29. Область применения, назначение и основные технические характеристики scada - систем

Область применения: атомная промышленность, атомная энергетика, электроэнергетика, все виды транспорта, все виды связи и т.д.

Системы SCADA предназначены для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления.

Основные функции:

1. мониторинг – сбор и оценка данных технического процесса.

2. управление параметрами технического процесса.

3. осуществление обратной связи входных и выходных данных в автоматическом режиме.

Технические характеристики

• С точки зрения структуры SCADA-системы можно разделить на

модульные и интегрированные

• Все рассматриваемые системы ориентированы на

Windows.

• К промышленным базам данных предъявляются

повышенные требования. Особенностями таких баз

данных является большой объем информации и

необходимость в высокой скорости обмена.

• Практически все SCADA-системы используют

синтаксис, который является независимым от типа базы

данных.

• Функционально средства создания графического интерфейса

SCADA-систем похожи.

29. Структурные элементы, системное ПО систем SCADA

Структурные элементы SCADA-систем: управление, главный терминал и каналы связи

29. Периодические сигналы. Линейчатый спектр.

Периодическим сигналом называют такой вид воздействия, когда форма сигнала повторяется через некоторый интервал времени T, который называется периодом.

Спектры, состоящие из отдельных линий, называют линейчатыми

29. Случайные сигналы и их аналитическое описание.

Случайные сигналы — сигналы, мгновенные значения которых не известны, а могут быть лишь предсказаны с некоторой вероятностью, меньшей единицы. Случайный процесс описывается случайной функцией, значения которой при любом значении аргумента являются случайными величинами.

33. Понятие о ковариационной функции случайного процесса

Ковариационной функцией случайного процесса называется математическое ожидание произведения центрированных сечений случайного процесса в моменты времени t1 и t2.

Ковариационная функция случайного процесса обычно интерпретируется как мера того, в какой степени знание прошлого случайного процесса позволяет предсказать его будущее.

33. Гауссовский случайный процесс

Гауссовский случайный процесс — процесс, для которого все кумулянтные функции начиная с третьего порядка равны 0.

33. Спектральная плотность мощности случайного процесса

Спектральная плотность случайного процесса определяется как преобразование Фурье корреляционной функции. Спектральную плотность случайного процесса можно найти, если известен механизм образования случайного процесса.

33. Классификация методов модуляции

Классификация методов модуляции

Модуляция - это процесс преобразования информационного сигнала в высокочастотный сигнал с целью передачи его на большие расстояния.

• В процессе модуляции участвуют следующие сигналы:

- модулирующий сигнал A(t), содержащий передаваемое сообщение;

- несущий сигнал x(t) на который переносится модулирующий сигнал;

- модулированный сигнал S(t) как результат воздействия модулирующего сигнала на несущий.

• По виду передаваемого сообщения различают два вида модуляций:

- Аналоговая модуляция если A(t) непрерывный сигнал

- Дискретная модуляция если A(t) цифровой сигнал

• По виду несущего колебания x(t) различают два вида модуляций:

- модуляция с синусоидальной (гармонической) несущей;

- модуляция с импульсной несущей.

• Аналоговая модуляция с синусоидальной несущей, в зависимости от модулирующего параметра может быть:

- амплитудная модуляция;

- частотная модуляция;

- фазовая модуляция.

Частотные и фазовые модуляции называются угловыми модуляциями

36. Классификация методов модуляции

Переносчик – гармоническое колебание:

амплитудная(АМ), частотная(ЧМ), фазовая(ФМ).

Переносчик – периодическая последовательность импульсов:

амплитудно-импульсная(АИМ), широтно-импульсная(ШИМ), время-импульсная(ВИМ), частотно-импульсная(ЧИМ).

При двочном коде:

дискретная и цифровая модуляции.

Относительная фазовая модуляция(ОФМ).

36. Спектр амплитудно-модулированных сигналов при тональной и сложной модулирующей функции.

При тональной: ширина спектра равна удвоенной частоте модуляции, а амплитуды колебаний боковых частот не могут превышать половины амплитуды немодулированного колебания.

При сложной: спектр состоит из двух полос, симметричных относительно несущей частоты, причем с увеличением числа составляющих в спектре снижается значение коэффициента модуляции.

36. Идеальные и реальные модели канала передачи информации.

Реальный канал – нелинейная инерционная система со случайными параметрами (стохастическая система).

Идеальный канал можно применять как модель реального канала, если в нём отсутствуют помехи любого вида, преобразование сигналов является детерминированным, мощность и полоса сигналов ограниченны.

36. Детектирование амплитудно-модулированных сигналов.

В процессе детектирования происходит органическое изменение спектра: из суммы гармонических колебаний высоких частот получаются низкочастотные составляющие модулирующего сигнала.

36. Понятие о дискретизации и квантовании сигналов.

Переход от аналогового представления сигнала к цифровому, который дает в ряде случаев значительные преимущества при передаче, хранении и обработке информации, связан с дискретизацией сигнала по времени и с квантованием по уровню.

Дискретизация состоит в преобразовании сигнала x(t) непрерывного аргумента t в сигнал x(ti) дискретного аргумента ti.

Квантование по уровню состоит в преобразовании непрерывного множества значений сигнала x(ti) в дискретное множество значений x_k, k = 0,1,2,…,m-1.

36. Классификация методов дискретизации сигналов.

Основные группы: равномерная и неравномерная дискретизации.

Группы неравномерных методов: адаптивные и программируемые.

36. Критерии оценки точности дискретизации сигналов.

Критерий наибольшего отклонения

, E(t) – текущая погрешность

Среднеквадратический критерий

Интегральный критерий как мера отклонения

Вероятностный критерий

36. Равномерная дискретизация. Теорема Котельникова.

При равномерной дискретизации шаг ∆t и частота отсчета являются постоянными величинами. Точки отсчетов в этом случае равномерно размещены по оси t.

Теорема Котельникова - любую функцию F(t), состоящую из частот от 0 до f₁, можно непрерывно передавать с любой точностью при помощи чисел, следующих друг за другом через 1/(2f₁) секунд.

36. Понятие о кодировании информации.

Кодирование информации – представление сообщений в форме, удобной для передачи и хранения.

Кодированная информация имеет форму совокупности чисел или цифровую форму, основанную на применение какой-либо системы счисления или кодирования.

36. Структурная схема канала передачи данных.

Источник – Кодер – Передатчик – Линия связи (<- Помехи) – Приемник – Декодер – Получатель

36. Понятие о реальном и идеальном канале передачи данных.

В идеальном канале между элементами кодовых сигналов на входе и выходе существуют однозначное соответствие (ошибки в канале отсутствуют).

В реальных каналах всегда имеются ошибки при передаче сообщений. Ошибки приводят к уменьшению пропускной способности канала и потере информации. Вероятности появления ошибок во многом определяются искажениями сигналов и влиянием помех.

36. Гауссовский канал и его разновидности.

Гауссовский канал – коэффициент передачи и время задержки сигналов не зависят от времени и являются детерминированными величинами, известными в месте приема сигналов; в канале действует аддитивная флуктуационная помеха – гауссовский белый шум.

Гауссовский канал с неопределенной фазой сигнала – время задержки сигнала случайно, фаза выходного сигнала случайна.

Гауссовский однолучевой канал с замираниями – коэффициент передачи канала и фазовая характеристика – случайные величины.

Гауссовский многолучевой канал с замираниями – распространение сигналов от передатчика к приемнику по различным каналам. Длительность прохождения сигналов и коэффициенты передачи различных каналов являются неодинаковыми и случайными.

Гауссовский многолучевой канал с замираниями и аддитивными сосредоточенными помехами – модель является более общей и достаточно полно отражает свойства многих реальных каналов.

36. Методика формирования кода Шеннона-Фано, его достоинства и недостатки.

Алгоритм использует коды переменной длины: часто встречающийся символ кодируется кодом меньшей длины, редко встречающийся — кодом большей длины.

Недостатки: неоптимальность, а также данная методика не всегда приводит к однозначному построению кода.

36. Энтропия источника независимых сообщений.

Количество передаваемой информации можно увеличить не только за счет числа сообщений, но и путем повышения энтропии источника, т.е. информационной емкости его сообщений.

36. Энтропия источника зависимых сообщений.

Наличие статистических связей между сообщениями всегда приводит к уменьшению количества информации, приходящейся в среднем на одно сообщение.

36. Свойства энтропии. Мера Хартли.

Свойства энтропии:

1. энтропия всегда положительная величина, т. к. P < 1

2. энтропия источников равна 0, если P = 0

3. чем меньше P события, тем больше информации оно несет.

4. максимальная энтропия имеет место для системы из двух равновероятностных независимых событий.

Мера Хартли – количество информации в сообщении о некотором событии существенно зависит от вероятности этого события.