17.2. Коротка історія виникнення інтелектуального інтерфейсу
Мережі управління забезпечують багаточисельні переваги перетворювачів, такі як:
значне зменшення інсталяційних витрат за рахунок усунення великого числа аналогових дротів.
нарощування циклів розробки контрольної петлі; зменшення часу вводу в промислову експлуатацію, та зменшення часу простоювання.
динамічна конфігурація циклів контролю та вимірювань за допомогою програмного забезпечення.
приріст інтелектуальної потужності за допомогою системи важелів (дії важелів) мікропроцесорів, що використовуються для цифрової взаємодії. На сьогодні значною проблемою виробників аналогових перетворювачів є велика кількість мереж на ринку. Для багатьох виробників перетворювачів створення унікальних інтелектуальних перетворювачів для кожної з мереж ринку призводить до надто великих поточних витрат.
У вересні 1993 пропозиція розробки стандарту інтерфейсу комунікації інтелектуального сенсора була прийнята IEEE –ТС9. У березні 1994 Національний Інститут Стандартів та Технологій (НІСТ) та Інститут Електричної та Електронної Інженерії (ІЕЕЕ) організували перше обговорення інтерфейсу інтелектуальних сенсорів та можливість розвитку стандартного інтерфейсу, який би спростив під’єднання інтелектуальних перетворювачів до мережі. З тих пір серія з чотирьох подібних обговорень мала місце, і у лютому 1995 р. утворилося дві технічні робочі групи.
Р1451.1 - робоча група, що концентрується на загальній об’єктній моделі для інтелектуальних перетворювачів разом зі специфікацією інтерфейсу моделей [144-146].
Р1451.2 – робоча група, що концентрується на загальній об’єктній моделі для інтерфейсу, включаючи розміщення штифта конектора та протокол комунікації МІІП та ППЗМ.
17.3. Ключові технічні особливості
Рис. 17.1.а зображає структуру МІІП під керуванням об’єднаних у мережу мікропроцесорів. Крім використання у мережах керування, МІІП можуть бути використані з мікропроцесорами у різноманітних застосуваннях, таких як портативні ЗВТ та картки накопичення даних (рис. 17.1.б).
Рис. 17.1. Мережне та автономне застосування МІІП
МІІП включає спеціальні унікальні ознаки запропонованого стандарту, що коротко описані далі.
17.3.1. СЕДП єдиного загального призначення. Як прийнято зараз, СЕДП підтримує велику різноманітність перетворювачів з структурою СЕДП єдиного загального призначення. Такий підхід дозволяє полегшати інсталяцію решти системи і робить її маштабованою при впровадженні, якщо для даних перетворювачів не вимагаються спеціальні поля, ці поля отримують нульову ширину, зберігаючи необхідну пам’ять.
17.3.2. Представлення фізичних одиниць. Пропозиція Р1451.2 приймає загальний метод опису фізичних одиниць виявлених чи активізованих перетворювачем. Метод, описаний у таблиці додатку А, використовує бінарну послідовність десяти байтів для керування фізичними одиницями. Одиниця представлена як похідна від семи основних та двох додаткових одиниць міжнародної системи SІ, кожна зростає до раціональної величини. Така структура шифрує лише показники, продукт мається на увазі. Додаток А містить приклади для відстані, тиску, прискорення та механічної напруги (деформації).
U/U форми (перелік 1 та 3 в Додатку А) служать для вираження “безрозмірності” одиниць, таких як деформація (метри) та концентрація (молі). Нумерувальні та денумерувальні одиниці є ідентичними, кожна є означена полями 2 через 10 [148].
17.3.3. Загальна модель калібрування. Пропозиція Р.1451.2 забезпечує загальну модель опційного значення калібрування перетворювача. Хоча значення можуть гнучко спадати до прийнятних для простого лінійного відношення розмірів. Схема підтримує багатозмінний, дискретний поліном зі змінною шириною сегменту та змінним зсувом сегменту.
17.3.4. Тригерування сенсорів та силових приводів. Запропонований цифровий інтерфейс містить тригерні лінії апаратного забезпечення, що дозволяють ППЗМ ініціювати сенсорні вимірювання та дії актуатора, та дозволяти МІІП звітуватися про виконання дій, що вимагалися. ППЗМ може тригерувати індивідуальний канал, чи всі канали перетворювача одночасно. В останньому випадку, забезпечуються поля СЕДП, щоб означити синхронні зсуви між каналами МІІП та визначити, коли відбувається кожне вимірювання чи активізація відповідно до окремого підтвердження про прийом тригера. Пропонується, що найповільніший канал є каналом звірення та всі зміщення можуть бути означені відповідно до цього каналу.
17.3.5. Змінна частота (такт) передачі між головною обчислювальною машиною та МІІП. Лінія тактового генератора даних апаратного забезпечення проводиться ППЗМ. У СЕДП присутнє поле для означення максимальної частоти передачі даних, що може підтримуватися МІІП. Це забезпечує гнучкий механізм співставлення (об’єднання) ППЗМ та МІІП.
17.3.6. Підтримка багатозмінних перетворювачів. Р1451.2 включає підтримку багатозмінних перетворювачів у окремому МІІП. МІІП може містити до 255 входів та виходів, що дозволяє створення багатозмінних сенсорів, актуаторів, чи їхньої комбінації. Декілька прикладів багатозмінних МІІП зображено на рис. 17.3.