Алгоритмическая структура системы - первичная обработка, аналоговые сигналы

6.  АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СИСИТЕМЫ

6.1.  Алгоритмы первичной обработки

Алгоритм при первичной обработке выглядит следующим образом:

В работе необходимо производить фильтрацию сигнала по f_ср. датчика. Т.е. произвести обработку сигнала в по верхней рабочей частоте.

Подпрограмма проверки на достоверность (обнаружения ошибок вначале измерения). Выходной сигнал с АЦП может быть недостоверен, если:

Датчик вышел из строя;

Появилась импульсная помеха;

Произошел обрыв в канале связи.

Проверка на достоверность осуществляется слежением за скоростью изменения измеряемой величины. Интервал контроля по производной Тui обычно больше периода опроса i-го датчика Топрi: Тui> Топрi, поскольку проверка скорости изменения на каждом датчике не имеет смысла, так как можно попасть на пики погрешности измерения и при этом допустимое изменение измеряемой величины за интервал опроса будет сравнимо с величиной помехи. Для исключения влияния случайных выбросов сообщение о неисправности канала измерения  вырабатывается при многократном (например, трехкратном) подтверждении превышения  допустимого значения скорости изменения измеряемой величины, т.е. после получения первого сигнала о нарушении, проверку повторяют еще дважды, но уже на каждом опросе датчиков.

Так как управляющее ТП выполняется в реальном времени то перед опросом i-го датчика должна быть выполнена проверка его опроса t_опр. с реальном времени t_p Если ситуация на техническом объекте управлении подвержена частым изменениям, например, может меняться уровень электрических шумов, то необходимо периодически проверять расчетные параметры сглаживания a_i или M_i. Для этого по прерыванию от таймера, включаются модуль расчета  оптимальных значений a_i или M_i. Оптимальными значениями считаются значения этих параметров, обеспечивающие среднеквадратическую ошибку сглаживания в пределах требуемой.

Рассматриваемый вариант программы первичной обработки аналоговой информации связывает в логическую последовательность программных модулей процедур обработки по каждому датчику. При обращении к соответствующей подпрограмме указывает номер датчика и результат предыдущей процедуры обработки.

Структура данных для программы сбора  и первичной обработки аналоговых сигналов выполняет типовые для АСУ функции:

1)  Условно-постоянная информация

-  Адрес подключаемого датчика

-  Электрический диапазон сигнала

-  Коэффициент усиления

-  Коэффициент масштабирования

-  Коэффициент линеаризации

-  Переменная сглаживания

-  Переменная проверка на достоверность

2)  Переменная информация

-  Текущее значение измеряемых величин

-  Суммарные значения расходов

Алгоритмы первичной обработки

Рис. 6.1

6.2. Ввод аналоговых сигналов

      Для ввода аналоговых сигналов опишем подпрограмму опроса датчиков. Существуют три метода опроса:

одноточечный (один за другим);

метод последовательной таблицы (считывается большое количество сигналов по последовательным адресам коммутатора);

      Блок–схема подпрограммы ввода аналоговых сигналов с использованием опроса датчиков по методу последовательной таблицы приведена на рисунке 6.2. [6]

Блок–схема подпрограммы ввода аналоговых сигналов

рис. 6.2

      Как видно из этого рисунка, запуск АЦП производится только после получения признака установки коммутатора в заданное состояние, а считывание кода с выхода АЦП – после получения признака об окончании преобразования. Поскольку время  переключения коммутатора и время преобразования в АЦП может быть существенным, с целью рационального использования машинного времени процессора рекомендуется режим мультипрограммирования, при котором возможна параллельная работа нескольких программ, благодаря обработке сигналов прерывания “ закончена установка коммутатора” и “закончено преобразование АЦП”.