Материал: Основы автоматизации производства

Магнитная карта представляет собой пластину из трехслойной композиции на основе пластмассы. Карта размером 356x83 мм изготовляется из полиэфирной смолы и имеет толщину 120 мкм. На пластину в виде узких полосок наносится магнитный слой толщиной 12 мкм. Затем пластина покрывается защитной полиэфирной пленкой, наличие которой предохраняет магнитную карту от механического изнашивания и позволяет использовать ее до 20 тыс. раз. Запись и считывание информации осуществляются магнитными головками. Информация на карте записывается на 56 дорожках, расположенных по ширине карты.

3. Устройства для связи эвм – оператор

Для организации оперативного взаимодействия оператор – машина используются дисплеи, устройства посимвольной и построчной печати, телетайпы, устройства считывания с перфолент и перфокарт, графопостроители и т. п.

Дисплей – устройство отображения информации на экране электронно-лучевой трубки. По способу представления информации на экране дисплеи подразделяются на алфавитно-цифровые и графические. Алфавитно-цифровые дисплеи используют для вывода текстовой и цифровой информации, а графические – для представления на экране сложных графических форм.

Устройство отображения, т. е. терминалы, построенные на основе дисплеев, позволяют оперативно выводить алфавитно-цифровую и графическую информацию в ЭВМ с помощью клавиатуры или светового пера. Его работой управляет микропроцессор.

Устройства построчной и посимвольной печати используются для вывода информации. Непосредственное нанесение символьной и числовой информации на бумажный носитель позволяет оператору легко воспринимать результаты работы ЭВМ без каких-либо преобразователей.

По методу нанесения печатных знаков на носитель информации печатающие устройства делятся на устройства ударного действия и регистрирующие устройства безударного действия.

В печатающих устройствах ударного действия изображение символа цифровой или символьной информации формируется в результате механического удара печатающего молоточка по шрифтоносителю с одновременным нанесением красящего вещества, например ударом через красящую ленту. В безударных печатающих устройствах для нанесения символьной и цифровой информации используют фотографические, фототермические, электрохимические и другие методы регистрации.

По принципу работы печатающие устройства подразделяются на два типа: построчные печатающие устройства и печатающие устройства с последовательной печатью каждого символу.

Принцип построения построчного печатающего устройства с непрерывно вращающимся шрифтоносителем в виде совокупности печатающих колес 4 показан на рис. 154, а. По окружности колеса нанесены все символы, выполненные в виде выпуклых фигур. Отпечатки символов остаются на носителе информации 2 при ударе печатающего молоточка 1 через бумагу и красящую ленту 3 по какой-либо фигуре (символу) на печатающем колесе. За один оборот печатающего колеса можно напечатать всю строку. Бумажный носитель останавливается во время нанесения символов строки.

Рис. 154. Принцип построения построчного печатающего устройства:

а – с вращающимся шрифтоносителем; б – цепочного типа

В печатающем устройстве цепочного типа (рис. 154, б) цепь 5, на которую нанесены символы, движется в горизонтальном направлении. Отпечаток на бумажном носителе 2 образуется при ударе одного из молоточков 1, возбуждаемого механизмом привода, через бумагу 2 и красящую ленту 3 по какой-либо фигуре (символу).

Основу печатающих устройств с последовательной печатью символов составляют электрифицированные пишущие машинки и телетайпы.

Телетайпы применяют в системах ввода-вывода информации ЭВМ из-за их простоты и возможности работы с каналами связи при передаче информации на большие расстояния. Они обладают такими же характеристиками, как и электрифицированные машинки.

Перфокарты и перфоленты являются носителями информации, которые обладают достаточной емкостью, долговечностью и возможностью многоразового использования. Устройства, работающие с перфокартой и перфолентой, осуществляют подготовку исходных данных и программ для ввода в ЭВМ, ввод данных в ЭВМ, а также вывод из нее результатов выполнения программ и другой информации.

Для ввода-вывода графических данных в ЭВМ в настоящее время применяют графические дисплеи и графопостроители.

В планшетных графопостроителях (рис. 155, а) бумага на планшете фиксируется с помощью механических прижимов или вакуумных присосов. Пишущий элемент 1 укреплен на траверсе 2, которая может перемещаться как вдоль, так и поперек планшета. Источниками движения являются два реверсивных шаговых двигателя (на схеме не показаны). В рулонных графопостроителях (рис. 155, б) пишущий элемент 1 имеет только возвратно-поступательное движение, а барабан 3 непрерывно вращается. Наличие рулона обеспечивает большую протяженность выполняемого графика. Применение шаговых двигателей 2 обусловлено простотой управления с помощью цифровой информации.

Рис. 155. Графопостроитель:

а – планшетный; б – рулонный

Кроме перечисленных устройств для связи человека с ЭВМ также используются различные вспомогательные средства: функциональные кнопки, ручки управления, программируемая клавиатура и др.

4. Внешние устройства связи эвм с объектом

Устройства связи ЭВМ с объектом управления служат для ввода в машину информации, поступающей от первичных преобразователей, установленных на контролируемом объекте, и выводе из машины информации, предназначенной для автоматического управления объектом. В соответствии с назначением устройства связи с объектом подразделяются на две группы: устройства ввода информации от объекта управления, осуществляющие сбор информации от первичных преобразователей, и устройства воздействия на регуляторы и исполнительные механизмы.

Как правило, контролируемые параметры управляемых объектов являются непрерывными величинами, а ЭВМ имеет дело с числами и может воспринимать изменение параметров в виде их дискретных значений. Следовательно, на входе и выходе ЭВМ должны использоваться устройства, преобразующие в первом случае непрерывные данные в цифровые величины, а во втором – цифровые величины в непрерывные управляющие сигналы.

Наибольшее распространение получили преобразующие устройства перехода от напряжения к эквивалентным двоичным числам и устройства, осуществляющие обратные преобразования, называемые аналого-цифровыми и цифроаналоговыми преобразователями соответственно.

Стандартный аналого-цифровой преобразователь (рис. 156) преобразует аналоговые сигналы (0 ... 5 В или 0 ... 10 В) в цифровой восьми- или десятиразрядный код. В исходном состоянии генератор 1 пилообразного напряжения и генератор 3 импульсов не работают, а счетчик 4 импульсов «очищен». При подаче пускового сигнала на вход генератор 1 вырабатывает напряжение пилообразной формы (прямолинейное возрастание напряжения от нуля до определенного уровня и затем мгновенный сброс до нуля) и подает его на схему сравнения 2. До тех пор пока напряжение «пилы» не сравнится с напряжением импульсов от генератора 3, импульсы поступают в счетчик 4, который считывает их и преобразует в двоичный код. Как только разность напряжения «пилы» и измеряемого напряжения станет равной нулю, схема сравнения вырабатывает импульс, выключающий генератор импульсов 3. Число импульсов, выработанных генератором импульсов до отключения, пропорционально измеряемому входному сигналу.

Рис. 156. Структурная схема аналого-цифрового преобразователя

Входным сигналом могут служить усиленные сигналы термоэлектрических преобразователей, с помощью которых измеряются технологические параметры (температура, давление) и т. д.

Преобразование кода в аналоговую величину выполняется суммированием аналоговых величин. Эти устройства подразделяются на два типа. В первом случае исходное число сначала преобразуют в число-импульсный код, т. е. в соответствующее число импульсов. Каждому из этих импульсов соответствует постоянное единичное приращение аналоговой величины. Все приращения суммируются, в результате чего на выходе получается аналоговая величина – эквивалент исходного кода.

Во втором случае для каждого разряда преобразуемого кода подбираются эталонные значения аналоговой величины, соответствующие «весу» данного разряда. В процессе преобразования суммируются эталоны для таких разрядов кода, в которых стоит единица. Те же разряды, которые соответствуют разрядам кода с нулевым значением, в суммировании не участвуют.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите основные типы внешних устройств ЭВМ и дайте им общую характеристику.

2. Назовите магнитные носители информации, используемые во внешних запоминающих устройствах.

3. Каковы особенности конструкции накопителя на магнитных лентах?

4. Каковы особенности конструкции накопителя на магнитных дисках?

5. Каковы особенности конструкции накопителей на магнитных картах?

6. Каковы особенности конструкции печатающих устройств ударного типа?

7. Опишите принцип действия построчных печатающих устройств.

8. Укажите основные типы графопостроителей.

9. Какие преобразователи применяют для связи ЭВМ – объект?

10. Каков принцип преобразования напряжения в машинный код?