Системы реального времени. Технологические процессы. Функции АСУ ТП в реальном времени. Информационный подход. Модели и алгоритмы управления, страница 8

Вывод информации из ЭВМ.

Выходные устройства ЭВМ и исполнительные устройства.

Выходным сигналом ЭВМ является двоичный код с числом разрядов, равным разрядной сетке процессора.

Для того, чтобы преобразовать двоичный код необходимо провести преобразование электрических сигналов с шины процессора (с шины данных (ШД)) в некоторое воздействие/изменение состояния устройств вывода информации/исполнительных устройств. По виду выходных сигналов с ЭВМ они также делятся на непрерывные и дискретные.

Вывод непрерывных сигналов из ЭВМ

Непрерывным сигналом ЭВМ для нас будет U/I , изменяющиеся в заданных необходимых лимитах.

Основным и единственным устройством, обеспечивающим непрерывные сигналы, является ЦАП.

Для ЦАП двоичный код рассматривается как позиционный код, т.е. код, каждый из разрядов которого имеет свой вес место.

ЦАП осуществляет обратное преобразование относительно АЦП.

Характеристика ЦАП.

Uвых (Iвых) = q*Nx

Nx – дискретный двоичный код в виде обычной цифры(0 – 255) (уравнение преобразования).

Характеристики:

n – число разрядов;

  - время преобразования (надо учитывать для быстродействующих).

Д –диапазон. Д:(Umax;Umin)(Vmax;Vmin)

Используя ЦАП можно реализовать пропорциональное управление.

Особенности ЦАП:

Программа управления, используемая ЦАП должна учитывать 2 фактора:

1.На входе ЦАП установлен запоминающий регистр (RG), что значит: выходной сигнал U/I будет сохранять свое значение до тех пор , пока на ЦП не поступит новое состояние кода Nx.

2.Так как при ЦАП – преобразовании управление некоторым исполнительным устройством, имеющим определенную инерционность, то необходимо также учитывать шаг дискретизации по времени, т.е. определять период, через который нужно выводить информацию из ЭВМ с помощью ЦАП-преобразования. Этот шаг дискретизации будет зависеть от инерционности исполнительных устройств, характеристики которых имеют в своем перечне и динамическую составляющую, т.е. спектральную характеристику.

Устройство вывода дискретного сигнала

Его задача: преобразование параллельного двоичного кода, сформированного программно и возникающего на ШД процессора, в независимые дискретные сигналы, число которых также определяется разрядной сеткой ЭВМ. Каждый бит рассматривается как определенный двоичный сигнал, каждым битом может управлять отдельное устройство.

У - усилители

ГР – гальваническая развязка

N – число разрядов

Время преобразования очень маленькое и не учитывается.

Исполнительные устройства

Исполнительные устройства служат для преобразования управляющего сигнала в изменение состояния органа регулирования на объекте управления. По характеру перемещения органы управления делятся на прямоходные и поворотные. По виду потребляемой энергии исполнительные устройства классифицируются на гидравлические, пневматические, электрические, комбинированные. Большинство исполнительных устройств относится к комбинированным.

Рассмотрим электрические исполнительные устройства.

Они делятся на два типа: электромагнитные и электромашинные (электродвигатели различного типа, т.е. двигатели на постоянном и переменном токе (синхронные и асинхронные).

Электромагнитные исполнительные устройства бывают следующих типов:

1.Типа селеноидов

2.Электромагнитные муфты – устройства передающие вращательное движение.

3.Реле различные электромагнитные устройства, состоящие из якоря и пластины.

Системные принципы построения

исполнительных устройств (ИУ)

В системном плане исполнительные устройства делятся на замкнутые и разомкнутые (т.е. по наличию обратной связи), также они бывают непрерывного и дискретного типов (по виду выходного сигнала).

Исполнительные устройства разомкнутого типа.

1.Дискретные.

Рассмотрим на примере одного канала

Yi  ε {0; 1};

Стандартные 0-10В;

Выходные каналы: 0-20мА; 4-20мА.

Ум – усилитель мощности;