АРХИТЕКТУРА систем контроля, испытаний                        и монитОринга

Сложность и быстродействие контpольно-измеpительных систем зависит от числа и особенностей измерительных каналов, возможностей аппаратной части (приборов-модулей, контроллера, ЭВМ) и программного обеспечения. Значительное влияние оказывают условия эксплуатации и характеристики объекта контроля.

По особенностям построения и виду архитектуры можно выделить следующие наиболее важные классы АКИС:

- одноканальные и многоканальные;

- однопараметрические и многофункциональные;

- однопроцессорные и многопроцессорные;

- компактные и разнесенные в пространстве.

Рассмотрим некоторые варианты архитектуры. На рис. 2.15 приведена схема простейшей одноканальной однопараметрической системы, содержащей генератор и измеритель сигнала.

Здесь нет коммутаторов и схемы сопряжения с объектом. Функции контроллера может выполнить один прибор. Алгоритм работы включает следующие этапы:

а) контроллер устанавливает генератор;

б) измеритель измеряет и передает информацию в контроллер;

в) контроллер осуществляет обработку и представление данных.

Схема многоканальной однопараметрической АКИС приведена на рис. 2.16.

Здесь измеряется только один параметр, но число каналов контроля велико, поэтому приходится использовать управляемый сигнальный коммутатор, обеспечивающий требуемую маршрутизацию входов и выходов. Число приборов в системе небольшое.

Рис. 2.15. Одноканальная система

На рис. 2.17 приведена схема многоканальной однопараметрической системы, состоящей из двух разнесенных в пространстве частей. Для исследования прохождения сигнала в прямом и обратном направлении в каждой части имеется как генератор сигнала, так и прибор для измерения. Одновременно работает один генератор и один удаленный от него измеритель. Подобная схема построения АКИС необходима, например, при исследовании кабельных линий связи. В системе используется два контроллера, один из которых главный, а второй обеспечивает процедуру обмена информацией с удаленной частью.

Рис. 2.16. Многоканальная система с коммутацией каналов

На рис. 2.18 представлена схема многофункциональной АКИС, предназначенной для измерения параметров и исследования характеристик электромагнитной совместимости сложной радиоэлектронной системы, например системы связи. Блок сопряжения и коммутации обеспечивает подключение приборов и измерительных антенн. Измерения в области низких частот выходного сигнала приемника осуществляются мультиметром В7-34, который также используется для контроля питающих напряжений.

Рис. 2.17. Многоканальная система с разнесением в пространстве

Рис. 2.18. Многоканальная и многофункциональная система

Частотно-временные измерения в диапазоне промежуточных частот передатчика и приемника осуществляются с использованием ЭСЧ Ч3-64 и генератора Г4-158. Измерения в диапазоне СВЧ предполагают применение прибора ФК2-33, генераторов РГ4-04, 05 и измерительных антенн П6-23А.

Объект контроля может также иметь интерфейс КОП и управляться сигналами ПК. Контроллер может общаться с периферийными модулями по шине КОП или через специальные порты ввода и вывода информации.

В систему могут вводиться приборы, не имеющие собственный интерфейсный модуль КОП. Но в этом случае требуются дополнительные модули сопряжения, обеспечивающие преобразование сигналов. В представленной на рис. 2.18 схеме таким прибором является генератор Г4-158. Для его нормальной работы в системе применен специальный преобразователь, обеспечивающий “прозрачность” управления по шине КОП.

Блок сопряжения и коммутации обеспечивает согласование всех входов и выходов объекта измерения с соответствующими входами и выходами приборов, а также всю необходимую коммутацию.