Технические средства АСУ

Технические средства АСУ содержит 3 основных элемента (подсистемы):

· Датчики состояния и положения объекта автоматизации;

· Устройства принятия решения (сервер, АРМ, контроллер и др.);

· Исполнительные устройства.

Датчики состояния можно классифицировать как устройства обеспечивающие определение:

· Самого объекта (идентификация);

· Изменение физического и химического состояния объекта или окружающей его среды.

Датчики идентификации содержат ключевой элемент, с помощью которого осуществляется идентификация объекта или субъекта наблюдения. Это элемент должен обеспечить надёжный режим работы системы при экономической целесообразности его использования. Сравнительные характеристики различных средств идентификации приведены в таблице 3.1.

Радиочастотная идентификация - самостоятельное направление, входящее в группу автоматической идентификации и регистрации объектов при помощи радиочастотного канала связи. Идентификация производится по уникальному цифровому коду, считываемому из памяти специализированной микросхемы-транспондера (transmitter / responder - передатчик-приемник) – электронной метки, прикрепляемой к объекту идентификации. Передача цифрового кода производится при помощи антенны, вмонтированной в корпус транспондера (так же как и специализированная микросхема) и представляющей с ним одно целое. Широкое использование RFID-технологий невозможно без стандартизации основных параметров таких систем. В настоящее время разработано большое количество стандартов, посвященных RFID технологии. В таблицах 3.2 приведены стандарты ISO (RFID для управления объектами).

Таблица 3.1.

Средства	Принцип действия	Недостатки	Преимущества	Примечания
Кнопочные клавиатуры	Набор на клавиатуре правильного кода разрешается доступ	Код можно забыть, подсмотреть, скопировать. Длинный код сложно запомнить	Совместное использование с другими средствами повышает надёжность	Не доказуемы передача кода другому лицу и "случайный" подбор кода
Штрих-код	Код печатается на любом принтере	Для подделки достаточно снять копию на ксероксе	Самая дешевая технология изготовления карт	Известная в торговле технология BAR- код
Магнитные карты	Магнитные полосы, на которых записан магнитный код. Считывая необходимо полосу протянуть вдоль датчика	Надо выдерживать скорость протяга. Карты и считывающие головки стираются, щель засоряется. Легко подделать карту.	Наиболее простые и широко используемые средства идентификации	Самый традиционный способ создания режима "считывание- перезапись"
Карты Виганда	Физический эффект Виганда: магнитное поле в сверхкоротком проводнике вызывает индукционный отклик.	Карта достаточно хрупкая, ее необходимо оберегать от ударов	Высокая надежность. Невозможность подделки. Высокая устойчивость к внешним воздействиям	В настоящее время практически не используется в создаваемых системах
Бесконтактные карты (проксимити)	Бесконтактные карты являются радио картами, т.к. содержат приемник и передатчик. Питание от батарейки или от энергии излучения считывателя	Относительно большая стоимость радио карт при малом тираже	Высокая пропускная способность	Традиционно используются в системах разграничения доступа.
Контактные карты	Интеллектуальные карты (смарт), считываются через микроконтакт Электронные ключи Touch Memory (TM)	Из-за сложности надежного контакта не используется в СКД. Необходима электростатическая защита.	Высокая надёжность т.к. используется микропроцессор Дешевле бесконтактных карт	Как правило, хранятся в условиях способствующих механическим повреждениям
Оптическая карта	Темные и светлые пятна, закрытые непрозрачной пленкой. Считывается в инфракрасном диапазоне.	Необходимо выдерживать скорость считывания карты.	Дешевизна, высокая степень защиты, Российская технология.	Соответствует ГОСТ Р 51241

Таблица 3.2.

ISO/IEC 15961	Протокол передачи данных - прикладной интерфейс	Изданный стандарт 2004
ISO/IEC 15962	Протокол правил кодировки данных и логических функций памяти	Изданный стандарт 2004
ISO/IEC 15963	Уникальная идентификация радиочастотной метки.	Идет заключительное утверждение как мирового стандарта

На рисунках 3.7 и 3.8 приведены изображения пассивных меток, которые использованы для мониторинга грузов.

Рис. 3.7. Наклейка U-Code EPC Gen2

Рис. 3.8. Наклейка U-Code HSL

Очень активно на рынке логистических перевозок развивается использование активных меток.
Использование активных меток позволяет существенно расширить возможности контроля состояния грузов и транспортных средств. Передатчик активной метки обеспечивает дальность передачи на десятки метров. Сообщение содержит не только код метки контейнера, но и состояние различных датчиков контейнера, в том числе и информацию.

К датчикам физического и химического состояния относятся: давления, температуры, влажности, несанкционированного доступа.

Датчики давления. Различаются по видам измеряемого давления.

Датчики температуры. Термометры сопротивления, термопары.

Датчики влажности. Собственно датчик это два перфорированных металлических электрода разделенные несколькими слоями сухой марли и скрепленные резиновым кольцом. Электроды связывают с размещенной поблизости электронной частью прибора витой парой или тонким экранированным проводом.

Датчики несанкционированного доступа. Представляют собою датчики тревожной сигнализации различной конструкции и принципа действия.

Датчики положения. Для определения местоположения транспортного средства применяются датчики, использующие передовые информационные технологии систем космической навигации ГЛОНАСС, GPS, WAAS, EGNOS.

Для работы на большегрузных автомобилях увеличение габаритных размеров модуля на 15-25% не является критическим. Более критическим является потребление, особенно в зимнее время. Исходя из заявленного уровня потребления оценим затраты в ампер-часах на работу приемника при стоянке автомобиля в выходные.

При потреблении 600 мА на источнике 5 В потребление для аккумуляторной батареи 24 В составит 150-200 мА-час или примерно 0,2 А-час.

На рисунке 3.9 приведены кривые изменения фактической емкости кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторных батарей при разряде их токами различной величины, где С - ток равный номинальной емкости аккумулятора