計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)的性能規(guī)范
發(fā)布時(shí)間:2008/11/22 0:00:00 訪問次數(shù):348
在系統(tǒng)的功能描述中 我們只是明確了目標(biāo)系統(tǒng)機(jī)械干些什么 (確定了任務(wù)),至于要達(dá)到何種水平,也必須給出量化的標(biāo)誰,對于小的系 統(tǒng),兩者的界限不是十分明顯,可以結(jié)合起來描述,但當(dāng)系統(tǒng)功能既令面又較復(fù)雜時(shí),為了敘述的方便,就必須在明確定義了系統(tǒng)功能之后, 還要明確實(shí)規(guī)這些功能所要達(dá)到的性能水平.由于各種系統(tǒng)的目標(biāo)和任務(wù)不同.因此性能要求也會(huì)有較大的差別,下面以信號處理為例給予說 明。
。1)采樣速率,在不同的應(yīng)用場合,信弓變化的周煳是不同的,如溫度信號的變化-般不會(huì)太怏,-般在1~60 s范國內(nèi)焚化;而流量信號 就1s左右的范圍,有的電倌號則在窀秒級內(nèi)變化。一般計(jì)箅機(jī)的采樣通道數(shù)在8~16路范圊內(nèi),處理多路信號時(shí)可采用擴(kuò)展方式,這時(shí)的處理方 式多為分時(shí)控制掃捕方式,即從-路開始,遠(yuǎn)路掃描處理,這樣,采樣速度必然降低.因此,必須裉據(jù)具體信號變化周期確定部件的采樣速率 。
有一類信號鍤采川實(shí)時(shí)中斷技術(shù),例如緊急事故信號的處理。系統(tǒng)一旦收到這種事敵的信號,必須馬上進(jìn)行-系列搡作,并要將發(fā)生事敬前 后的各種狀態(tài)、處理順序全都予以記錄,供事后分析之用。
還有一些應(yīng)用系統(tǒng)對采樣速率有相當(dāng)高的要求,這時(shí)就必須采取相應(yīng)的措施實(shí)現(xiàn)這樣的要求。
(2)信號的隔離方法 在有些應(yīng)用環(huán)境中測控系統(tǒng)存在較嚴(yán)重的電磁干擾,接地電壓的變化幅庹也較大,敬需采用信號隔離措施,以保證計(jì) 算機(jī)設(shè)各不受意外損失,同π∫也可蹬免造戚人身龜氣傷害等事故。
對于干擾源比較嚴(yán)重的應(yīng)用項(xiàng)目,原則上應(yīng)對各類信號迸行隔離處瓔,但是還需要根據(jù)實(shí)際情況來決定采取何種隔離措施。常見的隔離方法 有變壓器隔離、專用隔離部件、光電隔離年.不同的方法導(dǎo)致效果和成本也不同,因此要統(tǒng)籌考慮各種因素,明確系統(tǒng)中有哪些信號書要隔離 ,并根據(jù)實(shí)際情況決定相應(yīng)的隔離方法。
。3)信號處理精度。信號處理精虞包括模擬輸人和輸出估號的處理精庹.它與a/d,d/a轉(zhuǎn)換器的位數(shù)和性能有關(guān),如12位的轉(zhuǎn)換器造成的 誤差是1/4096=0.000244,而16位的轉(zhuǎn)換器的誤差為0.000152,一個(gè)8位的a/d轉(zhuǎn)換器的誤查為0.0039,位數(shù)多則精縻南,但成本也將直線上升 .輸入信號處理潲度與a/d轉(zhuǎn)換前的信號調(diào)理電路有很大關(guān)系,包括放大、漶波、隔離等電路,對于翰出信粵檎度、誤差的主要來源也在d/a 轉(zhuǎn)換后的信號放大或啦壓虹流的轉(zhuǎn)換部分白此外,信號處理糈度與處理器的字節(jié)長庹和算法也宥一定的關(guān)系.
因此,在確定信號處理精度時(shí),主要應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要來確定精廢指標(biāo)。通常情況下,誤差檣度控制在0.1%~1%范圊內(nèi)已能滿足要求,因此,選用12位的a/d、d!a轉(zhuǎn)換板和-般的調(diào)理電路即可,這些電路板都有現(xiàn)成的產(chǎn) 品,可供選用。對于精度要求較高的場合,應(yīng)選擇16位的a/d d/a轉(zhuǎn)換板,同時(shí),放大、漶波、隔離等調(diào)理電路也要相應(yīng)地特殊設(shè)計(jì),包括線 路布局,部件的相對位衣等都要從提高精度的角度來考慮 對配套的信號傳感器,其本身的擂度也要考慮,只有當(dāng)桕關(guān)跗各部分的精度都得以提 高,繁個(gè)系統(tǒng)的檑度才有可能提高 由此可見,不必要的高猬度性能:旨際 必將大幅度提高系統(tǒng)的成本。
。4)輸出信號的要求.對于計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)的輸出信號,一般要明確規(guī)定的內(nèi)容包括:輸出信號的形式。計(jì)算機(jī)信號輸出有的需要轉(zhuǎn)換成模 擬量信號進(jìn)行輸出,有的以開關(guān)量信號進(jìn)行輸出,還有的信號要用驅(qū)動(dòng)報(bào)警置和緊急拉動(dòng)裝置。因此,對這些信號的形式都要十分明確,既可 作為設(shè)計(jì)依據(jù),也可作為系統(tǒng)開發(fā)完后進(jìn)行系統(tǒng)測試,驗(yàn)收的一項(xiàng)內(nèi)容。
信號的實(shí)時(shí)性要求。由于實(shí)際測控系統(tǒng)中,要注有些信號必須在一定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行輸出,特別是對緊急事故處理系統(tǒng)中的輸出信號都有較 高的實(shí)時(shí)響應(yīng)要求。這時(shí),就不能按明確的規(guī)定,例如要明確規(guī)定,從信號檢測輸入到應(yīng)急處理信號輸出出的響應(yīng)周期在50ms以內(nèi)。這樣的指 標(biāo)必須從實(shí)際需求出發(fā)進(jìn)行制定。
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在系統(tǒng)的功能描述中 我們只是明確了目標(biāo)系統(tǒng)機(jī)械干些什么 (確定了任務(wù)),至于要達(dá)到何種水平,也必須給出量化的標(biāo)誰,對于小的系 統(tǒng),兩者的界限不是十分明顯,可以結(jié)合起來描述,但當(dāng)系統(tǒng)功能既令面又較復(fù)雜時(shí),為了敘述的方便,就必須在明確定義了系統(tǒng)功能之后, 還要明確實(shí)規(guī)這些功能所要達(dá)到的性能水平.由于各種系統(tǒng)的目標(biāo)和任務(wù)不同.因此性能要求也會(huì)有較大的差別,下面以信號處理為例給予說 明。
。1)采樣速率,在不同的應(yīng)用場合,信弓變化的周煳是不同的,如溫度信號的變化-般不會(huì)太怏,-般在1~60 s范國內(nèi)焚化;而流量信號 就1s左右的范圍,有的電倌號則在窀秒級內(nèi)變化。一般計(jì)箅機(jī)的采樣通道數(shù)在8~16路范圊內(nèi),處理多路信號時(shí)可采用擴(kuò)展方式,這時(shí)的處理方 式多為分時(shí)控制掃捕方式,即從-路開始,遠(yuǎn)路掃描處理,這樣,采樣速度必然降低.因此,必須裉據(jù)具體信號變化周期確定部件的采樣速率 。
有一類信號鍤采川實(shí)時(shí)中斷技術(shù),例如緊急事故信號的處理。系統(tǒng)一旦收到這種事敵的信號,必須馬上進(jìn)行-系列搡作,并要將發(fā)生事敬前 后的各種狀態(tài)、處理順序全都予以記錄,供事后分析之用。
還有一些應(yīng)用系統(tǒng)對采樣速率有相當(dāng)高的要求,這時(shí)就必須采取相應(yīng)的措施實(shí)現(xiàn)這樣的要求。
。2)信號的隔離方法 在有些應(yīng)用環(huán)境中測控系統(tǒng)存在較嚴(yán)重的電磁干擾,接地電壓的變化幅庹也較大,敬需采用信號隔離措施,以保證計(jì) 算機(jī)設(shè)各不受意外損失,同π∫也可蹬免造戚人身龜氣傷害等事故。
對于干擾源比較嚴(yán)重的應(yīng)用項(xiàng)目,原則上應(yīng)對各類信號迸行隔離處瓔,但是還需要根據(jù)實(shí)際情況來決定采取何種隔離措施。常見的隔離方法 有變壓器隔離、專用隔離部件、光電隔離年.不同的方法導(dǎo)致效果和成本也不同,因此要統(tǒng)籌考慮各種因素,明確系統(tǒng)中有哪些信號書要隔離 ,并根據(jù)實(shí)際情況決定相應(yīng)的隔離方法。
。3)信號處理精度。信號處理精虞包括模擬輸人和輸出估號的處理精庹.它與a/d,d/a轉(zhuǎn)換器的位數(shù)和性能有關(guān),如12位的轉(zhuǎn)換器造成的 誤差是1/4096=0.000244,而16位的轉(zhuǎn)換器的誤差為0.000152,一個(gè)8位的a/d轉(zhuǎn)換器的誤查為0.0039,位數(shù)多則精縻南,但成本也將直線上升 .輸入信號處理潲度與a/d轉(zhuǎn)換前的信號調(diào)理電路有很大關(guān)系,包括放大、漶波、隔離等電路,對于翰出信粵檎度、誤差的主要來源也在d/a 轉(zhuǎn)換后的信號放大或啦壓虹流的轉(zhuǎn)換部分白此外,信號處理糈度與處理器的字節(jié)長庹和算法也宥一定的關(guān)系.
因此,在確定信號處理精度時(shí),主要應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要來確定精廢指標(biāo)。通常情況下,誤差檣度控制在0.1%~1%范圊內(nèi)已能滿足要求,因此,選用12位的a/d、d!a轉(zhuǎn)換板和-般的調(diào)理電路即可,這些電路板都有現(xiàn)成的產(chǎn) 品,可供選用。對于精度要求較高的場合,應(yīng)選擇16位的a/d d/a轉(zhuǎn)換板,同時(shí),放大、漶波、隔離等調(diào)理電路也要相應(yīng)地特殊設(shè)計(jì),包括線 路布局,部件的相對位衣等都要從提高精度的角度來考慮 對配套的信號傳感器,其本身的擂度也要考慮,只有當(dāng)桕關(guān)跗各部分的精度都得以提 高,繁個(gè)系統(tǒng)的檑度才有可能提高 由此可見,不必要的高猬度性能:旨際 必將大幅度提高系統(tǒng)的成本。
。4)輸出信號的要求.對于計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)的輸出信號,一般要明確規(guī)定的內(nèi)容包括:輸出信號的形式。計(jì)算機(jī)信號輸出有的需要轉(zhuǎn)換成模 擬量信號進(jìn)行輸出,有的以開關(guān)量信號進(jìn)行輸出,還有的信號要用驅(qū)動(dòng)報(bào)警置和緊急拉動(dòng)裝置。因此,對這些信號的形式都要十分明確,既可 作為設(shè)計(jì)依據(jù),也可作為系統(tǒng)開發(fā)完后進(jìn)行系統(tǒng)測試,驗(yàn)收的一項(xiàng)內(nèi)容。
信號的實(shí)時(shí)性要求。由于實(shí)際測控系統(tǒng)中,要注有些信號必須在一定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行輸出,特別是對緊急事故處理系統(tǒng)中的輸出信號都有較 高的實(shí)時(shí)響應(yīng)要求。這時(shí),就不能按明確的規(guī)定,例如要明確規(guī)定,從信號檢測輸入到應(yīng)急處理信號輸出出的響應(yīng)周期在50ms以內(nèi)。這樣的指 標(biāo)必須從實(shí)際需求出發(fā)進(jìn)行制定。
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