Кроме обычных периферийных устройств ввода-вывода, как например, печатающие устройства, дисплеи и пульты управления, которые могут подключаться к ЭВМ, должна быть обеспечена жесткая связь управляющей ЭВМ с датчиками, регистрирующими технологические параметры процесса. Для контроля технологического процесса и состояния оборудования без использования обратной связи в реальном времени необходимо использовать лишь контактные входы для подключения датчиков, выключателей, клапанов и счетчиков. Для управления с обратной связью требуются выходы для подключения пускателей электродвигателей, реле, приводов и клапанов. Входы и выходы производственного оборудования могут быть двух основных типов: цифровыми и аналоговыми.
Цифровые входы и выходы. Цифровые или дискретные входы и выходы проще стыкуются с управляющей ЭВМ, поскольку сигналы на них уже представлены в виде, соответствующем обрабатываемым ЭВМ данным. Входные и выходные сигналы обычно представляются в двоичном виде, так как большинство из них являются логическими параметрами. Ниже приведены примеры параметров цифровых входов и выходов.
Входные параметры: 1) наличие или отсутствие объекта; 2) положительное или отрицательное напряжение; 3) температура, отличная от уставки; 4) уровень жидкости, отличный от уставки.
Выходные параметры: 1) пуск или останов двигателя; 2) от-крывание или закрывание клапана; 3) приемка или отбраковка детали.
Некоторые параметры в приведенных выше примерах являются аналоговыми переменными (как, например, температура или уровень жидкости). Однако ввод или вывод данных из ЭВМ осуществляется в дискретном виде, причем сигнал формируется при переходе через уставку.
Для обработки на ЭВМ в реальном масштабе времени может быть предусмотрена очень эффективная упаковка цифровых данных. Например, состояния восьми различных логических параметров могут храниться в одном регистре ЭВМ объемом 1 байт (восемь двоичных разрядов). Однако цифровые данные, представленные в упакованном виде, неудобны для отработки программами, написанными на языках высокого уровня, таких как Бейсик или Фортран. Рабочие программы, предназначенные для обработки цифровой информации, в ряде случаев более эффективно могут быть написаны на языке ЭВМ низкого уровня, например на ассемблере.
Аналоговые входы и выходы. Если необходим ввод в ЭВМ текущих значений аналоговых технологических параметров, таких как температура и давление, то возникает необходимость соответствующего преобразования аналоговых величин в дискретные, поскольку ЭВМ может воспринимать лишь цифровую информацию. Перед вводом во всех случаях следует произвести преобразование аналоговых сигналов в дискретные, так как ЭВМ представляет собой цифровое устройство. При выводе информации для управления технологическим процессом во всех случаях используются ступенчатые функции или дискретные данные, поскольку ЭВМ не может изменять выходной параметр в аналоговом виде. Необходимость аппроксимации при преобразовании данных вследствие использования цифровой ЭВМ является основой метода аналого-цифрового преобразования и наоборот. Термин аналог используется в управлении технологическими процессами, так как физические непрерывные переменные параметры должны быть преобразованы в некоторый электрический аналоговый сигнал (обычно напряжение или ток), до того как они смогут быть интерпретированы и преобразованы с приближением в цифровую форму для ввода в ЭВМ, управляющую технологическим процессом.
Поскольку аналого-цифровое преобразование связано с аппроксимацией, следует установить, с какой точностью это преобразование должно осуществляться. Выбор точности должен быть обоснован, поскольку чем выше точность, тем большее количество двоичных цифр требуется для представления аналоговой величины. Непрерывная аналоговая входная переменная может быть представлена и одной двоичной цифрой. В этом случае эта переменная соответствует дискретной входной переменной, например, «температура выше уставки или ниже уставки», аналогично цифровым входам-выходам, рассмотренным выше. Двоичное приближение к аналоговому значению позволяет произвести выбор одного из четырех уровней дискретных значений, наиболее близкого по значению к фактическому аналоговому. В общем виде это положение имеет вид
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.