Основные требования, предъявляемые к САУ с микроЭВМ

САУ с ЭВМ должны удовлетворять общим требо­ваниям, отражающим интересы потребителя. Основными из этих требований являются простота и удобство использования, гибкость, живучесть и экономичность.

Простота и удобство использования связаны с необходимостью освоения систем без привлечения дефицитных, высококвалифицированных специалистов. Сроки обучения специалистов и освое­ния ими техники должны быть минимальными.

Гибкость систем характеризуется их способностью к модерни­зации. Известно, что в процессе эксплуатации свойства управляе­мого объекта, его структура могут изменяться. Это требует изме­нения алгоритма и внесения поправок в программы управления. Если система управления не предусматривает таких возможностей, то из прогрессивного фактора она становится фактором консер­вативным.

Понятие «живучесть», являющееся несколько более широким, чем понятие «надежность», связывают с сохранением работоспо­собности системы не только в нормальных условиях эксплуатации, но и при внешних аварийных воздействиях. При этом допускается некоторое ухудшение качества управления. Живучесть систем обычно обеспечивается введением резервирования, диагностиро­вания и тестирования, правильным построением структуры и изысканием более надежных методов измерения и управления.

Экономичность обусловливается малыми капитальными вложе­ниями и малыми эксплуатационными расходами. Известно, что в составе системы управления относительная стоимость технических средств с каждым годом уменьшается, а доля стоимости проекти­рования и программирования возрастает, достигая 60—90% общих затрат на систему. Некоторые зарубежные фирмы предоставляют пользователям ЭВМ даже бесплатно, требуя оплаты только матема­тического обеспечения. В связи с этим исключительно актуальным становится широкое использование систем автоматизированного проектирования (САПР), снижающих трудоемкость и продолжи­тельность проектирования программного обеспечения.

Изложенным требованиям удовлетворяют системы автоматичес­кого управления, построенные на основе микропроцессоров и мик­роЭВМ.

Широкое применение микропроцессоров позволяют революциони­зировать производство, транспорт, научные исследования. По свое­му воздействию микропроцессоры не только могут соперничать, но и превосходят своих прославленных предшественников—элект­ронную лампу, транзистор, интегральную логическую схему.

В отличие от обычных вычислительных машин микроЭВМ целиком выполняется по интегральной технологии и может быть расположена на миниатюрном кристалле площадью 20—30 квадратных миллиметров. Такая микроЭВМ легко встраивается в любой объект управления — станок, электрическую пишущую машинку, электронные весы, кассовый аппарат, кухонную печь, в автомобиль, в светофор, в сложный научный прибор и во многие другие устройства, возможности которых в результате существенно расширяются.

Микропроцессорные системы с позиций пользователя просты и удобны в эксплуатации. Они высоконадежны, самотестируемы и ремонтопригодны. Высокая технологическая надежность обеспе­чивается малым числом выводов БИС при высокой степени их интеграции. Самотестируемость является следствием программируемости. Она реализуется путем решения контрольных задач с выводом результатов проверок на индикацию. Контрольные (тестовые) задачи могут быть решены также по запросу пользова­теля. Ремонтопригодность обусловливается модульным принци­пом конструирования, позволяющим производить оперативную замену неисправных блоков.

При работе с микроЭВМ, включенной в контур САУ, специалист имеет, по существу, в своем распоряжении высококвалифициро­ванного «партнера», берущего на себя многие функции по поиску и локализации неисправностей, принятию решений, хранению спра­вочных сведений и других данных, обеспечивающих достижение вы­сокой эффективности эксплуатации автоматических систем.

Программируемость микропроцессорных систем, перестраиаемость их структуры определяют высокую гибкость САУ с микро-ЭВМ, их способность к модернизации. САУ с микроЭВМ могут быть легко приспособлены для решения новых или модифициро­ванных задач. Вносимые при этом изменения в микроЭВМ сво­дятся зачастую к замене одной БИС памяти на другую. В микро­ЭВМ с перестраиваемой структурой изменение структуры проис­ходит автоматически в процессе решения задачи. Большими возможностями по адаптации к решаемой задаче обладают много микропроцессорные вычислительные системы.

Большая гибкость представляет собой одно из основных дос­тоинств микропроцессорных систем. Это свойство обеспечивает возможность внесения изменения в структуру и в программу ра­боты системы при ее испытании и наладке, а также в процессе эксплуатации.

Высокая живучесть САУ с микроЭВМ объясняется многими причинами, из которых отметим две: наличие программной и аппаратурной избыточности в сочетании с высокой технологи­ческой надежностью элементной базы.

МикроЭВМ, составляющие основу соответствующих автоматиче­ских систем, являются относительно дешевыми техническими сред­ствами. Это связано с высокой технологичностью их массового производства, высокой надежностью и меньшими затратами на под­держание систем в работоспособном состоянии.

Применение систем с программируемой логикой (т.е. систем на базе микроЭВМ) в сравнении с системами на основе аппаратной (жесткой) логики позволяет сократить сроки разработки новой техники, повысить качество решения проектных задач. Особенно сильно это проявляется там, где требуется создать систему, подоб­ную существующим, но с отличающимися свойствами. Если разра­ботчик приобрел опыт при проектировании одной системы на основе микроЭВМ, то разработка последующих систем существен­но ускоряется.

Отмеченные характеристики микропроцессорных систем, соче­тающиеся с низким энергопотреблением и малогабаритностью, определяют целесообразность применения микропроцессоров и микроЭВМ в совершенно новых областях науки и техники, т.е. там, где ранее применение вычислительных машин было неприемле­мым по соображениям стоимости, надежности, размеров и потреб­ления энергии.

Наряду с нетрадиционными на микропроцессоры и микроЭВМ все более широко возлагаются традиционные задачи управления, решавшиеся ранее схемами с жесткой логикой. Появилась возмож­ность реализации в автоматических системах алгоритмов, прибли­жающихся по своим характеристикам к оптимальным. Наметился сдвиг в стратегии управления в направлении децентрализации