0,85 Mb.НазваниеУчебное пособие для студентов очного и заочного обучения технических специальностей Нижний Новгород Издательство фгоу впо «вгавт»страница1/7Дата конвертации03.11.2012Размер0,85 Mb.Тип 1 Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волжская государственная академия водного транспорта»Кафедра информатики, систем управления и телекоммуникацийСерия «Информационные технологии в системах управления и телекоммуникаций»Выпуск 4М.М. Чиркова, А.А. Вольхин, С.А. ТокаревВнешние интерфейсы управляющих ЭВМЧасть 2 Архитектура ЭВМ. Коммуникационные интерфейсыУчебное пособие для студентов очного и заочного обучения технических специальностейНижний Новгород Издательство ФГОУ ВПО «ВГАВТ» 2010 УДК 681.5 Ч64Редакционная коллегия серии «Информационные технологии в системах управления и телекоммуникаций»: д.т.н., профессор Ю.С. Федосенко (отв. редактор), д.т.н., профессор М.М. Чиркова, к.т.н., доцент В.И. Логинов, к.т.н., доцент А.В. ПреображенскийЧиркова, М.М. Внешние интерфейсы управляющих ЭВМ. В 2 ч. Ч. 2. Архитектура ЭВМ. Коммуникационные интерфейсы : учеб. пособие для студ. оч. и заоч. обуч. технич. специальностей / М.М. Чиркова, А.А. Вольхин, С.А. Токарев. Н. Новгород : Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2010. 76 с.Изложены краткие характеристики и принципы работы основных последовательных интерфейсов от RS-232 до USB. Подробно рассматривается физическая и программная реализация базового интерфейса RS-232/485, используемого в системах управления технологическими процессами. Материал пособия основывается на курсах лекций: «ЭВМ в системах автоматизации и управления техническими средствами», «Архитектура ЭВМ и систем» и «Системы управления энергетическими и технологическими процессами». Для студентов дневной и заочной формы обучения технических специальностей.Работа рекомендована к изданию кафедрой информатики, систем управления и телекоммуникаций (протокол 5 от 21.05.2009 г.).Y ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2010 ВведениеСовременный уровень развития вычислительной техники позволяет включить её в автоматизированные технологические комплексы и возложить на неё управление процессом, а также функции, связанные со сбором, обработкой, хранением информации и прогнозированием развития ситуаций. Современные автоматизированные комплексы отличаются друг от друга по уровню автоматизации и принципу построения. По уровню автоматизации различают комплексы с низким и высоким уровнем. Судовые комплексы с низким уровнем автоматизации включают в себя ряд разобщенных устройств, решающих простейшие «подзадачи», связанные с управлением конкретным техническим устройством. Учет взаимосвязей задач, решаемых для конкретного объекта, полностью ложится на судоводителя. При более высоком уровне автоматизации в централизованных комплексах решение и учет взаимосвязей вышерассмотренного круга задач производится одной (центральной) ЭВМ. Такое построение систем было характерным для начального этапа комплексной автоматизации, когда ЭВМ были сравнительно дорогостоящими и круг решаемых задач не слишком велик. При высоком уровне автоматизации возрастает сложность математического обеспечения ЭВМ, резко повышаются требования к ее производительности и надежности. Кроме того, централизованные системы имеют пониженную живучесть, т. к. выход из строя ЭВМ приводит к прекращению функционирования всей системы. В последнее время проектируются модульные системы сбора и обработки информации и выработки управляющих воздействий на объект. При модульном построении весь комплекс подразделяется на ряд самостоятельных подсистем, решающих определенные подзадачи, из входящих в главную задачу системы, например, управления движением судна. Таким образом, модульные системы состоят из блоков или модулей (рис. 1), каждый из которых может функционировать как самостоятельно, так и в рамках всей системы, подчиняясь командам подсистем более высокого уровня. В настоящее время модульное построение систем управления является преобладающим. Рис. 1. Блок-схема модуля 1-го уровняДля судов с высоким уровнем автоматизации разработана 3-уровневая система контроля и управления. Центральная ЭВМ (ЦЭВМ) 3-го (высшего) уровня связана с ЭВМ 2-го уровня. Периодически ЦЭВМ осуществляет связь с компьютерами 2-го уровня: передает новые установки, приказы, получает информацию о состоянии контролируемых объектов. Компьютеры 2-го уровня обмениваются информацией с модулями 1-го уровня. Модули нижнего, 1-го, уровня для управления состоянием объекта, как правило, имеют персональные компьютеры, микроконтроллеры или встроенные регуляторы (так, например, дизель имеет встроенный в корпус регулятор частоты вращения вала). Компьютеры 1-го уровня осуществляют связь с внешней средой: с датчиками объекта, исполнительными устройствами, сигнализацией. Связь осуществляется через порты: параллельные дискретные или аналоговые. Связь между компьютерами различного уровня осуществляется через коммуникационные порты с последовательным интерфейсом. Интерфейс определенное схемное решение в совокупности с программным обеспечением. Передачу информации между компьютерами различного уровня реализуют обычно по однопроводной (иногда двухпроводной в случае интерфейса токовой петли) линии дискретным последовательным кодом. Для осуществления этой связи компьютеры должны иметь последовательные порты типа СОМ-порт, USB-порт или быть объединенными в локальную (проводную или беспроводную) сеть. Все обмены информацией между компьютерами, между компьютером и датчиками или исполнительными устройствами осуществляются по командам программы, составленной пользователем. Программное обеспечение работы всего автоматизированного комплекса достаточно сложное и является основополагающим для надежного функционирования системы.1. Идеология последовательного интерфейса1.1. Интерфейс COM-портаCOM-порт широко применяется для подключения различных периферийных и коммуникационных устройств, связи с различным технологическим оборудованием, объектами управления и наблюдения, программаторами и прочими устройствами. COM-порт позволяет подключать внешние ИК-адаптеры (инфракрасный интерфейс IrDA Infrared Data Association). IrDA-интерфейс в настоящее время применяют в карманных компьютерах и сотовых телефонах. В сотовых телефонах также распространен COM-порт с протоколом RS-232C, позволяющий непосредственно с помощью кабеля соединить телефон и PC. Такое соединение позволяет использовать встроенный в телефон Fax, Modem, GPRS modem, управлять диктофоном, органайзером, телефонной книгой и т.д. COM-порт остался востребованным и для подключения цифровых фотокамер. Программное обеспечение цифровых камер написано таким образом, что операционная система (ОС) компьютера воспринимает устройство, подключенное через COM-порт, как жесткий съемный диск, и позволяет осуществлять двунаправленную передачу данных. Подключени
Учебное пособие для студентов очного и заочного обучения технических специальностей Нижний Новгород Издательство фгоу впо «вгавт»
Учебное пособие для студентов очного и заочного обучения технических специальностей Нижний Новгород Издательство фгоу впо «вгавт»
Комментариев нет:
Отправить комментарий