12 Управляющие вычислительные комплексы

12.1 Принципы построения управляющих вычислительных комплексов

Развитие систем управления привело к включению в их состав ЭВМ и созданию управляющих вычислительных комплексов (УВК), которые обеспечивают получение, преобразование, накопле­ние, обработку и выдачу измерительной, командной и служебной инфор­мации в соответствующей форме, в том числе для воздействия на объект исследования.

УВК представляет собой автоматизированное средство измерений электрических величин, на основе которого возможно создание АСУ ТП путем присоединения ко входу УВК датчиков с унифицированным электрическим выходным сигналом, а к выходу – исполнительных устройств, а также генерации программ обработки информации.

Таким образом, УВК – унифицированное ядро АСУ ТП, выполняющее такие функции:

• прямые, непрямые и совокупные измерения технологических параметров;

• обработку измерительной информации и выработку управляющих воздействий;

• управление процессом измерений и воздействие на объект управления;

• представление результатов управления технологическим объектом оператору в задан­ном виде.

Для реализации этих функций УВК обеспечивают:

• восприятие, преобразование и обработку электрических сигналов от первичных преобразователей или непосредственно от объекта;

• управление средствами измерений и другими компонентами УВК;

• генерацию управляющих сигналов для воздействия на объект.

УВК создается методом проектной компоновки из системно сопряженных функциональных блоков и устройств, которые выпускаются серийно. Допускается модифицированть УВК дополнением или заменой и технических, и программных компонентов.

Специфика АСУ ТП накладывает свой отпечаток на характер требований, предъявляемых к электронному интерфейсу. Он должен, в первую очередь, обеспечивать гибкость системы, т.е. возможность ее быстрой перестройки, замены отдельных устройств, оперативного изменения их харак­теристик, подключения новых блоков. Для реализации этих требований современные стандарты на интерфейс, ориентированные на использование в УВК, строятся с учетом принципов мо­дульности, программной управляемости и магистральной организации.

Модульность предусматривает выполне­ние отдельных элементов интерфейса, осу­ществляющих определенные функциональ­ные преобразования, в виде законченных функциональных модулей специального назначения. Совокупность таких модулей должна обеспечивать выполнение основной части задач со­пряжения экспериментального оборудования и измерительной аппаратуры со всеми остальными частями АСУ ТП, включая ЭВМ.

Программная управляемость модулей или автономных устройств УВК означает такую их схемную реализацию, которая дает возможность программным путем, с по­мощью определенного набора команд, подаваемых от специального управляющего бло­ка или ЭВМ, изменять их технические характеристики и алгоритм функционирова­ния. Тем самым программная управляемость элементов АСУ ТП позволяет оперативно изменять возможности всей системы в зависи­мости от конкретных требований.

Магистральный принцип организации предусматривает наличие общей системы электрических шин – магистрали, к которой подключаются отдельные модули, устройства, а также ЭВМ. Обращение к тому или иному устройству осуществляется путем указания его индивидуального адреса. Нали­чие общей магистрали упрощает подключе­ние модулей, дополнительных блоков, обеспечивая гибкость и мобильность УВК.

Основные признаки УВК:

• наличие комплекса нормируемых метрологических характеристик;

• блочно-модульная структура, измерительные и вычислительные компоненты которой являются серийные средства измерений и автоматизации (СИА);

• наличие процессора или ЭВМ;

• программное управление СИА от ЭВМ или процессора;

• использование типовых интерфейсов для обеспечения взаимодействия между агрегатными СИА.

По назначению УВК подразделяются на типовые, проблемные и специализированные (таблица 12.1).

Таблица 12.1 – Классификация УВК

Типовые	Проблемные	Специализированные
Для решения широкого круга задач автоматизации измерений, испытаний или исследований, независимо от области применения	Для решения широко распространенных, но специфических задач для конкретной области применения	Для решения уникальных задач автоматизации измерений, испытаний или исследований