Виды и структуры измерительных информационных систем

Измерительные информационные системы (ИИС) — это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств получения измерительной информации, ее преобразования, обработки в целях предоставления потребителю (в том числе ввода в АСУТП) в требуемом виде либо в целях автоматического осуществления логических функций измерения, контроля, диагностики, идентификации и т.д.

В зависимости от выполняемых функций ИИС реализуются в виде:

Рис.1. Основные структуры ИИС: а — цепочечная; б б- радиальная; в — магистральная

• измерительных систем (ИС);

• систем автоматического контроля (САК);

• систем технической диагностики (СТД);

• систем распознавания образов (идентификации) (СРО);

•

 

В СТД, САК, СРО измерительная система входит как подсистема.

Назначение любой измерительной информационной системы, необходимые функциональные возможности, технические и другие характеристики в решающей степени определяются объектом исследования, для которого данная система создается.

Назначение измерительной информационной системы можно определить как целенаправленное оптимальное ведение измерительного процесса и как обеспечение смежных систем высшего уровня достоверной информацией.

Исходя из этого основными функциями измерительной информационной системы являются: получение измерительной информации от исследования, ее обработка, передача, представление информации оператору или ЭВМ, запоминание, отображение и формирование управляющих воздействий.

Измерительные информационные системы оптимизируют по многим частичным критериям, таким как точность, помехоустойчивость, надежность, пропускная способность, адаптивность, сложность, экономичность и др.

В зависимости от способа организации передачи информации между функциональными блоками (ФБ) различают цепочечную, радиальную и магистральную структуры (рис..1).

2. Основные компоненты измерительных информационных систем

Состав и структура конкретной информационной измерительной системы определяется общими техническими требованиями, установленными ГОСТом, и частными требованиями, содержащимися в техническом задании на ее создание.

Измерительная информационная система должна управлять измерительным процессом или экспериментом в соответствии с принятым критерием функционирования; выполнять возложенные на нее функции в соответствии с назначением и целью; обладать требуемыми показателями и характеристиками точности, надеж­ности и быстродействия; отвечать экономическим требованиям, предъявляемым к способам и форме представления информации, размещения технических средств и т.д.; быть приспособленной к функционированию с измерительными информационными системами смежных уровней иерархии и другими ИИС и вычисли­тельными комплексами (ИВК), т.е. обладать свойствами технической, информационной и метрологической совместимости; до­пускать возможность дальнейшей модернизации и развития и т.д.

Упрощенная схема взаимодействия основных компонентов измерительной информационной системы представлена на рис. 2.

 

 

Рис. 2. Основные компоненты измерительных информационных систем

Процессом функционирования измерительной информационной системы (как и любой другой технической системы) является целенаправленное преобразование входной информации в вы­ходную. Это преобразование выполняется либо автоматически комплексом технических средств (КТС) (техническим обеспечени­ем), либо совместно —оперативным персоналом и КТС в слож­ных ИИС, ИВК. Чтобы люди и комплекс технических средств могли функционировать оптимально, необходимы соответствующие инструкции и правила. Эту задачу выполняет организаци­онное обеспечение.

Математическое, программное и информационное обеспечения входят в состав только ИИС и ИВК с цифровым вычислительным комплексом.

• Математическое обеспечение — это модели и вычислитель­-
ные алгоритмы.

• Программное обеспечение гарантирует конкретную реализа-­
цию вычислительных алгоритмов и алгоритмов функционирова­-
ния системы и охватывает круг решений, связанных с разрабо-­
ткой и эксплуатацией программ.

• Информационное обеспечение определяет способы и конк-­
ретные формы информационного отображения состояния объек­-
та исследования в виде документов, диаграмм, графиков, сигна-­
лов для их представления обслуживающему персоналу и ЭВМ для
дальнейшего использования в управлении.

Всю систему в целом охватывает метрологическое обеспечение. Технические средства ИИС состоят из следующих множеств блоков:

1) первичных измерительных преобразователей (датчиков);

2) вторичных измерительных преобразователей;

3) элементов сравнения — мер;

4) цифровых устройств;

5) элементов описания — норм;

6) преобразователей сигнала, средств отображения, памяти и

др.

Блоки 1 — 6 используются в цифровых ИС; 1 — 3 и 6 — в аналоговых ИС.

При наличии в составе ИИС ЭВМ информация к ЭВМ может поступить непосредственно от устройств обработки и (или) хранения.