9. Особливості систем реального часу у складі автоматизованих систем керування технологічними процесами.
Системы реального времени обладают основной отличительной особенностью, обеспечивающей получение единого решения в совокупности со внешними компонентами, которая заключается в необходимости организации вычислительных процессов в темпе изменения параметров внешних компонент. Параметры внешних компонент являются отражением некоторых физических процессов, протекающих во внешних компонентах. Физически процессы в любой компоненте всегда протекают в функции независимой переменной времени. Таким образом, значения таких параметров непрерывно изменяются во времени.
Особенности систем реального времени включают в себя особенности построения всех составляющих вычислительной системы. Системы реального времени обладают отличительными характеристиками в структурах аппаратных средств, в организации интерфейсных взаимодействий, в построении системного программного обеспечения, которое управляет вычислительными процессами в системе
На интерфейсном уровне особенностью систем реального времени является наличие обязательного дополнительного интерфейса со внешними компонентами. Кроме этого функции интерфейса вычислителя с пользователем обладают существенными особенностями по сравнению с универсальными системами.
В соответствии со структурой МПСУ, вычислители реального времени должны иметь в своём составе совокупность средств информационных каналов. Функции информационных каналов поддерживают двухстороннее информационное взаимодействие вычислителя с терминальными элементами объекта. Таким образом, информационные каналы обеспечивают включение в контур решения единой задачи процессов внешних компонент.
Интерфейс пользователя в составе систем реального времени обеспечивает эффективное участие пользователя в решении единой задачи. Поскольку задача решается в темпе реального времени, то и к интерфейсу пользователя предъявляются требования наблюдения и управления процессами в реальном времени.
При проектировании интерфейса пользователя необходимо учитывать, что пользователи являются специалистами в области автоматизируемого технологического процесса. В соответствии с этим интерфейс пользователя должен быть проблемно-ориентированным. Это обеспечивается проектированием структуры интерфейса и его алфавита на основе профессиональной лексики в области данного технологического процесса.
Программная среда вычислителя в составе системы реального времени не может обеспечивать непрерывности обработки внешних функций и, соответственно, непрерывности получаемого решения единой задачи. Невозможность получения непрерывного решения связана с использованием цифровых вычислителей. Основной функцией системного программного обеспечения является организация вычислительных процессов в некотором темпе t', при котором погрешности реализуемых функций fвч(t’) не будут приводить к нарушению достоверности получаемого единого решения.
10. Параметры векторов наблюдения и управления в составе интерфейса управляющей системы в согласовании с параметрами СРВ
Основными составляющими этого интерфейса являются вектор наблюдения состояния и вектор управления. Особенности взаимодействия по данному интерфейсу определяются особенностями терминальных элементов сопрягаемых интерфейсом.
Для формирования вектора состояния необходимо передавать в вычислитель текущие значения некоторого множества физических параметров, характеризующих состояние данного технологического объекта (температура, перемещение, скорость и тд). Поскольку информация по линиям интерфейса передается только в виде параметров и состояний электрической линии, то в составе объекта терминальные элементы интерфейса должны обеспечивать преобразование значений физических параметров- процессов в электрические сигналы линий интерфейса. Данные функции в составе объекта реализуются терминальными элементами – датчиками. Для передачи информации по вектору управления со стороны объекта данный интерфейс поддерживается исполнительными механизмами. Исполнительные механизмы реализуют преобразование электрических параметров линий вектора управления в соответствующие воздействия на физические параметры – процессы технологического процесса. При проектировании аппаратных средств МПС необходимо учитывать особенности используемых в данной системе датчиков и исполнительных механизмов.
Блок фильтров включается в структуру информационного канала только для каналов приёма информации от объекта. То есть приёма информации от датчиков.
Для ряда информационных каналов в составе блока преобразования информации имеется внутренний блок фильтров, который реализует функции сглаживания в процессе преобразования. В зависимости от направления передачи информации согласование уровней и физического представления электрических сигналов внешнего интерфейса и внутренней схемотехники канала реализуется блоками нормализации и денормализации.
Для обеспечения непрерывности выходных управляющих сигналов в составе вектора управления в информационном канале вывода информации всегда присутствует блок памяти. В большинстве случаев блок памяти хранит цифровой (дискретный вид информации).