Лекция 20 типовые структуры су с эвм

Системы бывают автоматизированные и автоматические.

1. Комплексная автоматизированная система управления производством.

Рисунок 20.1 - Комплексная автоматизированная система управления

В этой системе на базе единой БД под управлением АСУ в непрерывном потоке функционирует комплекс превращения ТЗ готовое изделие. Вся система реализуется с помощью МТО. В системе информация о ТЗ, обрабатываясь в АСНИ, превращается в комплекс автоматизации, осуществленный в виде подпрограмм обработки, сборки, транспортировки отдельных деталей и узлов.

АСТПП обеспечивает подготовку технологического оборудования, оснастки, выбора режимов обработки, т.е. подготовку технологического процесса для ГАП.

Подсистема ГАП выполняет обработку, измерение, транспортировку готового изделия, контроль функционирования технологического оборудования и смену инструмента.

АСИ обеспечивает требуемый объем испытаний готовых изделий.

Только высокопроизводительные ПЭВМ, а также локальные сети обеспечивают экономическую целесообразность их применения для управления производственными линиями, участками, цехами.

2. Для автоматических систем характерна замена человека в контуре

управления и контроля.

При жесткой автоматизации применяется принцип простой обратной связи, принцип управления по задающему воздействию (по возмущающему), по рассогласованию, комбинированное управление, методы детерминированного и вероятностного описания САУ.

Рисунок 20.2 Комплексная автоматическая система управления

3,4 - элементы сравнения

9 - измерительный элемент

5 - информационно - преобразующее устройство (ПЭВМ)

2 - канал связи по внешнему возмущению (управлению)

7 - канал связи по основному возмущающему воздействию

- управляющее воздействие

8 - объект управления

Комбинированное управление реализует принцип управления по отклонению и по возмущению.

Каналы 2 и 7 предназначены для компенсации связи как с использованием непосредственной информации от задающего и возмущающего воздействий, так и от . В такой системе можно достичь инвариантности от основных возмущений и существенно уменьшить отклонение от требуемого значения. Физически это объясняется с помощью понятия о двух каналах влияния внешнего задающего и возмущающего воздействий на ошибку . Например в системах стабилизации внешнее воздействие приложено к 8, а в следящих - к 1. Эти воздействия вызывают отклонения .

Пусть под влиянием это отклонение соответствует кривой (смотри рисунок 13.3) - это один канал влияния.

Рисунок 20.3

Связь по основной цепи обратной связи подбирается такой, чтобы отклонение по кривой было таким же, как и у , но с противоположным знаком. Тогда в результате суммы выходных величин обоих каналов обеспечивается полная компенсация влияния возмущающего воздействия на в системе стабилизации и обеспечивается точное воспроизведение задающего воздействия в следящих системах.

3. Универсальные автоматы для выполнения механических действий.

Их характерной особенностью является активное информационное взаимодействие с внешней средой с помощью чувствительных (сенсорных) устройств - датчиков. Обработка информации осуществляется ПЭВМ.

Рисунок 20.4 Функциональная схема комбинированной системы

управления роботом

Сенсорные устройства делятся на:

- Сбора информации о внутреннем состоянии

- Сбора информации о внешней среде

Устройства сбора информации о внутреннем состоянии - датчики измерения изменяющихся условий, датчики для адаптивного управления роботами, локационные датчики, видеокамеры. УУ - перерабатывает информацию от датчиков и основной ПЭВМ и вырабатывает управляющие воздействия на приводы. При управлении роботами применяется иерархическая система, состоящая из 1 или нескольких управляющих ЭВМ. На роботе - бортовая ЭВМ, осуществляющая выработку управляющих воздействий на приводы и первичную обработку информации от датчиков. Основная информация перерабатывается стационарной ПЭВМ. В контуре робота используется АЦП и ЦАП.

4. Системы административного управления.

Програмно-аппаратные средства управления вычислительными сетями. Управление конфигурацией ВС, слежение за работой ВС, за аномальными ситуациями; формирование и выдача отчетов о работе ВС; помощь администратору в диагностике.

5. Системы управления для БД (персональные БД).

Включая ПО и процессоров доступа к данным (инструментальное оснащение).

6. СУБЗ (системы управления базами знаний).

7. Микропроцессорные средства передачи данных.

Основу МСПД составляют технические решения: передатчики, приемники, повторители, терминаторы, ответвители сигналов.

Выполняются в виде электрических схем, характеризуются высоким быстродействием и их работа выполняется под управлением центральных микропроцессорных станций.

Контроллер ЛВС.

Основа – блок доступа к моноканалу (БДМ). Распространяет свое действие на нижний уровень управления доступом к моноканалу, а связь с высшим подуровнем управления логическим каналом осуществляется через блок интерфейса.

Между блоками LLC и MAC проходит граница между аппаратными и программными средствами, поэтому программа уровня LLC реализуется в памяти управляющего работой станции МП и пересылается на нижний уровень по системной шине станции.

Структурная модель контроллера ЛВС Ethernet представлена на рисунке 13.5:

Рисунок 20.5 – Структурная модель контроллера ЛВС Ethernet

Станция содержит моноканал, являющийся кабельной системой обеспечивающей множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов на скорости передачи сигналов по кабелю до 10 Мбит в секунду. Система выполнена в соответствии с международным стандартом Европейской стандартизации производителей. Стандарт специфицирует электрические и физические характеристики кабельных соединений, кабеля, терминаторов (согласователей волнового сопротивления кабеля с входным и выходным сопротивлением приемников и передатчиков), а также правила конструирования ЛВС, установки магистрального кабеля и определяет требования к блоку интерфейса с физическим уровнем ЛВС.

Интерфейс физического уровня производит кодирование и декодирование данных по методу манчестерского фазового представления сигналов, производит прием и передачу сигналов, контроль за искажением сигналов и длиной сообщений и т.д.

Структурная модель контроллера представляет собой цепь связанных преобразователей. Два из них МАС+ИКУ и ИФУ реализуют основные функции контроллера, а остальные вспомогательные. Согласно структурной модели каждая станция в режиме состязаний может связаться с другой или с группой станций. Для этого она устанавливает соединение с моноканалом при его освобождении и передает длинные или короткие кадры, структура которого представлена на рисунке 20.6:

Рисунок 20.6

Формат типового кадра состоит из заголовка – 8 бит, адреса назначения – 6 бит, адреса отправителя – 6 бит, поля типов кадра – 2 бита, блока данных – 1522 бита, контрольной последовательности для проверки наличия искажения в кадре – 4 бита. Длина формата кадра существенно влияет на время передачи информации и число конфликтов в моноканале.

Функциональная схема микропроцессорной станции имеет вид:

Рисунок 20.7 – Функциональная схема микропроцессорной станции