| следующая статья ==>
Создание МП, а затем и ПК в 80-х годах привело к развитию аппаратно-программных средств обработки данных. Стало доступно множество плат для сбора данных, обработки, анализа и отображения информации. Стали появляться датчики с встроенными МП («интеллектуальные» или «умные» датчики). Программное обеспечение с использованием искусственного интеллекта используется для интерпретации данных, полученных от датчиков. В датчиках осуществляется дискретизация данных и преобразование измерительного сигнала в цифровой код. Специализированные МП для цифровой обработки сигналов (ЦОС) применяются для целей фильтрации, Фурье – анализа сигнала и т.п. Это позволяет производить сбор данных с большой скоростью и затем передавать их на ПК. Это обеспечивает работу измерительных систем в режиме «реального» времени.
Для ввода измерительной информации в ПК используют специальные платы сбора данных. В настоящее время на рынке представлено большое разнообразие ПСД. Поэтому необходимо знать характеристики, по которым нужно производить выбор плат. Разница в стоимости плат обусловлена отличием в скорости, разрешении и сложности систем сбора данных. В простой плате обычно используется 12-разрядный АЦП с быстродействием в 1 мс без возможности обработки измерительной информации, а только для передачи ее в ПК. Более дорогие платы имеют собственную память и средства обработки информации с возможности промежуточной записи данных на носитель. Определяющей цену платы характеристикой является скорость съема информации. Высокоскоростные платы включают в себя 16-разрядные АЦП с временем преобразования 10мкс. Имеют мало каналов, что позволяет повысить их быстродействие (если отключить неработающие каналы, то быстродействие возрастет).
Критерии выбора плат сбора данных:
· требуемая частота сбора данных;
· требуемое разрешение по напряжению, разрядность;
· количество каналов:
· диапазон изменения измерительного сигнала;
· возможность изменения диапазона измерений
· тип измерительного сигнала (одно- или двухполярный;)
· наличие дифференциального входа;
· по виду напряжения;
· нужен ли аналоговый вход;
· уровень шумов;
· линейность;
· температурная стабильность.
Рис. 13.4 Структура встраиваемой платы сбора данных.
Сменная встраиваемая плата сбора данных и управления (ПСДУ) содержит обычно следующие основные элементы:
· мультиплексор, обеспечивающий параллельный ввод сигналов;
· устройство выборки и хранения (УВХ);
· АЦП;
· цифровой сигнальный МП.
Обмен информацией между ПСДУ и компьютером происходит либо через механизм прерываний, либо в режиме прямого доступа к памяти.
Информационный сигнал поступает с датчиков на плату через устройство согласования сигналов (УСС), которые могут выполнять различные функции: усиление, питание датчиков, переключение, фильтрацию сигналов и т.п.
«Умные» датчики со встроенными МП позволяют производить обработку информации в самом датчике. Выходной сигнал может быть в аналоговой или цифровой форме. Используют системы пожаро- и взрывозащиты. Для них используют специальные микропроцессоры с усеченным набором инструкций. Для повышения производительности создают микроконтроллеры. Это МП с дополнительной памятью, ЦАП и АЦП, специальное программное приложение с возможностью обкатки программ на симуляторе. Разрабатывают и специализированные ЦОС МП для цифровой фильтрации, быстрого преобразования Фурье… Программируемые интегральные логические схемы (ПЛИС) используют для разработки простых устройств, но есть и специальные заказные ИС.
Рис. 13.5 Лицевая панель виртуального осциллографа.
В некоторых случаях требуется обрабатывать и анализировать информацию, поступающую от нескольких датчиков, но при этом оператор не успевает оценить информацию с требуемой скоростью или показания одних должны быть взаимоувязаны с другими и т.п. Задачи такого рода стимулировали развитие систем с искусственным интеллектом на основе устройств с нечеткой логикой и искусственных нейронных сетей.
| следующая статья ==>