38. Создание комплексных установок. Общие требования. Обработка информации "в линию" (on-line).

Основные идеи:

• Обеспечить максимального количества экспериментальной информации при заданных ограничениях по времени.

• Ускорение процесса измерений и обработки.

• Повышение надёжности – длительная безотказная работа.

• Гибкость – удобство изменения параметров в процессе работы.

• Возможность коллективного обслуживания

Основными характеристиками УС можно считать:

• Разрядность АЦП и погрешность преобразования и наличие собственных шумов;

• Быстродействие АЦП (время преобразования и частота дискретизации);

• Рабочий диапазон АЦП.

• Наличие и объем буферной памяти;

• Разрядность ЦАП и погрешность;

• Быстродействие ЦАП;

• Рабочий диапазон ЦАП.

• Тип интерфейса для подключения к компьютеру, его пропускная способность.

Сложные системы желательно проектировать таким образом, чтобы первичная обработка производилась на конечных устройствах, чтобы сократить объем передаваемых данных и вычислений на конечном устройстве.

В режиме "реального масштаба времени", или "влинию" (on-line). ЭВМ, получая от системы данные, обрабатывает их и выдаёт результаты настолько быстро, что их можно использовать для воздействия на систему (или объект исследования).

Требования: частота измерений должна быть в несколько раз больше характерного масштаба процесса. Это же относится и к времени обработки и передачи информации. Для термодинамики – легко. Для звука – сложнее. Для оптики, практически нереально. Ограничения на этапе времени работы детекторов.

Поскольку системы автоматизации должны быть достаточно гибкими, но вместе с тем и универсальными. Математическое обеспечение желательно делать по модульному принципу. Каждый модуль должен обладать чётким набором функций, четким интерфейсом и чётким набором зависимостей. При этом набор зависимостей должен быть минимальным.

• Модули, отвечающие за обработку, должны быть максимально абстрактными и не должны зависеть от железа.

• Для железа нужно писать уровни абстракции, предоставляющие универсальный интерфейс.

• Для загрузки/выгрузки данных (в частности настроек) должны быть отдельные модули. Другие модули не должны знать откуда эти настройки берутся и как меняются.

Магистрально-модульная автоматизированная система

• Каналы измерения – отдельные электронные блоки с унифицированным интерфейсом. Просто менять, просто масштабировать.

• Магистралью (общей шиной) называется система электрических линий передачи, единообразно соединяющих различные блоки (модули) АС.

Для реализации подобных систем необходимы стандарты.

Первый такой стандарт - САМАС, Computer Application for Measurement and Control), разработанная в 1969 Европейским комитетом стандартов ядерной электроники.

Первая ступень – шасси (крейт), в который вставляются электронные блоки.

На задней панели крейта - шина обмена. В функциональный блок информация поступает в виде команд и данных с шины обмена и в виде сигналов от датчиков через переднюю панель.

Крейты объединяются в ветви по сети или каким-то иным интерфейсам.

Далее напрямую по сети или через специальные драйвера это всё подключается к ПК. Возможна такая организация системы, которая обеспечивает совместную работу оборудования для нескольких экспериментов.

Недостаток системы КАМАК - малая скорость передачи данных и сложность сведения в систему нескольких процессоров. В случае, когда требуется высокое быстродействие, часть задач нужно делегировать «вниз» на исполнительные устройства.