Аппаратные и программные

1.1.6.4 Уровень оборудования функциональных узлов (5) 
Самый нижний уровень предназначен для сбора информации с датчиков и 
управления исполнительными устройствами [25]. На этом уровне работают 
интеллектуальные устройства сопряжения с объектом (УСО) или сетевые 
модули ввода-вывода. В качестве сети используются сети SA Bus (Sensor 
Actuator). К оборудованию последних двух уровней предъявляются 
повышенные требования к надежности и безопасности. Контроллеры и сети 
находятся в непосредственной близости от объекта управления, подвержены 
действию различных помех, агрессивных сред и вибраций. 
1.1.6.4.1 Устройства ввода-вывода 
Обычно, в ВВС устройство ввода-вывода (УВВ) содержит некоторое 
количество дискретных и аналоговых входов и выходов. 
Система ввода-вывода является тем блоком, ради которого обычно 
делается информационно-управляющая система. Если «лицом» офисной 
системы (если так можно выразиться) является дисплей с соответствующей 
графической оболочкой (десктопом), то «лицом» ИУС является система ввода-
вывода. Системы ввода вывода могут быть весьма сложны по конструкции и 
дороги по цене. Очень часто, в системы ввода-вывода встраиваются 
дополнительные 
электронные, 
электрические 
и 
электромеханические 
устройства для защиты объекта управления или ИУС в различных нештатных 
ситуациях. 

---

20 
1.1.6.4.2 Устройство сопряжения с объектом 
Устройства сопряжения с объектом (УСО), которые также называют 
модулями ввода-вывода, выполняют функции адаптера датчиков и 
исполнительных устройств. Они имеют специальные аппаратные каскады 
сопряжения с оконечными устройствами и поддерживают алгоритмы 
управления ими. УСО могут выполнять функции первичной обработки данных 
с датчиков: фильтрацию, усреднение и накопление. УСО являются 
подчиненными по отношению к логическим контроллерам и самостоятельно не 
реализуют каких-либо алгоритмов контроля объекта управления. По способу 
взаимодействия с логическим контроллером УСО делятся на: 
• Локальные УСО, конструктивно совмещенные с логическим 
контроллером; 
• Удаленные или сетевые УСО, взаимодействующие с логическим 
контроллером по сетевому каналу, конструктивно независимые от 
логических контроллеров. 
В отличие от УВВ, УСО работает с реальным объектом в условиях помех, 
высоких напряжений и больших токов (например, управление двигателем 
переменного тока). Как правило, это устройство гальванически развязано с 
объектом управления. В качестве УСО могут выступать дискретные (битовые) 
входы и выходы, аналоговые входы и выходы и т.п. Без гальванической 
развязки управляющий вычислительный комплекс будет либо постоянно 
сбоить из-за помех, либо сгорит при появлении повышенного напряжения на 
входе УСО. 
Устройство сопряжения с объектом является водоразделом, отделяющим 
«тепличный» мир вычислительного устройства от достаточно агрессивной 
окружающей среды. УСО должно не только сопрягать различные уровни 
сигналов, например 24 Вольт необходимые для включения реле и 5 Вольт (TTL 
уровень) на выходе битового порта ввода-вывода микроконтроллера, но и не 
пропускать высокие напряжения во внутренние цепи контроллера. 
В некоторых системах (например, в медицинских) главным является 
сохранение объекта управления, т.к. от этого напрямую зависит жизнь 
человека. Такие системы тестируются на степень защиты человека от 
электрической травмы из-за некорректной работы УСО.