Обработка информации

Любая информация, обрабатываемая в компьютере, должна быть представлена в двоичной системе, т. е. должна быть закодирована комбинацией цифр {0, 1). Различные виды информаци¹ (числа, тексты, графика, звук) имеют свои правила кодирования. Коды отдельных значений, относящиеся к различным видам ин формации, могут совпадать. Поэтому расшифровка кодированных данных осуществляется по контексту при выполнении команд программы.

При построении систем управления циркулирующую на предприятии информацию необходимо рассматривать, во-первых, точки зрения ее практической полезности и ценности для пользователей информации и АСУ в целях принятия решения, во-вторых, с точки зрения смысловой взаимосвязи между информационными процессами.

Первое позволяет установить необходимую и достаточную для пользователей информацию и на этой основе решить технические вопросы — осуществить выбор необходимых вычислительных средств по переработке, хранению, передаче информации Я каналы связи систем управления для выработки управляющий воздействий по обеспечению производства качественной продукции.

Второе позволяет раскрыть содержание информации, отражающее состояние объекта, вскрыть отношения между знаками и символами, их предметными смысловыми значениями и выбрать смысловые единицы измерения (критерии) технологической им формации, провести классификацию показателей объектов, дать систему взаимосвязанных кодов, обеспечивающих эффективную работу систем управления технологическими процессами. Смысловой аспект технологической информации способствуя наиболее полному выяснению, изучению состояния технологических процессов, явлений, данных в целях обоснованного принятия, выработки управляющих решений и воздействий для обеспечения производства продукции стандартного качества.

Основным видом информации о состоянии объекта управления в АСУТП являются текущие значения технологических параметров, которые преобразуются автоматическими измерительными устройствами в сигналы измерительной информации. После приведения к стандартной форме эти сигналы вводятся в программно-технический комплекс (ПТК) и представляют в нем значе­ния соответствующих параметров в данный момент времени.

Сформированный таким образом массив исходной информа­ции не пригоден для непосредственного использования при решении задач управления, так как необходима его предваритель­ная обработка, которую называют первичной. Для этого следует рассмотреть последовательность необходимых преобразований, которым подвергается измеряемая величина в типовом устройст­ве связи с объектом (УСО), его схема представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема УСО:

1—первичный измерительный преобразователь (датчик); 2— коммутатор; 3— аналого-циф­ровой преобразователь (АЦП)

Измеряемая величина x(t), которая обычно является стацио­нарной случайной функцией времени, воздействует на вход изме­рительного преобразователя (ИП), на выходе которого формиру­ется сигнал измерительной информации y(t). Принцип действия большинства ИП таков, что их выходной сигнал зависит не только от значения измеряемой величины, но и от ряда других величин Zj которые являются влияющими.

Например, термоэлектрический преобразователь температуры (ТПТ) преобразует измеряемую величину — температуру — в сигнал измерительной информации — ЭДС. Однако этот сигнал зависит не только от величины измеряемой температуры, которая воспринимается рабочим спаем, но и от температуры свободных спаев, которая в этом случае является влияющей величиной.

В общем случае без учета динамической характеристики ИП связь между сигналами на его входе и выходе описывается стати­ческой характеристикой вида

y = f (x,z), (1)

где f— непрерывная и дифференцируемая по всем аргументам; z - вектор влияющих величин.

Однозначное соответствие между сигналами измерительной информации и измеряемой величиной обеспечивается только при постоянных значениях влияющих величин. Для каждого ИП эти номинальные значения z°_j указывают в его паспорте. Подставив их в уравнение (1), получим номинальную (паспортную) ста­тическую характеристику ИП

. У=f(х,z°) = fо(x). (2)

Можно считать, что в процессе работы ИП значения влияю­щих величин соответствуют номинальным; следовательно, преобразование значений измеряемой величины в сигнал измеритель­ной информации выполняется в соответствии с паспортной ста­тической характеристикой (2). Однако и при выполнении этого условия всякий реальный ИП вносит в результаты некото­рую погрешность.

На рис. 1 погрешность представлена в виде случайной функции времени е (t), которая накладывается на полезный сигнал Y(t) измерительной информации. Помеха е (t) моделирует не только случайную погрешность ИП, но и электрические наводки в соеди­нительных проводах, обусловленные магнитными полями электросилового оборудования, влияние пульсации давления и расхода жидкости в технологических трубопроводах вследствие работы насосов и компрессоров и другие факторы Так как АСУТП имеет некоторое множество УСО, их обслуживание разделено во времени, каждый канал периодически с периодом t₀ подключается на короткое время ко входу УВК. В результате непрерывная функция g(t) преобразуется в последовательность импульсов, модулированных по амплитуде функций g(t). На схеме УСО (см. рис. 1) функцию квантования сигнала g(t) по времени выполняет коммутатор (2), условно изображен­ный в виде ключа, замыкаемого с периодом t_o.

Современные компьютеры как правило, используют двоичный код и оперируют с числами имеющими 16,32 или 64 разряда.

Основные задачи первичной обработки информации в АСУТП:

1) фильтрация сигнала измерительной информации от случай­ной помехи (погрешности) е (t);

2) восстановление значения измеряемой величины x(t) по сигналу измерительной информации y(t);

3. коррекция восстановленных значений измеряемой величи­ны с учетом отклонения условий измерения от номинальных;

4. восстановление значений измеряемой величины х(t) при jt₀ <1<(j+1)t_о, т.е. интерполяция и экстраполяция.

5