ГОСТ Р 56947-2016/ISO/IEC/IEEE 21450:2010 Информационные технологии (ИТ). Интерфейс интеллектуального преобразователя для датчиков и исполнительных устройств. Общие функции, протоколы взаимодействия и форматы электронной таблицы данных преобразователя (ЭТДП)

     5.6 Описание типов канала преобразователя

В данном подразделе определены основные свойства трех видов каналов преобразователей. Атрибуты ЭТДП каналов преобразователей описывают свойства различных каналов преобразователей в системе. Более подробные временные и контрольные параметры этих каналов преобразователей приведены в нижеследующих подразделах настоящего стандарта. Существуют следующие виды каналов преобразователя:

- датчики;

- датчики событий;

- исполнительные устройства.

Термин "канал преобразователя" в данном подразделе применяется к физическому преобразователю и ко всем электронным устройствам, обеспечивающим преобразователю выполнение связующих функций.

5.6.1 Датчик

Датчик должен измерять какой-либо физический параметр и отправлять обратно цифровые данные для этого параметра. При срабатывании триггера, если функция триггера активна, датчик начинает сбор и хранение наборов данных внутри ИМП. Величина временных интервалов между отдельными отсчетами в наборе данных должна контролироваться ИМП и является функцией рабочего режима датчика. Датчик в рабочем режиме преобразователя должен отвечать на команды "Read Transducer Channel data-set segment" ("Считать сегмент набора данных канала преобразователя") (см. 7.1.3.1), отправляя в ответ соответствующий набор данных. Если новый набор данных недоступен, канал преобразователя должен отправить в ответ те же самые данные, которые были переданы при предыдущей команде "Read Transducer Channel data-set segment" ("Считать сегмент набора данных канала преобразователя").

5.6.2 Датчик событий

В отличие от обычного датчика датчик событий не определяет величину какого-либо физического параметра, а определяет изменение состояния. Такое изменение состояния может быть аналоговым сигналом, переходящим определенный порог, или набором дискретных битов, совпадающим или не совпадающим с заданной битовой комбинацией. Таким образом, выходной сигнал датчика событий отражает состояние на его входе. Существуют всего два допустимых состояния: ноль и единица. На выходе датчика событий может быть получена информация двух видов:

- текущее состояние на входе;

- время, в которое произошло изменение состояния.

Для датчика событий действительно такое же определение ЭТДП, как и для любого другого преобразователя.

5.6.2.1 Выходной сигнал датчика события

Модель данных на выходе датчика события определена в ЭТДП канала преобразователя аналогично модели данных на выходе для любого другого датчика. Тем не менее величина выходного сигнала должна быть равна нулю или единице.

5.6.2.2 Время события

Датчик событий сообщает только о факте произошедшего события. Для определения времени, в которое событие произошло, необходимы другие элементы системы. Существует множество путей решения данной задачи, и выбор определенного метода зависит от требований конкретного приложения. Если для определения времени события используется метод опроса, время события может быть определено только в пределах интервала опроса. В режиме потоковой передачи данных СПП может определить время события по времени поступления сообщения. Главным фактором в определении задержки во времени между самим событием и его распознаванием СПП является физический уровень. Время, в которое произошло событие, может быть определено в пределах одной микросекунды или менее. Для этого совместно с датчиком событий применяются встроенные в ИМП датчики временных интервалов или датчики временного события (Timelnstance). Обсуждение датчиков временных интервалов и датчиков временного события представлено в М.2 и М.3 (приложение M).

5.6.2.3 Аналоговые датчики событий

Аналоговые датчики событий получают аналоговый входной сигнал. Событие считается произошедшим, когда величина входного сигнала переходит пороговое значение. Для аналоговых датчиков событий определены верхнее и нижнее пороговые значения. Нижний порог отличается от верхнего на величину гистерезиса. Значение гистерезиса должно быть более или равным нулю. Во время стабильной работы повышающий переход (то есть условия на входе датчика, вызывающие изменение сигнала на выходе со значения "ноль" до значения "один") должен происходить при значении "ноль" сигнала на выходе и когда значение аналогового сигнала на входе переходит верхнее пороговое значение. Понижающий переход (то есть условия на входе датчика, вызывающие изменение сигнала на выходе со значения "один" до значения "ноль") должен происходить при значении "один" сигнала на выходе и когда значение аналогового сигнала на входе переходит нижнее пороговое значение. Графически такие переходы изображены на рисунке 5. Изменения состояния на выходе должны регистрироваться только после того, как устройство получило запускающий импульс. Верхнее пороговое значение и величина гистерезиса могут быть фиксированы при изготовлении датчика событий или могут быть программируемыми. Для того чтобы сделать верхний порог или гистерезис программируемыми, рекомендуется использовать встроенные исполнительные устройства для установки их значений.

Несмотря на то что инициализация датчика событий зависит от его устройства, рекомендуется провести описанную ниже процедуру. Выходной сигнал с датчика событий, сообщающего только о понижающих переходах, следует инициализировать в состояние "один", если значение аналогового входного сигнала больше или равно значению верхнего порога. Если значение входного сигнала меньше значения верхнего порога, то выходной сигнал следует инициализировать в состояние "ноль". Выходной сигнал с датчика событий, сообщающего только о повышающих переходах, следует инициализировать в состояние "ноль", если значение входного аналогового сигнала меньше или равно значению нижнего порога. Если значение на входе больше значения нижнего порога, то выходной сигнал следует инициализировать в состояние "один". Для датчиков событий, сообщающих об обоих переходах, следует выбрать один из вышеуказанных методов. При этом следует обратить внимание на то, что если значение входного сигнала находится в пределах гистерезиса, то первый переход может дать сбой. Этого можно избежать путем контроля за величиной входного аналогового сигнала во время инициализации.

Рисунок 5 - Характеристика аналогового датчика событий

5.6.2.4 Цифровые датчики событий

Цифровые датчики событий имеют один или более дискретных входных сигналов. Событие считается произошедшим, когда входной сигнал совпадает с определенной последовательностью за определенный фиксированный изготовителем период времени. Повышающий переход должен произойти, когда входные сигналы совпадают с определенной цифровой последовательностью и данное совпадение длится фиксированный период времени. Данный период времени определяется изготовителем для соответствия характеристикам события, но может также контролироваться при помощи заложенных изготовителем уникальных команд или при помощи встроенного исполнительного устройства. Понижающий переход должен произойти, когда входные сигналы не совпадают с определенной последовательностью за фиксированный период времени.

Цифровой датчик событий может иметь несколько связанных встроенных каналов преобразователя, а также может включать в себя датчик(и), возвращающий(ие) входной цифровой сигнал по команде, и исполнительные устройства, позволяющие сконфигурировать сложный датчик событий. Встроенные исполнительные устройства могут быть использованы для определения последовательностей, масок, временных задержек и комбинаций из нескольких дискретных входных сигналов, объединенных в одно событие. ЭТДП таких встроенных каналов преобразователя должны соответствовать их функционалу. Функционал каждого встроенного канала преобразователя определяется контрольными группами в мета-ЭТДП, которые представлены в 8.4.2.8.

5.6.2.5 Сообщения о переходах состояний

Датчик событий может быть разработан для сообщений о повышающих либо понижающих переходах или об обоих вариантах переходов. Команда "Edge-to-Report" ("Пороговое значение для посылки отчета") (см. 7.1.2.9) позволяет системе выбирать, какие переходы считать событиями. Возможности команды "Edge-to-Report" ("Пороговое значение для посылки отчета") для датчика событий наряду с условиями по умолчанию определены в разделе ЭТДП канала преобразователя (см. 8.5). Если датчик событий находится в рабочем режиме преобразователя в момент времени, когда происходит событие, он должен установить бит "data/event" ("данные/событие") в регистре состояний и отправить сервисное сообщение запроса, если протокол состояний событий подключен (см. 7.1.1.11). Если протокол состояний событий отключен, бит "data/event" ("данные/событие") в регистре состояния устанавливается, но сообщение не отправляется.

Проверка бита состояния "data/event" ("данные/событие") представлена в 5.13.6 и позволяет определить, произошло ли событие с момента последнего считывания состояния.

5.6.2.6 Состояние датчика событий