Kunċett tal-interface I / O.
L-interface I / O huwa ċirkwit elettroniku (fil-forma ta 'ċippa IC jew bord tal-interface), li huwa magħmul minn numru ta' reġistri speċjalizzati u ċirkwiti tal-loġika tal-kontroll korrispondenti. Huwa l-medju u l-pont għall-iskambju ta 'informazzjoni bejn apparat CPU u I / O, u l-konnessjoni u l-iskambju ta' data bejn CPU u apparati esterni u l-memorja jeħtieġ li jiġu realizzati permezz tal-apparat tal-interface, li huwa magħruf bħala interface I / O, u l- l-aħħar hija magħrufa bħala interface tal-memorja. Il-memorja ġeneralment tkun sinkronizzata taħt il-kontroll tas-CPU, iċ-ċirkwit tal-interface huwa relattivament sempliċi; u varjetà ta 'apparat I / O, iċ-ċirkwit tal-interface korrispondenti huwa wkoll differenti, għalhekk, huwa drawwa li tgħid li l-interface tirreferi biss għall-interface I / O.
Funzjonijiet bażiċi tal-interface I / O
(1)WettaqportIndirizz tal-għażla tal-apparat li jiddekodifika.
(2)Ipprovdi informazzjoni dwar l-istatus tal-apparat I / O u dekodifikazzjoni tal-kmand lis-CPU.
(3)Il-ħin u l-kontroll korrispondenti tal-ħin.
(4)Jipprovdi buffering ta 'dejta trażmessa biex jiġu eliminati d-differenzi fil- "ħin" jew il-veloċità tal-ipproċessar tad-dejta bejn il-kompjuter u l-periferali.
(5)Provvista ta 'trasformazzjonijiet ta' kompatibilità bejn il-kompjuter u apparat periferali fir-rigward ta 'formati ta' informazzjoni. Tipprovdielettrikuadattamenti.
(6)Jista 'wkoll jirrealizza l-iskambju ta' informazzjoni bejn is-CPU u l-apparati periferali billi jinterrompi.
Metodu ta 'kontroll
(1) Metodu tal-mistoqsija tal-programm
F'dan il-metodu, is-CPU jitlob l-istat attwali tal-periferali speċifikat permezz ta 'struzzjonijiet ta' I / O, u jekk il-periferali huwa lest, iwettaq l-input jew l-output tad-dejta; Inkella, is-CPU jistenna u mistoqsijiet b'mod ċikliku.
Il-vantaġġ ta 'dan il-metodu huwa li l-istruttura hija sempliċi, numru żgħir biss ta'ħardwerIċ-ċirkwiti jistgħu jkunu, l-iżvantaġġ huwa li l-veloċità tas-CPU hija ħafna ogħla mill-periferali, u għalhekk ġeneralment fi stat ta 'stennija, l-effiċjenza tax-xogħol hija baxxa ħafna.
(2) Metodu ta 'pproċessar ta' interruzzjoni
B'dan il-mod, is-CPU m'għadux jistenna passiv, iżda jista 'jeżegwixxi programmi oħra, ladarba l-periferali jkun lest għall-iskambju tad-dejta, jista' jressaq talba ta 'servizz lis-CPU, jekk is-CPU jirrispondi għat-talba, temporanjament jieqaf L-eżekuzzjoni tal-programm kurrenti, mur għall-eżekuzzjoni tal-programm ta 'servizz li jikkorrispondi għat-talba, u mbagħad kompli l-eżekuzzjoni tal-programm li ġie interrott wara t-tlestija tal-programm oriġinali.
Il-vantaġġi ta 'l-ipproċessar ta' interruzzjoni huma ovvji, iżda mhux biss jiffranka lis-CPU milli jistaqsi l-istatus tal-periferali u jistenna li l-periferali jkun lest biex iqatta 'ħin biex itejjeb l-effiċjenza tas-CPU, iżda wkoll biex jissodisfa r-rekwiżiti f'ħin reali ta' il-periferali. Madankollu, huwa meħtieġ li jiġi assenjat numru ta 'talba ta' interruzzjoni u programm ta 'servizz ta' interruzzjoni korrispondenti għal kull apparat I / O, u barra minn hekk, interruzzjonikontrollur(I / O CHIP tal-interface) huwa meħtieġ biex jimmaniġġja t-talbiet ta 'interruzzjoni magħmula mill-apparat I / O, bħalma huma l-issettjar tal-maskra ta' interruzzjoni, il-prijorità tat-talba ta 'interruzzjoni, u l-bqija.
Barra minn hekk, l-iżvantaġġ tal-metodu ta 'proċessar ta' interruzzjoni huwa li kull trasmissjoni ta 'karattru trid tiġi interrotta biex tibda l-kontrollur ta' interruzzjoni, iżda wkoll biex iżżomm u terġa 'tinkiseb ix-xena sabiex tkompli l-eżekuzzjoni tal-programm oriġinali, il-piż tax-xogħol huwa kbir ħafna , sabiex jekk ikun hemm bżonn kbir ta 'skambji ta' dejta, il-prestazzjoni tas-sistema tkun baxxa ħafna.
(3) DMA(Aċċess għall-memorja diretta) Metodu ta 'trasferiment
Waħda mill-iktar karatteristiċi ovvji tad-DMA hija li ma tużax softwer iżda kontrollur speċjalizzat biex jikkontrolla l-iskambju ta 'dejta bejn il-memorja u l-periferali, mingħajr l-intervent tas-CPU, itejjeb ħafna l-effiċjenza tas-CPU.
Qabel it-trasferiment tad-dejta DMA, il-kontrollur DMA japplika għall-kontroll tal-linja għas-CPU, u s-CPU jagħti l-kontroll jekk jitħalla jagħmel hekk. Għalhekk, il-kontroll tal-linja huwa miżmum mill-kontrollur DMA waqt l-iskambju tad-dejta, u fi tmiem it-trasferiment, il-kontrollur DMA jagħti l-kontroll tal-linja lura għas-CPU.
(4) Metodu ta 'trasferiment inkondizzjonat
(5) Metodu tal-kanal I / O
(6) Metodu tal-proċessur I / O
Kontroll industrijaliNetwerks
IndustrijaliIn-netwerks ta 'kontroll huma ġeneralment netwerks ta' żona lokali (LANs), li ġeneralment jiffunzjonaw f'firxa ta 'ftit kilometri. Jgħaqqad apparat ta 'kejl u kontroll imqassam madwar faċilitajiet ta' produzzjoni f'sistemi ta 'awtomazzjoni b'funzjonijiet differenti. In-netwerks ta ’kontroll jinstabu f’impjanti ta’ produzzjoni, linji ta ’assemblaġġ, serer, imħażen tal-qamħ, digi, mini, diversi sistemi ta’ kontroll tat-traffiku, bini, il-militar, tifi tan-nar, ambjentaliittestjar, bini u djar.
Nodi ta 'Netwerks ta' Kontroll Industrijali
L-għoqiedi ta 'netwerk ta' kontroll industrijali huma l-aktar apparati ta 'kejl bil-kompjuters ukomunikazzjonikapaċitajiet. Jista 'jkollhomInkorporatCPU, iżda l-funzjoni hija relattivament waħda, il-qawwa tal-kompjuters tagħha tista 'tkun ferm inqas minn PC ordinarju, m'hemm l-ebda tastiera, wiri u interfaces oħra ta' interazzjoni umana-kompjuter. Uħud anke m'għandhomx CPU,Mikrokontrollur, biss bi sempliċiinterface tal-komunikazzjoni, bħal swiċċijiet tal-limitu, swiċċijiet induttivi u tipi oħra ta 'swiċċijiet,fotoelettriku, temperatura, pressjoni, fluss, livell u tipi oħra ta 'Sensers, trasmettituri, varjetà ta 'apparati ta' akkwist ta 'data u l-bqija.
Tikkontrolla l-kompiti tan-netwerk u l-ambjent tax-xogħol
Netwerk ta 'kontroll industrijali biex jiffaċċja l-produzzjoni industrijali ta' interferenza elettromanjetika qawwija, li tiffaċċja varjetà ta 'mekkanikuIl-vibrazzjoni, li tiffaċċja l-ambjent tax-xogħol kiesaħ u sħun, biex tmur għan-netwerk ta 'kontroll tista' tadatta għal dan l-ambjent tax-xogħol ħarxa. Barra minn hekk, it-tagħmir tal-awtokontroll ivarja ħafna, ir-realizzazzjoni tal-interkonnessjoni tan-netwerk ta 'kontroll u l-interoperabilità hija ta' spiss diffiċli ħafna.
Netwerk ta 'Kontroll ta' Rekwiżiti f'ħin Reali
In-netwerk ta 'kontroll għandu jissodisfa r-rekwiżiti ta' kontroll f'ħin reali. Il-kontroll f'ħin reali ta 'ċerti varjabbli tad-dejta spiss jirrikjedi refreshment preċiż u regolari, ir-rwol ta' kontroll għandu jitlesta f'ċertu limitu ta 'żmien, jew azzjonijiet ta' kontroll relatati għandhom jitlestew skond is-sekwenza ta 'kwistjonijiet speċifikati.
Klassifikazzjoni tal-interface tal-qasam
Abbażi ta 'dawn il-karatteristiċi tan-netwerk ta' kontroll, varjetà ta 'interfaces għandha tiżgura li tissodisfa r-rekwiżiti tan-netwerk ta' kontroll. Fil-preżent, hemm erba 'tipi ta' interfaces fil-qasam industrijali:
(1) Rilevanza tal-pjattaforma Protokoll komuni: OPC / DDE
L-OPC huwa propost għall-iskop li jiġu standardizzati l-interfaces tas-softwer bejn apparati u applikazzjonijiet minn provvista differentibejjiegħau tagħmel l-iskambju ta 'dejta bejniethom aktar sempliċi. Bħala riżultat, huwa possibbli li l-utenti jiġu pprovduti komponenti ta 'softwer ta' kontroll tal-proċess li jistgħu jiġu kkombinati u użati mingħajr ma jiddependu fuq lingwa ta 'żvilupp speċifiku u ambjent ta' żvilupp.
(2) Protokolli ta 'komunikazzjoni indipendenti mill-pjattaforma: Modbus, Profibus
Il-Protokoll Modbus huwa lingwa universali użata fil-kontrolluri elettroniċi. Permezz ta 'dan il-protokoll, il-kontrolluri jikkomunikaw ma' xulxin, kontrolluri permezz tan-netwerk (eżEthernet) u apparat ieħor. Dan sar standard industrijali komuni. Profibus, standard internazzjonali, miftuħ, indipendenti mill-manifattur, jippermetti apparat ta 'kontroll minn manifatturi differenti biex ikunu konnessi ma' netwerk industrijali għal monitoraġġ u kontroll ċentralizzat. Il-veloċità tat-trasmissjoni Profibus tista 'tintgħażel minn 9.6kbaud għal 12Mbaud u l-apparati kollha konnessi max-xarabank għandhom jiġu ssettjati għall-istess veloċità meta s-sistema tal-linja tkun attivata. Użat ħafna fl-awtomazzjoni tal-manifattura, l-awtomazzjoni tal-industrija tal-proċess u l-bini, it-trasport u l-enerġija u oqsma oħra ta 'awtomazzjoni. Profibus huwa fieldbusteknoloġijaGħall-Automation tal-Fabbrika tal-Ħanut tal-Floor Livell ta ’Monitoraġġ u l-Komunikazzjoni tad-Dejta u l-Kontroll tal-Livell tal-Apparat tal-Qasam.
(3) Protokolli proprjetarji indipendenti mill-pjattaforma: ħafnaDCSProtokolli, Protokolli Ethernet Industrijali
(4) Protokolli speċjali:Programmazzjoniport, port tal-istampar u modi speċjali oħra biex jikseb il-ftehim
Protokolli ta 'komunikazzjoni ta' trasmissjoni industrijali huma aktar varjati prinċipalment minħabba wirt storiku u monopolju artifiċjali. Għalkemm għad hemm numru kbir ta 'standards ta' fieldbus, iżda l-ebda standard huwa aktar vitali minn Ethernet industrijali.
Sommarju ta 'diversi fieldbuses / protokolli / interfaces
Isem tal-Awtomazzjoni IndustrijaliKaratteristiċi ta 'identifikazzjoni ta' xarabank / protokoll / interface Introduzzjoni Deskrizzjoni
Xarabank tas-Sensor / Attwatur ASI għal-livell ta 'kontroll aktar baxx bħala interface jintuża biex jgħaqqad sensuri u attwaturi mal-livell ta' kontroll ta 'fuq ma' wajers sempliċi u ekonomiċi. L-interface AS tikkonforma mal-istandards internazzjonali EN 50295 u IEC 62026-2. AS-interface (as-i=attwatur / interface tas-sensur) hija skema ta 'komunikazzjoni fieldbus għall-konnessjoni ta' attwaturi u sensuri. Organizzatur] Interfaces ASI / Protokolli / Speċifikazzjonijiet
Bacnet ==Kontroll tal-Awtomazzjoni tal-Bini tal-Komunikazzjoni tan-Netwerk tal-Protokoll tal-Komunikazzjoni Kontroll tal-Awtomazzjoni tal-BiniNetwerk【Organizza】 Awtomazzjoni Industrijali tal-Protokoll tal-Komunikazzjoni tal-Awtomazzjoni tal-Bini: BACNET
CanopenXarabank b'ħafna kaptan għal attwaturi / sensuri Użu effettiv tal-wisa 'tal-frekwenza tax-xarabank jippermetti lil Canopen biex jikseb ħinijiet ta' rispons tas-sistema qosra b'rati ta 'dejta relattivament baxxi. Il-vantaġġi ewlenin tal-bus CAN huma: sigurtà għolja tad-dejta u l-abbiltà li żżomm il-kapaċità multi-kaptan.
CC-Link FieldBus għas-Suq Ażjatiku CC-Link (Rabta ta 'Kontroll u Komunikazzjoni) hija sistema ta' xarabank miftuħa għall-komunikazzjoni bejn il-livell ta 'kontroll u l-livell ta' fieldbus, prinċipalment fir-reġjun Asjatiku.
ControlNet Standardizzat FieldBus ControlNet huwa sistema miftuħa tal-kamp ta 'kamp. Il-protokoll tax-xarabank jippermetti li d-dejta ċiklika u aċiklika tiġi skambjata fuq ix-xarabank fl-istess ħin mingħajr ma tinterferixxi ma 'xulxin.
Standard ta 'Komunikazzjoni Dali għall-Awtomazzjoni tal-Bini L-istandard Dali (IEC 60929) huwa protokoll li jkopri l-manifattur li għandu l-għan li jiżgura l-interoperabilità ta' sablast elettroniku f'applikazzjonijiet tad-dawl. Dan l-istandard ġdid jintuża biex jissostitwixxi l-interface 1-10 V dimmer. DiġitaliIndirizzabbliDawlL-interface (DALI) huwa standard ta 'awtomazzjoni tal-bini għall-kontroll diġitali ta' ballasts elettroniċi. Dali jintuża bħala subsistema, eż. Għal dawl, blinds jew kontroll tat-temperatura, u jikkomunika direttament mas-sistema ta 'ġestjoni tal-bini. Xarabank tal-Awtomazzjoni Industrijali għall-Awtomazzjoni tal-Bini - Interfaċċa tad-Dawl: Dali
DeviceNet Apparat Bus bit-teknoloġija CAN DeviceNet hija sistema ta 'xarabank tas-senser / attwatur li oriġinat fl-Istati Uniti, iżda issa qed tintuża dejjem aktar fl-Ewropa u l-Asja. Devicenet huwa bbażat fuq ix-xarabank tal-bott (Controller Area Net).
DMX EIB L-istandard ta ’komunikazzjoni fil-qasam tal-Bini tal-Awtomazzjoni tal-Bini (Xarabank tal-Installazzjoni Ewropea) huwa sistema tal-bus għall-wajers tal-bini, li hija użata ħafna prinċipalment fl-Ewropa.
Enoceanhija teknoloġija bla fili mingħajr ma hemm bżonn ta 'manutenzjoni, ħielsa mill-batterija u mingħajr fili. Jintuża prinċipalment fl-awtomazzjoni tal-bini: moduli ta 'apparat differenti (eż. Swiċċ tad-dawl) huma inkorporati ma' appoġġ Enocean. Allura l-apparat jista 'jiġi kkontrollat mill-kontrollur. Awtomazzjoni Industrijali tal-Bini tal-Awtomazzjoni Protokoll Wireless: ENOCEAN
Ethercat == Veloċità għolja f'ħin reali Ethernet FieldBus Ethercat (EthernetKontroll tal-AwtomazzjoniTeknoloġija) hija soluzzjoni Ethernet għall-awtomazzjoni industrijali kkaratterizzata minn prestazzjoni għolja u tħaddim faċli.
Soluzzjonijiet Ethernet Ethernet / IP Industrijali minn ODVA Ethernet / IP huwa l-istandard Ethernet industrijali żviluppat mill-ODVA (Open DeviceNet Bejjiegħ Assoċjazzjoni) u huwa bbażat fuq l-istandards Ethernet TCP / IP u UDP / IP.
Ethernet TCP / IP Network Bus Ethernet huwa standard importanti fis-settur tal-uffiċċju. Ħafna mill-vantaġġi ta 'Ethernet, bħal rati ta' trasmissjoni għoljin, integrazzjoni sempliċi f'netwerks eżistenti, firxa wiesgħa ta 'servizzi, u varjetà wiesgħa ta' interfaces, huma riflessi wkoll fil-prodotti Ethernet minn Beckhoff.
Fias Fias == interface Fidelio u Speċifikazzjoni tal-Applikazzjoni == (stmat) ** f ** idelio** i ** nterface3 Organizzatur] Awtomazzjoni Industrijali tal-Awtomazzjoni tal-Bini tal-Interfaċċa tas-Softwer tal-Ġestjoni tal-Lukandi: FIAS u Fidelio
FiPio WorldFip Conformant Fipbus FIP jikkonforma mal-istandard Ewropew EN 50170 u huwa appoġġjat minn manifatturi indipendenti mill-organizzazzjoni WorldFip FieldBus. Il-prestazzjoni tal-linja tista 'tiġi adattata għall-applikazzjoni speċifika permezz tal-iskambju ta' varjabbli u informazzjoni ċiklika u mhux ċiklika.
IEEE 1588 Interbus Interbus, introdott fis-suq fl-1987 Interbus Fieldbuses huma kkaratterizzati minn konfigurazzjoni faċli, veloċità għolja u affidabilità. Dan il-protokoll ta 'komunikazzjoni tar-reġistru tas-sistema kaptan / skjavi jista' jtejjeb l-effiċjenza tal-komunikazzjoni ċiklika.
[Organizzatur] Fieldbus: Interbus
Io-link IO-Link standardizza perfettament l-interfaces differenti meħtieġa għalSistemi ta 'kontrollu l-ipproċessar tal-għodda. IO-Link jippermetti li s-sensuri u l-attwaturi jiġu konnessi mas-saff tal-kontroll bl-użu ta 'metodu ta' konnessjoni punt-għal-punt ekonomiku. Bħala interface miftuħa, IO-Link jista 'jiġi integrat fis-sistemi kollha tal-fieldbus użati b'mod komuni. Sistema IO-Link tikkonsisti minn apparati IO-Link bħal sensuri, attwaturi jew taħlita tat-tnejn. Huma jużaw it-teknoloġija tradizzjonali ta 'konnessjoni bi tliet wajers. Organizzatur] io-link
LightBus == Komunikazzjoni Fieldbus ta 'Interferenza ta' Fibra-Ottika ta 'Veloċità Għolja għal Kontroll ta' Magni b'veloċità Għolja Din hija sistema ta 'xarabank tal-fibra ottika żviluppata minn Beckhoffma 'Grad għoli ta 'maturità, il-karatteristiċi ewlenin jinkludu: immunità għolja għal interferenza elettromanjetika, installazzjoni faċli, trasmissjoni ta' dejta veloċi ħafna u ċiklika u grad għoli ta 'ċertezza.
Lon l-istandard ta ’komunikazzjoni fil-qasam tal-awtomazzjoni tal-bini LON (netwerk operattiv lokali) hija sistema ta’ komunikazzjoni b’konnessjonijiet multipli tan-netwerk għal applikazzjonijiet distribwiti, prinċipalment fil-qasam tal-awtomazzjoni tal-bini kummerċjali.
Modbus Open FieldBus Modbus huwa protokoll ta 'komunikazzjoni serjali miftuħ ibbażat fuq struttura ta' kaptan / skjav. Il-protokoll huwa rikonoxxut b'mod wiesa 'minħabba li jista' jiġi implimentat faċilment fuq it-tipi kollha ta 'interfaces tas-serje.
MP-Bus [Organizzatur] MP-Bus
Profibus Profibus DP / FMS jikkonforma mal-istandard Ewropew EN50170 Profibus huwa xarabank b'veloċità għolja li tintuża ħafna għal apparati periferali distribwiti (Profibus DP). Minbarra l-Profibus DP u l-FMS, Beckhoff jappoġġja wkoll il-protokoll Profibus MC għalissuqkomunikazzjoni.
Soluzzjonijiet Ethernet Industrijali Profinet mill-PNO Profinet huwa l-istandard Open Industrijali Ethernet żviluppat mill-PNO (Organizzazzjoni tal-Utent Profibus), filwaqt li l-istandards tal-IT rikonoxxuti internazzjonalment bħal TCP / IP jintużaw għall-komunikazzjoni.
RS232 / RS485L-iktar soluzzjoni kosteffikaċi għan-netwerkingRS232u Rs485 huma l-interfaces tas-serje 'tradizzjonali' u dejjem intużaw ħafna. Il-moduli I / O ta 'Beckhoff RS485 / RS232 jużaw protokoll ta' komunikazzjoni serjali sempliċi u faċli biex timplimenta.
SERCOS III Ix-xarabank mill-qasam tal-inġinerija tas-sewqan, SERCOS kien oriġinarjament żviluppat bħala sistema ta 'xarabank tal-fibra ottika b'veloċità għolja għal drives. Bis-saħħa tal-iżvilupp tal-coupler tax-xarabank Sercos minn Beckhoff, uħud mill-vantaġġi tax-xarabank SERCOS (eż. Rati għoljin ta 'trasferiment tad-dejta u ħinijiet ta' ċiklu qasir) issa jistgħu jintużaw ukoll għall-periferali I / O.
USBL-interface tal-USB b'veloċità għolja għall-użu tal-laboratorju sar l-interface standard għall-applikazzjonijiet fil-qasam tat-teknoloġija tal-PC. Bis-saħħa tar-rata għolja ta 'trasmissjoni tagħha, it-topoloġija flessibbli tagħha (permezz ta' hubs integrati) u l-coupler tal-bus USB minn Beckhoff, is-sistema USB tista 'tintuża bħala alternattiva għal fieldbuses f'applikazzjonijiet b'distanzi qosra.