Применение вычислительной техники (ВТ) в автоматизированных системах (АС) - важнейшая черта технической инфраструктуры современного общества [3]. Бурный прогресс в области дискретной микроэлектроники вызвал резкое улучшение всех качественных показателей цифровых вычислительных машин и устройств цифровой техники - таких, как вес, габариты, потребляемая мощность, надежность и т. п. С другой стороны, повышение требований к АС привели к тому, что средствами «непрерывной» автоматики и вычислительной техники уже не могли решаться многие практические задачи. Все это привело к расширению сферы применения и к усложнению цифровых систем, имеющих в своем замкнутом контуре либо цифровые вычислительные машины, либо цифровые устройства.
Цифровые системы используются в настоящее время для связи, регулирования и управления самыми различными объектами и процессами: доменными печами, станками, самолетами, кораблями, химическим оборудованием и т. п. Сфера их использования уже велика и при этом продолжает непрерывно расширяться.
Внедрение микропроцессоров в традиционные автоматизированные системы (таким как АСТСП) связано с принципиальными изменениями к требованиям, относящимся к параметрам и характеристикам систем, таким как помехозащищенность, надежность, стабильность. Меняются так же методы и технические средства проектирования АС.
Все это связано с рядом особенностей микропроцессоров как элементов цифровых управляющих устройств, основными из которых являются программируемость и большая вычислительная мощность, сочетающиеся с высокой надежностью, малыми габаритными размерами, массой, энергопотреблением и стоимостью.
Программируемость микропроцессоров определяет возможность гибкой оперативной перестройки как алгоритма работы системы управления, так и ее структуры с целью приспособления их к меняющимся условиям работы. Данное свойство обеспечивает возможность внесения изменений в структуру и в программу работы системы на всех этапах ее проектирования - от предварительного проектирования до эксплуатации серийных образцов.
Применение микропроцессоров в АС позволяет поднять на качественно новый уровень такие важные их характеристики, как отказоустойчивость и живучесть. Отказоустойчивость, т. е. способность системы сохранять свою работоспособность при возникновении в системе разнообразных отказов, обеспечивается в микропроцессорных системах введением аппаратурной, программной и информационной избыточности.
Использование специализированных микропроцессоров требует решения целого ряда задач, специфика которых обусловлена как необходимостью работы в реальном масштабе времени, так и цифровым характером обрабатываемой информации. В связи с этим актуальными являются проблемы выбора структуры системы, обеспечивающей требуемую производительность, отказоустойчивость и живучесть системы, а также разработки высокоэффективных алгоритмов обработки данных, их хранения и выработки управляющих сигналов, удовлетворяющих заданным критериям качества функционирования системы.
К настоящему времени накоплен значительный багаж знаний и опыта по разработке и эксплуатации микропроцессоров в системах различного назначения: информационных, связных, вычислительных, управляющих.
Возрастающие потребности к функционалу систем непрерывно усложняют задачи взаимодействия разнообразных объектов и процессов. Проблемы особенно усложняются в системе «человек - машина», где наряду с задачами управления техническими объектами и технологическими процессами остро ставятся задачи эффективной работы этих систем. К таким системам относится и АСТСП, которая требует сверхвысокой точности в управлении трамвайным стрелочным переводом, так как от этого процесса зависит не только целостность технического и механического состояния вагона трамвая, но и жизни людей, являющихся соучастниками при работе системы.
Проектирование автоматического измерителя артериального давления
Важным компонентом клинического мониторинга, определяющим
состояние сердечнососудистой системы и организма в целом, является контроль
кровяного давления. Дв ...
Анализ и синтез САУ методом корневого годографа
- Изучение системы автоматического регулирования (САР).
- Оценка качеств, характеристик САР
(устойчивости, ошибки, переходного процесса) по различн ...
Шагающий аппарат
Одной
из важных разновидностей роботов являются шагающие роботы, предназначенные для
перемещения по труднопроходимой местности. В отличие от к ...