теория передачи информации

 

cигнал
1. Материальный носитель информации, содержащий в себе информацию, кодированную определенным образом.
2. Любая физическая величина (например, температура, давление воздуха, интенсивность света и т. п.), которая изменяется со временем. Именно благодаря этому изменению сигнал может нести в себе некую информацию.
[ http://life-prog.ru/view_programmer.php?id=146&page=15]

сигнал
Визуальное, звуковое или осязательное обозначение передаваемой информации
[ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

сигнал
Материальное воплощение сообщения, представляющее собой изменение некоторой физической величины.
[ ГОСТ 23829-79]

сигнал
В области контроля технического состояния изделий используется понятие "сигнал", которое включает следующие компоненты:
наличие физической величины (несущей величины), характеризующей материальный (энергетический) носитель воздействия;
изменение значений данной физической величины содержит информацию об источнике воздействия и физической среде, взаимодействующей с отображаемым материальным носителем;
изменение несущей величины во времени характеризуется совокупностью физических величин, взаимосвязь которых представляется определенной математической функцией.
Пример
Периодический сигнал в виде гармонического колебания тока.
Несущая физическая величина - ток, как характеристика направленного движения электронов. Изменение тока в данном случае характеризуется зависимостью I (t) = A·cos(2π/T - φ) = A·cos(ωt - φ), т.е. связанной совокупностью физических величин A, T, ω, φ (амплитуда, период, угловая частота и начальная фаза соответственно).
[ ГОСТ 19919-74]

сигнал
Форма представления данных, при которой данные рассматриваются в виде последовательности значений скалярной величины - записанной (измеренной) во времени.
[ ГОСТ Р 50304-92]

сигнал
Форма представления информации для передачи по каналу.
Примечание. В зависимости от множества возможных сигналов и области их определения во времени различают четыре вида сигналов: дискретные дискретного времени, дискретные непрерывного времени, непрерывные дискретного времени и непрерывные непрерывного времени; первые и последние соответственно именуются также «дискретными сигналами» и «непрерывными сигналами».
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 94. Теория передачи информации. Академия наук СССР. Комитет технической терминологии. 1979 г.]

сигнал
Совокупность несущего воздействия и передаваемой им информации.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления. Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1984 г.]

сигнал
Знак, физический процесс или явление, несущие информацию. В кибернетике выделяют четыре компонента С.: физический носитель (природа его может быть самой различной: звуковой, электрической и т.п.), форма выражения (см. Синтаксический аспект информации), интерпретация смысла (см. Семантический аспект информации), правила приписывания различного смысла одному и тому же С. (см. Прагматический аспект информации). Общие закономерности преобразования и передачи С. изучаются теорией информации.
[ http://slovar-lopatnikov.ru/]

EN

signal
unit of information conveyed from one object to another
NOTE Messages (units of signals) may be sent in a communication network in the form of telegrams. Such messages may represent one or several signals
[IEC 61175, ed. 2.0 (2005-09)]

signal
visual, acoustic or tactile message conveying information
[IEC 60447, ed. 3.0 (2004-01)]

signal
variation of a physical quantity used to represent data
NOTE A signal is represented by one or several parameters.
[IEC 60706-5, ed. 2.0 (2007-09)]

signal
physical variable of which one or more parameters carry information about one or more variables represented by the signal
[IEC 60770-2, ed. 3.0 (2010-11)]

FR

signal
unité d'information transportée d'un objet vers un autre
NOTE Des messages (unités de signaux) peuvent être envoyés dans un réseau de communication sous la forme de télégrammes. De tels messages peuvent représenter un ou plusieurs signaux.
[IEC 61175, ed. 2.0 (2005-09)]

signal
message visuel, acoustique ou tactile véhiculant de l'information
[IEC 60447, ed. 3.0 (2004-01)]

signal
variation d’une quantité physique utilisée pour représenter des données
NOTE Un signal est représenté par un ou plusieurs paramètres.
[IEC 60706-5, ed. 2.0 (2007-09)]

signal
variable physique dont un ou plusieurs paramètres contiennent des informations sur une ou plusieurs variables représentées par le signal
[IEC 60770-2, ed. 3.0 (2010-11)]

КЛАССИФИКАЦИЯ

• По физической природой носителя информации:
  
  • электрические;
  • электромагнитные;
  • оптические;
  • акустические и др.;
• По способу задания сигнала:
  
  • регулярные (детерминированные), заданные аналитической функцией;
  • нерегулярные (случайные), которые принимают произвольные значения в любой момент времени.
    Для описания таких сигналов используются средства теории вероятности;
• В зависимости от функции, описывающей параметры сигнала, выделяют сигналы:
  
  • аналоговые:
    
    • непрерывные (аналоговые), описываемые непрерывной функцией;
    • модулированные;
  • дискретные
    дискретные, описываемые функцией отсчетов, взятых в определенные моменты времени;
  • квантованные;
  • двоичные;
  • цифровые;

[ Источник с изменениями]

Тематики

• автоматизация, основные понятия
• виды (методы) и технология неразр. контроля
• контроль автоматизир. тех. состояния авиац. техники
• системы для сопряж. радиоэлектр. средств интерфейсные
• теория передачи информации
• экономика

EN

• signal

FR

• signal

 

входной сигнал
Сигнал, подаваемый на вход системы управления машины.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 99. Теория механизмов и машин. Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1984 г.]

входной сигнал
Сигнал, поступающий от передатчика на вход канала.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 94. Теория передачи информации. Академия наук СССР. Комитет технической терминологии. 1979 г.]

Тематики

• теория механизмов и машин
• теория передачи информации

Обобщающие термины

• основы теории машин

EN

• input
• input signal

FR

• signal d'entrée

выч. теория передачи информации, теория связи

 

программируемый логический контроллер
ПЛК
-
[Интент]

контроллер
Управляющее устройство, осуществляющее автоматическое управление посредством программной реализации алгоритмов управления.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления.
 Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1984 г.]

EN

storage-programmable logic controller
computer-aided control equipment or system whose logic sequence can be varied via a directly or remote-control connected programming device, for example a control panel, a host computer or a portable terminal
[IEV ref 351-32-34]

FR

automate programmable à mémoire
équipement ou système de commande assisté par ordinateur dont la séquence logique peut être modifiée directement ou par l'intermédiaire d'un dispositif de programmation relié à une télécommande, par exemple un panneau de commande, un ordinateur hôte ou un terminal de données portatif
[IEV ref 351-32-34]

  См. также:
- архитектура контроллера;
- производительность контроллера;
- время реакции контроллера;
КЛАССИФИКАЦИЯ
  Основным показателем ПЛК является количество каналов ввода-вывода. По этому признаку ПЛК делятся на следующие группы:

• нано- ПЛК (менее 16 каналов);
• микро-ПЛК (более 16, до 100 каналов);
• средние (более 100, до 500 каналов);
• большие (более 500 каналов).

По расположению модулей ввода-вывода ПЛК бывают:

• моноблочными - в которых устройство ввода-вывода не может быть удалено из контроллера или заменено на другое. Конструктивно контроллер представляет собой единое целое с устройствами ввода-вывода (например, одноплатный контроллер). Моноблочный контроллер может иметь, например, 16 каналов дискретного ввода и 8 каналов релейного вывода;
• модульные - состоящие из общей корзины (шасси), в которой располагаются модуль центрального процессора и сменные модули ввода-вывода. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое количество слотов для сменных модулей - от 8 до 32;
• распределенные (с удаленными модулями ввода-вывода) - в которых модули ввода-вывода выполнены в отдельных корпусах, соединяются с модулем контроллера по сети (обычно на основе интерфейса RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от процессорного модуля.

Часто перечисленные конструктивные типы контроллеров комбинируются, например, моноблочный контроллер может иметь несколько съемных плат; моноблочный и модульный контроллеры могут быть дополнены удаленными модулями ввода-вывода, чтобы увеличить общее количество каналов.

Многие контроллеры имеют набор сменных процессорных плат разной производительности. Это позволяет расширить круг потенциальных пользователей системы без изменения ее конструктива.

По конструктивному исполнению и способу крепления контроллеры делятся на:

• панельные (для монтажа на панель или дверцу шкафа);
• для монтажа на DIN-рейку внутри шкафа;
• для крепления на стене;
• стоечные - для монтажа в стойке;
• бескорпусные (обычно одноплатные) для применения в специализированных конструктивах производителей оборудования (OEM - "Original Equipment Manufact urer").

По области применения контроллеры делятся на следующие типы:

• универсальные общепромышленные;
• для управления роботами;
• для управления позиционированием и перемещением;
• коммуникационные;
• ПИД-контроллеры;
• специализированные.

По способу программирования контроллеры бывают:

• программируемые с лицевой панели контроллера;
• программируемые переносным программатором;
• программируемые с помощью дисплея, мыши и клавиатуры;
• программируемые с помощью персонального компьютера.

Контроллеры могут программироваться на следующих языках:

• на классических алгоритмических языках (C, С#, Visual Basic);
• на языках МЭК 61131-3.

Контроллеры могут содержать в своем составе модули ввода-вывода или не содержать их. Примерами контроллеров без модулей ввода-вывода являются коммуникационные контроллеры, которые выполняют функцию межсетевого шлюза, или контроллеры, получающие данные от контроллеров нижнего уровня иерархии АСУ ТП.   Контроллеры для систем автоматизации

Слово "контроллер" произошло от английского "control" (управление), а не от русского "контроль" (учет, проверка). Контроллером в системах автоматизации называют устройство, выполняющее управление физическими процессами по записанному в него алгоритму, с использованием информации, получаемой от датчиков и выводимой в исполнительные устройства.

Первые контроллеры появились на рубеже 60-х и 70-х годов в автомобильной промышленности, где использовались для автоматизации сборочных линий. В то время компьютеры стоили чрезвычайно дорого, поэтому контроллеры строились на жесткой логике (программировались аппаратно), что было гораздо дешевле. Однако перенастройка с одной технологической линии на другую требовала фактически изготовления нового контроллера. Поэтому появились контроллеры, алгоритм работы которых мог быть изменен несколько проще - с помощью схемы соединений реле. Такие контроллеры получили название программируемых логических контроллеров (ПЛК), и этот термин сохранился до настоящего времени. Везде ниже термины "контроллер" и "ПЛК" мы будем употреблять как синонимы.

Немного позже появились ПЛК, которые можно было программировать на машинно-ориентированном языке, что было проще конструктивно, но требовало участия специально обученного программиста для внесения даже незначительных изменений в алгоритм управления. С этого момента началась борьба за упрощение процесса программирования ПЛК, которая привела сначала к созданию языков высокого уровня, затем - специализированных языков визуального программирования, похожих на язык релейной логики. В настоящее время этот процесс завершился созданием международного стандарта IEC (МЭК) 1131-3, который позже был переименован в МЭК 61131-3. Стандарт МЭК 61131-3 поддерживает пять языков технологического программирования, что исключает необходимость привлечения профессиональных программистов при построении систем с контроллерами, оставляя для них решение нестандартных задач.

В связи с тем, что способ программирования является наиболее существенным классифицирующим признаком контроллера, понятие "ПЛК" все реже используется для обозначения управляющих контроллеров, которые не поддерживают технологические языки программирования.   Жесткие ограничения на стоимость и огромное разнообразие целей автоматизации привели к невозможности создания универсального ПЛК, как это случилось с офисными компьютерами. Область автоматизации выдвигает множество задач, в соответствии с которыми развивается и рынок, содержащий сотни непохожих друг на друга контроллеров, различающихся десятками параметров.

Выбор оптимального для конкретной задачи контроллера основывается обычно на соответствии функциональных характеристик контроллера решаемой задаче при условии минимальной его стоимости. Учитываются также другие важные характеристики (температурный диапазон, надежность, бренд изготовителя, наличие разрешений Ростехнадзора, сертификатов и т. п.).

Несмотря на огромное разнообразие контроллеров, в их развитии заметны следующие общие тенденции:

• уменьшение габаритов;
• расширение функциональных возможностей;
• увеличение количества поддерживаемых интерфейсов и сетей;
• использование идеологии "открытых систем";
• использование языков программирования стандарта МЭК 61131-3;
• снижение цены.

Еще одной тенденцией является появление в контроллерах признаков компьютера (наличие мыши, клавиатуры, монитора, ОС Windows, возможности подключения жесткого диска), а в компьютерах - признаков контроллера (расширенный температурный диапазон, электронный диск, защита от пыли и влаги, крепление на DIN-рейку, наличие сторожевого таймера, увеличенное количество коммуникационных портов, использование ОС жесткого реального времени, функции самотестирования и диагностики, контроль целостности прикладной программы). Появились компьютеры в конструктивах для жестких условий эксплуатации. Аппаратные различия между компьютером и контроллером постепенно исчезают. Основными отличительными признаками контроллера остаются его назначение и наличие технологического языка программирования.

[ http://bookasutp.ru/Chapter6_1.aspx]  

---

Программируемый логический контроллер (ПЛК, PLC) – микропроцессорное устройство, предназначенное для управления технологическим процессом и другими сложными технологическими объектами.
Принцип работы контроллера состоит в выполнение следующего цикла операций:

1.    Сбор сигналов с датчиков;
2.    Обработка сигналов согласно прикладному алгоритму управления;
3.    Выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства.

В нормальном режиме работы контроллер непрерывно выполняет этот цикл с частотой от 50 раз в секунду. Время, затрачиваемое контроллером на выполнение полного цикла, часто называют временем (или периодом) сканирования; в большинстве современных ПЛК сканирование может настраиваться пользователем в диапазоне от 20 до 30000 миллисекунд. Для быстрых технологических процессов, где критична скорость реакции системы и требуется оперативное регулирование, время сканирования может составлять 20 мс, однако для большинства непрерывных процессов период 100 мс считается вполне приемлемым.

Аппаратно контроллеры имеют модульную архитектуру и могут состоять из следующих компонентов:

1.    Базовая панель ( Baseplate). Она служит для размещения на ней других модулей системы, устанавливаемых в специально отведенные позиции (слоты). Внутри базовой панели проходят две шины: одна - для подачи питания на электронные модули, другая – для пересылки данных и информационного обмена между модулями.

2.    Модуль центрального вычислительного устройства ( СPU). Это мозг системы. Собственно в нем и происходит математическая обработка данных. Для связи с другими устройствами CPU часто оснащается сетевым интерфейсом, поддерживающим тот или иной коммуникационный стандарт.

3.    Дополнительные коммуникационные модули. Необходимы для добавления сетевых интерфейсов, неподдерживаемых напрямую самим CPU. Коммуникационные модули существенно расширяют возможности ПЛК по сетевому взаимодействию. C их помощью к контроллеру подключают узлы распределенного ввода/вывода, интеллектуальные полевые приборы и станции операторского уровня.

4.    Блок питания. Нужен для запитки системы от 220 V. Однако многие ПЛК не имеют стандартного блока питания и запитываются от внешнего.