Регистрация / Вход
текстовая версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

Daily Mail: пригласив Асада на свою авиабазу, Россия «показала Трампу средний палец»
США «не возражают», если войска Асада победят джихадистов самостоятельно
Рейдовые группы ИГ пользуются нежеланием сирийских солдат воевать
США проигрывают войну в Сирии: подконтрольные боевики снова подвели
Главная страница » Репортажи » Просмотр
Версия для печати
От персональных ЭВМ к персонифицированным АСУ ТП
11.04.17 10:44 Наука, техника, образование
Моисей Гельман

Всеобщая доступность персональных ЭВМ и их широкое распространение для автоматизации вычислительных работ стали возможными благодаря автоматизированному производству многофункциональной интегральной цифровой элементной базы, в первую очередь — больших интегральных схем (БИС) программируемых микропроцессоров и их комплектов.

Интеграция в одном кристалле БИС основных функций ЭВМ, прежде выполнявшихся конструктивно выделенными блоками, позволила перевести их производство на индустриальную основу. Создание микропроцессора можно сравнить с изобретением печатного станка, позволившего начать массовое тиражирование книг, что привело человечество к всеобщей грамотности. Появление микропроцессора привело к массовому производству персональных компьютеров, что обеспечило широкое распространение компьютерной грамотности.

Однако автоматизация вычислений является лишь частью более общей проблемы — автоматизации управления различными процессами, требующего обработки больших массивов измерительной информации. О серьезном отставании в этой области говорит в частности тот факт, что сегодня в ЭВМ автоматически непосредственно вводится, по оценке, менее 10% всей информации, получаемой в мире для контроля производственных процессов и управления ими. Причина — отсутствие соответствующих управляющих вычислительных систем (автоматизированных систем управления технологическими процессами — АСУ ТП), столь же тиражируемых, а значит, доступных для приобретения и использования, как и персональные ЭВМ.

Перечень их функций существенно шире, чем у обычных вычислительных машин. Причем далеко не все из этих функций могут быть реализованы программными средствами и требуют соответствующую специализированную технику. Ведь цифровая ЭВМ оперирует числами, представленными электрическими импульсами, кодом, а окружающая нас среда, объекты контроля и управления выдают информацию о себе в непрерывном (аналоговом) виде. Она преобразуется измерительными датчиками в эквивалентные, обычно электрические, но также зачастую непрерывные сигналы. Если такие сигналы необходимо обработать, их предварительно преобразуют в соответствующие коды, которые вводят в ЭВМ.

Но это не все. Как известно, сложные объекты управления имеют множество источников измерительной информации, размещенных в различных точках. Если объект выдает сотни, тысячи параметров, требующих одновременной и быстрой обработки, то производительности одной ЭВМ может не хватить. Поэтому системы управления такими объектами оказываются распределены в пространстве, и информация в них обрабатывается как минимум в два этапа.

Вначале микропроцессорами по простейшим алгоритмам предварительно и быстро в местах получения обрабатываются данные контроля и измерений о текущем состоянии объекта. После чего процеженная и сжатая таким образом информация поступает для окончательной обработки по более сложным алгоритмам в центральную ЭВМ системы, вырабатывающую по результатам предварительной (первичной) обработки данных соответствующие сигналы управления. Такое двухэтапное распределение вычислений существенно увеличивает общесистемное быстродействие.

Сегодня для первичной обработки измерительной информации обычно используются цифровые программно-управляемые микропроцессоры. Однако такой микропроцессор в подобных случаях, будучи предназначен для решения различных задач, то есть в силу своей универсальности, оказывается сложным, избыточным, и потому относительно дорогим, устройством. Ведь подсоединенный к ограниченному числу источников измерительной информации (датчикам) микропроцессор постоянно решает одну и ту же или несколько неизменных задач. Например, вычисляет мощность или энергию электрического тока. А на некоторых объектах, к примеру, в бортовых системах самолетов и ракет, применение множества программируемых микропроцессоров в точках контроля и измерений ограничено по условиям энергопотребления, массы и размеров оборудования.

Очевидно, и это доказывают анализ и многолетняя практика, когда постоянно решается одна и та же задача, намного эффективнее использовать специализированный, жестко запрограммированный, а не универсальный перепрограммируемый процессор. Специализированный процессор дешевле, так как намного проще и потому надежнее и меньше потребляет электрической мощности. Что же касается первичной обработки измерительной информации, то задачи эти типовые. И еще в начале 70-х годов прошлого столетия автором этих строк предлагалось разработать и начать массовое производство соответствующих спецпроцессоров, в которых жестко "прошиты" алгоритмы решения типовых задач контроля и измерений.

По этому предложению в 1973 году Военно-промышленная комиссия даже открыла НИОКР на их разработку. Но тогдашнее руководство подмосковной "силиконовой долины" работу заблокировало — она не соответствовала принятой стратегии развития советской микроэлектроники, основанной на копировании зарубежных образцов. Такая стратегия во многом предопределила постоянное и существенное отставание отрасли от мирового уровня, а затем и ее развал с началом экономических "реформ".

Так как исходная информация от измерительных датчиков поступает в аналоговом виде, то предлагалось разработать и начать производство так называемых аналого-цифровых и аналоговых микропроцессоров, решающих определенные типовые задачи контроля, измерения и регулирования, и позволяющих перевести на индустриальную основу изготовление различных электронных систем управления. Ниша эта на мировом рынке до сих пор не занята. Причем упомянутые специализированные микропроцессоры при использовании для их производства одних и тех же, что и для цифровых процессоров, интегральных технологий, и решении одинаковых задач, оказываются как минимум на порядок более быстродействующими, чем цифровые.

Дело в том, что в цифровых процессорах арифметические операции над числами выполняются "столбиком", с кодами, цифра за цифрой. А на это требуется количество поразрядных операций (тактов) и соответственно времени для их выполнения пропорционально разрядности и количеству суммируемых или перемножаемых чисел. Поэтому для увеличения быстродействия цифровых процессоров необходимо уменьшать топологические размеры элементов соответствующих микросхем и расширять их функциональные возможности за счет более плотной "упаковки" в кристалле схемы большего числа элементов. Так как при этом сокращается длина путей пробега сигналов, то растет скорость вычислений. Но каждый новый этап увеличения быстродействия микросхем ведет к дальнейшему их удорожанию.

Аналого-цифровые и аналоговые микропроцессоры обрабатывают непосредственно сами аналоговые сигналы, которые обычно в виде тока или напряжения выдают различные измерительные датчики, во множестве устанавливаемые на объектах управления. Два числа в виде аналоговых сигналов суммируются или умножаются всего за один такт без всяких там "столбиков". Кроме того, при решении одной и той же задачи аналого-цифровые процессоры в сравнении с цифровыми требуют существенно меньшего количества схемных элементов. Поэтому добиться для них идентичного быстродействия с цифровыми микросхемами можно, используя (утилизируя) старые одно — и двухмикронные технологии, что обойдется намного дешевле.

Таким образом, при решении относительно простых задач специализированные аналого-цифровые процессоры (они выдают информацию в виде кода) оказываются более эффективными по сравнению с цифровыми процессорами по всем основным показателям: быстродействию, энергопотреблению, габаритам, массе и стоимости. Поэтому освоение производства унифицированных рядов спецпроцессоров аналоговых сигналов позволит поставить "на поток" производство более дешевых и эффективных управляющих систем различного назначения. Причем наличие стандартных вычислительных "кубиков" существенно упростит и опять же удешевит их проектирование. Оно приблизится по своим принципам к структурному программированию обычных ЭВМ на основе типовых программных модулей ограниченной номенклатуры. Образно это напоминает проектирование и строительство зданий и сооружений по типовым каталогам типовых конструктивных и строительных элементов.

Подобные качественные изменения производства и рыночной конъюнктуры в прошлом уже происходили — сначала с появлением стандартных средств сопряжения элементов автоматических систем, а затем микропроцессоров. Однако они в силу своей функциональной ограниченности не решили проблем индустриализации и массового производства самих управляющих вычислительных систем.

Основы теории и схемотехники спецпроцессоров аналоговых сигналов изложены в моей книге "Системные аналого-цифровые преобразователи и процессоры сигналов" (изд-во "Мир", 1999 г., 559 с.). Каждый такой процессор для простоты должен решать какую-нибудь одну задачу. Чтобы их целесообразно было производить в массовом порядке (снижаются удельные затраты), в книге выделены и проанализированы типовые алгоритмы измерений и решения задач предварительной обработки данных, характерные для многих процессов и объектов в промышленности, на транспорте, в связи, военной области, различных радиотехнических системах и др.

Таких типовых, повсеместно решаемых и сравнительно несложных задач, набирается несколько десятков. А более сложные задачи, не попавшие в разряд типовых, можно решать цифровыми микропроцессорами — перепрограммируемыми и заказными специализированными. Причем последние сегодня производятся и в виде полуфабрикатов, базовых матричных кристаллов, которые пользователь коммутацией внешних выводов жестко программирует под требуемую задачу. Так что речь не идет о безусловном изгнании цифровых процессоров из АСУ ТП. Просто каждому из видов вычислителей уготовано в них свое место.

Выполнение сетью параллельно работающих аналого-цифровых процессоров различных алгоритмов измерений и предварительной обработки данных позволит существенно снизить требования к быстродействию центральной ЭВМ конкретной управляющей системы при существенном росте её производительности. Причем такая производительность недостижима сегодня при решении целого ряда задач управления сложными динамическими и пространственно разбросанными объектами программными средствами отдельной универсальной ЭВМ.

Следует заметить, что замена цифровых процессоров аналого-цифровыми специализированными особенно важна для систем военного назначения и бортовых. Помимо существенного увеличения быстродействия, снижения энергопотребления и массы, а также стоимости благодаря использованию старых технологий для их производства значительно возрастет и их надежность.

Во-первых, это произойдет вследствие меньшего количества элементов в спецпроцессорах. А во-вторых, и это самое главное, существенно уменьшатся возможности для несанкционированного вмешательства в их работу, так как они не перепрограммируются извне. Сейчас, к большому сожалению, из-за отсутствия отечественных аналогов в военной технике нередко используются иностранные микросхемы, которые в час Х могут оказаться троянским конем со скрытыми в нем "взрывчаткой" и "вирусами".

Создание интегральных технологий потребовало интеграции всех этапов производства микроэлектронной аппаратуры в единый процесс. На Западе организационно это вылилось в образование крупных вертикально интегрированных компаний, производящих определенную функционально и потребительски завершенную продукцию: системы управления, телевизоры, радиоприемники, измерительные приборы и системы и пр. Вместе с тем такие фирмы продают часть своих микросхем другим потребителям.

У нас же, по сути, ничего не изменилось по сию пору. Производство микросхем в советские времена было сосредоточено в министерстве электронной промышленности, и они в основном предназначались для вычислительной техники. И хотя большие интегральные схемы представляли собой сложные функциональные устройства, их по-прежнему именовали и именуют элементной базой. Но ее номенклатура была оторвана от потребности радиопромышленности, приборостроения, производства средств связи, точного машиностроения и станкостроения, что и явилось причиной неконкурентности этих отраслей и такого же развала, как и самой электронной отрасли.

К сожалению, прежний местечковый отраслевой принцип хозяйствования и управления не изжит у нас до сих пор. Он проглядывался и в принимавшихся, но не выполненных программах развития электронной техники. В последней из них также говорилось не о производстве телевизоров, радиоприемников, систем управления и др., а об "обеспечении изделиями электронной техники производства средств связи, телевидения и радиовещания, систем управления…"

И это мы тоже проходили: скопированные зарубежные микросхемы у нас были, а те же отечественные телевизоры на старой элементной базе с российского внутреннего рынка были вытеснены телевизионными фирмами Японии, Китая и развивающихся стран Юго-Восточной Азии. Следует заметить, ежегодные объемы продаж в России импортной электронной техники превышают, по оценкам, $20 млрд. Но, помимо легального импорта, существует еще "теневой". Отечественной же электроники производится ежегодно всего на несколько сотен миллионов долларов.

Сегодня большинство видов (по выполняемым функциям) выпускаемых в мире микросхем имеют топологические размеры элементов и межсоединений, укладывающиеся в нормы 0,5 мкм. Они насчитывают до миллионов транзисторов на кристалле. Переход для повышения степени интеграции к субмикронным технологиям связан с определенными трудностями. И не только экономическими. Проектировать высокоинтегрированные микросхемы у нас сегодня почти некому: таких инженеров не готовит ни один российский вуз. Да и с оборудованием для проектирования дела также обстоят из рук вон плохо.

Поэтому в нынешних условиях, чтобы в будущем "догнать и перегнать", мы должны и дальше развивать и внедрять уже используемые у нас технологии, совершенствуя для конкурентоспособности схемотехнические решения электронной аппаратуры. Одно из таких направлений совершенствования — разработка и производство спецпроцессоров аналоговых сигналов, решающих типовые задачи автоматизации измерений, контроля, управления, для промышленного, военного и потребительского применения.

Тот, кто первым и в массовых количествах выпустит на рынок всю номенклатуру процессоров сигналов, станет законодателем в области индустриального автоматизированного производства микроэлектронных управляющих систем, в том числе на базе персональных ЭВМ. То есть станет хозяином этого рынка. Как это сделать — предмет отдельного разговора.

Напомню, речь не идет о безусловной альтернативе цифровым микропроцессорам. Поэтому прочитавший эти заметки может поинтересоваться, а почему рынок аналого-цифровых процессоров не занимают западные компании, выпускающие цифровые процессоры? Дело в их монополии: зачем запускать в производство более дешевые специализированные изделия, если можно еще долгие годы продавать дорогие универсальные.

Совершенно очевидно, основной причиной катастрофического развала российской радиоэлектроники при наличии относительного большого платежеспособного спроса на внутреннем рынке явилась ее низкая конкурентоспособность. Дело в том, что еще до 1990 года, несмотря на относительно большие капиталовложения и приоритетное развитие электронных технологий, отечественная радиоэлектронная аппаратура по основным характеристикам отставала от лучших аналогичных зарубежных образцов на 5−7 лет. Из-за ее более худших, примерно на порядок, энергетических и массогабаритных показателей у нас существенно увеличивались затраты в частности на производство авиационной техники, которая несет в себе более энергоемкое и тяжелое отечественное электронное оборудование по сравнению с американской авионикой. Поэтому для самолетов оно оказывается менее эффективным в первую очередь с точки зрения удельной полезной нагрузки и удельного энергопотребления. А за последние 20 лет мы отстали уже на три-четыре поколения интегральных микросхем.

По оценкам специалистов, вряд ли мы сможем наверстать упущенное и внедрить у себя новейшие интегральные технологии, которыми сегодня владеют США и Япония, раньше чем через лет двадцать. На это нет ни денег, ни производства соответствующих материалов и оборудования — оно во многом разрушено и устарело, ни кадров… Вместе с тем, вызывает большие сомнения, что можно достичь успеха на прежнем пути "догнать и перегнать Америку" за счет копирования устаревших интегральных технологий и микросхем. Новейшие же нам никто не продаст, а разработать их самим сегодня не удастся. Поэтому для завоевания своей ниши в мировом производстве электронной техники нужно воспользоваться нетрадиционными конкурентоспособными решениями.

По пути копирования чужих устаревших микросхем отечественная микроэлектроника волей прежнего начальства двигалась со времени ее возникновения, что и явилось основной причиной ее неконкурентности и развала. Отчасти это объясняется и недостаточными в сравнении с США капиталовложениями — разница была в десятки раз — из-за непонимания высшим руководством страны необходимости и значимости электроники как интеллектуальной составляющей современной сложной техники.

Сегодня положение не лучше. И хотя недавно принята программа по созданию нанотехнологий, пока нет однозначного толкования, что это такое. Ведь нельзя все валить в одну кучу.

Если говорить о наноэлектронных технологиях не как о цели их создания, а как о средствах производства сверхбыстродействующей аппаратуры, то, прежде чем выделять громадные финансовые ресурсы на это дело, необходимо было определить, где такое сверхбыстродействие понадобится.

 

 

 

Система Orphus: Если вы замeтили ошибку в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Главный Злодей, RU11.04.17 15:57
=== отсутствие соответствующих управляющих вычислительных систем (автоматизированных систем управления технологическими процессами — АСУ ТП), столь же тиражируемых, а значит, доступных для приобретения и использования, как и персональные ЭВМ. ===
Помедитировав над дзеном взаимоисключающих параграфов в данной фразе, пришёл к выводу, что нас сочли достаточно загипнотизированной аудиторией и сейчас начнут вешать на уши лапшу. Характерное ФИО афтора тоже посеяло смутные подозрения. Для экономии времени решил глянуть в конец...
=== По оценкам специалистов, вряд ли мы сможем наверстать упущенное и внедрить у себя новейшие интегральные технологии, которыми сегодня владеют США и Япония, раньше чем через лет двадцать. На это нет ни денег, ни производства соответствующих материалов и оборудования — оно во многом разрушено и устарело, ни кадров… ===
И точно - афтор не подвёл ожиданий.
Теперь вы знаете, что нам хотяли внушить на сегодняшнем аттракционе, и остальные буквы читать не обязательно. Не благодарите за сэкономленное время.
Шайтан, RU11.04.17 16:54
Центральный тезис сего опуса "изложены в моей книге"
Хотя я в целом согласен с общим утверждением, что "для завоевания своей ниши в мировом производстве электронной техники нужно воспользоваться нетрадиционными конкурентоспособными решениями". Архинужно!
kiRus, RU11.04.17 23:07
Издательство "Мир" лично мною в производстве "лапши на уши" замечено не было... Обычно они занимаются узкоспециализированной, в большинстве своем - переводной, литературой. Уважаемый Главный Злодей, не ставя под сомнение Вашу потрясающую компетентность по многочисленным вопросам, по коим Вы высказывали свою оценку - не удостоите ли ссылками на Ваши публикации? "Трактат о канделябре", безусловно полезнейший с точки зрения морально-патриотического воспитания неокрепших умов, лично мне - не интересен. Вот за научные или технические ссылки на Ваши работы был бы весьма признателен. В конце концов ... надо же когда-то выходить из амплуа безликого "санитара леса", и явить несомненные свидетельства глубинных основ Вашей ультимативной критики на сайте.
=== По оценкам специалистов, вряд ли мы сможем наверстать упущенное и внедрить у себя новейшие интегральные технологии, которыми сегодня владеют США и Япония, раньше чем через лет двадцать. На это нет ни денег, ни производства соответствующих материалов и оборудования — оно во многом разрушено и устарело, ни кадров… ===
И точно - афтор не подвёл ожиданий. Теперь вы знаете, что нам хотяли внушить на сегодняшнем аттракционе
Не подведите и Вы. Извольте ПОТРУДИТЬСЯ и представить истинное положение нашей микроэлетроники по производству и кадрам - развернутое, аргументированное, подкрепленное ссылками на компетентные (в данной области) источники... не мне Вас учить, словом.
Заранее благодарен.
Главный Злодей, RU11.04.17 23:52
Извольте ПОТРУДИТЬСЯ и представить истинное положение нашей микроэлетроники по производству и кадрам - развернутое, аргументированное, подкрепленное ссылками на компетентные (в данной области) источники... не мне Вас учить, словом.
И действительно. Вот вам не от меня, сирого, а от источника, непосредственно трудящегося в этой самой нашей микроэлектронике: https ://habrahabr.ru/post/155371/ Извольте потрудиться да узнать, каково оно на самом деле, истинное положение микроэлектроники по производству и кадрам - не только нашей, но и мировой в целом. Уважаемый.

argus98, RU11.04.17 23:54
"Поэтому для завоевания своей ниши в мировом производстве электронной техники нужно воспользоваться нетрадиционными конкурентоспособными решениями."(с) - специализированные ИС НЕ являются "конкурентоспособными решениями", если только они не выпускаются сотнями миллионов/миллиардами штук. И уж тем более они НЕ являются "нетрадиционными".. Достаточно открыть сайт любой известной полупроводниковой кампании.
В плане АЦП - не наше это. Просто не наше. Ну как выращивание кофе или какао, - климат не тот.
Ну и автору стоило бы ознакомиться с современной номенклатурой "универсальных микроконтроллеров"(МК) и ценами на них.
Когда МК с АЦП и прочими всяким "сложностями" и "ненужностями" стОит на более, а то и менее одного отдельного АЦП с такими же параметрами. Массовость делает чудеса. Да-с. Вот только массовость нынче (касаемо ИС) начинается от десятка, а то и сотни миллионов штук.
ti-robot, RU12.04.17 06:44

Статья сводится к теоретическим рассуждениям без приложения к практике.


Да, аналоговый спецобработчик аналоговых будет быстрее и работать точнее.


Однако это не дает никакого конкурентного преймущества.


Вот мне нужны для работы регуляторы частоты вращения коленвала дизеля.


Самый распространенный - гидромеханический, см. в каждом КАМАЗе.


Электронные бывают аналоговые и цифровые.


Цифровой обеспечивает поддержание частоты с точностью 1%, аналоговый 0,5%, разброс топливоподачи на холостом ходу дизеля - 5-10%, габариты одинаковые (потому что чудес не бывает и габариты силовых ключей на 24 В и 10 А уменьшить нельзя. Быстродействие... у меня техпроцесс - максимум 30 оборотов в секунду, время перевода рычага от останова до упора - сотни миллисекунд, мне быстрее не надо.


В итоге цена одинаковая - от 5 до 10 т.р. в зависимости от фирмы и модели.


И тут внезапно появляется главное премущество цифры: повторяемость и легкость модификации.


Идет серия и я могу вбивать начальные настройки в цифрах, зная, что вся партия регуляторов будет работать идентично.


А если мне понадобится поменять алгоритм, изменить уставки или даже ввести новую функцию - я звоню программисту, он заливает контроллер новую прошивку и у меня уже есть, например, ступенька частоты при запуске дизеля на номинальную мощность. И я выкидываю из щита реле, которое это формировало в предыдущем варианте автоматики.

Амиго, UA12.04.17 09:19
2 ti-robot - Ваш регулятор это датчик + контроллер + исполнительный механизм? Если да, то Вы, вероятно, описали ситуацию с контроллером. В Вашем случае быстрее не нужно, в приоритете гибкость а не быстродействие. Но есть же процессы, для которых быстродействие критично. Как вариант - система наведения ракетой, а теперь уже и на гиперзвуке. Устройство одноразовое, перепрограммировать не нужно. Аналоговые вычислители будут эффективней.
С другой стороны, и тут автор лукавит, в промышленности ситуация с точностью до наоборот. Довелось немного работать с контроллерами Шнайдера. Там стояли те же интеловские процессоры что и в ПК, но на поколение-два старее. Просто потому, что таких вычислительных мощностей было за глаза. Правда, стоил такой контроллер в разы дороже ПК, но это уже маркетинг и конструктивное исполнение.
К аналоговым процессорам мы еще вернемся, когда упремся в двоичные технологии. Вначале будет трехуровневая логика (-1, 0, +1). Хотя может быть квантовые компьютеры стабилизируются и параллельные вычисления будут делаться ими.
А концовка таки да, денег мало, а если много, то не туда.
Шайтан, RU12.04.17 09:35
> Амиго

К аналоговым процессорам мы еще вернемся, когда упремся в двоичные технологии. Вначале будет трехуровневая логика (-1, 0, +1). Хотя может быть квантовые компьютеры стабилизируются и параллельные вычисления будут делаться ими.
К аналоговым процессам мы вернемся, когда математики наиграются уже с нейронными сетями и за ИИ возьмутся инженеры и биологи.
А на квантовые компьютеры при нашей жизни я бы не рассчитывал.
ti-robot, RU12.04.17 20:53

2 Amigo


Ваши аргументы неприменимы к данной статье.


В ГСН применяют аналоговые схемы сравнения сигналов, но не потому, что они дешевле, а потому что цена вообще не имеет значения и разработчик может потратить 5 лет на моделирование и эксперименты, чтобы добиться идеального результата.


Автор же говорит о массовом производстве - ширпотребе.


В контроллерах шнайдера и сименса стоят не процессоры на 1-2 поколения старше.


Там в основном стоят i80188. это промежуточное звено между 86м и 286 процессорами, которое не использовалось в ПК.

Амиго, UA12.04.17 21:18
2 ti-robot - Да, по шнайдеру я погарячился. Это я запомнил сравнение производительности с процессорами ПК, у которых показатели были выше, что меня тогда удивило. Нашел что у Premium вообще стоит рисковый процессор Ссылка (plk)/programmiruemyij-logicheskij-kontroller-serii-premium.html
По поводу самонаведения. Я акцентировал не на цене а на быстродействии.


Что касается ширпотреба. Как пример - аналоговый компаратор с АЦП. И это рациональнее чем вешать программируемый контроллер чтобы сравнить два сигнала.

ti-robot, RU12.04.17 23:02
> Амиго


По поводу самонаведения. Я акцентировал не на цене а на быстродействии.


Что касается ширпотреба. Как пример - аналоговый компаратор с АЦП. И это рациональнее чем вешать программируемый контроллер чтобы сравнить два сигнала.



1. Цитирую автора статьи:


Таким образом, при решении относительно простых задач специализированные аналого-цифровые процессоры (они выдают информацию в виде кода) оказываются более эффективными по сравнению с цифровыми процессорами по всем основным показателям: быстродействию, энергопотреблению, габаритам, массе и стоимости.


Автор обещает и цену, и быстродействие одновременно.


2. Аналоговый компаратор с АЦП - это зачем? Если есть аналоговые сигналы, которые надо сравнить, то зачем оцифровка? Если есть оцифровка, то проще поставить контроллер с несколькими встроенными АЦП, который по габаритам и цене такой же, что и чип компаратора. А по производительности разницы не будет никакой. Что у дискретного 12 битного АЦП пересчет в течении 12 тактов и формирование прерывания по шине, что у встроенного - те же 12 тактов и вызов прерывания в программе.

ti-robot, RU12.04.17 23:06
Сразу предупреждаю, что решая задачу сравнения двух аналоговых сигналов в виде положения рычага и положения задатчика, я использовал тяги с винтовыми парами и пружины. Результат был идеальный. Цена меня тоже устроила - добавка полкило массы в агрегате массой 12 тонн вообще незаметна.
Амиго, UA12.04.17 23:30
2 ti-robot - Смысл в оцифровке есть. Если мы производим измерение на дистанции нескольких десятков метров от центрального контроллера, то передача аналогового сигнала подвержена ошибкам из-за помех и потерь. Тогда лучше на месте сравнить, сделать цифру и передать по шине. К Вашей задаче это не относится. У Вас все локально. Но в цехе завода таких устройств нам не хватало. По цене не могу аргументировать. Автор предлагает делать такие устройства в массовом порядке. Тогда и имеет смысл говорить о цене. Кроме компаратора можно делать всю линейку: сумматоры, интеграторы... но с цифрой на выходе и в одном чипе. Но я бы АСУ ТП ширпотребом не назвал. Не космос, но и не бытовуха.
ti-robot, RU13.04.17 06:16

Когда надо работать с аналоговыми сигналами и длинными линиями, проще поставить датчики с цифровыми выходами и тащить CAN-шину, чем ставить коробку с платой преобразователя, который разработан для выполнения единственной функции.

kiRus, RU13.04.17 11:10
Главный Злодей
Извольте ПОТРУДИТЬСЯ и представить истинное положение нашей микроэлетроники по производству и кадрам...

И действительно. Вот вам не от меня, сирого, а от источника, непосредственно трудящегося в этой самой нашей микроэлектронике: https ://habrahabr.ru/post/155371/
Едва ли сирость дает право называть автора книги в известном научно-техническом издании "афтором"... А ссылка зачетная, благодарю. Прочитал с большим интересом. Как и комментарии ti-robot и Амиго.
Амиго, UA13.04.17 18:18
2 ti-robot - Не спора ради)


Представим себе, например, котел, в котором нужно поддерживать постоянную температуру и следить за давлением. Давление - параметр критичный, т.к. известно что может произойти если его не выдерживать. Это значит, что датчиков должно быть несколько на случай если один из них выйдет из строя. Ставим сумматор с делителем возле котла, который нам даст среднее значение давления в цифре и два бита для контроля за исправностью датчиков. Таким образом контроллер получит точное значение давления с обработаной ошибкой. Если построить измерение по вашей схеме, то усреднением и обработкой ошибки будет заниматься контроллер. А ему это надо? И так везде, где есть группа датчиков; Вам нужно писать подпрограммы предварительной обработки.



Следующий пример. В цехе стоит великое множество двигателей. Нам нужно контролировать их исправную работу. Навскидку приходит мысль в цепи всех двигателей поставить токовые датчики и дифферинциаторы, которые будут реагировать на аномальный рост тока (типа проблемы в обмотке или высокая нагрузка на вал). На выходе мы получим идентификатор двигателя и сигнал аварии. А предварительная обратока там где двигатель.



Зачастую я вступаю в дискуссии на тему целесообразности применения шаблона MVC. Ярые сторонники утверждают, что на стороне M (Model) нужно только хранить данные. Их обработка должна производиться на стороне C (Controller). Но, к примеру, мы имеем миллионы записей по кредитам и нам нужно посчитать портфель по каждому из них. Считаю не оптимальным тащить на контроллер уже сотни миллионов записей, чтобы получить только одно значение по каждому кредиту. Предварительную обработку можно сделать в базе. Да, нарушен шаблон. Но есть рост производительности.



Такие примеры можно привести из области радиотехники или биологии. Есть периферийная нервная система, которая занимается предварительной обработкой и центральная, включая сознание, которое принимает решение.



Т.е. как бы естественно производить предварительную обработку. С интересом почитаю ваш ответ.


ti-robot, RU13.04.17 22:53

2 amigo


Когда мы делали автоматизацию большого мазутного котла на зврывоопасном производстве, мы использовали контроллер с резервированием. Потому что по давлению у меня везде стоит взрывной предохранительный датчик, а вот циклограмма гашения котла в отсутствие контроллера - задача не для слабонервных.


Ваш вариант решения с усреднением данных от нескольких датчиков и передачей итогового значения в контроллер не соответсвует требованиям безопасности. В таких системах должно быть не менее двух независимых канала обработки сигнала давления - например датчик-контроллер-регулятор и реле давления- исполнительный клапан. Причем у этих систем должно быть взаимно независимое питание.


По поводу двигателей вообще непонятная задача.


Каждый электродвигатель защищен с помощью теплового реле. Собрать сухие контакты от этих реле - простейшая задача.


Даже не понадобятся сотни каналов - из каждого щита, от которого запитаны двигатели, вывести один сигнал неисправность, а уже на щите делать расшифровку сигналов АПС (а можно и не делать, электрик пришел, щит открыл, тепловуху увидел).

diversant777, RU14.04.17 07:45
Сильно гложут сомнения что мы так сильно отстаем по автоматизации тех. роцессов именно в части доступности совр. технологий.
Рынок пром. контроллеров у нас представлен широко.
Кризис и санкции едва ли сильно сказались на рынке контроллеров, разве что Сименс мог несколько подгадить (здесь не совсем в курсе), остальные предсталены на рынке.
Те кто реально желают произвести автоматизацию - не скупятся и результат имеют требуемый.
А вот в части того что не везде понимают плюсы автоматизации - это да, не малая чусть руководства сегодня восприниает автоматизацию, да и информатизацию как некую модную игрушку. Модную, популярную, но совершенно бесполезную.
Лично неоднократно видел руководителей ответственных за выполнение серьезнейших задач воспринимавших ПК на рабочем столе сугубо как "статусное явление" и пользующихся им исключительно для раскладки пасьянса и, в лучшем случае, чтения электронной почты. Для всего остального у них есть секретарь :) .
Отсюда, от непонимания сути вытекает и мнение отдельных туповатых манагеров - какая разница где, в каком направлении и для чего применяется компьютер, обслуживать его, дескать можно одинаково и пофиг что именно на этой машине делают - служебные в ворде набирают раз в 3 дня или же непрерывно управляют технологическим процессом на серьезном предприятии.
Похожее отношение и к автоматизации процесса.
Помнится, в свое время выдвигал предложения автоматизировать некие процессы. И затраты то там для предприятия были вполне приемлемыми, особенно с учетом получаемых экономий. Но, вежливо отказали. Предпочли содержать людей которые ежедневно мудрят с релюшками,переключателями и прочей сигнализацией (соответственно их постоянное обслуживание, ремонт, замена неисправных и пр. возня) и диспетчера с пультом со 100500 кнопок, лампочек и тумблеров. И это там, где хватило бы комплекса контроллеров (основного и дублирующего в горячем резерве), дежурного КиПовца (одного на несколько объектов) и удаленного инженера АСУ ТП способного обслуживать значительное количество объектов, ну и диспетчеру выкинуть нафиг все эти пульты и организовать нормальное управление объектом посредством скада системы.
Отдельные руководители морально не готовы воспринять что пром. контроллеры могут быть как минимум не менее надежными относительно существующих технологий. Психологию людей надо менять - тогда уже и автоматизировать можем.
Амиго, UA14.04.17 11:32
2 ti-robot - Ваш реализм победил )
Ну на паровых котлах еще стоят механические предохранители. А так да, надежнее иметь несколько независимых контуров.
Когда пара электриков идут к шкафу, то это значит что все уже случилось. Я описывал случай, когда только появляются симптомы и есть время что-то предпринять, чтобы не останавливать линию. Честно говоря, не думал, что за 20 лет ничего не изменилось в плане автоматизации. А я тут про интеграторы, сумматоры...
2 diversant777 - По разному бывает. Я уже как-то писал, что между комплексной автоматизацией и набором новых сотрудников вьетнамцы выбрали второе, ибо дешевле.
А в другом случае чехи построили завод по производству строительной керамики, где должна была работать рабочая смена из 30 человек. Остальное все должны были делать контроллеры. В итоге сотрудников стало 200 человек, т.к. не успевали заказывать запчасти взамен того что воровали. До сих пор ума не приложу куда можно применить компенсационные провода для термопар. Но срезали регулярно. А вообще Вы правы; вычислительные мощности используются в никуда, в то время как раньше приходилось бороться за каждый килобайт памяти.
English
Архив
Форум

 Наши публикациивсе статьи rss

» 1918. «Были пламенных лет»
» 21: Хочешь мира — готовься к войне
» 20: Победа — враг войны
» 19: Нет ничего более постоянного чем временное
» 18: Старый друг лучше новых двух
» 17: "Простите, часовню тоже я развалил?"
» 16: Шила в мешке не утаишь
» 15: Бойтесь своих желаний

 Новостивсе статьи rss

» Украине грозит штраф за "Евровидение"
» В Египте на 50% повышают цены на бензин и дизтопливо
» СМИ: сицилийская мафия "переезжает" в Германию
» Международные резервы РФ за неделю увеличились на $2,4 млрд
» МО Ирака заявило об освобождении Мосула от ИГ
» Посол ЕС: Интеграция Украины в Евросоюз не стоит на повестке дня
» Россия согласовала с Турцией контракт на поставку С-400
» Берлин не позволит Эрдогану выступить перед турками в ФРГ во время саммита G-20

 Репортаживсе статьи rss

» Дебют Макрона, миттельшпиль Меркель и эндшпиль Мэй: итоги саммита ЕС
» Два взгляда на одно событие
» Нефтяная промышленность смирилась с низкими ценами на нефть
» Безвизовый режим Грузии с ЕС: неутешительные предварительные итоги
» "Русские министры" встали у руля китайской экономики
» США проигрывают войну в Сирии: подконтрольные боевики снова подвели
» Аналитическая записка НАТО об образовании в СССР 1959 г.
» До чего довел Зимбабве бессменный президент Мугабе

 Комментариивсе статьи rss

» Непростое интервью с нобелевским лауреатом
» Бразильская звезда на международной арене померкла
» Макрон: «Я уважаю Путина»
» Энергетическая мощь России противоречит интересам США
» Время отсутствия стратегии
» Глобальным спекулянтам дали полгода на выход из российских активов
» Дети испанской войны в СССР
» У европейских любителей "снимать сливки" возникают проблемы

 Аналитикавсе статьи rss

» С широко закрытыми глазами: долгое эхо гражданской войны в Таджикистане
» Грабитель с дальними целями
» Проблема англо-американской демократии
» Природные ресурсы и геостратегия
» США отделяют от рецессии всего лишь несколько недель
» Иран хочет создать коридор через Сирию к Средиземному морю
» Большая Нефть и экономическая война
» Разведсообщество США спорит об утечках

 

 

 
текстовая версия © 2006-2016 Inca Group "War and Peace"