АЛГОРИТМЫ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
Структура локальной системы управления (рис. В.1) при цифровой реализации управляющего устройства может быть представлена так, как показано на рисунке 2.4.
Рис. 2.4
ЛСУ или система автоматического управления состоит из цифрового управляющего устройства (ЦУУ) в виде микроконтроллера, исполнительного блока ИВ, объекта управления ОУ и датчика выходной величины ДВВ. Модуль ввода МВв имеет в своей структуре нормализатор для преобразования при необходимости токового сигнала в напряжение, усилитель, аппаратный фильтр низких частот, АЦП.
Алгоритм управления запрограммирован в АЛУ микроконтроллера. В качестве модуля вывода МВыв может использоваться ЦАП или широтно-импульсный преобразователь (ШИП), времяимпульсный код которого поступает в исполнительный блок ИВ, через который управляющий сигнал поступает на ОУ. Сигнал главной обратной связи от датчика выходной величины (ДВВ) через модуль ввода (МВв) направляется в АЛУ микроконтроллера, сравнивается с кодом задания g, после чего в соответствии с запрограммированным алгоритмом в функции от сигнала рассогласования вырабатывается код управления и.
Поскольку контуры САУ работают без участия человека, а датчики могут иметь статические ошибки, нелинейные характеристики или зашумленный выходной сигнал, перед расчетом кода управления информацию, поступающую от датчиков объекта управления, следует проверить на достоверность и при необходимости сгладить — ослабить помехи измерения.
При измерении технологических переменных информация от датчиков поступает в аппаратуру ввода/вывода в виде унифицированных сигналов (0-10 В, 4-20 мА), сигналов от термопар, термометров сопротивления. Следовательно, реальным физическим величинам соответствуют напряжение, сила тока. В модулях ввода (рис. 2.4) эти сигналы преобразуются в двоичные коды с числом разрядов от 8 до 16. Чтобы пользователи (ЛПР, диспетчеры, операторы) могли провести анализ получаемой информации, необходимо преобразовать коды АЦП в масштаб реальных физических величин: мм, т/ч, ата, °С и т. д.
Для получения корректных значений результатов опроса аналоговых датчиков применяют такие алгоритмы первичной обработки, как нормализация, пересчет в технические единицы, проверка на достоверность, сглаживание, проверка на технологические границы.
