| Временной бюджет | |
| Время захвата УВХ | 6 мкс |
| Время установления выходного сигнала УВХ | 1мкс |
| Время преобразования АЦП | 110 мкс |
| Задержка, связанная с исполнением команды вывода (OUT) и ввода (IN) | 40 мкс |
| Полное время одного преобразования | 157 мкс |
| Максимальная производительность | 6369 отсчет/c |
.
4.3 Расчет точности
Для расчета точности системы используется список основных источников погрешностей в системе, начиная от ее аналогового входа и заканчивая цифровым выходом. Прочие погрешности, не указанные в таблице бюджета погрешностей (погрешность, возникающая в результате спада напряжения на выходе УВХ в режиме хранения и т.д.) пренебрежительно малы (не превышают 0.01%)
| Бюджет погрешностей | |
| Неопределенность напряжения УВХ | 0,2% |
| Погрешность усиления УВХ | 0,01% |
| Неопределенность квантования в АЦП | 0,2% |
| Погрешности смещения, усиления и нелинейность АЦП | 0,3% |
| Погрешность АЦП, связанная с дрейфом опорного сигнала | 0,1% |
| Максимальная полная погрешность (алгебраическая сумма) | 0,81% |
| Полная статическая погрешность (среднеквадратическая) | 0,42 |
Таким образом, гарантируется точность не хуже 1%.
Глава5. Разработка программного обеспечения
Методика разработки ПО предусматривает несколько этапов, которые во многом совпадают с этапами разработки системы в целом
1) точная постановка проблемы;
2) выбор алгоритмов и выражение их в терминах и понятиях конкретных операционных и аппаратных средств системы,
3) выбор языка программирования,
4) спецификация структуры программ,
5) кодирование (программирование),
6) отладка программ и тестирование на контрольных примерах,
7) пересмотр предыдущих этапов по результатам отладки,
8) документальное сопровождение.
Программное обеспечение подразделяется на общее и специальное. Общее программное обеспечение АСУ ТП представляет собой ту часть ПО, которую обычно поставляют в комплекте со средствами вычислительной техники. Важнейшая часть общего ПО - операционная система, которая представляет собой комплекс программ, осуществляющих управление вычислительным процессом и реализующих наиболее общие алгоритмы обработки информации и управление стандартными УВВ для конкретной ЭВМ. Потребность в операционной системе в случае применения управляющих ЭВМ обусловлена двумя основными факторами: эффективным использованием вычислительных ресурсов, в частности, времени и памяти ЭВМ, а также скоростью реакции на события, происходящие в технологическом процессе. Операционная система состоит из некоторой главной программы, называемой супервизором или монитором, и набора специальных системных подпрограмм, работающих под управлением главной программы. Операционная система в программном обеспечении АСУ ТП является той «вычислительной средой», в которой существуют специальные программы, реализующие собственно автоматизированное управление технологическим процессом. Операционная система обеспечивает выполнение общесистемных процедур, а также всех стандартных операций, используемых при работе программных модулей специального программного обеспечения.
К общесистемным процедурам относятся:
· распределение ресурсов процессора между программными модулями в соответствии с их приоритетами;
· работа с системой прерываний и запуск или остановка отдельных модулей в соответствии с состоянием системы прерываний;
· синхронизация работы программных модулей средствами операционной подсистемы синхронизации событий с целью реализации требуемых причинно-следственных связей и последовательностей в процессе управления;
· организация единой службы времени в рамках данной системы и выполнение всех требуемых операций, связанных с использованием абсолютных или относительных значений времени (информация о текущем времени суток, отсчет интервалов времени, хронометрирование заданных технологических операций и т. п.);
· контроль и диагностика работоспособности управляющего вычислительного комплекса.
Разработка программы вывода информации о параметрах процесса на экран ЭВМ.
Используя разработанную настоящим дипломом плату и видеокарту персонального компьютера, можно преобразовать ЭВМ в цифровой осциллограф для сбора и обработки аналоговых данных о состоянии процесса бурения.
Программа для цифрового осциллографа написана на языке Си. Этот продукт предназначен для визуализации снимаемых с датчиков параметров, что значительно облегчает их последующий анализ. Программа позволяет принимать по одному каналу и воспроизводить аналоговый сигнал с выбранной скоростью дискретизации. Реализованные здесь функции дают возможность манипулировать данными самыми различными способами, в частности осуществлять фильтрацию нижних частот, дифференцирование и интегрирование. При разработке использовался компилятор Си фирмы Microsoft. Листинг программы представлен в приложении 1.
Разработка Бэйсик-программы для управления работой АЦП
Цикл команд OUT и INP выполняется в БЭЙСИКе приблизительно за 5 мс, так что частота выборки ограничена величиной, немного меньшей 200 отсчет/c. Программа представлена в приложении 2.
Разработка программы для выборки данных от АЦП
Программа написана на языке Си для выборки от АЦП канала 1 с интервалом в 5 мс и посылки каждого выбранного значения в ЦАП. Листинг программы представлен в приложении 3.