7.3. Еом в системах управління

Існують три основні категорії ЕОМ : великі універсальні ЕОМ, міні-ЕОМ і мікро-ЕОМ. Принципи їх побудови однакові; відмінності полягають в основному в їх потужності і розмірах. Усі три категорії машин можна з'єднати з пристроями перетворення інформації і використовувати для її збору, обробки і вироблення сигналів, що управляють.

Проте оскільки сфери застосування ЕОМ надзвичайно різнобічні, виробники приділяють основну увагу машинам загального призначення, орієнтованим на рішення широкого класу завдань. Масовість виробництва знижує їх вартість, а широта застосування полегшує і здешевлює обслуговування.

В той же час ЕОМ загального призначення далеко не завжди підходять для вирішення виробничих завдань. Річ у тому, що вони орієнтовані на завдання, не прив'язані до поточного часу. Усі початкові дані вводяться в машину заздалегідь, і програма по ходу обчислень сама визначає, коли їх використовувати. Більшість вирішуваних на ЕОМ завдань зводяться до пошуків результатів складних обчислень. Якщо людини, працюючої з ЕОМ, цікавлчть тільки ці результати, то він не втручається в працю машини до їх отримання. Для нього не важливо, скільки часу машина витратить на розрахунки. Ніякі зовнішні обставини і події не позначаються на роботі ЕОМ в такому режимі (окрім відключення електроживлення).

Абсолютно інакше працює ЕОМ в системі управління технологічним процесом. Через датчики і старанні механізми вона з'єднується безпосередньо з процесом, який протікає в реальному часі. Взаємодіючи з устаткуванням, ЕОМ вимушена працювати в темпі, що задається ходом ТП, тобто в режимі реального часу. Дії, що виконуються машиною, часто визначають ситуацією, що реально склалася в даний момент і процесі, а не оператором або програмою. Програми знаходяться в постійній готовності до вступу даних з ТП, які вони тут же починають обробляти, тобто ЕОМ, що управляє, «працює» від зовнішніх подій.

Важливо, що реакція машини на ситуацію, що склалася, повинна відбуватися в реальному часі і будь-які затримки в реалізації, наприклад, аварійних програм можуть бути багаті матеріальними і людськими втратами. Тому ЕОМ, що управляє, повинна мати максимальну швидкодію і велику обчислювальну потужність, які можуть знадобитися у будь-який момент.

Здатність ЕОМ, що управляють, оперативно реагувати на події, що відбуваються в технологічному процесі, забезпечується так званим апаратним перериванням, коли выпол-нение поточної програми уривається, щоб відреагувати на зовнішню подію виконанням спеціальної програми. Після її завершення машина повертається до перерваної програми. Переривання називається апаратним тому, що воно ініціюється апаратурою, т. е. одним з пристроїв перетворення інформації, що виявило вихід параметра за гранично допустиме значення. Для прийому такої інформації в ЕОМ, що управляє, є спеціальні входи.

У реальних ЕОМ передбачено декілька рівнів переривання виходячи з необхідної терміновості реагування на вихід того або іншого параметра за допустимі межі. Сигнал переривання вищого пріоритету, тобто що поступив при відхиленні важливішого параметра, може перервати виконання програми, обслуговуючою переривання нижчого пріоритету (але не навпаки).

Наведемо приклад. Ви вирішили приготувати каву з молоком, поставили посуд з молоком на плиту і зайнялися розмелюванням зерен кавою в кофемолці. Кинувши погляд на плиту, ви побачили, що молоко ось-ось «втече», і в цей час лунає дзвінок в двері. Яка буде послідовність ваших дій?

Очевидно, процес розмелювання зерен доведеться перервати, але це не так важливо — його можна буде відновити пізніше. Що стосується збігаючого молока і дзвінка в двері, вам доведеться оцінити пріоритет кожного з цих чинників і почати з обслуговування того, якому ви присвоїте більший пріоритет.

Таким чином, розмелюючи зерна, ви отримали два сигнали переривання цього процесу. Відповідно до їх рівнів приоритета ви спочатку, напевно, максимально швидко знімете молоко з плити, потім вже без поспіху відкриєте двері вашому гостю, а після цього повернетеся до продовження перерваного процес-са розмелювання зерен.

Приблизно так само реалізуються переривання в ЕОМ, що управляє, тільки в якості формувачів сигналів переривання нам послужили ваші очі і вуха, а ЕОМ отримує ці сигнали від пристроїв обробки інформації, виданої датчиками технологічних параметрів.

Отже, для управління відповідальними і складними кріологічними процесами потрібні спеціалізовані ЕОМ, при розробці яких враховуються усі вказані раніше чинники, але розробка, виробництво і обслуговування таких машин обходяться набагато дорожче.