4-2. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ПРИБОРОВ

Повышение требований к качеству и количеству средств измерений для нужд народного хозяйства при ограниченных выделяемых ресурсах привело к системному подходу при создании средств измерений. Системный подход преследует цель минимизировать расходы с учетом затрат при производстве и применении средств измерений. Работы в этом направлении привели к созданию Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

ГСП основывается на следующих системотехнических принципах: типизация реализуемых средствами СП функций, минимизация номенклатуры входящих в систему средств, всесторонняя регламентация требований к техническим средствам системы.

В соответствии с ГОСТ 12997-76 «Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Общие технические требования и методы испытаний» ГСП определяется как «...совокупность изделий, предназначенных для использования в промышленности в качестве технических средств автоматических и автоматизированных систем контроля, измерения, регулирования и управления технологическими процессами (АСУТП), информационно-измерительных систем (ИИС), а также для контроля, измерения и регулирования отдельных параметров...»

Измеряемые и регулируемые с помощью средств ГСП величины составляют следующие основные группы: величины пространства и времени, механические величины, электрические и магнитные величины, тепловые и световые величины. Многообразие измеряемых и регулируемых величин предопределяет необходимость создания соответствующей номенклатуры технических средств.

ГСП охватывает все устройства, обеспечивающие формирование сигналов — носителей информации о значениях характеристик объекта управления (первичные преобразователи, датчики), нормирование сигналов (вторичные преобразователи, «нормализаторы»), функциональное преобразование в аналоговой или цифровой форме (функциональные преобразователи и процессоры), коммутацию, аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование (коммутаторы, АЦП и ЦАП) и, наконец, реализацию требуемого воздействия на объект (исполнительные устройства). В настоящее время предприятиями Минприбора СССР выпускается более 2000 типов устройств, входящих в ГСП.

Методологическую основу ГСП составляет система государственных стандартов, включающая в себя около 200 стандартов, устанавливающих общие технические требования, требования к входным и выходным сигналам, правилам информационного сопряжения и конструктивному исполнению.

Техническую основу ГСП составляют агрегатные комплексы, каждый из которых представляет собой совокупность технических средств, упорядоченных по функциям и параметрам. Один из определяющих признаков агрегатного комплекса заключается в системной совместимости входящих в него устройств. Иначе говоря, устройства агрегатного комплекса должны быть такими, чтобы их можно было использовать в составе ИИС или АСУТП без применения дополнительных средств сопряжения.

К основным видам совместимости относятся конструктивная и информационная.

Информационная совместимость обеспечивается унификацией входных и выходных сигналов и применением стандартных интерфейсов. Интерфейс представляет собой систему унифицированных связей и сигналов — конструктивных, логических, физических, посредством которых технические средства соединяются друг с другом и производят обмен информацией.

Конструктивная совместимость достигается применением унифицированных типовых конструктивов.

Входящие в состав ГСП агрегатные комплексы делятся на комплексы широкого применения и специализированные. К первым относят такие комплексы, как АСВТ (агрегатный комплекс средств вычислительной техники), АСЭТ (агрегатный комплекс средств электроизмерительной техники), КТС ЛИУС (комплекс технических средств для локальных информационно-управляю-щих систем), АКЭСР (агрегатный комплекс аналоговых электрических средств регулирования) и др. Ко вторым — АСАТ (агрегатный комплекс средств аналитической техники), АСИМ (агрегатный комплекс средств измерения и дозирования масс) и т. п.

Основу ГСП составляют комплексы АСВТ и АСЭТ, поскольку входящие в них устройства используют практически во всех областях народного хозяйства в виде составных частей АСУТП, АСУП и других видов АСУ. Такое положение объясняется особой ролью электрических средств измерений и вычислительной техники в обеспечении автоматизации управления. Причина в том, что в подавляющем большинстве случаев сигнал — носитель информации об объекте управления или регулируемой физической величине преобразуется в электрический сигнал. Далее над этим сигналом осуществляются необходимые аналоговые и аналого-цифровые преобразования с последующими преобразованиями числовых массивов, выработкой необходимых команд и, наконец, формированием управляющих воздействий. Таким образом, возможности электроизмерительной и вычислительной техники носят универсальный характер. Исключение составляют случаи, когда в качестве сигналов измерительной информации выступают неэлектрические сигналы. Тогда применяют оптические, пневматические, гидравлические и т. п. средства получения и обработки информации.

АСЭТ охватывает совокупность электронных электроизмерительных приборов и устройств, предназначенных для создания методом проектной компоновки ИИС (ИВК). Под проектной компоновкой понимают метод разработки сложных технических средств (например, ИИС) из унифицированных более простых блоков, модулей и устройств. Так, например, располагая

конструктивно и информационно совместимыми нормирующими преобразователями, коммутатором, АЦП и микро-ЭВМ, можно спроектировать из этой совокупности ИВК. Создание АСЭТ означает переход к системной унификации в области электроизмерительной техники, обеспечивающей не только возможность использования каждого унифицированного устройства для решения большого числа задач, но и переход от индивидуальной разработки приборов и устройств к типовым техническим решениям и машинному (с помощью ЭВМ) проектированию.

В состав АСЭТ входят следующие укрупненные номенклатурные группы приборов и устройств: аналоговые (измерительные преобразователи, коммутаторы, стабилизированные источники питания); аналого-цифровые (АЦП, ЦАП, цифровые измерительные приборы); устройства представления информации; блоки связи и устройства управления.

Основным нормативным документом, определяющим структуру АСЭТ и требования, предъявляемые к входящим в его состав устройствам, является ОСТ 25-170-73 «Общие технические требования АСЭТ». В качестве основного интерфейса (см. § 13-2) принимают приборный интерфейс (ГОСТ 26.003-80). Унифицированные типовые конструктивы регламентированы ГОСТ 26.204-83 ЕСПП. Средства измерений и автоматизации. Типовые несущие конструкции. Типы и основные размеры».

В настоящее время освоено и выпускается на предприятиях Минприбора СССР более 500 типов устройств, относящихся к АСЭТ, значительная часть которых может использоваться как в системах, так и автономно.

АСВТ охватывает совокупность устройств, предназначенных для создания методом проектной компоновки управляющих вычислительных комплексов (УВК). В состав АСВТ входят следующие основные номенклатурные группы агрегатных модулей: центрального управления и переработки информации, хранения информации, связи с объектом, связи с оперативным персоналом, внутрисистемной связи, выхода на внешние (внесистемные) линии связи, согласования.

Совмещение устройств АСЭТ и АСВТ при создании ИВК и ИИС обеспечивают с помощью блоков сопряжения.

Для повышения уровня совместимости устройств АСЭТ и АСВТ выбрана одна и та же печатная плата для размещения элементов и одинаковый внутрикаркасный интерфейс. По этой же причине в качестве базовой вычислительной машины для средств измерений принята ЭВМ СМ 1800.

На обозримую перспективу развитие ГСП тесно связано с созданием процессорных средств измерений (см. § 1 -1). Эти средства нуждаются в развитом математическом обеспечении

(см. § 13-2). Идеи унификации в полной мере относятся к математическому обеспечению, в котором следует различать три части: системное, технологическое и прикладное. Первая часть обеспечивает функционирование устройств ГСП в составе ИИС и АСУ, вторая — их испытания и самодиагностику, а третья — решение задач, являющихся целью использования этих устройств.