Понятие и сущность информационно-измерительных систем

     Часть ИИС после линий связи, соединяющих  ее с первичными преобразователями, обычно называют измерительно-вычислительным комплексом (ИВК). Значительная часть современных ИВК строится на базе контроллеров, как правило, модульного исполнения, включающих в себя аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, процессор, модули дискретной (бинарной) информации (входные и выходные), вспомогательные устройства. Состав, конфигурация, программное обеспечение ИВК конкретизируются с учетом специфики объекта.

     Особенности ИИС делают особенно актуальной для  них проблему расчета МХ ИИС по МХ образующих их компонентов. Метод расчета МХ ИК ИИС существенно зависит от того, относятся ли образующие его СИ к линейным устройствам. Методы расчета нелинейных систем зависят от вида нелинейности, возможности расчленения СИ на линейную инерционную и нелинейную безынерционную часть и от других обстоятельств и отличаются большим разнообразием.

 

2. Назначение  и виды ИИС

     Основными признаками ИИС являются: область  применения; способ комплектования; структура, виды входных сигналов; виды измерений; режим работы, функциональные свойства компонентов.

     По  области применения ИИС делят  на группы:

     − для научных исследований;

     − для испытаний и контроля сложных  изделий;

     − для управления технологическими процессами.

     По  способу комплектования:

     − агрегатированные;

     − неагрегатированные, состоящие из компонентов, специально разработанных для конкретных систем.

     Агрегатированные  ИИС, как правило, включают универсальное ядро - ИВК, на основе которого, используя датчики различных физических величин можно строить ИИС различного назначения.

     По  структурным признакам:

     − системы параллельно-последовательной структуры. Основным признаком такой  структуры служит наличие ИК циклически коммутируемого с множеством датчиков;

     − системы параллельной структуры, включающие множество одновременно работающих каналов, выходные системы которых  преобразуются функциональным единым преобразователем и обрабатываются в одном вычислительном устройстве.

     Сигналы на входе ИИС могут быть непрерывными или дискретными, детерминированными или случайными.

     В зависимости от соотношения между  скоростью изменения входных сигналов и инерционными свойствами системы различают два основных режима работы ИИС: статический и динамический. В динамическом режиме инерционные свойства системы оказывают влияние на результат измерения.

     Измерительный компонент ИИС – средство измерений: измерительный прибор, измерительный преобразователь, мера, измерительный коммутатор.

     Измерительные компоненты по характеру функциональных преобразований подразделяются на аналого-цифровые и цифроаналоговые.

     Аналоговые  измерительные компоненты могут  быть линейными и нелинейными, аналого-цифровые по своей природе являются нелинейными устройствами.

     Связующий компонент ИИС – техническое  устройство либо часть окружающей среды, предназначенные или используемые для передачи с минимально возможными искажениями сигналов, несущих информацию об измеряемой величине, от одного компонента ИИС к другому.

     Вычислительный  компонент ИИС – цифровое вычислительное устройство (или его часть) совместно с программным обеспечением, выполняющее функцию обработки (вычисления) результатов наблюдений для получения расчетным путем результатов измерений, выражаемых числом или соответствующим кодом.

     Вычислительные  компоненты подразделяются на:

        • аналогово-вычислительные –  аналоговые устройства, выходной сигнал которых является функцией двух или более сигналов;

        • цифровые вычислительные –  устройства, выходной цифровой сигнал которых является функцией двух или более сигналов.

     Информационный  компонент ИИС – техническое  средство, предназначенное для получения информации, хранения, преобразования и передачи информации.

     С точки зрения информационной теории измерительных устройств процесс измерения, выполняемый любым измерительным устройством (включая необходимые действия человека-оператора), состоит из ряда последовательных преобразований информации об измеряемой величине, проводимых до тех пор, пока она не будет представлена в том виде, ради получения которого и выполняется данное измерение. СИ рассматривается как канал приема (получения) и передачи информации (измерительной). Таким образом, СИ и измерительный компонент ИИС являются разновидностью информационного компонента.

 

3. Особенности метрологического обеспечения  ИИС

     Любая самая совершенная и интеллектуальная ИИС должна быть метрологически корректной и удовлетворять требованиям системы обеспечения единства измерений в соответствии с государственными законодательными актами и международными нормативными документами ISO, OIML и др. Выделение ИИС в отдельную специфическую разновидность СИ обусловлено рядом их особенностей, порождающих специфику их МО.

     Актуальными вопросами теоретической поддержки  решения проблем МО ИИС являются: регламентация МХ ИК, экспериментальное определение и контроль МХ, прогнозирование и определение характеристик неопределенности измерений в соответствии с Руководством по выражению неопределенности измерений∗, оценка характеристик точности программ обработки данных.

     Развитие  измерительной техники, в частности  ИИС, используемых в составе АСУ ТП, усложнение измерительных задач и условий эксплуатации СИ, выдвигает новые требования к описанию свойств СИ, прежде всего, предназначенных для системного применения. Приборы, рассчитанные на применение в качестве самостоятельных СИ, для которых назначение класса точности однозначно определяло комплекс нормированных МХ (НМХ), практически непригодны при синтезе ИК ИИС. Комплекс НМХ должен выбираться так, чтобы по некоторой совокупности СИ, средств вычислительной техники и других устройств, образующих ИК, можно было определить МХ всего ИК. Интеллектуализация СИ и ИИС, т.е. включение в их состав микропроцессоров и ЭВМ с целью автоматизации обработки данных, выполнения обработки в режиме on-line, управления процедурой измерений, приводит к растущему значению метрологического аспекта создания и использования алгоритмов и программ обработки данных. Поскольку ИИС предназначены для решения тех или иных задач классифицирования, постольку возникает проблема распространения на конкретные области и на классифицирование в целом основных понятий и методов метрологии.

 

     

2. Информационно-измерительные  системы в полиграфии

 

1. Общие сведения

     В полиграфии ИИС представляют собой  цифровые печатные машины. Цифровая печать позволяет с максимальной оперативностью и скоростью выполнения заказов воплощать в жизнь любые идеи и проекты в области маркетинговой и деловой полиграфии. Максимальный формат печати с цифрового оборудования - A3+. Цветное копирование с помощью метода цифровой печати идеально подходит для небольших тиражей цветной полиграфической продукции и обладает следующими преимуществами:

     Очень высокая оперативность: полноцветные копии, буклеты и брошюры, этикетки и наклейки, плакаты и бланки, а также прочую полиграфическую  продукцию можно изготовить прямо  в присутствии заказчика. Печать выполняется в максимально сжатый срок (от 1 часа), поэтому очень подходит при случае срочных заказов.

     Позволяет получить высокое качество: при небольших  тиражах (до 300 копий с одного оригинала) цифровая печать является наиболее рентабельной. При этом обеспечивается качество, сравнимое с офсетной печатью. Цифровая печать — лучшее решение для срочного изготовления цветных иллюстрированных журналов и каталогов. Перед тем, как печатать заказ, заказчик может  увидеть будущую продукцию, результат, распечатав пробный вариант, чего нельзя сделать при офсетном методе печати, так как нужна допечатная подготовка, которая занимает много времени  и требует немалых материальных затрат. Также цифровая печать предоставляет  возможность персонифицировать  данные и вводить нумерацию. При  офсетном методе печати это невозможно.

     Цифровая  печать позволяет напечатать столько  продукции, сколько вам необходимо. Гораздо разумнее допечатать точное количество необходимых экземпляров, ежели напечатать лишнее. При повторном  тираже в макет в любой момент можно внести небольшие правки, которые  иногда бывают очень важны. Например, изменить даты, контактные телефоны или  другую информацию. В странах, где  бизнес полиграфия развита не первый год, печать по требованию является одной  из важнейших областей применения цифровой печати.

     Цифровые  печатные машины делятся на две группы:

     1) машины, которые предусматривают  запись печатных форм непосредственно  на своем формном цилиндре, а  печать осуществляется традиционным  способом. Технология таких машин  называется «Computer–to–Press». Такие печатные машины соединяют в себе рекордер для лазерной записи формы и собственно печатную машину;

     2) машины, реализующие прямую цифровая  печать, т. е. каждый оттиск изображения получается непосредственно из цифрового массива и из технологического цикла выпадает процесс подготовки и изготовления вещественной печатной формы. В этих машинах перед получением каждого оттиска изображение записывается на специальном носителе. Технология таких цифровых печатных машин называется «Computer–to–Print».

     Электрофотография – это совокупность технологических  методов и средств получения  изображения на специальных формных  материалах, которые изменяют свои электрические параметры в соответствии с количеством световой энергии, попавшей на их поверхности. Другими  словами, способ получения электрофотографий  основан на способности некоторых  фотополупроводников в темноте  воспринимать и удерживать заряд, а  при воздействии света увеличивать  электропроводность и разряжаться. Такое явление называется электрофотопроводимостью.

     На  основе электрофотопроводимости возможно получение скрытого электростатического  изображения на электрофотографических материалах. Они состоят из металлической, как правило, алюминиевой подложки, на рабочей поверхности которой  нанесен тонкий слой фотополупроводникового материала. В качестве фотополупроводниковых  материалов в электрофотографии  используются чистый селен (Se), селен с добавками (As₂Se₃, CdSe), сернокислый кадмий (CdS), окись цинка (ZnO), аморфный кремний (α-Si) и многослойные органические фотополупроводники OPC (Organik Photo Conduktor).

 

2. Конструкция цифровой печатной машины E-Print 1000

     Цифровая  печатная машина обеспечивает следующие  параметры печати:

     – максимальное разрешение 800 dpi;

     – скорость цветной печати формата  А4 – 2000 отпечатков в час, чёрно-белой  — 8000 отпечатков час;

     – максимальный запечатываемый размер листа — 320 × 464 мм.

     В качестве основных используются четыре краски CMYK. Для расширения гаммы воспроизводимых цветов в конструкции предусмотрена возможность подключения двух резервуаров для красок дополнительных цветов.

     Машина  имеет следующие режимы работы:

     1) обычный режим печати;

     2) режим печати изображений с  высокой разрешающей способностью  для печати качественных изображений;

     3) режим работы с внешней станцией, имеющей дополнительную память  и накопитель Exabyte на магнитной ленте и предназначенной для подготовки заданий, которые в последствии обрабатываются на печатной машине E-Print 1000, что позволяет экономить время и ресурсы цифровой печатной машины;

     4) режим поддержки стандарта Adobe PostScript Level II;

     5) режим работы печатной машины  E-Print 1000 в вычислительной сети Ethernet, содержащей рабочие станции Macintosh или другие подобные станции и RIP-процессоры;

     6) режим электронной сортировки  страниц по заданному алгоритму  при печати на максимальной  скорости;

     Цифровая  офсетная печатная машина состоит из консоли оперативного управления, блока  памяти и управления технологическим  циклом. Она содержит формный проявочный офсетный и печатный цилиндры, устройство самонаклада, скоротрон, лазерную записывающую головку, лоток улавливатель, реверсные  и отжимной ролики, лампу стирания электрического заряда, станцию очистки, сепаратор, станцию подачи тонера, дуплексный и приемный лотки.