I/O koncept sučelja
I/O sučelje je elektronički krug (u obliku IC čipa ili ploče sučelja), koji se sastoji od niza specijaliziranih registara i odgovarajućih upravljačkih logičkih krugova. To je medij i most za razmjenu informacija između CPU -a i I/O uređaja, a veza i razmjena podataka između CPU -a i vanjskih uređaja i memorije potrebno je realizirati putem uređaja sučelja, koji je poznat kao I/O sučelje i Posljednji je poznat kao memorijsko sučelje. Memorija se obično sinkronizira pod kontrolom CPU -a, krug sučelja je relativno jednostavan; i I / O sorta uređaja, odgovarajući krug sučelja je također različit, stoga je uobičajeno reći da se sučelje odnosi samo na I / O sučelje.
I/O sučelje Osnovne funkcije
(1)Izvoditilukaodabir uređaja za dekodiranje adrese.
(2)Navedite informacije o statusu I/O uređaja i dekodiranje naredbe CPU -a.
(3)Vremenska i odgovarajuća kontrola vremena.
(4)Omogućuje punjenje prenesenih podataka za uklanjanje razlika u "vremenu" ili brzini obrade podataka između računala i perifernih uređaja.
(5)Pružanje transformacija kompatibilnosti između računala i perifernih uređaja u odnosu na formate informacija. Pružitielektričniadaptacije.
(6)Također može shvatiti razmjenu informacija između CPU -a i perifernih uređaja prekidajući.
Metoda kontrole
(1) Metoda upita programa
U ovoj metodi, CPU pita trenutno stanje navedenih perifernih uputa kroz I/O upute, a ako je periferni uređaj spreman, on provodi ulaz ili izlaz podataka; Inače, CPU čeka i ciklično upita.
Prednost ove metode je u tome što je struktura jednostavna, samo mali brojhardverKrugovi mogu biti, nedostatak je u tome što je brzina CPU -a mnogo veća od periferne, pa je obično u stanju čekanja, radna učinkovitost je vrlo niska.
(2) Metoda prekida obrade
Na ovaj način CPU više nije pasivno čekanje, već može izvršiti druge programe, nakon što je periferni uređaj spreman za razmjenu podataka, može iznijeti zahtjev za uslugu CPU -u, ako CPU odgovori na zahtjev, privremeno će se zaustaviti Izvršavanje trenutnog programa, prijeđite na izvršavanje servisnog programa koji odgovara zahtjevu, a zatim nastavite izvršavanje programa koji je prekinut nakon završetka izvornog programa.
Prednosti prekida obrade očigledne su, to ne samo da štedi CPU od upita statusa perifernog sustava i čekanja da periferni uređaj bude spreman potrošiti vrijeme za poboljšanje učinkovitosti CPU-a, već i da ispuni zahtjeve u stvarnom vremenu od periferna. Međutim, potrebno je dodijeliti broj zahtjeva za prekid i odgovarajući program prekida za svaki I/O uređaj, a osim toga, prekidkontrolor(I/O CHIP sučelja) potreban je za upravljanje zahtjevima za prekid I/O uređaja, poput postavljanja maske za prekid, prioriteta za prekid i tako dalje.
Pored toga, nedostatak metode obrade prekida je taj što se svaki prijenos znaka mora prekinuti kako bi se pokrenuo kontroler prekida, ali i zadržao i obnovio scenu kako bi se nastavio izvršavanje izvornog programa, radno opterećenje je vrlo veliko , tako da ako je potreban veliki broj razmjene podataka, performanse sustava bit će vrlo niska.
(3) DMA(Izravni pristup memoriji) Metoda prijenosa
Jedna od najočitijih značajki DMA -e je da ne koristi softver, već specijalizirani kontroler za kontrolu razmjene podataka između memorije i perifernih uređaja, bez intervencije CPU -a, uvelike poboljšavajući učinkovitost CPU -a.
Prije prijenosa podataka DMA, DMA kontroler podnosi kontrolu sabirnice na CPU, a CPU predaje kontrolu ako je to dopušteno. Stoga, kontrolu sabirnice drži DMA kontroler tijekom razmjene podataka, a na kraju prijenosa DMA kontroler predaje kontrolu sabirnice natrag u CPU.
(4) Bezuvjetni način prijenosa
(5) metoda I/O kanala
(6) I/O metoda procesora
Industrijska kontrolaMreža
IndustrijskiKontrolne mreže uglavnom su lokalne mreže (LANS), koje uglavnom funkcioniraju u rasponu od nekoliko kilometara. Povezuje uređaje za mjerenje i upravljanje raspoređenim oko proizvodnih postrojenja u automatizacijske sustave s različitim funkcijama. Kontrolne mreže nalaze se u proizvodnim postrojenjima, montažnim linijama, staklenicima, deporijama za žitarice, branama, tunelima, raznim sustavima za kontrolu prometa, zgradama, vojske, vatrogascima, okolišutestiranje, zgrade i kuće.
Čvorovi industrijskih mrežnih mreža
Čvorovi industrijske upravljačke mreže uglavnom su mjerni uređaji s računanjem ikomunikacijaMogućnosti. Oni mogu imatiugrađenCPU, ali funkcija je relativno pojedinačna, njegova računalna snaga može biti daleko manja od uobičajenog računala, nema tipkovnice, prikaza i drugih sučelja interakcije čovjeka i računala. Neki čak nemaju CPU,mikrokontroler, samo jednostavnimkomunikacijsko sučelje, kao što su granični prekidači, induktivni prekidači i druge vrste sklopki,fotoelektrični, temperatura, tlak, protok, razina i druge vrstesenzori, odašiljači, razni uređaji za prikupljanje podataka i tako dalje.
Kontrolni mrežni zadaci i radno okruženje
Industrijska upravljačka mreža kako bi se suočila s industrijskom proizvodnjom snažnih elektromagnetskih smetnji, suočena s raznimmehaničkiVibracije, suočeni s hladnim i vrućim radnim okruženjem, da biste otišli u kontrolnu mrežu, mogu se prilagoditi ovom oštrom radnom okruženju. Osim toga, oprema samokontrole uvelike varira, realizacija interkonekcije i interoperabilnost upravljačke mreže često je vrlo teška.
Kontrolna mreža zahtjeva u stvarnom vremenu
Kontrolna mreža mora ispunjavati zahtjeve za kontrolu u stvarnom vremenu. Kontrola određenih varijabli podataka u stvarnom vremenu često zahtijeva točno i redovito osvježenje, kontrolna uloga mora biti ispunjena u određenom vremenskom ograničenju ili srodne kontrolne radnje moraju biti dovršene u skladu s nizom navedenih stvari.
Klasifikacija polja sučelja
Na temelju ovih karakteristika kontrolne mreže, razna sučelja moraju osigurati da ispunjavaju zahtjeve upravljačke mreže. Trenutno na industrijskom polju postoje četiri vrste sučelja:
(1) Relevantnost platforme Zajednički protokol: OPC / DDE
OPC je predložen u svrhu standardizacije softverskih sučelja između uređaja i aplikacija iz različitih opskrbadobavljačii pojednostaviti razmjenu podataka među njima. Kao rezultat, korisnicima je moguće pružiti komponente softvera za kontrolu procesa koje se mogu slobodno kombinirati i koristiti bez oslanjanja na određeni razvojni jezik i razvojni okruženje.
(2) Protokoli komunikacije neovisne o platformi: Modbus, Profibus
Modbus protokol je univerzalni jezik koji se koristi u elektroničkim kontrolerima. Kroz ovaj protokol kontroleri komuniciraju jedni s drugima, kontroleri putem mreže (npr.Ethernet) i drugi uređaji. To je postao uobičajeni industrijski standard. Profibus, međunarodni, otvoreni, proizvođač neovisan FieldBus Standard, omogućava da se kontrolni uređaji različitih proizvođača povežu s industrijskom mrežom za centralizirani nadzor i kontrolu. Brzina prijenosa Profibusa može se odabrati od 9,6kBaud na 12MBAUD, a svi uređaji povezani na sabirnicu trebaju biti postavljeni na istu brzinu kada se aktivira sustav sabirnice. Široko se koristi u proizvodnji automatizacije, automatizacije industrije procesa i izgradnje, transporta i snage i drugim područjima automatizacije. Profibus je FieldbustehnologijaZa tvorničku automatizaciju na nadzoru razine navodno i poljske uređaje Komunikacija i kontrola podataka.
(3) Vlasnički protokoli neovisni o platformi: većinaDBProtokoli, industrijski Ethernet protokoli
(4) Posebni protokoli:ProgramiranjePort, priključak za ispis i drugi posebni načini za postizanje sporazuma
Protokoli komunikacije za industrijsku prijenos više su raznolikiji zbog povijesnog nasljeđa i umjetnog monopola. Iako još uvijek postoji veliki broj FieldBus standarda, ali nijedan standard nije vitalniji od industrijskog Etherneta.
Sažetak različitih polja/protokola/sučelja
Imeindustrijska automatizacijaKarakteristike sabirnice/protokola/sučelja Uvod Uvod
ASI senzor/aktuator sabirnice za donju kontrolnu razinu kao sučelje koristi se za povezivanje senzora i aktuatora s gornjom kontrolnom razinom jednostavnim i ekonomičnim ožičenjem. AS sučelje u skladu s međunarodnim standardima EN 50295 i IEC 62026-2. As-Interface (AS-I=Actuator/Sensor Interface) je shema komunikacije FieldBus za povezivanje aktuatora i senzora. Organizator] ASI sučelja/protokoli/specifikacije
Bacnet ==Izgradnja automatizacije upravljanja mrežnim podacima o komunikaciji Protokol Kontrola automatizacije zgradaMreža【Organizirajte】 Industrijska automatizacija komunikacije za automatizaciju zgrade: BACNET
KanopenMulti-master sabirnice za aktuatore/senzore Učinkovita upotreba propusnosti sabirnice omogućava Canopen da postigne kratka vremena odziva sustava pri relativno niskim stopama podataka. Glavne prednosti sabirnice CAN su: visoka sigurnost podataka i mogućnost zadržavanja mogućnosti multi-master-a.
CC-Link FieldBus za azijsko tržište CC-Link (veza za kontrolu i komunikaciju) je otvoreni autobusni sustav za komunikaciju između razine kontrole i razine FieldBus, uglavnom u azijskoj regiji.
ControlNet Standardized FieldBus ControlNET je otvoreni standardni FieldBus sustav. Bus protokol omogućava da se ciklički i aciklički podaci istodobno razmjenjuju preko autobusa, a da se međusobno ne ometaju.
DALI komunikacijski standard za automatizaciju zgrade Dali Standard (IEC 60929) je protokol koji se odnosi na proizvođač koji ima za cilj osigurati interoperabilnost elektroničkih balasta u aplikacijama za rasvjetu. Ovaj novi standard koristi se za zamjenu sučelja 1-10 v Dimmer. DigitalanAdresabilanRasvjetaSučelje (DALI) je standard za automatizaciju zgrade za digitalnu kontrolu elektroničkih balasta. Dali se koristi kao podsustav, npr. Za rasvjetu, sjenila ili kontrolu temperature i izravno komunicira sa sustavom upravljanja zgradama. Automatizacija industrijske automatizacije za automatizaciju zgrade - sučelje rasvjete: Dali
DeviceNet uređaja sa sabirnicom Can Technology DeviceNet je sustav sabirnice senzora/pokretača koji je nastao iz SAD -a, ali se sada sve više koristi u Europi i Aziji. DeviceNet se temelji na sabirnici CAN (Kontrolera Net).
DMX EIB Standard komunikacije u području automatizacije zgrade EIB (europska instalacijski autobus) je autobusni sustav za izgradnju ožičenja, koji se uglavnom koristi u Europi.
Enoceanje bežična tehnologija bez baterije bez baterije i bez žica. Uglavnom se koristi u izgradnji automatizacije: različiti moduli uređaja (npr. Prekidač svjetla) ugrađeni su s Enocean podrškom. Tada uređaj može upravljati kontrolerom. Industrijska automatizacija bežičnog protokola automatizacije zgrada: Enocean
Ethercat == Ethernet polja u stvarnom vremenu Ethercat (EthernetAutomatizacija kontroleTehnologija) je Ethernet rješenje za industrijsku automatizaciju karakterizirano visokim performansama i jednostavnim radom.
Ethernet/IP Industrial Ethernet Solutions iz ODVA Ethernet/IP je industrijski Ethernet standard koji je razvio ODVA (Otvoreno udruženje dobavljača DeviceNet -a) i temelji se na Ethernet TCP/IP i UDP/IP standardima.
Ethernet TCP/IP Network Bus Ethernet važan je standard u uredskom sektoru. Mnoge prednosti Etherneta, kao što su visoke stope prijenosa, jednostavna integracija u postojeće mreže, širok raspon usluga i širok izbor sučelja, također se odražavaju na Ethernet proizvode iz Beckhoffa.
FIAS Fias == Fidelio sučelje i specifikacija aplikacije == (procijenjeno) ** f ** IDElio** i ** nterface** ** pplikacija ** s ** pecification fias (Fidelio sučelje i specifikacija aplikacija) vodeće je sučelje svjetskog softvera za upravljanje ugostiteljstvom. Organizator] Industrijska automatizacija automatizacije zgrade softverskog sučelja za upravljanje hotelom: FIAS i Fidelio
FIPIO WorldFip FieldBus FIP u skladu je s europskim standardom EN 50170, a podržavaju ga neovisni proizvođači organizacije WorldFip Fieldbus. Učinkovitost sabirnice može se prilagoditi specifičnoj primjeni razmjenom cikličkih i necikličkih varijabli i informacija.
IEEE 1588 Interbus Interbus, uveden na tržište 1987. Interbus Fieldbuses karakterizira jednostavna konfiguracija, velika brzina i pouzdanost. Ovaj glavni/slave sustav Shift Register komunikacijske protokol može poboljšati učinkovitost cikličke komunikacije.
[Organizator] Fieldbus: Interbus
IO-Link IO-Link savršeno standardizira različita sučelja potrebna zaupravljački sustavii obrada alata. IO-Link omogućava senzorima i pokretačima da se povežu s upravljačkim slojem pomoću ekonomične metode povezivanja od točke do točke. Kao otvoreno sučelje, IO-Link se može integrirati u sve najčešće korištene FieldBus sustave. IO-Link sustav sastoji se od IO-Link uređaja kao što su senzori, pokretači ili kombinacija oboje. Koriste tradicionalnu trožitnu tehnologiju veze. Organizator] IO-Link
LightBus == velike brzine Fire-Optic FieldBus Free smetnje Komunikacija za kontrolu strojeva za velike brzine ovo je vlaknasti optički sabirni sustav koji je razvio BeckhoffsVisok stupanj zrelosti, glavne značajke uključuju: visoki imunitet na elektromagnetske smetnje, jednostavnu instalaciju, vrlo brz i ciklički prijenos podataka i visok stupanj sigurnosti.
Lon Komunikacijski standard u području izgradnje automatizacije LON (lokalna operativna mreža) komunikacijski je sustav s više mrežnih veza za distribuirane aplikacije, uglavnom u području automatizacije komercijalne zgrade.
Modbus Open FieldBus Modbus otvoreni je serijski protokol za komunikaciju temeljen na master/robovskoj strukturi. Protokol je široko prepoznat jer se može vrlo lako implementirati na sve vrste serijskih sučelja.
Mp-bus [organizator] mp-bus
PROFIBUS PROFIBUS DP/FMS u skladu je s europskim standardom EN50170 PROFIBUS je autobus velike brzine koji se široko koristi za distribuirane periferne uređaje (Profibus DP). Pored Profibus DP i FMS -a, Beckhoff također podržava Profibus MC protokol zapogonkomunikacija.
Profinet Industrial Ethernet Solutions iz PNO -a Profinet je otvoreni industrijski Ethernet standard koji je razvio PNO (Korisnička organizacija Profibus), dok se za komunikaciju koriste međunarodno priznati IT standardi kao što je TCP/IP.
RS232/RS485Najisplativije rješenje za umrežavanjeRS232i RS485 su 'tradicionalna' serijska sučelja i uvijek su se široko koristila. BECKHOFFOVI RS485/RS232 I/O moduli koriste jednostavan, jednostavan za implementaciju serijskog protokola komunikacije.
SERCOS III BUS SAVJET SEDICA, SERCOS je izvorno razvijen kao brzi sustav optičkih vlakana za pogone. Zahvaljujući razvoju spojnica Sercos sabirnice Beckhoffa, neke od prednosti SERCOS sabirnice (npr. Visoke stope prijenosa podataka i kratki ciklus) sada se mogu koristiti i za I/O periferne uređaje.
USBUSB sučelje velike brzine za laboratorijsku upotrebu postalo je standardno sučelje za aplikacije u polju PC tehnologije. Zahvaljujući visokoj stopi prijenosa, fleksibilnoj topologiji (putem integriranih čvorišta) i USB sabirnicama iz Beckhoffa, USB sustav se može koristiti kao alternativa poljama u aplikacijama s kratkim udaljenostima.