4.Описание алгоритмов сбора, первичной обработки информации и циклического опроса датчиков.

4.1. Алгоритм циклического опроса датчиков

В общем случае опрос датчиков может осуществляться циклически и ациклически (адресно). При циклическом опросе порядок подключения датчиков к ИВК сохраняется постоянным во времени. Ациклический опрос точек измерения производится, как правило, по требованию оператора при нарушении нормального протекания технологического процесса.

Блок–схема алгоритма циклического опроса датчиков и контроля их показаний приведена на схеме АСУТП 65.03.01/02.

Предполагается, что датчики пронумерованы последовательно, начиная с первого и кончая n. Исходными данными для алгоритма служат число датчиков n, массивы верхних и нижних А, В, С, Д для сбора данных о выходе за пределы нормы показаний датчиков. В ячейках памяти А, В, С, Д соответственно хранятся показания 1-го датчика, Х отклонения его значения от нормы X, порядковый номер датчика и время (), в которое произошло отклонение от нормы.

Опрос начинается с первого I датчика. Вначале следует сравнить показания датчика с верхней нормой. Если это показание не выходит за верхнее предельное значение, то переходят к сравнению с нижней нормой. Если показание первого датчика не выходит за пределы верхней и нижней нормы, то переходят к опросу второго датчика. Аналогично обрабатывается информация, считываемая с последующих датчиков. Если при опросе всех датчиков системы их показания остаются в пределах нормы, то машина прекращает работу по данному алгоритму. Печать данных не производится или производится только по требованию оператора. Для следующего цикла опроса датчиков необходимо повторить запуск программы.

Если показания i-го датчика вышло за пределы нормы, то согласно алгоритму, выполняются следующие операции: обращаются к таймеру;

В ячейки памяти А, Б, С, Д записывают соответственно величины .

С помощью переменной j отмечают порядковый номер события выхода контролируемого параметра за пределы нормы;

Из ячеек А, Б, С, Д величины переписывают в новые ячейки памяти А+1, В+1, С+1, Д+1;

Ячейки А, В, С, Д очищают и подготавливают для приема данных на случай, если показания следующего датчика выйдут за пределы нормы;

Проводят опрос (0+1)-го датчика.

После завершения цикла опроса всех датчиков происходит печать данных. Данные выдаются в виде таблицы, содержащей j строк и четыре столбца с величинами соответственно.

На этом выполнение заданной программы прекращается. Через промежуток времени, равный периоду опроса, эту программу вновь запускают для обработки новых данных, поступающих от измерительных датчиков.

Алгоритм циклического опроса датчиков и сравнения их показаний с нормой иногда модифицируют и контролируют граничные значения до нескольких границ, соответствующих, например, предаварийной и аварийной ситуации. В этом случае наряду с печатью данных одновременно подают сигнал звуковой или световой индикации на пульт оператора.

4.2. Задачи первичной обработки информации

К числу основных задач первичной обработки информации относятся:

1. Линеаризация выходных сигналов датчиков с нелинейными и слаболинейными статическими характеристиками.

2.Фильтрация выходных сигналов датчиков от высокочастотных помех, искажающих полезный сигнал.

3.Проверка исходной информации на достоверность и коррекция результатов измерений.

4.Коррекция показаний датчиков, при отклонении условий измерения от расчетных (градуировочных) значений.

5.Расчет действительных значений измеряемых величин в физических единицах измерения по кодам АЦП.

6.Экстрополяция значений измеряемых величин на интервале времени между очередными и последующими опросами датчиков.

Линеаризация выходных сигналов датчиков

Линеаризация сигналов осуществляется для датчиков с нелинейными статическими характеристиками. Нелинейность статических характеристик связаны с физическими свойствами чувствительных элементов (сильфонов, мембран, термосопротивлений и др.) или с методом измерения соответствующих величин (например, измерение расхода по методу переменного перепада дав.)

Фильтрация измеряемых величин от помех. Методы фильтрации с целью исключения случайной погрешности измерения датчика основаны на гипотезе о том, что спектр случайного процесса содержит более высокие частоты, чем спектр полезного сигнала. Внешне фильтрация проявляется в том, что реализация процесса становится более плавной, чем исходная реализация. Отсюда второе название той же процедуры – сглаживание.

При построении оптимального или близкому к нему фильтра, корреляционная функция полезного сигнала и помеха, действующая на входе датчика, также является случайным стационарным процессом, некоррелированным с сигналом, имеющим нулевое математическое ожидание.

В большинстве конкретных случаев получаемые оценки статических характеристик полезного сигнала и, тем более, помехи слишком приближенны, чтобы принимать для них корреляционные функции более точные, чем экспоненты, поэтому данные аппроксимации и приняты для дальнейшего анализа.