Концепція інтерфейсу вводу/виводу
Інтерфейс вводу/виводу - це електронна схема (у формі IC -мікросхеми або інтерфейсної плати), який складається з ряду спеціалізованих регістрів та відповідних логічних схем управління. Це середовище та міст для обміну інформацією між процесором та пристроями вводу/виводу, а також підключення та обмін даними між процесором та зовнішніми пристроями та пам'яттю повинні бути реалізовані через пристрій інтерфейсу, який відомий як інтерфейс вводу/виводу та Останній відомий як інтерфейс пам'яті. Пам'ять зазвичай синхронізується під керуванням процесора, ланцюг інтерфейсу порівняно простий; і різноманітність пристроїв вводу / виводу, відповідна схема інтерфейсу також відрізняється, тому звично сказати, що інтерфейс відноситься лише до інтерфейсу вводу / виводу.
Основні функції інтерфейсу вводу/виводу
(1)ВиконуватипортВибір пристрою декодування адреси.
(2)Надайте інформацію про стан пристрою вводу/виводу та декодування команд у процесор.
(3)Терміни та відповідне управління термінами.
(4)Забезпечує буферизацію переданих даних для усунення відмінностей у "термінах" або швидкості обробки даних між комп'ютером та периферійними пристроями.
(5)Забезпечення перетворення сумісності між комп'ютером та периферійними пристроями щодо форматів інформації. Надатиелектричнийадаптації.
(6)Він також може усвідомити обмін інформацією між процесором та периферійними пристроями, перериваючи.
Метод управління
(1) Метод запиту програми
У цьому методі процесор запитує поточний стан зазначених периферійних інструкцій вводу/виводу, і якщо периферійна інформація готова, він здійснює вхід або вихід даних; В іншому випадку процесор чекає і запитує циклічно.
Перевага цього методу полягає в тому, що структура проста, лише невелика кількістьобладнанняСхеми можуть бути, недоліком є те, що швидкість процесора набагато вища, ніж периферійна, тому зазвичай у стані очікування ефективність роботи дуже низька.
(2) метод переривання обробки
Таким чином, процесор більше не є пасивним очікуванням, але може виконати інші програми, як тільки периферійна інформація буде готова до обміну даними, він може висунути запит на послугу на процесор, якщо процесор відповіде на запит, він тимчасово зупиниться Виконання поточної програми, перейдіть до виконання програми служби, що відповідає запиту, а потім продовжуйте виконання програми, яка була перервана після завершення оригінальної програми.
Переваги обробки переривання очевидні, він не лише рятує процесор від запиту статусу периферійної та чекає, коли периферійна пристроя буде готова витратити час на підвищення ефективності процесора, а й для задоволення вимог у режимі реального часу периферійний. Однак необхідно призначити номер запиту на переривання та відповідну програму служби переривання для кожного пристрою вводу/виводу, а крім того, перериванняконтролер(Інтерфейс вводу/виводу) необхідний для управління запитами на переривання, зробленим пристроєм вводу/виводу, таких як встановлення маски переривання, пріоритет запиту на переривання тощо.
Крім того, недоліком методу обробки переривання є те, що кожна передача персонажа повинна бути перервана для запуску контролера переривання, а також для збереження та відновлення сцени, щоб продовжити виконання оригінальної програми, навантаження дуже велике , так що якщо потрібна велика кількість обмінів даних, продуктивність системи буде дуже низькою.
(3) ДМА(Прямий доступ до пам'яті) Метод передачі
Однією з найбільш очевидних особливостей DMA є те, що він не використовує програмне забезпечення, а спеціалізований контролер для контролю обміну даними між пам'яттю та периферійними пристроями без втручання процесора, значно підвищуючи ефективність процесора.
Перед передачею даних DMA контролер DMA подає заявку на управління шиною до процесора, і процесор передає контроль, якщо йому дозволено це зробити. Тому управління шиною утримується контролером DMA під час обміну даними, а в кінці передачі контролер DMA повертає управління шиною назад до процесора.
(4) Метод безумовного передачі
(5) Метод каналу вводу/виводу
(6) метод процесора вводу/виводу
Промисловий контрольМереж
ПромисловийМережі контролю, як правило, є локальними мережами (LAN), які, як правило, функціонують в межах декількох кілометрів. Він з'єднує пристрої вимірювання та управління, розподілені навколо виробничих потужностей у системи автоматизації з різними функціями. Мережі контролю містяться у виробничих установах, складальній лінії, теплиці, зернових депо, греблі, тунелях, різних систем контролю руху, будівель, військових, пожежних, навколишнього середовищатестування, будівлі та будинки.
Вузли промислових мереж
Вузли промислової мережі управління - це здебільшого вимірювальні пристрої з обчисленнями таспілкуванняможливості. У них може бутивбудованийЦП, але функція відносно самотня, його обчислювальна потужність може бути набагато меншою, ніж звичайний ПК, немає клавіатури, дисплея та інших інтерфейсів взаємодії людини-комп'ютера. Деякі навіть не мають процесора,мікроконтролер, тільки з простимІнтерфейс зв'язку, наприклад, обмежені комутатори, індуктивні комутатори та інші типи комутаторів,фотоелектричний, температура, тиск, потік, рівень та інші типидатчики, передавачі, різноманітні пристрої збору даних тощо.
Керування завдань мережі та робочого середовища
Мережа промислового контролю, щоб зіткнутися з промисловим виробництвом сильних електромагнітних перешкод, зіткнувшись з різнимимеханічнийВібрація, що стикається з робочим середовищем холодного та гарячого поля, для переходу до мережі управління може адаптуватися до цього суворого робочого середовища. Крім того, обладнання для самоконтролю сильно різниться, реалізація взаємозв'язку мережі управління та сумісності часто дуже складна.
Контроль мережі вимог у режимі реального часу
Мережа управління повинна відповідати вимогам контролю в режимі реального часу. Контроль у режимі реального часу певних змінних даних часто вимагає точного та регулярного оновлення, контрольна роль повинна бути виконана протягом певного часу, або пов'язані з цим дії контролю повинні бути завершені відповідно до послідовності зазначених речовин.
Класифікація інтерфейсу поля
Виходячи з цих характеристик мережі управління, різноманітні інтерфейси повинні забезпечити відповідність вимогам мережі управління. В даний час у промисловому полі є чотири типи інтерфейсів:
(1) Загальний протокол платформи: OPC / DDE
OPC пропонується з метою стандартизації програмних інтерфейсів між пристроями та програмами з різних постачаньпродавціі зробити обмін даними між ними простішими. Як результат, можна надати користувачам компоненти програмного забезпечення для управління процесом, які можна вільно поєднувати та використовувати, не покладаючись на конкретне мову розвитку та середовище розвитку.
(2) Протоколи зв'язку, незалежні від платформи: Modbus, Profibus
Протокол Modbus - це універсальна мова, що використовується в електронних контролерах. Завдяки цьому протоколу контролери спілкуються між собою, контролери через мережу (наприклад,Технологія Ethernet) та інші пристрої. Він став загальним промисловим стандартом. Profibus, міжнародний, відкритий, незалежний від виробника стандарт Fieldbus, дозволяє контролювати пристрої різних виробників до промислової мережі для централізованого моніторингу та управління. Швидкість передачі Profibus може бути обрана з 9,6 кайо до 12 Мбо, і всі пристрої, підключені до шини, повинні бути встановлені на однакову швидкість, коли активована система шини. Широко використовується в автоматизації виробництва, автоматизації промисловості та будівництві, транспорту та енергетиці та інших сферах автоматизації. Profibus - це польовий бальтехнологіяДля моніторингу на рівні підлоги на рівні фабрики та зв'язку з даними та контролем на рівні пристроїв.
(3) Власні протоколи, незалежні від платформи: БільшістьДКСпротоколи, промислові протоколи Ethernet
(4) Спеціальні протоколи:Програмуванняпорт, порт друку та інші спеціальні способи отримання угоди
Протоколи промислової передачі комунікації більш різноманітні в основному пов'язані з історичною спадщиною та штучною монополією. Хоча все ще існує велика кількість стандартів Fieldbus, але жоден стандарт не є більш важливим, ніж промисловий Ethernet.
Короткий зміст різних польових кубів/протоколів/інтерфейсів
Ім'япромислова автоматизаціяХарактеристики шини/протоколу/інтерфейсу Вступ Опис
Шина датчика/приводу ASI для нижнього рівня управління AS-інтерфейс використовується для підключення датчиків та приводів до верхнього рівня управління простим та економічним проводкою. Інтерфейс AS відповідає міжнародним стандартам EN 50295 та IEC 62026-2. AS-інтерфейс (AS-I=привід/інтерфейс датчика)-це схема зв'язку Fieldbus для підключення приводи та датчиків. Організатор] інтерфейси ASI/протоколи/технічні характеристики
Bacnet ==Контроль автоматизації автоматизації будівлі Протокол зв'язку з автоматизацієюМережа【Організуйте】 Промислова автоматизація протоколу зв'язку з автоматизацією будівлі: BACNET
КанопенБагатовимірна автобус для приводів/датчиків Ефективне використання пропускної здатності автобуса дозволяє Canopen досягти коротких термінів реагування на відносно низьку швидкість передачі даних. Основними перевагами автобуса CAN є: висока безпека даних та можливість збереження можливостей для мультимастерів.
CC-Link Fieldbus для азіатського ринку CC-Link (Control & Communication Link)-це відкрита шини для зв'язку між рівнем управління та рівнем Fieldbus, головним чином в азіатському регіоні.
Стандартизований Fieldbus Controlnet - це відкрита стандартна система Fieldbus. Протокол шини дозволяє обмінюватися циклічними та ациклічними даними одночасно, не втручаючись один до одного.
Стандарт зв'язку DALI для автоматизації будівлі Далі стандартний (IEC 60929)-це протокол, що охоплює виробник, який має на меті забезпечити сумісність електронних баластів у освітлювальних додатках. Цей новий стандарт використовується для заміни інтерфейсу 1-10 v. ЦифровийАдреснийОсвітленняІнтерфейс (DALI) - це стандарт автоматизації будівлі для цифрового управління електронними баластами. Далі використовується як підсистема, наприклад, для освітлення, жалюзі або контролю температури та безпосередньо спілкується з системою управління будівництвом. Автобус промислової автоматизації для автоматизації будівлі - інтерфейс освітлення: Dali
DeviceNet Device Bus з Can Technology DeviceNet - це автобусна система датчика/приводу, яка виникла в США, але зараз все частіше використовується в Європі та Азії. DeviceNet заснований на автобусі CAN (Controller Over Net).
DMX EIB Стандарт зв'язку в галузі автоматизації будівель EIB (Європейська установка встановлення) - це шини для будівництва електропроводки, яка широко використовується в основному в Європі.
Еноцейський-це бездротове бездротове бездротове бездротове технічне обслуговування. В основному використовується в автоматизації будівлі: різні модулі пристроїв (наприклад, перемикач світла) вбудовані з підтримкою enocean. Тоді пристрій можна керувати контролером. Промислова автоматизація бездротового протоколу автоматизації будівлі: Еноцей
Ethercat == високошвидкісний Ethernet Ethernet Fieldbus Ethercat (Технологія EthernetАвтоматизація управлінняТехнологія) - це рішення Ethernet для промислової автоматизації, що характеризується високою продуктивністю та легкою експлуатацією.
Ethernet/IP Industrial Ethernet Solutions від ODVA Ethernet/IP - це промисловий стандарт Ethernet, розроблений ODVA (Association Open Decenet Association) і заснований на стандартах Ethernet TCP/IP та UDP/IP.
Ethernet TCP/IP Network Bus Ethernet є важливим стандартом в офісному секторі. Багато переваг Ethernet, такі як високі показники передачі, проста інтеграція в існуючі мережі, широкий спектр послуг та широкий спектр інтерфейсів, також відображаються в продуктах Ethernet від Beckhoff.
FIAS FIAS == Інтерфейс Fidelio та специфікація програми == (оцінюється) ** f ** idelio** i ** nterface** A ** Plication ** S ** PECIFICEL FIAS (інтерфейс Fidelio та специфікація додатків) є провідним світовим інтерфейсом до програмного забезпечення для управління гостинністю. Організатор] Промислова автоматизація будівельної автоматизації програмного забезпечення для управління готелями: FIAS та Fidelio
Fipio WorldFip Fieldbus FIP відповідає Європейському стандарту EN 50170 і підтримується незалежними виробниками організації WorldFip Fieldbus. Продуктивність автобуса може бути адаптована до конкретного застосування шляхом обміну циклічними та нециклічними змінними та інформацією.
IEEE 1588 Interbus Interbus, представлений на ринку в 1987 році Interbus Fieldbuses, характеризується легкою конфігурацією, високою швидкістю та надійністю. Цей протокол комунікаційного регістра системи Master/Slave може підвищити ефективність циклічної комунікації.
[Організатор] Fieldbus: Interbus
IO-Link IO-Link ідеально стандартизує різні інтерфейси, необхідні дляСистеми управліннята обробка інструментів. IO-Link дозволяє підключити датчики та приводи підключитися до контрольного шару, використовуючи метод економічного точки до точки. Як відкритий інтерфейс, IO-Link може бути інтегрована у всі загальноприйняті системи Fieldbus. Система IO-Link складається з пристроїв IO-Link, таких як датчики, приводи або поєднання обох. Вони використовують традиційну технологію трипроводного з'єднання. Організатор] IO-Link
Lightbus == високошвидкісна волоконно-оптична польова поля, що не містить інтерференції поля Communication для швидкісного управління машинами. Це волоконно-оптична шини, розроблена БекхоффомзВисокий ступінь зрілості, основні особливості включають: високий імунітет до електромагнітних перешкод, проста установка, дуже швидка та циклічна передача даних та високий ступінь визначеності.
LON Стандарт зв'язку в галузі будівельної автоматизації LON (локальна операційна мережа) - це система зв'язку з декількома мережевими з'єднаннями для розподілених додатків, головним чином у галузі комерційної автоматизації будівлі.
Modbus Open Fieldbus Modbus - це відкритий протокол серійного зв'язку, заснований на головній/рабській структурі. Протокол широко розпізнаний, оскільки його можна дуже легко реалізувати на всіх типах серійних інтерфейсів.
Mp-bus [організатор] mp-bus
Profibus Profibus DP/FMS відповідає європейському стандарту EN50170 Profibus-це швидкісна шина, яка широко використовується для розподілених периферійних пристроїв (Profibus DP). Окрім Profibus DP та FMS, Бекхофф також підтримує протокол Profibus MCдрайвспілкування.
Profinet Industrial Ethernet Solutions з PNO Profinet - це відкритий промисловий стандарт Ethernet, розроблений PNO (організація користувачів Profibus), тоді як у міжнародних визнаних ІТ -стандартах, таких як TCP/IP, використовуються для спілкування.
RS232/RS485Найбільш рентабельне рішення для мережRS232і RS485 - це "традиційні" серійні інтерфейси і завжди широко використовувались. Модулі вводу/виводу Beckhoff RS485/RS232 використовують простий протокол серійного зв'язку.
SERCOS III Шина з поля приводної інженерії, Sercos спочатку була розроблена як високошвидкісна волоконно-оптична система шини для приводів. Завдяки розробці зчеплення шини Sercos від Beckhoff, деякі переваги шини SERCOS (наприклад, високі швидкості передачі даних та короткий час циклу) також можуть використовуватися для периферійних пристроїв вводу/виводу.
Роз'ємШвидкий інтерфейс USB для лабораторного використання став стандартним інтерфейсом для додатків у галузі технології ПК. Завдяки високій швидкості передачі, гнучкої топології (за допомогою інтегрованих маточин) та зчеплення шини USB від Beckhoff, USB -система може використовуватися як альтернатива польових кубах у додатках з невеликими відстанями.