны между собой. Например, контур заземления, возникший из-за неправильного заземления преобразователя тока в давление, может повлиять на работу расположенных поблизости точек аналогового входа. [13]