автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.15, диссертация на тему:Разработка автоматизированных приборно-модульных измерительных систем в условиях пользователя

РГ6 ол

о ОПТ

московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Разработка автоматизированных приборно-модульных измерительных систем в условиях пользователя

05.11.15. Метрология и метрологическое обеспечение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

Тимофеев Евгений Юрьевич

МОСКВА 1993

Работа выполнена в Московском Государственном институте электроники и математики (Техническом университете).

Официальные оппоненты: доктор технических наук

профессор Арутюнов Петр Ашотович

доктор технических наук профессор

Маслов Валерий Константинович

доктор технических наук старший научный сотрудник

Пашев Герман Петрович Ведущая организация - войсковая часть 55215

Защита состоится " /9 " ою&яЯ^ 1993г. в // часов на заседании специализированного совета Д.063.68.02 Московского Государственного института электроники и математики (Технического университета), Москва, Бол. Вузовский пер., д. 3/12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИЭМ Автореферат разослан " И " сешЯя6[1А 1993г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СОВЕТА кандидат технических наук

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные методики поверки и аттестации средств измерений включают в себя большой объем вычислений и однотипных операций. Это вызвано незначительным превышением погрешности образцовых приборов над рабочими и компенсацией недостающего запаса, требуемого для сохранения единства и точности измерений, математической обработкой многократных отсчетов, результатов косвенных и групповых измерений. Отмечается также увеличение плотности использования образцовых средств на одну методику. Перечисленные тенденции имеют устойчивое поступательное развитие ввиду постоянного усложнения радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Следовательно проблема автоматизации измерений становится все более значимой и актуальной. Ее решение позволяет существенно поднять эффективность метрологического обеспечения за счет повышения точности поверочных установок и эталонов, повышения достоверности результатов аттестации и поверки, увеличения производительности и других факторов. Традиционные методы автоматизации, связанные с разработкой соответствующих систем в научно-исследовательских институтах (НИИ) и конструкторских бюро (КБ), в полной мере обеспечивая достижение указанных преимуществ, не позволяют решать задачу в реальном времени, так как от момента разработки технического задания до выхода готовой продукции проходит не менее одного года. Даже с учетом универсальности, созданные системы, как правило, без активного внедрения в практику метрологического обеспечения РЭА, подлежат модернизации, в результате чего процесс доработки становится перманентным.

Радикальным выходом в такой ситуации является перемещение этапа разработки из НИИ и КБ в условия пользователя - то есть автоматизация измерений непосредственно в поверочных лабораториях. Помимо известных преимуществ автоматизированных методов поверки и аттестации здесь добавляются: сокращение сроков и затрат на создание и внедрение, массовость и, наиболее важное, максимальный учет особенностей каждого конкретного случая автоматизации. В то же время автоматизация в условиях пользователя требует решения новых научных, технических и технологических задач, гарантирующих эффективность

агрегатирования на местах эксплуатации средств измерений. Системы, создаваемые метрологами (поверителями), по своим финальным характеристикам не должны быть хуже промышленных образцов, а их конструирование должно быть предельно простым и доступным.

Потенциально этому условию соответствует автоматизация на основе стандартного приборного интерфейса "Канал общего пользования" (КОП, другие аббревиатуры его же: HP-IB, GPIB, МЭК 625.1, МЭК 625.2, IEEE-488, IEEE-488.2, I EC-BUS, IMS-2 и т.п.), широко распространенного в России, Европе и мире. Но для того, чтобы реализовать потенциальный запас приборно-модульных автоматизированных измерительных систем (АИС)

необходимо:

обеспечить серийный выпуск средств измерений со встроенным интерфейсом КОП, полностью отвечающим задачам автоматизации на местах (проблема, не традиционная для приборостроителей);

разработать и внедрить специализированные инструментальные программные средства, которыми сможет воспользоваться метролог, не имеющий профессиональной подготовки в области программирования (проблема, не традиционная для автоматизаторов);

предусмотреть различные варианты частных случаев агрегатирования, например, потребность в подключении приборов с различными видами дистанционного управления, расположение средств измерений на значительных расстояниях друг от друга, объединение большого количества приборов и т.п., и разработать методы их решения, доступные пользователю.

Все приведенное выше характерно и актуально не только для поверочных лабораторий. То же самое имеет место в рамках контроля и диагностики РЭА, проверки параметров готовой продукции, технического обслуживания техники и др. приложениях, связанных с измерениями.

Целью работы является: повышение Эффективности метрологического обеспечения образцов РЭА на основе широкого внедрения автоматизации процессов измерений, контроля и диагностики, сокращения времени на разработку систем и значительного упрощения алгоритмов их создания.

На защиту выносятся:

1) математическая модель и метод определения совокупности требований к реализации интерфейса КОП в измерительных приборах, отличающиеся от существующих учетом особенностей построения АИС как в условиях пользователя, так и в условиях промышленного изготовления;

2) математическая модель, метод и внедренная на их базе в практику приборостроения система контроля качества реализации интерфейса КОП в средствах измерений, включающая в себя комплекс нормативных, организационных, аппаратных и программных средств, не имеющих аналогов;

3) математическая модель оптимизации требований к программному обеспечению АИС, в которой в отличии от существующих в качестве критерия используется не только функциональная полнота реализуемых функции измерений и управления, но и требования к квалификации пользователя в области программирования на ЭВМ;

4) интегрированная программная среда, являющаяся инструментальным средством для создания прикладного программного обеспечения (ПО) АИС, не имеющая аналогов в России и отличающаяся от зарубежных значительно более мощной диагностикой КОП, а также ориентацией на пользователя-метролога (непрограммиста);

5) комплекс методов и средств, их реализующих, для расширения функциональных возможностей АИС на основе приборного интерфейса, а именно:

5.1) метод увеличения протяженности общей магистрали и подключения к АИС приборов и устройств, находящихся в удалении

от системы (10 м и более), отличающийся от существующих наличием принудительной конфигурации ретрансляторов с целью наиболее полной реализации возможностей интерфейса и упрощения конструкции повторителей;

5.2) метод сопряжения с АИС средств измерений и других устройств, имеющих различные виды дистанционного управления, обеспечивающий по сравнению с существующими универсальность при одновременном сокращении суммарных аппаратурных затрат;

5.3) метод увеличения количества объединяемых в рамках одной АИС измерительных приборов и модулей, не имеющий аналогов ввиду возможности его реализации без изменения конструкции средств измерений и не нарушая топологии интерфейса;

6) метод синтеза оптимальной номенклатуры приборов для АИС, отличающийся от существующих одновременным учетом в математической модели ограничений, относящимся к измерительным (функциональным) каналам и к приборам в отдельности, а также инвариантностью вычислительного алгоритма по отношению к выбираемым критерию и ограничениям.

Научная новизна.

1. Обоснована возможность создания АИС на местах эксплуатации средств измерений без привлечения к этому специализированных организаций промышленности. Исследованы финальные характеристики таких систем и доказаны преимущества автоматизации измерений в условиях пользователя.

2. С учетом особенностей процессов измерений и необходимости согласованной совместной работы измерительных приборов синтезирована математическая модель АИС и методы получения дополнительных требований по реализации интерфейса КОП в средствах измерний, выполнение которых гарантирует эффективность автоматизации в условиях пользователя. Впервые разработан метод и реализующая его интеллектуальная система автоматизированной проверки и оценки качества дистанционного управления измерительными приборами.

3. Разработаны математическая модель, метод и алгоритм синтеза оптимального системного ПО для автоматизации измерений. На основе полученных требований впервые в России создана новая специальная интегрированная программная оболочка, реализующая концепцию агрегатирования на местах эксплуатации средств измерений и адекватная профессии метролога, поверителя, радиоинженера. По сравнению с зарубежными аналогами в ней решены проблемы детальной диагностики дистанционного управления приборов, совместимости с парком всей отечественной измерительной техники и полного совпадения интерактивного и программного режимов работы.

4. Исследованы особенности автоматизации измерений в поверочных лабораториях, местах проведения технического обслуживания, испытаний, контроля и диагностики РЭА. Доказана необходимость разработки ряда вспомогательных устройств, дополняющих предлагаемую методологию до функционально завершенной системы. Синтезированы новые методы построения повторителей магистрали КОП, расширителей количества включаемых в одну АИС средств измерений и управления широкой номенклатурой

приборов с нестандартными типами дистанционного управления.

5. Впервые получены математическая модель и метод синтеза оптимального состава средств измерений и других устройств для АИС, в которых одновременно учитываются ограничения на показатели измерительных каналов (погрешность, достоверность, производительность и т.п.) и параметры приборов (масса и габариты, энергопотребление, стоимость), причем в последних учтен также фактор разовости использования. Метод оптимизации является инвариантным к выбираемому набору ограничений и критерию, поскольку решение проводится на эквивалентной линейной модели, получаемой нетрадиционным комбинаторным способом линеаризации.

Практическая ценность. В работе на основании выполненных исследований и разработок изложены научно-обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в области метрологического обеспечения РЭА.

Подсистема задания требований по реализации интерфейса КОП внедрена в комплекс нормативно-технических документов для проектирования и изготовления средств измерений, а именно:

СТП аС.ООО.024 "Приборы электронно-измерительные. Тактико-техническое задание. Типовая форма";

ОСТ 4.271.008 "Приборы электронные измерительные. Типовые формы технических условий";

МУ Е30.000.210 "Методические указания по реализации требований ГОСТ 26.0003-80 в радиоизмерительных приборах", и ряд других.

Внедрение системы автоматизированного контроля качества реализации интерфейса КОП в средствах измерений произведено на всех приборостроительных предприятиях Минпромсвязи. На головном предприятии функционирует контрольный пакет. По инициативе отдельных организаций система получила дальнейшее развитие. Расширен круг ЭВМ, на которых функционируют ее аналоги, вплоть до IBM-PC.

Результаты по разработке системы задания и контроля качества интерфейса КОП в приборах были положены в основу обоснования необходимости создания специального подразделения, координирующего данный вопрос в рамках измерительной техники, выпускаемой в России. С момента его создания (1987 г.) по настоящее время разработка, изготовление и частично эксплуатация приборов, предназначенных для использования в АИС, сопровождается соответствующими специалистами на основе внедренной нормативно-технической базы, а также аппаратных и программных средств. На рубеже 1986..1988гг. качество средств измерений в части приспособленности к автоматизации достигло 70..75% (в 10..14 раз больше по сравнению с 1986г.), что в целом достаточно для решения поставленной задачи.

Специальное программное обеспечение для АИС, исполненное в виде завершенного и готового к эксплуатации изделия, внедрено как непосредственно в условиях пользователя, так и на ведущих приборостроительных предприятиях, в том числе в ННИПИ (Ниже-

городский Научно-Исследовательский Приборостроительный Институт) - головной организации по приборно-модульным АИС в России.

Разработанные в ходе исследований по вопросу расширения функциональных возможностей интерфейса КОП методы (повторители и расширители магистрали, универсальная ИКАР) апробированы в практических условиях и проверены экспериментально на конкретных АИС. На базе соответствующих чертежей, оснастки и технологии отработана и внедрена система их промышленного изготовления.

Результаты исследований по проблеме создания приборно-модульных АИС были положены в основу исследований по более чем 10 НИР, проводимых ННИПИ, МИЭМ, ВНИИНМАШ и другими организациями. Математические методы и модели использованы при обосновании перспективных направлений развития приборостроительной отрасли промышленности, систем контроля и диагностики, программ и планов разработки средств измерений на период до 2000 г.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Международной научно-технической конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" ("Датчик - 93"), Гурзуф, 23-31 мая 1993г.; Научно-технической конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" ("Датчик - 92"), Гурзуф, 15-20 мая 1992г.; Всесоюзной конференции "Системные исследования и автоматизация в метрологическом обеспечении ИИС и управлении качеством" (16-18 октября 1986г., г. Львов); Первой межведомственной научно-технической конференции по технической диагностике при эксплуатации техники (2-5 декабря 1986г., г. Москва); Всесоюзном семинаре по микропроцессорным средствам и системам (19 января 1988г., г. Москва); Постоянно-действующем семинаре при Координационом научно-техническом совете по метрологическому обеспечению (20 апреля 1988г., г. Москва); Научно-техническом семинаре "Научно-техническое и организационно-методическое обеспечение ввода сложных систем" (24-26 октября 1989г., г. Москва); Второй научно-технической конференции ЛВВИУС им. Ленсовета (24-25 октября 1985г., г. Ленинград) и др.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 18 научных статьях, 1 книге, 1 учебнике, 2 технико-пропагандистских кинофильмах, 8 нормативно-технических документах, в том числе 2 государственных стандартах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения (выводов по работе) и 12 приложений. Объем основной части составляет 150 стр., приложения (отдельная брошюра) - 423 стр., список литературы состоит из 112 наименований.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Обоснование эффективности и возможности автоматизации измерений в условиях пользователя.

Автоматизация измерений, равно как и приборно-модульные АИС -сравнительно молодая отрасль науки и техники. Датой ее рождения можно считать 1972 год - год опубликования ф. Hewlett-Packard интерфейса для программируемых приборов с бит-параллельным, байт-последовательным способом обмена информацией, получившего название HP-IB (Hewlett-Packard Interface Bus), который в 1975г. де-факто стал стандартом в США (IEEE-488), а в 1976г. - МЭК625.1 (IEC-BUS) - в Европе и мире.

Краткий аналитический обзор финальных характеристик интерфей-HP-IB, приведенный ниже, доказывает эффективность автоматизации поверки, аттестации и других приложений, связанных с измерениями, в сравнении с иными методами агрегатирования.

Быстродействие. Нормативно быстродействие HP-IB ограничено сверху цифрой 1 Мбайт/с. Это обусловлено алгоритмом обмена данными и электрическими параметрами кабеля, приемников и возбудителей сигналов в линиях. Реально достигнутое на сегодняшний день быстродействие - 200..500 Кбайт/с. Таким образом, для работ по повышению скорости обмена между модулями АИС через HP-IB имеется достаточно большой запас. Следует отметить, что большинство модулей АИС - это средства измерений, которые по своим функциональным особенностям относятся к медленным устройствам, причем, чем прецезионнее прибор, тем больше время, необходимое для измерений. Поэтому теми мгновениями, затрачиваемыми на прием и передачу цифровых данных (пусть даже сотен и тысяч байт), можно пренебречь. О потенциальных возможностях быстродействия HP-IB говорит факт наличия ряда персональных ЭВМ, у которых в качестве системной магистрали применен HP-IB, например: GRID1107, GRID1109, Pet, Commodore 64 и др. Именно по ней осуществляется обмен данными с дисплеем, клавиатурой, дисководами, принтером. Большое количество сложнейших периферийных устройств подключаются к компьютеру через HP-IB, такие как: НР7935Н, НР7946А, НР7958А, НР7937А - накопители на магнитных дисках емкостью до 600 Мбайт, Howtek Scanmaster 3 - цветной сканер формата A3, и др., что также косвенно свидетельствует о высоких скоростных возможностях HP-IB.

Современные исследования и совершенствование аппаратных и программных средств HP-IB доказали возможность повышения быстродействия приборного интерфейса. Имеются разработки по созданию адаптеров со скоростью обмена 5 Мбайт/с. Комбинация HP-IB и Ethernet дает 10 Мбит/с на коаксиальных кабелях, а с учетом подключения мостов FDDI-Ethernet - 40 Мбит/с и выше.

Универсальность. В HP-IB принят асинхронный способ обмена информацией, причем, в отличии от других асинхронных интерфейсов, в нем не нормируется время ожидания всех видов готов-ностей. Это позволяет использовать в АИС средства измерений с самыми различными параметрами быстродействия без специальных

драйверов. Кроме того, благодаря наличию нескольких линий, обеспечивающих асинхронный обмен, в протоколе НР-1В анализируется не только момент конца приема-передачи, но и его начало. Следовательно, высокая надежность обмена и достоверность данных - свойства, присущие интерфейсу НР-1В. Негативным для такого подхода является значительно более интенсивное падение скорости приема-передачи в случае ретрансляции сигналов интерфейса на большие расстояния при построении распределенных АИС. Однако, например, ретранслятор НР37204 на расстоянии 500 м обеспечивает быстродействие 5.9 Кбайт/с при использовании коаксиального кабеля и 36 Кбайт/с - оптоволоконного. Эти цифры говорят о достоинствах НР-1В. Для сравнения, например, скорость передачи информации по протоколу Я5-232С равная 9600 Бод, соизмерима с НР-1В.

Работа в реальном масштабе времени. Любому измерительному прибору из состава АИС на основе интерфейса НР-1В разрешено асинхронно нормальному алгоритму работы в любой момент времени посылать запрос на обслуживание. Причиной этому может быть, например, готовность выдать результаты измерений, перегрузки в измерительных цепях, сбой функционирования и др. За время, определяемое быстродействием ЭВМ или контроллера, этот запрос будет обнаружен, затем идентифицирован модуль, требующий обслуживания, и приняты конкретные действия в соответствии с алгоритмом работы АИС и правилами, заложенными в операционной системе. Порядок выдачи запросов, их снятия и обработки предусмотрен и регламентирован в стандарте на НР-1В. Безусловно система арбитража в НР-1В уступает по быстродействию практически всем машинным интерфейсам. Однако, учитывая основное назначение интерфейса, и то, что время на идентификацию равно 10..100 не, и значительно меньше быстродействия самих модулей, номенклатуру средств обеспечения работы АИС в реальном масштабе времени, предусмотренную в НР-1В, следует признать вполне достаточной. Более того, быстродействие арбитража в НР-1В не является определяющей характеристикой АИС, так как микро-ЭВМ, встроенные в большинство средств измерений, способны сами обрабатывать, запоминать и хранить информацию. Только для того, чтобы получить эту информацию, нет необходимости иметь активно развитый быстродействующий арбитраж системной шины.

Создание локальных сетей. В НР-1В предусмотрена возможность создания локальных сетей ЭВМ или многомашинных измерительных комплексов, в том числе с различной иерархической структурой. Достоинствами локальных сетей на основе НР-1В являются: простота аппаратных и программных средств, необходимых для этого; высокое быстродействие (до 500 Кбайт/с); возможность передачи управления в системе без потери темпа обмена информацией. Топология локальных мультсистем на базе нескольких интерфейсов НР-1В при небольшой избыточности обеспечивает повышение общей скорости передачи данных в системе и ее надежность.

Связь с приборными функциями. В отличии от всех стандартных интерфейсов (кроме НР-И и УХ1-Ьиз, которые по этому аспекту почти идентичны НР-1В) в НР-1В регламентирован ряд специальных функций, необходимых для выполнения измерений в АИС. Во-первых,

это раздельное приведение системы в исходное состояние: по специальным командам в исходное могут быть приведены только интерфейсные узлы модулей; по другим - только функциональные или измерительные блоки этих модулей. Стандартизация правил сброса измерительных и функциональных цепей в исходное обеспечивает кратчайший и эффективный путь выхода из аварийных режимов, мгновенное приведение АИС к так называемой "точке отсчета" и т.п. Во-вторых, в HP-IB предусмотрена возможность синхронного включения измерительных и функциональных ресурсов АИС в алгоритм исследования объекта. Потребность в этом имеется практически в каждой системе и позволяет одновременно подавать на объект несколько стимулирующих воздействий, начинать измерения синхронно с выдачей этих же сигналов и т.д. В-третьих, с помощью специальных команд ручное управления модулями с лицевой панели может быть либо заблокировано, либо наооборот -доступно. Это необходимо для предотвращения несанкционированного доступа оператора в работу АИС, а также для упрощения реализации подстроечных операций.

Протяженность магистрали. Общая протяженность линии HP-IB не должна превышать 20 м, а длина единичного кабеля -4м. Несмотря на то, что по сравнению с другими магистральными интерфейсами эти цифры выглядят достаточно внушительно, в ряде случаев в распределенных АИС требуется, чтобы отдельные приборы или подсистемы находились на значительно больших расстояниях, например, от центральной ЭВМ или базовой части АИС. Поэтому к HP-IB разработаны вспомогательные устройства -повторители шины, которые позволяют ретранслировать сигналы интерфейса на сотни метров по коаксиальному или оптоволоконному кабелю (модель НР37204 А/В), а также на неограниченное расстояние по телефонным и телеграфным каналам (модель НР37201А). Имеются и другие средства и способы увеличения протяженности магистрали, рассмотренные в настоящей работе.

Количество измерительных приборов. В интерфейсе HP-IB заданы три цифры, ограничивающие количество модулей в системе - 15, 31 и 992. Они обусловлены как электрическими параметрами приемников и возбудителей сигналов в линиях, так и логикой адресации. Если не использовать никаких вспомогательных устройств, то максимальное количество модулей в АИС не может превышать 15. Простейшие устройства, разработанные в ходе исследований, увеличивавают эту цифру до 31. Более сложные - до 992. Таким образом, также как и в случае с протяженностью магистрали, применение вспомогательных устройств позволяет значительно увеличить допустимое количество средств измерений в АИС, а цифра 992 - предел возможного - без сомнения удовлетворит любого пользователя.

Наличие элементной базы. Для реализации интерфейса HP-IB в средствах измерений достаточно интегральных микросхем (ИМС) КР580ВК91А и двух КР580ВА93. Их применение наиболее эффективно совместно с микропроцессорами КР580ВМ80А и КМ1810ВМ86, которые достаточно часто используются в приборах. Вместо КР580ВА93 могут быть использованы две ИМС КР559ИП6. Для встраивания интерфейса HP-IB в ЭВМ кроне вышеперечисленных необходима также ИМС КР580ВК92. Таким образом HP-IB легко и надежно реализуется в

любом модуле АИС посредством ИМС высокой степени интеграции. Зарубежными аналогами перечисленных выше ИМС являются: 8291, 8292, 8293 (ф. Intel); МС68488, МС3447, МС3448 (ф. Motorola); D7210C (ф. NEC), а также ряд других.

За истекшие 20 лет интерфейс HP-IB не только не потерял актуальность, а, наооборот, прочно утвердился в задачах автоматизации измерений, контроля и диагностики, поверки и научного эксперимента.

Номенклатура приборов, выполненных в стандарте МЗК625.1, на сегодняшний день превысила 5000 типов, а количество созданных на их базе систем - в десятки раз больше. Нет ни одного выпуска журнала "Электроника", в котором не публиковались сообщения о новых средствах измерений с дистанционным управлением через HP-IB. Приборный интерфейс "проник" во все области науки и практики. Периодическая печать не прекращает поставлять сведения о новых системах программного обеспечения для АИС, новых аппаратных средствах сопряжения HP-IB с вычислительной и др. управляющей техникой, совершенствовании характеристик интерфейса. Объемы АИС относительно всей продукции по измерительной технике говорят сами за себя. Так, доля систем на 1988г. составила 2275 млн. долларов, при общей цифре сбыта - 6166, на 1989г. - 2515 и 6709, а на 1990г. - 2754 и 7379 соответственно. Продажа только адаптеров HP-IB для ЭВМ выросла за это время со 111 до 131 млн. долларов, т.е. примерно 2% от всех продаж продукции приборостроения, что сравнимо с основными группами средств измерений (вольтметрами, осциллографами, генераторами и т.п.). Парадокс, заключающийся в доказательстве неперспективности АИС на основе HP-IB из-за избыточности по большинству показателей (начиная от габаритов и кончая суммарными затратами) с одной стороны, и продолжающейся по настоящее время активностью в совершенствовании тех же АИС - с другой, находит различные объяснения в переодической печати и фундаментальных исследованиях, однако все они сходятся на практической значимости HP-IB для решения задач автоматизации измерений.

Новый стандарт IEEE488.2 (1987г.), подхваченный во всем Мире, обеспечивает полную преемственность с МЗК625.1 и расширяет список унифицированных кодов команд и данных, как результат обобщения опыта применения приборно-модульных АИС. По оценкам зарубежных и российских специалистов интерфейс HP-IB останется на рынке измерительной техники длительное время, пока будут существовать автономные средства измерений.

В России интерфейс HP-IB сделал первые шаги в 1980 году, с момента утверждения его в ГОСТ 26.003-80 под названием "Канал общего пользования" (КОП), выпуска первого прибора с данным интерфейсом - В7-34 (вольтметр универсальный, Минпромсвязи, МНИПИ, г. Минск) и появления универсальных автоматизированных измерительных систем типа ИВК-М, имеющих в своем составе интерфейсные карты для стыковки дистанционного управления приборов с УВК СМЗ(4) через КОП (Минприбор, ВНИИЭП, г. Ленинград). За 12 лет своего развития разработано более 400 типов средств измерений и средств вычислительной техники, поддерживающих стандарт 26.003-80, однако автоматизация измерений, в отличии от зарубежной практики, не

имеет аналогичных темпов внедрения.

Это вызвано недостаточным использованием 11 гранд-идеи" интерфейса КОП - доступностью агрегатирования в условиях пользователя, обусловленной его конструкцией.

Конструктивно НР-1В состоит из двух компонентов: средств поддержки интерфейса, встроенных в модули АИС, и кабелей. Каждый кабель на обоих концах имеет 24-х контактный разъем, состоящий из жестко сцепленных вилки и розетки. Каждое средство измерений имеет такую же розетку. Этим достигается исключительная простота объединения модулей в АИС. На розетке любого прибора разъемы кабелей могут наращиваться (устанавливаться один в другой), чем обеспечивается сборка систем произвольной конфигурации по желанию пользователя (звезда, кольцо, цепь и т.п.). Как бы не были механически соединены средства измерений и ЭВМ, принятая в интерфейсе НР-1В конструкция обеспечит образование общей магистрали, то есть магистрального способа соединения приборов.

Неправильных сборок в рамках НР-1В не бывает. По сравнению с иными магистральными интерфейсами здесь не требуется изготовления кросс-конструкций, межплатных соединителей и других сложных и трудоемких работ. Доступность для любого пользователя и простота сборки АИС на основе НР-1В очевидна. В интерфейсе НР-1В используется всего 16 информационных линий, а общее количество линий (включая проводники витых пар) - 24. В связи с этим и разъем и кабель имеют малые габариты, что также удобно пользователю. Из всех стандартных магистральных интерфейсов с параллельной передачей данных НР-1В характеризуется наименьшим количеством как общих, так и информационных линий.

Следовательно, кроме как соединения приборов стандартными покупными кабелями и разработки прикладной программы - более ничего не требуется. Интерфейсные узлы встроены в модули их изготовителями. Драйверы (ПО) под КОП поставляются одновременно с платой-адаптером компьютера. В качестве модулей используются те же автономные средства измерений, с которыми пользователь давно привык работать. Нет необходимости создания дополнительных конструктивов. Нет даже ограничений на способы и порядок соединения средств измерений кабелями, о чем уже говорилось выше.

Структурная схема типовой приборно-модульной АИС (объекта исследований) показана на рис. 1. В простейшем случае, хотя и накрывающим как минимум больше половины всех практических приложений, это несколько (3..6) приборов и ЭВМ (см. рис. 2). Для образования магистрали используются стандарные кабели, имеющие вилку и розетку на каждом конце (рис. 3). Стыковка этих кабелей между собой и закрепление в розетках приборов (рис. 4) обеспечивает механически прочное и электрически надежное соединение, необходимое для приема-передачи цифровой информации.

С учетом рассмотренной структуры обобщенный алгоритм создания приборно-модульной АИС в условиях пользователя сводится к последовательности операций, приведенных в табл. 1. Операции 1..3 в ряде случаев можно исключить, так как достаточно часто автоматизации подлежит уже готовое рабочее место. Приборы хорошо

магистраль КОП по ГОСТ 26.003-80

Рис. 1. Структурная схема типовой приборно-модульной АИС.

знакомы пользователю и являются объектом его повседневной деятельности. Следовательно, главные причины, обусловливающие трудности с внедрением АИС, связаны с операциями 4..8.

Первая, наиболее очевидная, - отсутствие специального ПО, тем более, что пользователь, как правило, не является программистом. Метролог должен быть метрологом, радиоинженер - радиоинженером, испытатель - испытателем. В их руки должно попасть такое ПО, чтобы не требовалось знать Паскаль, Си, Фортран, Бейсик и т.д. Не случайно тезис "чем меньше программирования, тем лучше", считается за рубежом генеральной линией при автоматизации измерений.

Отсюда первая причина, из-за которой автономные приборы пользователя не "превращаются" в АИС - отсутствие у него знаний по программированию, а, следовательно, первой задачей в рамках поставленной цели является разработка специального программного обеспечения, ориентированного на инженера-метролога.

Вторая, не менее существенная, вытекает не только из анализа табл. 1, но и из результатов обобщения практического опыта по созданию конкретных АИС. Суть ее - низкое качество реализации требований ГОСТ 26.003-80 в различных приборах, отсутствие требований по согласованию измерительных функций средств измерений с элементами дистанционного управления.

Допустим пользователь умеет программировать. В соответствии с табл. 1 он "добрался" до операции 5 и с помощью персональной ЭВМ или тестера КОП начал выполнять опробывание дистанционного управления прибором через КОП. Естественно, если прибор имеет отклонения от стандарта, опробывание закончится неудачей, а, следовательно, не будет и АИС. Еще хуже, когда эта "неудача" проявит себя на более поздних этапах создания системы. Например, по одиночке все приборы работают, а вместе - конфликтуют. Могут быть и более скрытые дефекты. Все работает как по отдельности, так и вместе, а финальная программа дает сбой хаотическим образом. Такие примеры рассмотрены в работе.

Несоответствие интерфейсных узлов модулей требованиям автоматизации измерений на местах их эксплуатации обусловлено в основном двумя причинами:

1) универсальностью и сложностью ГОСТ 26.003-80, а, как следствие, неодинаковым пониманием его положений разными

Управляющая ЭВМ РС/АТ--286-12

м-" -

Д < .." Прибор N1

£ ", мощности МЗ-90

Прибор N2 4 модулометр СКЗ-45

Прибор N3 генератор Г4-176

Прибор N4 частотомер 43-64

Рис. 2. Внешний вид типовой приборно-модульной АИС и ее элементов

Стыковочные узлы (на базе приборных розеток)

Рис. 4. Типовой вариант соединения модулей АИС кабелями КОП

АЛГОРИТМ СОЗДАНИЯ ЛИС В УСЛОВИЯХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

Таблица 1

N п/п Характеристика выполняемых работ Необходимое ^ оборудование и документация

1 Систематизация целей и задач, которые должна выполнять система -

2 Определение номенклатуры приборов Методика выбора оптимальной номенклатуры

3 Компоновка технических средств, монтаж измерительных цепей. Изготовление (при необходимости) устройств сопряжения Типовые схемы и чертежи устройств сопряжения

4 Прогон системы вручную. Синтез рабочих алгоритмов работы системы. -

5 Опробывание дистанционного управления каждого модуля Методика опро-бывания. Тестер КОП. Средства диагностики

6 Монтаж магистрали КОП. Назначение адресов.Опробывание дистанционного управления всеми модулями в составе системы от штатной ЭВМ Тестер КОП. Специальное ПО

7 Составление, написание и отладка подпрограмм приема данных от модулей и управления режимами их работы Тех. описания и инстр. по эксплуатации. Специальное ПО

8 Составление, написание и отладка программы работы АИС в целом на основе алгоритмов п. 4 и подпрограмм п. 7 Специальное ПО

разработчиками;

2) идеологической ошибкой многих разработчиков, заключающейся в стремлении оптимизировать интерфейсную часть прибора относительно основных измерительных функций этого хе прибора, но без учета ограничений, идущих от АИС, так как последние нигде не Сформулированы.

Следовательно, второй задачей исследований является разработка системы управления качеством реализации требований ГОСТ 26.003-80 в приборах. Ее решение возможно только при комплексном подходе, включающим все этапы разработки и производства средств измерений, начиная от составления технического задания на ОКР и кончая выходным контролем готовой продукции. Кроме того, решение этой задачи обусловливает дополнительные требования к специальному ПО в части встраивания в него подсистем диагностики и опробывания, а также средств компенсации отдельных нарушений ГОСТ 26.003-80, оставшихся в приборах ранних выпусков.

В рамках поставленной цели целесообразно исследовать еще целый ряд значимых задач, обеспечивающих расширение области внедрения АИС от простейших (рис. 1) до значительно более сложных. Например, преодоление таких ограничений КОП, как:

максимальная протяженность магистрали, которая в обычных условиях не может превышать 20 м;

количество модулей АИС, по стандарту их не должно быть более

15,

и др. Располагая такими устройствами пользователь получит инструмент для создания АИС из большого количества приборов, расположенных в различных помещениях и даже зданиях, то есть будет иметь аппарат реализации сложных распределенных систем автоматизации измерений.

Кроме этого важно решить задачу сопряжения с КОП приборов и устройств, дистанционное управление которыми осуществляется другими способами, в том числе не только цифровыми, но и аналоговыми. Например, подключить к АИС такие средства измерений, как: В1-9, В1-13, В2-36, ВЗ-49, В7-32, В9-10, КЗ-64, 43-54, Ф2-28, С9-6, С4-74, СК6-13, ГЗ-110, Г3-113, Г4-153, Г4-154, Г5-60, Г5-66, Г6-34, Б5-43..Б5-50 и целый ряд других. К этому списку добавляютя шаговые двигатели, датчики различных типов, блоки релейных переключателей, графопостроители и т.п.

Расширение области применения АИС неизбежно приводит к требованию по наличию методики выбора оптимальной номенклатуры средств измерений, то есть к разработке математической модели синтеза систем, оптимальных по структуре и составу. Учитывая разнообразие АИС, эта модель должна быть инвариантна к критерию и ограничениям, универсальна к целям автоматизации измерений.

Таким образом, основными задачами исследований в рамках поставленной цели являются:

разработка комплексной системы управления качеством реализации интерфейса КОП в средствах измерений;

разработка специального ПО, ориентированного на пользователя-непрограммиста;

разработка универсальных методов расширения технических возможностей систем, а именно:

увеличение протяженности магистрали; увеличение количества модулей в системе; сопряжение с другими интерфейсами; разработка универсальной методики выбора оптимальной номенклатуры средств измерений для АИС.

2.2. Разработка комплексной системы управления качеством реализации интерфейса КОП в средствах измерений.

Анализ приборов и устройств со встроенным управлением по КОП на момент 1984..1985 гг. показал недостаточный уровень соответствия последних требованиям автоматизации измерений в условиях пользователя. Встраивание этих средств измерений в АИС фактически приводит к невозможности агрегатирования из-за недопустимого разброса их параметров в рамках интерфейса КОП.

Например, электронно-счетный частотомер 43-64 полностью соответствует ГОСТ 26.003-80. Алгоритм приоритетов в нем расставлен следующим образом (см. рис. 5а). Если идет счет импульсов или захват гармоники, прерывание недопустимо. По длительности эти операции могут достигать 100 с. Если в этот момент управляющая ЭВМ попытается обратиться к другому прибору в АИС, то ввиду коллективности шины синхронизации, это станет возможным только по окончании измерений. Таким образом производительность системы в целом существенно зависит от режимов работы 43-64. Это недопустимо. Цена вопроса - переопределение приоритетов в частотомере. "Чужие" данные из КОП должны иметь более высокий приоритет, чем измерение, "свои" - на усмотрение разработчика прибора.

Рис. 5. Пример АИС из 9-ти приборов и частотомера 43-66.

Для задания такого требования в интерфейсе предусмотрен лимит времени на обработку байта, но он не нормирован. Это плата за универсальность. Следовательно, если нормировать данный параметр (см. рис. 56), то производительность АИС можно поднять в среднем в 10..11 раз.

Задача обеспечения качества реализации интерфейса КОП в средствах измерений является составной частью общей математической модели проектирования приборов и имеет следующий вид:

готовность приема

признак измерения

запрос приема

а)

б)

= ^(Х,.....Хп.....Хм), т = 1..М, г - 1..К, (1)

Утг е .....гт1>..., гтХ>, т - 1..М, (2)

(У1г..........YM[}2W, (3)

А,(У1г.....Уш.....е (4)

{У,.,..., Ут......Ум.} - а1^т)а(тят) С(Утг), (5)

т - 1..М, г - 1..К

где: Хп, п = 1..Ы, - множество входных параметров, N - их количество; Утг, т = 1..М, г = 1..Н, - множество выходных параметров, М - их количество, R - количество способов реализации т-го параметра; глЛ, т = 1..М, I = 1..Т, - множество допустимых значений т-го параметра, Т - их количество; и - минимально допустимый набор выходных параметров; А1., 1 = 1..1, - совокупность, показателей, связанных с функционированием средства измерений в целом, I - их количество, В1, 1 = 1..1, - область определения А1, 1 = 1..1; С - один из элементов множества А1, 1 = 1..1.

Анализ (1)..(5) показывает, что для автоматизации измерений принципиальное значение имеют выражения (1), (2) и (3). Условие (3) - . это: перечень интерфейсных функций и согласование их с приборными; перечень режимов дистанционного управления средством измерений; набор причин, по которым модуль АИС должен асинхронно запрашивать индивидуальное обслуживание; параметры быстродействия и т.п. Условия (1) - способы реализации каждого ш-го выходного параметра, начиная от вариаций самих интерфейсных функций и кончая кодами и форматами принимаемых и передаваемых данных. Стандарт предоставляет разработчику несколько тысяч комбинаций выбора только основных функций, а в сочетании с другими параметрами (данные состояния, назначение приборно-ориентированных функций, система программирования и т.п.) - на два порядка больше. Это расчет на универсальность интерфейса, возможность его применения в различных практических приложениях. Условия (2) - совокупность средств и методов для проверки правильности функционирования КОП в приборах.

По результатам декомпозиции (1)..(5) комплексная система управления качеством реализации КОП в средствах измерений включает в себя две общеизвестные подсистемы: задания требований, в том числе рекомендации по их реализации, и контроля выполнения требований, разработка, и практическое внедрение которых выполнено в рамках проведенных исследований.

На основании опыта создания АИС, а также по результатам имитационного моделирования разработана методика синтеза дополнительных требований к средствам измерений в части реализации в них дистанционного управления. Суть последней сводится к разработке эквивалентных графов состояний функций интерфейса, наиболее эффективных для автоматизации, с учетом

обеспечения полной реализации возможностей

совместной работы приборов. Например, для функции СИ1 ("синхронизация передачи источника") исходный граф имеет вид, показанный на рис. 6, а эквивалентный - на рис. 7. Отсюда очевидны дополнительные требования, подлежащие исследованию и включению в нормативно-технические документы, а именно:

1) разработка алгоритма выполнения синхронного и асинхронного прерывания передачи данных;

2) определение способов и порядка передачи байта состояния;-

3) синтез ограничений по формированию местного сообщения "инб" (имеется новый байт), в том числе управление:

моментом генерации байта на шине данных и окончания обмена;

состоянием счетчика номера передаваемого байта, включая условия установки его в единицу;

синхронизацией передачи данных и измерений в приборе;

4) разработка алгоритма передачи данных в режиме многократных (циклических) измерений;

5) формирование ограничительного перечня видов передаваемой информации.

Аналогичные преобразования выполнены для всех функций интерфейса, а конкретные цифры, требования и рекомендации по реализации Сформулированы в системе нормативно-методической базы по разработке средств измерений для АИС. Общее количество дополнительных требований - 128.

Второй составной частью задачи разработки комплексной системы управления качеством реализации интерфейса КОП в средствах измерений является подсистема контроля выполнения требований. Для этих целей в практике приборостроения имелось единственное средство - анализатор КОП 814. С его помощью можно осуществить проверку только элементарных операций и только в ручном режиме. Учитывая, что ГОСТ 26.003-80 состоит из более 100 стр. требований, только количество возможных состояний интерфейса достигает цифры, равной числу сочетаний по 18 из 60, из каждого состояния возможно до 96 переходов, 128 дополнительных требований, сочетания состояний интерфейса и измерительных функций приборов -ручные методы контроля неприемлемы. Кроме того, не проверяются динамические характеристики. Достоверность контроля в значительной степени зависит ох .субъективных факторов.

Поэтому в качестве метода решения поставленной задачи выбран автоматизированный контроль. Для его реализации определена микро-ЭВМ CO-04 (центральный процессор КР580ВМ80А, оперативная память - 64 К, два дисковода по 64 К, операционная система -ISIS-II, аналог - СМ1800) по критерию наличия на всех приборостроительных предприятиях Минпромсвязи. Так как стандартные адаптеры КОП, не только в CO-04, но и в других микро-ЭВМ, не позволяют достичь требуемой глубины диагностики, из-за аппаратной реализации части интерфейсных функций, разработана схема эмулятора КОП, выполненная по принципу программно-управляемого тестера.

Основной составной частью является ПО, реализующее математическую модель интерфейса и представляющее комплекс модулей, исполняемых в оверлейном режиме. Часть модулей написана на ассемблере, часть на стандартном алгоритмическом языке Бейсик-

СУП А СКАК V СКПД)) V (-.УПА -,(СИАК V СПСА)) ^

(УПа -¡(СКАК V СКПД)) V (->УПА СИАК чСПСА)) (¡^

Рис. 6. Исходный граф функции СИ1.

Рис. 7. Эквивалентный граф функции СИ1.

80. Система в целом (аппаратные и программные средства) получила название "ЕТИ".

Система "ЕТИ" реализует универсальный алгоритм проверки любого средства измерений на соответствие КОП, в том числе проверку всех дополнительных требований. Функциональная блок-схема системы приведена на рис.8. Адаптивность алгоритма обусловлена наличием блоков 7 и 8. С целью достижения максимального объема проверки за один проход, что позволяет экономить время и затраты на доработку средства измерений, так как проверяется все, что можно проверить, реализованы блоки 1..3. По окончании диагностики выполняется интегральная оценка качества средства измерений в

части приспособленности к автоматизации. Результаты проверок некоторых приборов приведены в табл. 2.

Суммарное время проверки нового прибора на системе "ЕТИ" - 3..4 часа. Повторные испытания - 1..2 часа. Имеется возможность использования системы на выходном контроле однотипных приборов, когда проверка занимает 30..40 минут и проходит только в автоматическом режиме, однако для этого необходимо провести один полный прогон первого образца. Такая возможность, так же как и в случае повторных испытаний, достигнута благодаря наличию нескольких точек входа в алгоритм, оптимизации последовательности одиночных проверок и формированию банка данных по каждому типу средств измерений.

Решение задачи по разработке комплексной системы управления качеством реализации интерфейса КОП в средствах измерений, состоящей из подсистем задания и контроля выполнения требований к дистанционному управлению приборов, позволило на рубеже 1987.. 1988гг. обеспечить потенциальную возможность и эффективность автоматизации измерений в условиях пользователя (см. рис. 9).

Результаты проверки некоторых приборов на соответствие КОП

Дата Тип прибора ¿ЛЛЛАМ— и« <%>

В КЗ—61 О

В7-34 О

1986г. Г6-33 ГЗ—119 О 2.5

С9—5 25.6

С9-8 О

43-66 24.19

В7—43 52.2

Я2Р-70 34.3

1987г. МЗ-81 75.9

Я4С—122 52.4

ИКО—834 О

С9-13 О

43-72 89.25

РК4-55 87.9

1988г. В1-18/1 В1-28 65.4 74.2

ФК2-35 78.8

МЗ-91 65.7

% соопеттам КОП

75

50

25

1586г. 1987г. 1988г.

Рис. 9. Сравнительная характеристик» средств намерений по качеству реализации КОП

Блок коррекции алгоритма с учетом выявленных нарушений

®

Блок анализа ошибок и определения возможности дальнейших проверок

Блок реализации основного алгоритма проверки КОП

Блок исправления

ошибок, допущенных оператором

Блок интегральной оценки качества и

выдачи протокола испытаний

Блок запроса и ввода исходных данных

Блок настройки на конкретный прибор и формирования индивидуального алгоритма проверки

Блок учета особенностей прибора путем коррекции интерфейсных функций в ЭВМ, кодов и форматов принимаемой и передаваемой информации

£

Рис. 8. Функциональная блок-схема управляющей программы системы "ЕТИГ.

2.3. Разработка специального ПО, ориентированного на пользователя-непрограммиста.

В ходе исследований по проблеме создания АИС в условиях пользователя проведен анализ существующих отечественных и зарубежных программных средств, потенциально пригодных для автоматизации измерений. Установлено, что при выборе ПО для АИС помимо полноты использования ресурсов ЭВМ, в том числе обязательно включая полноту ресурсов по управлению измерительными приборами, должна быть учтена и степень квалификации пользователя. Следовательно, математическая модель выбора инструментальных программных средств для автоматизации измерений в местах их эксплуатации принимает вид

э = агдт)п(Тп), (6) п=1..Ч в = агдшах 0(1.п), (7) п=1..М

где: О - параметр, определяющий степень использования возможностей ЭВМ (и, Т - степень квалификации пользователя, N - количество различных программных средств. Оптимальным решением (6)..(7) является случай, когда Те = 0 и ОСЬв) = 1, т.е. все ресурсы реализованы, а пользователь является метрологом, инженером, испытателем, ученым, не совмещая при этом свою основную профессию с программированием. В соответствии с общим ■ методом решения многокритериальных задач необходимо сначала сузить область поиска по критерию Парето, а оставшиеся варианты сравнить методом уступок, минимизируя суммарные потери (Р), которые в рассматриваемом случае имеют вид

Рп = ШТп) + *2С1 - 0(1.п)], (8)

где: Я -пользователя Тп = 0, а f2 - за уменьшение количества доступных к реализации ресурсов ЭВМ.

Ввиду сложности синтеза аналитических выражений для аап), задача (6)..(7) решена следующим образом. Существующие программные средства для автоматизации измерений объединены в группы, как показано на рис. 10. Учитывая, что:

вот первых, из программных средств, принадлежащих одному уровню Парето-оптимальные множества могут быть составлены, однако для разных уровней, по

плата за предъявление требований к квалификации относительно

1-й уровень

Рис. 10. Группы ПО для АИС

определению, это исключено;

во-вторых, значения Рп для Парето-оптимальных программных средств одного уровня примерно одинаковы;

в-третьих, количество реально существующих уровней всего три; в-четвертых, ПО первого уровня, для которого Тп = 1 и Q(Ln) =1, из рассмотрения исключается, так как его можно считать "точкой отсчета",

достаточно произвести количественное сравнение программных средств 2-го и 3-го уровней между собой, выбрав по лучшему представителю каждого уровня. Если во втором уровне для сравнения выбрать Турбо-Паскаль (его репрезентативность не вызывает сомнения), то легко доказать, что

Tr < Та, Q(Lr) = Q(La), г = Турбо-Паскаль, а = Atlas, Тг > Тс, Q(Lr) = Q(Lc), с = Asystant GPIB

(Asystant GPIB - средний по возможностям, но достаточно популярный пакет для автоматизации измерений, контроля и управления).

Следовательно, оптимальное ПО для АИС лежит в области интегрированных пакетов-меню, специально разрабатываемых для задач автоматизации измерений в условиях пользователя. Современный рынок программных средств типа пакета Asystant GPIB достаточно насыщен и насчитывает более 2-х десятков аналогичных систем. Например: LabView, LabView2.0, LabWindows 1.2 (<p. National); TestTeam (q>. Fluke); WaveTest (ç.Wavetek San Diego Inc.); HP ITG/DOS, TMSL, SCPI (ф. Hewlett-Packard); WorkBench PC (q>. Strawberry Tree Inc.); SuperScope (q>. GWInstruments); Co-Operator (ф. Capital Equipment Corp.); TekTMS (q>. Tektronix); Labtech Notebook (GPIB Support Kit), Acquire (ф. Laboratory Technologies Corp.); DADisP-488 (ф. DSP Development Corp.); Asyst 3.0, ASYSTANT GPIB (ф. Software Technologies Inc.); TestCASE (ф. Summation Inc.) и др. В таблице 3 приведен

Сравнительная характеристика ПО для автоматизации измерений

Таблица 3

N Перечень требований Выполнение требований

ASYST LK DADisP LabView Tat Теап

1 Функциональная полнота да да m мак да да

г Развитые меню и система подсказок, дружественный интерфейс пользователя да да да да да

3 Возможность создания рабочих программ многократного использования да да нет да нет

4 Ориентация на млъзоеателя--непраграмжиста ("чел меньше програххироеанил, тем лучше") Bfoauu tfnä/üjpm taiptmopt да Врехш щцедуршт шероща да

В Встроенные средства диагностики, тестирования, общения нет нгт диагностика и обучат нет нет нтЗши-нвстшли обучения

в Повышенная надежность да да да да да

7 Современный дизайн да да да да да

сравнительный анализ некоторых из них на соответствие требованиям к АИС. Характерными недостатками, часть их которых отмечается также в зарубежных источниках, являются:

во-первых, пакеты, имеющие встроенный режим разработки и исполнения прикладных программ для конкретных АИС, недостаточно оснащены средствами диагностики КОП - важнейшим необходимым условием для пользователя;

во-вторых, программный режим, реализованный в них, имеет отличия от интерактивного, что требует получения навыков в программировании, то есть усложняет задачу создания АИС;

в-третьих, около сорока различных типов отечественных приборов выпуска 1980..1986 гг. не могут быть задействованы в полном объеме своих ресурсов, ввиду 100-процентного соответствия аппаратных и программных средств пакетов требованиям КОП (IEEE-488) - с одной стороны, и отдельными несоответствиями КОП в указанных приборах - с другой.

Исследованиями установлено, что рассмотренные выше дополнительные возможности реализуемы. Поэтому в рамках решения задачи автоматизации измерений в условиях пользователя разработана специальное инструментальное ПО, и первым отечественным интегрированным пакетом-меню такого класса стал FIDES 2.1. Внешний вид пакета показан на рис. 11. Основные характеристики FIDES 2.1 следующие:

Тг > Те, Q(Lr) = Q(Le), г = Турбо-Паскаль, е = FIDES,

что ставит его в один ряд с соответствующей группой и позволяет сказать о получении решения задачи (6)..(7), близкого к оптимальному.

FIDES 2.1 первый русский пакет по автоматизации измерений, контроля, диагностики, поверки и эксперимента. Являясь его обладателем, с помощью только "мышки" можно создадать программу управления, сбора и обработки данных в самых разнообразных АИС, провести любой эксперимент в диалоговом режиме и, наконец, найти "общий язык" со всеми отечественными приборами, чего не позволяет сделать ни один аналогичный импортный пакет. Предлагается макро-среда FIDES, система диагностики и тестер-анализатор IEEE-488, встроенные в FIDES 2.1.

Для разработки программы потребуется не больше одного дня, не нужны навыки программиста и, тем более, знание алгоритмических языков, в том числе языка самого пакета FIDES. Нет необходимости изучать интерфейс программируемых приборов. Пользователю достаточно быть специалистом в своем деле - метрологом, ученым, инженером, испытателем - и уметь правильно нажимать на одну единственную кнопку "мышки". Все остальное, простое и сложное, сделает FIDES 2.1.

Традиционно пакет состоит из системы выпадающих меню, многооконного режима, мощной графической поддержки, перехвата "фатальных" ошибок, системы подсказки и других атрибутов дружественности с пользователем. Реализованы все виды обработки данных, включая статистические методы. Большое внимание уделено действиям со строковыми переменными, прямому и обратному преобразаванию их в числа и двоичные эквиваленты, форматирова-

Упаковка

Программное обеспечение на

дискеттах

Техническое описание

Рис. 11. Внешний вид пакета FIDES.

нию. Расчеты на массивах данных по умолчанию производятся скрытно от пользователя, типы данных для пакета не имеют существенного значения.

Реализация режимов управления приборами и диагностики КОП представлена самыми мощными средствами, по сравнению с аналогами. Сюда входит группа опций, которые "думают" за пользователя, если у него не получается дистанционное управление средством измерений. Начинка данных блоков - математические модели, реализованные в системе "ETLL", и методика опробыва-ния средств измерений (см. табл. 1), разработанная в ходе исследований. Сервисная функция тестера-анализатора КОП по возможностям соизмерима с прибором Ц4-1 (ННИПИ, г. Н.Новгород, 1989г.) - лучшим образцом среди всех анализаторов КОП в России и мире. Субменю "КОП" позволяет реализовать любые способы взаимодействия со средствами измерений, начиная от простейших для пользователя, в которых интеллектуальные свойства FIDES освобождают метролога от знаний интерфейса, и кончая детальным управлением линиями, позволяющим выполнить сопряжение со всеми отечественными приборами.

Программный режим в FIDES - это полное отсутсвие программирования. Основная оболочка интерактивного режима постоянно следит за действиями пользователя и, помимо его желания, "пишет" прикладную программу. Следовательно достаточно единожды выполнить какие-либо действия, программа готова. Далее ее можно запускать любое количество раз в любое время. В отличии от традиционных "макро"-режимов, программный режим FIDES является полноценным, так как позволяет:

использовать переменные для индексирования массивов и строк; считывать и исполнять другие программы во время работы основной (глубина вложенности - 3);

вызывать и исполнять программы, написанные на других языках, имеющие расширения ".ехе" и ".сом";

исполнять программы в пошаговом режиме (трассировка); прерывать исполнение программ аварийно;

обрабатывать прерывание, поступающее от линии 30 из КОП с возвратом на точку прерывания и продолжением исполнения прерванной программы;

изменять порядок выполнения операторов в программе по условию;

вводить дополнительные данные в процессе работы программы; формировать выходные файлы отчета; выводить различную информацию для оператора; использовать паузу, и многое другое. Кроме этого FIDES имеет встроенный редактор, предназначенный для внесения изменений в ранее созданные программы и в текущий набор операторов. Максимальный объем программы в FIDES - 1000000 строк. Длина одной строки - до 255 символов. Более старшие версии FIDES будут иметь компилятор, позволяющий запускать созданные в пакете программы не только из его оболочки, но и непосредственно из ДОС.

Практическая апробация пакета в условиях пользователя подтвердила правильность предложенных матеметических моделей и их реализаций.

2.4 Разработка универсальных методов расширения технических возможностей АИС.

2.4.1. Увеличение протяженности магистрали.

Алгоритм работы активных ретрансляторов КОП

Таблица 4

Лша, фужющж ■ реши КОП Услми д п в упршеяи

Идой роршшпр Уцоцшшй рлршешяр

ДУ.ОИ шцшлспс ТоГ™ шбрш старт»

ТП.ЗО 1» ^ еунд

га, дп, ад, ш, лдо.. «1МИ1 пщдщ «■и шпши, СКА, СБУ вгиш, ■жмУЦМАЛ

Ч*» дат ЗАЛ МЛН

ври-ш! УПаХП ■ кжакйМ У11«СГ ' 1ЮКК

ФуваяаСШ тдержчжрти' агро« спнг-сшт

Проведен анализ различных систем, позволяющих увеличить протяженность двунаправленных линий, информация по которым передается с помощью ТТЛ-уровней. В отечественной практике устройств, которые можно было бы без доработки использовать для КОП нет. Отдельно изучены и внедрены системы приема-передачи на различные расстояния. Отдельно исследованы вопросы повторения двунаправленных линий. За рубежом такие устройства существуют и приспособлены для работы практически по всем типам линий связи (волоконно-оптический кабель, коаксиальный кабель или физическая пара, канал тональной частоты и др.).

Исследования показали, что используя специфику интерфейса КОП можно значительно упростить конструкцию таких приборов и сделать их реализуемыми в лабораторных условиях. Метод увеличения протяженности магистрали, предложенный в работе, основан на принудительной попеременной блокировке приема и передачи в тех или иных линиях интерфейса (рис. 12). Логика блокировки (табл. 4) зависит от направления распространения сигналов и алгоритма управления АИС, в который должна быть включена принудительная конфигурация ретрансляторов.

Для случаев, когда нет необходимости в создании распределенных комплексов, а требуется подключение к основной системе удаленных приборов, разработаны более простые метод и конструкция повторителя КОП (внешний вид • на рис. 13, алгоритм работы - в табл.4), в основу которых положен способ управления блокировкой линий в зависимости от проходящих команд через интерфейс, без принудительной конфигурации.

-тРЬ

люта

шок 11 -<■-

£

3

НО-о+58 ЛяшиКОП I

Бмюфяю мредн>* Блокировка пряема

Рже. 12. Пршцш упракли дше! КОП 1 аггпнои рорааемтор»

2.4.2. Увеличение количества модулей.

Доказано, что существующие методы увеличения количества под-

Волокон- ^

- _ Шй;;?;:; ■ ■ ■■г:?:.', > -

д| Ретранс-

но—оптическая линия связи

Рис. 13. Внешний вид повторителя КОП на основе устройства "Электроника МС4101".

ключаемых к АИС приборов неизбежно приводят либо к изменению топологии магистрали КОП, либо ограничены цифрой 31, а, следовательно, сужают функциональные возможности интерфейса. Поэтому впервые разработан новый лишенный указанных недостатков метод.

5,

на

а структурная 54 прибора

схема -показан

на на

Рис. 14. Структурны асма расширите« КОП

Алгоритм работы расширителя КОП

Таблица 5

суть которого представлена в табл рис. 14. Внешний вид расширителя рис. 15.

В основу метода .............................

положен принцип организации двухбайтовой адресации для всех средств измерений, подключаемых к выходу расширителя. В пределе общее количество приборов в АИС с расширителями ограничено цифрой 992. Использование таких расширителей КОП не требует внесения каких-либо изменений в существующие модули, а единственным ограничением является невозможность подключения к ним приборов, имеющих встроенную изначально двухбайтовую адресацию. Однако, такое ограничение не является существенным, так как, во-первых, приборы с двухбайтовым адресом могут быть установлены в основной (корневой) магистрали системы с расширителями, и, во-вторых, в России такие приборы до настоящего времени не выпускались, а за рубежом их процент составляет не более двух-трех от общего числа модулей АИС и не имеет тенденции к росту.

Команды до расширителя Воздействие их иа внутренние схемы расширителя Те же команды после расширителя Дополнительные условия

ГАК переход ■ СПШС, СИ11Х ГАК всегда

ГУК ГУК

ГАП я не МАП ПУС (ЛД7.ЛД0 -в высоком)

нам НПМ

МАП переход в СППА ПУС

ДАИ переход в СПШС, СИ11Х нпд

МАИ переход в СИПЛ НПД

твк не воздействует гвк еслиСППХ или СИПХ

ГАП если СППА

ГАИ если СИПА

2.4.3. Согласование с другими видами дистанционного управления.

Анализ способов подключения к АИС приборов, не

Плата распшри-теля

коп

Расширенная магистраль КОП

ч \\ Ч

Основная магистраль КОП

| " | Базовый блок

Вторичный

ИСТОЧНИК

питания

Рис. 15. Внешний вид блока из трех расширителей КОП.

имеющих стандартного интерфейса КОП показал, что как в отечественной промышленности, так и за рубежом для этих целей используются специализированные блоки, получившие название ИКАР (интерфейсных карт). Исследованы структура и принципы построения ИКАР различных типов. Установлено, что степень универсальности ИКАР зависит от распределения в ней функциональных ресурсов между аппаратными и программными средствами. Существующие адаптеры, разрабатываемые, как правило, для конкретных приборов, имеют узкую область использования, в то время как спектр средств измерений, объектов контроля и управления, вспомогательных устройств и др., применяемых в АИС, достаточно широк.

Показано, что способ программного управления приемом и передачей (в частности кодирование-декодирование информации), и синтезированная на его базе универсальная ИКАР (см. рис. 16), инвариантна к большому количеству различных видов дистанционного управления.

2.5. Разработка универсальной методики определения оптимальной номенклатуры средств измерений для АИС.

Анализ методов оптимизации номенклатуры изделий, широко представленный в отечественной и зарубежной литературе, показал несоответствие их задаче определения оптимальной структуры и состава АИС. Существующие методы разработаны отдельно для параметрических рядов и отдельно для синтеза измерительных каналов, в то время как требуется одновременный учет ограничений того и другого вида. В противном случае решение нельзя считать оптимальным.

В ходе исследований разработана отвечающая исходным требованиям математическая модель оптимизации номенклатуры средств измерений и других модулей для АИС, представленная ниже.

1п

уш

2уй-1,п-1д (9)

J J

= 1, если Хапц*хпц= ХаШ1 • 5П= 1-1п'п=

I"1 (10)

= О, в противном случае, n 1п

X 8* <ФРш) * Ущ Пз Та, , £3= 1..Рз, (11) п=1 1П=1

*Zi (12) *) Д-1_

здесь и далее везде (где не обозначено) индекс 1" является 1

Рис. 16. Внешний вид блока из трех универсальных ИКАР.

где:

N 1п

= У^ 2^апу*хпу» если УС] - изделие одноразового : _1 использования,

I. (13>

= ] 2) ^ апц* хпц [ , если УС] - изделие много-1 п=1 1П=1 разового использования,

Хпу= {ОД},} - 1.Л, 1..1П, п - 1..!КГ, (14)

УCJ - }-ое устройство (прибор), который может бьггь использован в составе ЛИС;

J - общее количество устройств в исходном списке;

ФРи! - 1-ый вариант реализации п-ого функционального (измерительного) ресурса (задачи);

N — количество заданных к выполнению с помощью АИС измерительных (функциональных) задач;

1П- количество исходных вариантов реализации ФР, потенциально пригодных для выполнения п-ой задачи;

= 1, если )-ое устройство должно использоваться для выполнения п-ой задачи в составе 1-ого ФР,

= 0, в противном случае;

х цу - управляемая булева переменная, определяемая как

= 1, если в процессе решения задачи (9)..(14) ¿-ое устройство планируется использовать для выполнения п-ой задачи в составе ]-ого ФР,

= 0, в противном случае;

(1. - коэффициент разовости использования ¿-го 1 устройства;

Р3- количество ограничений на показатели ФР, fз — их текущий номер, Т3/ — предельное значение, 1зг(ФРп1)- текущее зачение;

Т?2 - количество ограничений на показатели УС, f 2 — их текущий номер, Т2{ — предельное значение, ^ а (У^ ) ~ текущее зачение;

, "з - отношения, принимающие значения -

"больше", "больше или равно", "меньше", "меньше или равно", "равно" - в зависимости от физической сущности ограничений;

].[ - ближайшее целое число, большее или равное выражению в скобках.

Ограничения (9) гарантируют выполнение всех измерительных задач, поставленных для АИС. Ограничения (11) определяют совокупность требований к измерительным каналам системы, в частности: метрологические характеристики, показатели надежности, достоверности. Ограничения (12) - совокупность требований к средствам измерений, например: стоимость, энергопотребление, масса, габариты и др. Одно из ограничений (11) или (12) является целевой функцией. Например, стоимость. Условия (10), (13) и (14) определяют область изменения управляемых переменных.

Отличие представленной модели от существующих заключается в одновременном учете как ограничений на параметры измерительных каналов, так и ограничений на технические средства (в том числе средства измерений), из которых состоят эти измерительные каналы. Более того, одновременным учетом изделий одноразового и многоразового использования.

Главным условием для разработки метода оптимизации является его универсальность, инвариантность к выбираемым ограничениям и критерию. Следовательно традиционные комбинаторные методы ветвей и границ и динамического программирования в данном случае неприемлемы из-за невозможности построения оценок для нижней границы и дерева вариантов, а также синтеза многошагового процесса и аналитических выражений для рекуррентных соотношений, если в различных условиях автоматизации состав ограничений типа (11) и (12) переменный, целевой функцией может быть любое из них. Универсальности можно достичь только при применении методов линейного целочисленного программирования (ЛШ), однако, из-за наличия условий (10) и (13) модель (9)..(14) линейной не является.

В ходе исследований разработан нетрадиционный способ преобразования задачи (9)..(14) к линейному виду, а именно:

1п 1

X - *2>пц*хпч=1,п = 1..К, (15)

1п=1

)=1

пЦ

Ы

Л л

- ХШ.к* ( Хаш5 - 1) + Хап«* хпц= 0> . п = (16)

}=1 ¿=к +1

N I» 1 3

X Х4з*(фрш) *~Г— *Хашз*хпцПз Ти Лз-1..РЯ,(17)

п=1 ¡„=1

5=1

5=1

«1Г £ 1. 1 -

(18)

Г,-1

N 1п

2 Т1 * X ьпу * ХВ13<1>} = 1»з, (19)

Г]=1 П=1 1П=1

N 1„ К)

X ЕЬпц*апц*хпц-Ег1*шк^0,1=1.Л, (20)

п=1 1п=1 г,=1

^ N 1„

Х^сус,)*^*^; 1>пи*хпи+ 5=1 П=1 1=1

+ (1-Р3)*ХгИт*> п2 (21)

ГГ1

х„ц 6 {ОД} , j = 1...1, 1„= 1..1п> п = 1..1*, (22) «* е {0,1}, 0 = 1.Л)л(Р, - 0), (г,= 1.Л,)л{Р, - 0), (23)

ь - ^ ;

«и ^ '

г} ■= - числа натурального ряда; N 1п

п=1 1„=1

Условия (9) и (11) линеаризованы за счет введения дополнительных ограничений (16), тогда (9) принимает вид (15), а (11) - (17). Условия (12) с учетом разовости использования линеаризуется через ввод и дополнительных ограничений (18)..(20), и дополнительных булевых переменных, которые входят в эти ограничения. В результате (12) также принимает линейную форму (21). Математическая модель (15)..(23) эквивалентна (9)..(14), но в отличии от нее представляет задачу линейного булевого программирования. Ее оптимальный план после простого пересчета коэффициентов, является искомым решением.

Проведено исследование размерности модели (15)..(23), на основании чего для поиска оптимального плана рекомендован метод Балаша. Практическое опробывание произведено на базе одной из его популярных реализаций - алгоритма Джеффриона.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Доказана возможность и эффективность автоматизации измерений (создания приборно-модульных АИС) непосредственно в поверочных лабораториях, местах проведения технического обслуживания, испытаний, контроля и диагностики РЭА. Определены основные зада-

чи, решение которых гарантирует внедрение данного направления в практику метрологического обеспечения. В рамках каждой из задач выполнены исследования с целью получения завершенных научных, технических и технологических результатов, пригодных к непосредственному использованию.

2. Разработана комплексная система управления качеством реализации интерфейса КОП в средствах измерений, состоящая из подсистемы задания требований к дистанционному управлению измерительными функциями приборов и подсистемы контроля их выполнения. Совокупность требований и алгоритмов их контроля синтезированы на основе математических моделей и методов, учитывающих специфику средств измерений по сравнению с другими группами техники и особенности автоматизации в условиях пользователя. Внедрение осуществлено как в организационно-методических и нормативно-технических документах, включая типовые формы технического задания и технических условий на средства измерений, так и в виде новых действующих установок, приборов и устройств. За два года функционирования комплексной системы (с 1986г.) качество дистанционного управления в измерительных приборах возросло в 12..14 раз.

3. Исследованы принципы построения ПО АИС. Установлено, что учет только полноты управления измерительными ресурсами является недостаточным. К значимым факторам относится также степень квалификации пользователя в области программирования на ЭВМ с вектором ориентации на непрограммиста. Разработана соответствующая математическая модель, оптимальным планом которой является группа интегрированных пакетов-меню, специально созданных для автоматизации измерений, типа Asystant GPIB, Labtech Notebook, DADisp-488 и др. Проведен детальный анализ таких пакетов на соответствие профессии метролога. Выявленные недостатки устранены в разработанном впервые в России инструментальном ПО "FIDES 2.1", серийный выпуск которого начат в июне 1992г. Пакет "FIDES 2.1" предназначен для автоматизации измерений в условиях пользователя, имеет мощную интеллектуальную систему диагностики интерфейса КОП, развитую и понятную метрологу систему обработки результатов измерений и доступен непрограммисту.

4. Установлено, что важное прикладное значение имеют методы расширения предельных технических характеристик интерфейса КОП. Исследованы существующие устройства, предназначенные для этого, и показано, что с учетом особенностей дистанционного управления измерительной техникой имеется возможность существенно упростить конструкцию таких приборов. Разработаны и внедрены в практику автоматизации измерений методы и реализующие их устройства, обеспечивающие возможность подключения к АИС средств измерений, расположенных на расстояния до 300 и более метров, объединения в рамках одной системы до 992 приборов без нарушения топологии и сопряжения с модулями, дистанционное управление которыми не совпадает со стыком и протоколом КОП.

5. Разработана математическая модель синтеза оптимального набора средств измерений для АИС, в которой могут присутствовать ограничения на показатели измерительных каналов (точность, достоверность, надежность и др.) и параметры средств измерений (стоимость, энергопотребление, масса и др.). Доказано существо-

вание эквивалентной линейной комбинаторной формы, метод поиска оптимального плана по которой инвариантен к выбираемым критерию и ограничениям.

6. Изложенные в работе результаты исследований могут найти широкое применение в смежных областях техники, связанных со сбором и обработкой информации, построением распределенных систем контроля и управления, синтезом оптимальной номенклатуры изделий, созданием специального ПО и диагностикой цифровых интерфейсов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Тимофеев Е.Ю. Совместимость средств приборно-модульных автоматизированных измерительных систем. Глава 2 в кн. "Приборно-модульные автоматизированные измерительные системы". М.: Радио и связь, 1993. - 103 с. (с. 22-124)

2. Тимофеев Е.Ю. Средства вычислительной техники для автоматизированных измерительных систем. Глава 4 в кн. "Приборно-модульные автоматизированные измерительные системы". М.: Радио и связь, 1993. - 31 с. (с. 229-259)

3. Вышлов В.А., Кузнецов В.А., Тимофеев Е.Ю. Проблемы развития универсальных датчиковых систем контроля и управления. Сб. тез. д-ов Международной научно-технической конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" ("Датчик - 93"). М.: МГИЭМ, 1993.

4. Вышлов В.А., Кузнецов В.А., Тимофеев Е.Ю. Основные вопросы построения базовой структуры универсальных датчиковых систем. Измерительная техника, 1993, N 8.

5. Кузнецов В.А., Тимофеев Е.Ю. Датчиковые универсальные системы - проблемы интерфейсов. Сб. тез. д-ов Научно-технической конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" ("Датчик - 92"). М.: МИЭМ, 1992.

6. Шайко И.А., Сикорин В.В., Тимофеев Е.Ю. и др. Рекомендации по автоматизации контроля технического состояния радиоэлектронного оборудования и поверки средств измерений. Из-во в/части 55215, 1991. - 199 с.

7. Тимофеев Е.Ю., Сикорин В.В. Создание приборно-модульных автоматизированных измерительных систем в условиях пользователя - реальный путь автоматизации контроля и диагностики. Стандарты и качество (приложение), 1990, N 4, с. 72-74.

8. Тимофеев Е.Ю., Разенков С.Л. Метод увеличения протяженности магистрали интерфейса КОП. Микропроцессорные средства и системы, 1990., N 2, с. 69-70.

9. Тимофеев Е.Ю., Сикорин В.В. Применение серийных радиоизмерительных приборов для контроля и диагностики цифровых систем. Тезисы д-ов научно-технического семинара "Научно-техническое и организационно-методическое обеспечение ввода сложных радиосистем11. М.: 1989г, с. 100-101.

10. Демочко С.Ю., Бахарев В.А., Губарь В.А., Тимофеев Е.Ю. Аппаратные и программные средства сопряжения элементов АИК для антенных измерений в стандарте IEEE-488 (ГОСТ 26.003-80).

Тезисы д-ов научно-технического семинара "Научно-техническое и организационно-методическое обеспечение ввода сложных радиосистем". М.: 1989г, с. 113-115.

11. Тимофеев Е.Ю., Сикорин В.В., Курьеров Ю.Н. и др. Математическая модель синтеза структуры и состава автоматизированных систем контроля. Стандарты и качество (приложение), 1989, N 3, с. 49-54.

12. Строителев В.Н., Тимофеев Е.Ю. Электронно-вычислительная машина Р-908 в войсках и на флоте. Сценарий технике-пропагандистского кинофильма 168/86, 2 части. М.: Филиал киностудии МО, 1989. - 14 с.

13. Строителев В.Н., Тетюев А.Б., Тимофеев Е.Ю. Метод выбора принципа построения систем контроля. Стандарты и качество (приложение), 1988, N 1, с. 56-60.

14. Тимофеев Е.Ю. Сопряжение персональных ЭВМ с приборным интерфейсом. Микропроцессорные средства и системы, 1988, N 1, с. 58-61.

15. Строителев В.Н., Тетюев А.Б., Тимофеев Е.Ю. Особенности использования приборного интерфейса в автоматизированных измерительных системах. Межотраслевой научно-технический сборник "Техника, экономика, информация", серия "Контроль и диагностика", спец. выпуск, М.: 1987г, с. 169-174.

16. Тимофеев Е.Ю., Иванов С.И., Хрусталев Г.А. Метод определения оптимального уровня автоматизации эталонов. Труды в/части 55215, вып. 11, 1987г, с. 194-201.

17. Тимофеев Е.Ю. Автоматизированные измерительные системы. Глава 5 в кн. "Средства измерений и их метрологическое обеспечение". Харьков: ВИРТА, 1986. - 54 с. (с. 486-432)

18. Кузнецов В.А., Строителев В.Н., Тимофеев Е.Ю. Универсальные автоматизированные измерительные системы. Сценарий технико-пропагандистского кинофильма 168/86, 3 части. М.: Филиал киностудии МО, 1986. - 22 с.

19. Кузнецов В.А., Строителев В.Н., Тимофеев Е.Ю. и др. Приборно-модульные автоматизированные измерительные системы для измерения и контроля параметров и диагностирования сложных технических объектов (информационно-методические материалы). Из-во в/части 55215, 1986. - 58 с.

20. Тимофеев Е.Ю., Вулах М.Я. МУ ЕЭ0.000.2Ю. Методические указания по реализации требований ГОСТ 26.003-80 в радиоизмерительных приборах. М.: 1986. - 25 с.

21. Ломакин Л.Ю., Тетюев А.Б., Тимофеев Е.Ю. Приборно-модульная автоматизированная измерительная система для аттестации ртутных и платиновых термометров высших разрядов. Труды в/части 55215, вып. 10, 1986г, с. 144-151.

22. Ломакин Л.Ю., Тимофеев Е.Ю. Автоматизированная приборно-модульная измерительная система для аттестации термометров. Тезисы д-ов "Всесоюзной конференции "Системные исследования и автоматизация в метрологическом обеспечении ИИС и управлении качеством". Львов: НПО "Система", 1986г, с. 67-68.

23. Строителев В.Н., Тимофеев Е.Ю. Опыт использования цифровых осциллографов в автоматизированных приборно-модульных системах. Тезисы д-ов "Второй научно-технической конференции". Часть 1. Л.: ЛВВИУС, 1986., с. 244-246.

24. Тимофеев Е.Ю. Руководство по проверке соответствия агрегатируемых средств измерений требованиям ГОСТ 26.003-80. Из-во в/части 55215, 1985 . - 34 с.

25. Обручников Ю.Б., Маца В.И., Тимофеев Е.Ю. РД 50-545-85. Единая система стандартов приборостроения. Общие требования по обеспечению метрологической совместимости средств измерений и автоматизации системного применения. М.: Из-во стандартов, 1985. - 12 с.

26. Комаров Д.М., Кузнецов В.А., Галковский В.А., Строителев В.Н., Тимофеев Е.Ю. и др. РД 50-397-83. Единая система стандартов приборостроения. Оптимизация параметрических рядов средств измерений и автоматизации. Базовые модели. М.: Из-во стандартов, 1984. - 21 с.

27. Тимофеев Е.Ю. Применение быстродействующего алгоритма последовательного поиска оптимального параметрического ряда для формирования номенклатуры средств измерений. Труды в/ч 55215, вып. 8, 1984, с. 52-64.

28. Тимофеев Е.Ю. Оптимизация параметрических рядов при формировании парка средств измерений. Радиоэлектроника (приложение), 1983, N 1 (418), с. 49-55.

29. Тимофеев Е.Ю., Сергеев Л.В. Базовая математическая модель оптимизации параметрических рядов средств измерений и автоматизации. В кн. "Повышение технического уровня машиностроения и приборостроения на основе стандартизации", вып. XIV!, М.: ВНИИНМАШ, 1982, с. 112-123.