1.1.2. Простейшая система

Изображенная на рис. 1.1 система в зависимости от ее назначения и программного обеспечения может быть системой сбора данных, системой диспетчерского или автоматического управления, системой контроля, испытаний, диагностики и т.д. Это простейший вариант автоматизированной системы, построенной на основе одного компьютера, устройств ввода-вывода, датчиков и исполнительных устройств (актуаторов).

На рис. 1.1 датчики подсоединены к одному многоканальному измерительному преобразователю. Однако различные типы датчиков могут требовать различных типов преобразователей или работать вообще без них. Некоторые типы интеллектуальных датчиков имеют интерфейс RS-485 и могут подключаться непосредственно к компьютеру (контроллеру), как, например, датчики серии NL-1S фирмы НИЛ АП.

Системы мониторинга (наблюдения) за физическими процессами не содержат исполнительных устройств или используют электромагнитные (реже полупроводниковые) реле для коммутации измерительных цепей.

Обычный офисный компьютер в стандартной конфигурации имеет два порта USB, один СОМ-порт, один принтерный порт LPT и порт Ethernet, который появляется после установки в компьютер Ethernet-платы. КоличествоUSB портов можно увеличить с помощью USB хабов, а количество COM-портов - с помощью преобразователя USB в COM (см. www.RealLab.ru/Interface_Converters.htm). Промышленные компьютеры и контроллеры обычно имеют несколько портов RS-485, RS-422 и оптоволоконный порт. Для применения оптического канала с офисным компьютером к нему можно подключить оптоволоконный преобразователь интерфейса. Все перечисленные порты можно использовать для обмена информацией межу компьютером и внешними устройствами (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Для подключения устройств ввода-вывода могут быть использованы все порты компьютера

Для увеличения дальности передачи сигнала по линии связи до 1,2 км можно использовать преобразователи интерфейсов RS-232 в RS-485 или RS-422, а также интерфейс «токовая петля» (см. раздел "Промышленные сети и интерфейсы").

Внешние устройства, не имеющие гальванически изолированного порта, обычно подключают к компьютеру через изолирующие преобразователи интерфейсов, которые защищают компьютер от случайного попадания высокого напряжения в случае аварии или небрежного обращения. Примером изолирующего преобразователя для порта RS-232 может быть оптический изолятор OI-232-1000 (см. описание: pdf 200 Кб) фирмы НИЛ АП c напряжением изоляции 1000 В.

Если к компьютеру необходимо подключить еще одно устройство, а свободных портов не осталось, то можно использовать разветвители интерфейсов. Распространены разветвители интерфейсов USB (их еще называют хабами) и RS-232. Устройство, имеющее интерфейс RS‑232, можно подключить к USB порту компьютера, если использовать преобразователь USB в RS-232.

К компьютеру могут быть подключены не только специализированные модули ввода-вывода, но и многие измерительные приборы широкого применения. Например, вольтметр HP 34401A имеет интерфейс RS-232 и может быть подключен к компьютеру и программам, поддерживающим COM-технологию (например, MS Excel) с помощью СОМ-объекта RL232man фирмы НИЛ АП (рис. 1.2), подробнее см. раздел "Программное обеспечение".

Типовыми применениями описанной системы может быть домашняя автоматизация [Богданов], испытательный стенд для тестирования серийной продукции [Денисенко], лабораторные работы в ВУЗе, локальное управление технологическим процессом, контроль температуры в теплице или элеваторе, см. "Примеры применения" на вебсайте НИЛ АП.

* "Компонент" и "элемент" в данном контексте являются синонимами.

** АСУ - автоматизированная система управления