Системы реального времени. Технологические процессы. Функции АСУ ТП в реальном времени. Информационный подход. Модели и алгоритмы управления, страница 2

·  принять/передать адрес данного ВУ, передать/принять данные от процессора/к нему.

·  Из процессора выдается число, которое равно номеру канала.

Пример:  N=16

для 16 каналов достаточно 4-х разрядов;

Алгоритм работы АЦП

Основная задача АЦП преобразует входной электрический сигнал (напряжение/ток) из данного диапазона в параллельный позиционирующий двоичный код с числом разрядов равным N.

АЦП – асинхронное устройство ?стыковано с процессором? (длительность работы не зависит от такта работы ПК).

АЦП имеет сигналы  запуска и готовности, с помощью которых осуществляется синхронизации работы АЦП и программы.

Состояние АЦП отражается логичным сигналом на шине готовности (т.е. логической единицей). Сигнал готовности говорит о том, что на выходе АЦП (q₁,q₂,… q_n) образовался код пропорциональный входному сигналу. Для преобразования входного сигнала у АЦП необходимо программно сформировать и предать по адресу АЦП сигнал запуска. АЦП при получении сигнала «запуск» снимает сигнал «готовность», т.е. устанавливает лог. 0, и начинает преобразование. При прошествии времени t_ацп на выходе АЦП образуется готовый код и устанавливается лог. 1 – сигнал «готов». По этому сигналу контроллер передает код, пропорциональный напряжению на шине данных процессора. 

Характеристики КАС:

1.  число входных каналов – N (пропорционально количеству байт: 8, 16,… )

2.  диапазон входных сигналов D_кас = (U_min, U_max или I_min, I_max) ± 10 В; 0 ÷ 20 мА

3.  t_ацп – время переключения (время между передачей кода до установления),

t_ацп ≤ такту процессора

Характеристики АЦП:

1.  диапазон измерений  D_кас = (U_min, U_max или I_min, I_max) ± 10 В; 0,10 В; ± 5 В; ± 1В; 0 ÷ 5 В; 0 ÷ 20 мА

2.  q = [(U_max – U_min)/(I_max – I_min)]/ 2ⁿ-1  ,где n: от 8 до 12; от 16 до 20 (редко)

q – абсолютная погрешность, которая имеет размерность

шаг дискретизации по амплитуде

абсолютная точность преобразования АЦП

q – то минимальное значение входного напряжения, при котором код меняется на единицу младшего разряда.

Если АЦП двух полярный, то под знак отводится старший разряд.

АЦП линейная система в большом и нелинейная в малом измерении. Динамической характеристикой является время преобразования t , определяет пригодность АЦП к измерениям.

Алгоритмы опроса датчиков.

1.  Однократные/одноразовые алгоритмы

2.  Зациклененные/циклические алгоритмы

Однократные алгоритмы – это алгоритм, который производит однократный опрос всех датчиков, а затем производятся вычисления

1.

t₀ ÷ t_n – время проведения эксперимента

∆t ≥τ_кас + τ_ацп

Однократные алгоритмы используются для научных экспериментов и тестирования управляющих программ.

Все управляющие программы в СРВ специально зациклены.

2.

∆t ≥ τ_кас + τ_ацп

1 , 2 , 3 ,… к  - попорядку опрошенные к, где к→∞

∆Т – минимальный шаг дискретизации по времени

При циклическом опросе повторение алгоритма может производится несколько раз.

∆T(m₁), ∆T(m₂),…     m = 2^k, k = 0,1,…

∆T ≥ N(τ_кас + τ_ацп)·m       (1)

∆T_min = N(τ_кас + τ_ацп)

m-кратный опрос группы из N датчиков производится с целью повышения точности и увеличения помехозащищенности канала измерения аналоговой величины, т.е. m-кратный опрос датчиков усредняется ( суммируется m – результатов датчиков и делится на m).

Для усреднения результата деление производится сдвигом результата вправо на k-разрядов. Т.е. обеспечивается быстрое усреднение результата.

Выражение (1) определяет минимальное время, необходимое для получения результатов измерений N-аналоговых сигналов, исходя из технических характеристик канала ввода-вывода информации.

Преобразование результатов измерений.

Каждый измерительный преобразователь/датчик имеет в числе технических измерительных характеристик основную градуировочную характеристику, которая показывает как выходные электрические сигналы зависят от входных неэлектрических величин.