Универсальная система сбора и обработки данных АСИР-3

Откройте любой компьютерный журнал и попробуйте отыскать в нем ссылку на продукт, разработанный российской фирмой. Задача не из легких, но какое-нибудь программное средство вы найдете — талант многих российских программистов уже востребован. Иначе складывается ситуация у разработчиков аппаратных средств. Получив в распоряжение импортную элементную базу, а вместе с ней и возможность выполнять конкурентоспособные разработки, они в то же время лишились надежной производственной базы. Не будем делать мрачных прогнозов — многие коллективы продолжают работу (наивные надежды 1996 года).

Об одной из отечественных разработок пойдет речь дальше.

Системы сбора и обработки информации от датчиков, преобразующих измеряемый физический параметр в электрический сигнал, используются в самых разных областях науки, техники и производства на протяжении уже нескольких десятилетий. В настоящее время такие системы строятся на базе персональных компьютеров или рабочих станций, на которые возлагаются различные задачи, связанные с обработкой, визуализацией, архивированием данных и подготовкой отчетов. Прием сигналов от датчиков и преобразование их к виду, удобному для передачи в компьютерную систему осуществляют специализированные устройства сбора данных. Они могут быть выполнены в виде платы, устанавливаемой непосредственно в компьютерную систему, или в виде отдельного устройства, соединяемого с компьютером каналом связи. Выбор устройства сбора данных определяется характером решаемых задач, числом используемых датчиков, их удаленностью от компьютерной системы.

Устройство сбора данных АСИР-3 выполняет не только прием и измерение аналоговых сигналов, но и их предварительную обработку

Встраиваемые в компьютер платы сбора данных применяются в тех случаях, когда число обслуживаемых датчиков невелико и они расположены вблизи компьютерной системы. Сопряжение платы с центральным процессором компьютера осуществляется по внутренней системной шине, что не позволяет использовать плату в компьютерных системах с другим типом шины.

Для приема сигналов от удаленных датчиков используются промышленные контроллеры, выпускаемые рядом зарубежных и российских фирм. Как правило, это довольно громоздкие и дорогие устройства с жестким алгоритмом функционирования, ориентированные на работу в составе АСУТП. В последние годы все чаще удаленные системы сбора данных строятся на базе одноплатных микро- ЭВМ Micro PC фирмы Octagon Systems (США), имеющих гнезда расширения для установки плат сбора данных. Так как в качестве центрального процессора в Micro PC используются процессоры 386 и 486, микроЭВМ не уступает в производительности обычным ПК. Однако в связи с малыми габаритами и более жесткими условиями эксплуатации Micro PC сложнее в изготовлении и значительно дороже. Их применение целесообразно в системах сбора данных с большим числом обслуживаемых каналов (100 и более).

В то же время существует множество задач, для решения которых не требуется высокая производительность системы сбора данных, а число входных каналов — не более 20. Именно для таких задач предназначено устройство измерения и регистрации сигналов датчиков АСИР-3, разработанное и выпускаемое ООО «Лаборатория компьютерных систем».

АСИР-3 можно подключить к любому компьютеру (от XT до самых современных систем Pentium, в том числе и блокнотных), оснащенному последовательным портом RS232, и использовать как для обслуживания близко расположенных датчиков, так и в качестве удаленной системы сбора данных. Увеличение длины линии связи с управляющим ПК (она может достигать нескольких сотен метров) отражается лишь на скорости передачи данных. Для предотвращения повреждения ПК в случае выхода устройства сбора данных из строя интерфейс связи оборудован оптронными развязками с напряжением пробоя 3000 В.

АСИР-3 можно использовать не только для сбора, но и для предварительной обработки данных — основу устройства составляет однокристальный микроконтроллер Р80С552 фирмы Philips (совместим с семейством контроллеров 51 фирмы Intel) с внешней памятью программ и данных. Рабочая программа загружается с управляющего ПК по линии связи (для исключения ошибок при загрузке программы и передаче данных разработан новый алгоритм обмена по интерфейсу RS232 с асинхронной передачей битов и синхронной передачей байтов). Это позволяет оператору управляющего ПК легко переключать устройство с одной задачи на другую. Работа оператора поддерживается поставляемым вместе с АСИР-3 программным обеспечением, написанным на языке Clarion.

Трудно перечислить все области науки и производства, где устройство АСИР-3 могло бы найти применение. Вот лишь некоторые из них:

• автоматизированная обработка показаний датчиков температуры и давления;
• измерение гидродинамических параметров (скорости, давления, силы и т. п.) турбулентных потоков при проведении научных исследований;
• вибродиагностика;
• исследование медико-биологических параметров человека (частоты дыхания и пульса, кровяного давления, биотоков мозга и т. п.);
• автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Первые образцы АСИР-3 уже нашли своего потребителя и успешно используются для поверки и тарировки датчиков расхода газов и жидкостей.

Технические характеристики АСИР-3:

• Число входных аналоговых каналов 8
• Параметры принимаемых аналоговых сигналов – ток 0-20 мА, напряжение 0-5 В
• Минимальный интервал дискретизации аналоговых сигналов (по всем каналам) 24 мкс Погрешность измерения величины аналогового сигнала - не более 0,1 %
• Число входных частотных каналов 16
• Параметры принимаемых частотных сигналов: частотный диапазон 0,001 Гц-2 МГц амплитуда импульсов 5-12 В
• Интервал измерения частотных сигналов 0,1 с-30 мин
• Число дискретных каналов 2 (1 входной, 1 выходной)
• Интерфейс связи с управляющим ПК RS232C
• Скорость передачи данных по линии связи - 57 600 бод при длине линии до 20 м
• Габариты устройства 30x30x8 см
• Питание устройства - сеть 220 В
• Потребляемая мощность 30 Вт
• Цена устройства АСИР-3 - от 2000 долл. (поставка с набором драйверов) до 7000 долл. (поставка с ПО для управляющего ПК по согласованию с заказчиком)

Алексей Юрьевич Кузьминов
канд. техн, наук,
сотрудник ООО «Лаборатория компьютерных систем»

***