Общественная информация

Высокопроизводительные компьютеры с высокой пропускной способностью, высокой загрузкой и низкой задержкой

Высокопроизводительные компьютеры с высокой пропускной способностью представляют собой новое поколение высокопроизводительных систем, предназначенные для обработки больших объемов данных в интернете и других новых приложений, которые характеризуются высокой нагрузкой. Они способны глобально контролировать обработку высокой конкуренции запросов при строгих временных ограничениях. Основными характеристиками таких систем являются обеспечение параллелизма, реального времени и детерминированности.

В традиционных научно-инженерных приложениях высокопроизводительные вычисления отличаются однородностью задач, редкой изменчивостью нагрузки, большим объемом вычислений на отдельную задачу и хорошей локальностью вычислений. В то же время высокопроизводительные вычисления с высокой пропускной способностью в центрах обработки данных применяются в таких новых сценариях, как интернет и интернет вещей, и характеризуются разнообразием задач, часто имеющих потоковые вычислительные характеристики; относительно невеликим объемом вычислений, но большим количеством параллельных задач и огромными объемами данных; а также требованиями к оперативности обработки.

Целью разработки традиционных высокопроизводительных компьютеров является повышение скорости, то есть сокращение времени выполнения отдельных параллельных вычислительных задач. В то же время система приложений в центрах обработки данных стремится к высокой пропускной способности, то есть увеличению объема обрабатываемых задач или данных за единицу времени. Такие высокопроизводительные системы, где показателем производительности является «много вычислений», называются высокопроизводительными компьютерами с высокой пропускной способностью.

Программируемый логический контроллер (PLC) — это универсальное промышленное устройство автоматического управления, основанное на микропроцессоре и объединяющее компьютерные технологии, технологии автоматического управления и технологии связи [13]. Внутреннее запоминающее устройство PLC представляет собой программируемую память, обладающую функциями логики, сортировки, тайминга, подсчёта и арифметических операций. Ядро PLC состоит из центрального процессора, памяти, модулей ввода-вывода и интерфейсов связи [1–3], поддерживает различные языки программирования, такие как трапециевидные диаграммы и функциональные блок-схемы, и широко применяется в автомобильной промышленности, энергетике, химической промышленности, машиностроении и других областях [2] [6] [10] [12]. По структуре PLC делятся на цельные и модульные [13]. Они отличаются высокой надёжностью, устойчивостью к помехам, изменяемостью программного обеспечения и хорошей гибкостью [13]. PLC развивались на основе релейного и контакторного управления. В 1969 году американская компания Digital Equipment Corporation разработала первый программируемый логический контроллер [13]. С этого момента этот новый тип промышленных устройств управления быстро получил распространение в других отраслях промышленности США [13]. В 1971 году Япония импортировала эту новую технологию из США и начала производство программируемых логических контроллеров [13]. В 1973 году страны Западной Европы также начали разрабатывать и производить программируемые логические контроллеры [13]. В 1974 году Китай начал разработку программируемых логических контроллеров, а в 1977 году их применение началось в промышленном производстве [13]. В начале 1980-х годов они уже получили широкое распространение в развитых странах промышленности [5]. С 1980-х по середину 1990-х годов наблюдался самый быстрый период развития [5]. В конце XX века они стали ещё более соответствовать потребностям современной промышленности [5]. В XXI веке благодаря внедрению стандартов серии IEC 61131, особенно стандарта языка программирования IEC 61131-3, PLC вступили в эпоху открытости и стандартизации [14]. С развитием современных научно-технических достижений PLC больше не ограничиваются простым последовательным управлением логическими функциями, но также могут принимать цифровые и аналоговые сигналы, выполнять логические, функциональные и вещественные вычисления [13], что делает их одной из трёх основ современной промышленной автоматизации.

Система измерения и управления является необходимым компонентом генератора ударных напряжений (токов), уровень проектирования которого напрямую отражает технические возможности оборудования. Функции зарядки и управления интегрированы в составе блока, включая шкаф управления, пульт оператора и измерительный модуль, с использованием тиристорного контроллера и программируемого логического контроллера FX2n, а также оптического кабеля для обеспечения стабильной работы в условиях помех. Из-за различий в отраслевых приложениях функциональные требования существенно разнятся, поэтому стандартизированное проектирование системы становится ключевым фактором, требующим учета как расширяемой архитектуры, так и разработки универсальных модулей.

Система измерения силы испытаний состоит из высокоточных датчиков нагрузки, усилителей измерений, модуля А/Д-преобразования и стабилизированного источника питания. Система измерения перемещения включает фотоэлектрический энкодер, схему умножения частоты и схему подсчета. Обработка сигналов с помощью нескольких компонентов реализует функции компьютерного отображения, управления и обработки данных [1].

Модель системы имеет структуру MCS-2/000, стандартная модель MCS-A/B, где A обозначает тип управляющего модуля (разделяется на три категории: электрическое управление, интеллектуальное управление с сенсорным экраном и интегрированную систему измерения и управления), а B соответствует объекту управления. Устройство зарядки делится на GC (полный мост большого тока) и GV (высоковольтный умножитель напряжения). Например, устройство GC-6008 означает максимальное напряжение зарядки 60 кВ и максимальную мощность 8 кВА. Управляющий модуль может быть оснащен выборочным электрическим управлением, полностью автоматической или интеллектуальной интегрированной системой измерения и управления с сенсорным экраном.

Пропорциональный клапан, полное название — электрогидравлический пропорциональный клапан, представляет собой гидравлический клапан, который преобразует входной электрический сигнал в силу или перемещение в определённом соотношении, обеспечивая непрерывное управление такими параметрами, как давление и расход. Пропорциональный клапан состоит из двух частей: пропорционального электромагнита постоянного тока и гидравлического клапана. Гидравлическая часть клапана не сильно отличается от обычных гидравлических клапанов, однако электромагнит пропорционального клапана отличается от электромагнита, используемого в обычных электромагнитных клапанах, поскольку он позволяет получать выходное перемещение и сила всасывания, пропорциональные заданному току. По параметрам управления пропорциональные клапаны делятся на три основные категории: пропорциональные клапаны давления, пропорциональные клапаны расхода и пропорциональные клапаны направления.

Тиристор (кремниевый управляемый выпрямитель), сокращённо SCR, представляет собой мощный электронный компонент, также известный как тиристор. Он обладает такими преимуществами, как малые габариты, высокая эффективность и длительный срок службы. В автоматических системах управления он может использоваться в качестве мощного приводного устройства, позволяющего управлять оборудованием большой мощности с помощью устройств управления малой мощности. Широко применяется в системах регулирования скорости переменных и постоянных двигателей, системах регулирования мощности и системах позиционирования.

Тиристоры делятся на однонаправленные и двунаправленные. Двунаправленный тиристор, также называемый триаком (TRIAC), представляет собой конструкцию, эквивалентную двум однонаправленным тиристорам, соединённым встречно. Такой тиристор обладает двунаправленной проводимостью. Его состояние проводимости и отключения определяется управляющим электродом G. При подаче положительного (или отрицательного) импульса на управляющий электрод G он может переключаться в прямом (или обратном) направлении. Преимущество такого устройства заключается в простоте управляющей схемы и отсутствии проблемы с обратным напряжением, поэтому он особенно подходит для использования в бесконтактных переключателях переменного тока.

Термопара (thermocouple) — это распространённый элемент измерения температуры в приборах для её определения. Она напрямую измеряет температуру и преобразует температурный сигнал в сигнал тепловой электродвижущей силы, который затем через электрический прибор (вторичный прибор) превращается в температуру измеряемой среды. Форма различных термопар часто сильно различается в зависимости от требований, однако их основная структура в целом схожа: обычно состоят из трёх основных частей — термоэлектродов, изолирующей трубки и соединительной коробки. Обычно они используются совместно с приборами для отображения данных, регистраторами и электронными регуляторами.

Модуль логического управления — это электронный модуль, отвечающий за координацию и управление потоком данных и передачей сигналов между различными компонентами системы, обеспечивая согласованность и безопасность её работы. Его основные характеристики и функции следующие:
Способ реализации: логический управляющий модуль обычно реализуется цифровым способом и позволяет заранее задавать различные правила логических операций.
Основные функции:
Обработка данных: обработка, классификация и фильтрация системных данных для обеспечения их точности и надежности.

Преобразование сигналов: преобразование сигналов между различными компонентами в сигналы, распознаваемые системой, с последующим соответствующим управлением.

Интегрированное управление: координация рабочего состояния различных компонентов системы для обеспечения бесперебойной работы всей системы.

Сфера применения: логические управляющие модули широко используются в различных автоматизированных системах управления, таких как механическое автоматическое управление, управление производственными линиями на заводах, управление роботами. Кроме того, они применяются в системах интеллектуального управления зданиями, автомобильной электронике, управлении космическими аппаратами и других областях.
Функция: с помощью применения модуля логического управления можно достичь различных целей, таких как автономное управление роботом, оптимизация производственного процесса, повышение эффективности производства и улучшение безопасности и стабильности системы.

Система мониторинга представляет собой интегрированное устройство контроля газов, установленное на рельсах и предназначенное для работы в полностью закрытых средах, таких как угольные хранилища, подземные тоннели, химические промышленные зоны. Основная функция — непрерывный мониторинг концентрации легковоспламеняющихся и взрывоопасных газов с возможностью аварийного оповещения [2-3]. Система использует технологию объединения данных от нескольких датчиков и связывается с удалённой платформой управления, что позволяет удовлетворять потребности в динамическом мониторинге сложных условий окружающей среды в промышленных условиях.

Устройство имеет модульную конструкцию с перемещением по рельсам и оснащено семью датчиками: для измерения угарного газа, сероводорода, горючих газов и других. Поддерживает работу в двух режимах: дистанционное управление и автоматический обход [2]. В аппаратном обеспечении используются беспроводные модули связи (4G/5G/NB-IoT), интеллектуальная терморегулирующая коробка и технология осушения без расходных материалов. Установка оснащена двойной системой питания от литиевых аккумуляторов и резервного источника энергии, что позволяет осуществлять беспроводную зарядку и непрерывную работу [1].

Управляемая платформа включает функции сбора данных, взаимодействия с оборудованием и срабатывания сигнализации. При превышении допустимого уровня газа автоматически активируется звуковая и световая сигнализация, запускаются вентиляционные устройства, а также формируются графики неисправностей и отчёты по техническому обслуживанию, позволяющие отслеживать причины возникновения аномалий [4]. Модульная конструкция системы адаптируется к различным промышленным условиям, уровень защиты достигает IP66/67 и соответствует стандартам взрывозащиты [2].

Нарушения распространились на столицу Тегеран, в Иране «всю страну» отключили от интернета, сообщается о полном введении сетевого контроля по всей территории!
Вечером 8-го числа по местному времени в Иране произошло «всемирное» отключение интернет-услуг. Многодневные беспорядки в стране распространились на столицу Тегеран.
По сообщениям, около 20:00 по местному времени 8-го числа в Тегеране произошло перебой в интернет-услугах. Неправительственная организация «NetBlocks» в социальных сетях сообщила, что из-за накопления протестов в различных районах Иран ввел общенациональный интернет-контроль.
Британский газетный издание The Guardian сообщает, что причины массового отключения интернет-услуг в Иране пока неясны, однако власти страны ранее принимали меры контроля над интернетом в ответ на протесты и демонстрации.
По сообщению телеканала Al Jazeera из Катара, вечером 8-го числа на улицах Тегерана собралось много демонстрантов. Свидетели заявили, что несколько улиц столицы были заблокированы, и произошли столкновения между протестующими и полицией. По данным агентства AFP, в нескольких городах Ирана прошли случаи возгорания полицейских участков и машин, в результате которых погибли или пострадали участники митингов и сотрудники правоохранительных органов.
В связи с этим 9-го числа глава Ирана Хамейни выступил на государственном телевидении страны, призвав народ Ирана сохранять единство. Хамейни заявил, что некоторые разрушители стремятся устроить радость президенту другой страны, разрушая общественные объекты.
Ранее Хамейни заявил, что протесты разумны, и власти будут вести диалог с протестующими, однако использование протестов иранских предпринимателей для подстрекания беспорядков и ущерба национальной безопасности абсолютно неприемлемо. Хамейни также отметил, что когда люди осознают, что враг безрассудно пытается заставить страну, чиновников, правительство и весь народ подчиниться, они должны твёрдо встать против врага, вытянуться вперед и сопротивляться ему. Мы никогда не будем сдаваться врагу.
8 января президент США Трамп вновь выразил угрозу по поводу беспорядков в Иране, заявив, что если погибнет ещё кто-то, США нанесут Ирану «жесткое наказание». В тот же день Трамп в интервью радиостанции сказал, что США внимательно следят за происходящими в Иране беспорядками и, если власти Ирана будут напрямую ответны за смерть людей, они заплатят жёсткую цену.
Сегодня представитель иранского министерства иностранных дел Багаэ заявил, что иранские вооружённые силы остаются в высокой степени готовности и усиливают боевую подготовку в ответ на возможный новый удар, после того как президент США Трамп угрожал повторить атаку на Иран, а СМИ сообщали о потенциальном новом нападении Израиля.
В иранской общественности считается, что последняя угроза со стороны США является очередной психологической войной, и Ирану следует принять эффективные меры для противодействия.

Энкодер — это устройство, которое преобразует сигналы (например, битовые потоки) или данные в форму сигнала, пригодного для передачи, обмена и хранения. Энкодер преобразует угловое смещение или линейное смещение в электрический сигнал: первое называется диском, второе — шкалой. По способу считывания энкодеры делятся на контактные и бесконтактные; по принципу работы они подразделяются на инкрементные и абсолютные. Инкрементный энкодер преобразует смещение в периодический электрический сигнал, который затем преобразуется в импульсную последовательность, количество импульсов соответствующее величине смещения. Абсолютный энкодер присваивает каждому положению определённый цифровой код, поэтому его показание зависит только от начального и конечного положений измерения, а не от промежуточных процессов измерения. Основные классификации
Энкодеры можно классифицировать следующим образом.

1. По способу нанесения отверстий на диск:
(1) Инкрементные: при каждом повороте на единицу угла подается импульсный сигнал (иногда также используется сигнал синусоидальной формы, который затем детализируется и преобразуется в импульсы более высокой частоты). Обычно выходные сигналы — фазы A, B и Z. Фазы A и B выдают импульсы с запаздыванием 1/4 периода друг относительно друга; по отношению к запаздыванию можно определить направление вращения (прямое или обратное), а также с помощью вершин и минимумов сигналов фазы A и B можно осуществлять умножение частоты в 2 или 4 раза. Фаза Z выдает импульс за один полный оборот, то есть один импульс за каждый оборот. В обычных инкрементных энкодерах внутри нет запоминающего устройства, поэтому они не обладают функцией сохранения данных при отключении питания. Для установки числового программного управления станка необходимо выполнить операцию «возврата к опорной точке», чтобы определить базовый отсчёт и «очистить» фактическое положение.

(2) Абсолютные: для каждого полного оборота соответствующего угловому положению выводится уникальное двоичное значение, соответствующее этому углу. С помощью внешних устройств учёта оборотов можно записывать и измерять несколько положений. Выходной сигнал абсолютного энкодера может напрямую отражать абсолютный угол в диапазоне 360°. Абсолютное положение можно определить по амплитуде выходного сигнала или по физической шкале кодирования решётки. Первый тип называется вращающимся трансформатором (Rotating Transformer), второй — абсолютным энкодером (Absolute-value Encoder). [4]

2. По типу выходного сигнала делятся на: выход напряжения, выход с разомкнутым коллектором, коммутационно-транзисторный выход и выход для длинных линий.

3. По механической конструкции установки энкодера:

(1) Насадочные: насадочные энкодеры могут быть разделены на типа с фланцем, синхронные фланцевые и серводвигательные.

(2) Осевые: осевые энкодеры могут быть разделены на полуоткрытое, полностью открытое и большого диаметра.

4. По принципу работы энкодеры делятся на фотоэлектрические, магнитоэлектрические и контактные щётковые.