G/Ç arayüz konsepti
G/Ç arayüzü, bir dizi özel kayıt ve karşılık gelen kontrol mantığı devrelerinden oluşan bir elektronik devredir (IC yongası veya arayüz kartı şeklinde). CPU ve G/Ç cihazları arasında bilgi alışverişi için orta ve köprüdür ve CPU ve harici cihazlar ve bellek arasındaki bağlantı ve veri değişiminin, G/Ç arayüzü olarak bilinen arabirim cihazı aracılığıyla gerçekleştirilmesi gerekir ve İkincisi bellek arayüzü olarak bilinir. Bellek genellikle CPU'nun kontrolü altında senkronize edilir, arayüz devresi nispeten basittir; ve G / Ç cihazı çeşidi, karşılık gelen arayüz devresi de farklıdır, bu nedenle arayüzün yalnızca G / Ç arayüzüne atıfta bulunduğunu söylemek gelenekseldir.
G/Ç Arabirimi Temel İşlevleri
(1)Rol yapmaklimanAdres Kod çözme cihazı seçimi.
(2)CPU'ya G/Ç aygıtı durum bilgilerini ve komut kodunu çözme sağlayın.
(3)Zamanlama ve karşılık gelen zamanlama kontrolü.
(4)Bilgisayar ve çevre birimleri arasındaki "zamanlama" veya veri işleme hızındaki farklılıkları ortadan kaldırmak için iletilen verilerin tamponlanmasını sağlar.
(5)Bilgi formatlarına göre bilgisayar ve çevresel cihazlar arasında uyumluluk dönüşümleri sağlamak. Sağlamakelektrikuyarlamalar.
(6)Ayrıca CPU ve periferik cihazlar arasında bilgi alışverişini kesintiye uğratarak gerçekleştirebilir.
Kontrol yöntemi
(1) Program sorgu yöntemi
Bu yöntemde, CPU, G/Ç talimatları yoluyla belirtilen periferikin mevcut durumunu sorar ve periferik hazırsa, verilerin girişini veya çıktısını yapar; Aksi takdirde, CPU bekler ve sorgular döngüsel olarak.
Bu yöntemin avantajı, yapının basit olması, sadece az sayıdadonanımDevreler olabilir, dezavantaj, CPU'nun hızının periferikten çok daha yüksek olmasıdır, bu nedenle genellikle bekleme durumunda, iş verimliliği çok düşüktür.
(2) Kesme İşleme Yöntemi
Bu şekilde, CPU artık pasif beklemeyi beklemiyor, ancak diğer programları yürütebilir, periferik veri alışverişi için hazır olduğunda, CPU'ya bir hizmet isteği ortaya koyabilir, CPU talebe yanıt verirse, geçici olarak duracaktır Mevcut programın yürütülmesi, isteğe karşılık gelen hizmet programının yürütülmesine gidin ve ardından orijinal programın tamamlanmasından sonra kesintiye uğrayan programın yürütülmesine devam edin.
Kesme işleminin avantajları açıktır, sadece CPU'nun periferik durumunu sorgulamasını ve periferikin CPU'nun verimliliğini artırmak için zaman harcamaya hazır olmasını beklemekle kalmaz, aynı zamanda Periferik. Ancak, her bir G/Ç aygıtı için bir kesinti isteği numarası ve ilgili kesinti hizmet programı atamak gerekir ve ayrıca bir kesintidenetleyici(G/Ç arayüz çipi) G/Ç aygıtı tarafından yapılan kesme isteklerini yönetmek için, kesme maskesini ayarlama, Kesme İsteği önceliği vb.
Buna ek olarak, kesme işlem yönteminin dezavantajı, kesme denetleyicisini başlatmak için bir karakterin her iletiminin kesintiye uğraması gerektiğidir, ancak aynı zamanda orijinal programın yürütülmesine devam etmek için sahneyi korumak ve geri yüklemek için iş yükü çok büyüktür. , böylece çok sayıda veri alışverişi gerekirse, sistemin performansı çok düşük olacaktır.
(3) DMA(Doğrudan Bellek Erişimi) Aktarım Yöntemi
DMA'nın en belirgin özelliklerinden biri, CPU'nun müdahalesi olmadan bellek ve çevre birimleri arasındaki veri alışverişini kontrol etmek için yazılım değil, özel bir denetleyici kullanması ve CPU'nun etkinliğini büyük ölçüde artırmasıdır.
DMA veri aktarımından önce, DMA denetleyicisi CPU'ya veri yolu denetimi için uygulanır ve CPU, buna izin verilirse kontrolü üzerinden geçer. Bu nedenle, veri alışverişi sırasında DMA denetleyicisi tarafından veri yolu kontrolü tutulur ve aktarımın sonunda DMA denetleyicisi, veri yolu kontrolünü CPU'ya geri verir.
(4) Koşulsuz transfer yöntemi
(5) G/Ç kanal yöntemi
(6) G/Ç işlemci yöntemi
Endüstriyel kontrolAğlar
SanayiKontrol ağları genellikle genellikle birkaç kilometre menzil içinde çalışan yerel alan ağlarıdır (LAN'lar). Üretim tesisleri etrafında dağıtılan ölçüm ve kontrol cihazlarını farklı işlevlere sahip otomasyon sistemlerine bağlar. Kontrol ağları üretim tesislerinde, montaj hatları, seralar, tahıl depoları, barajlar, tüneller, çeşitli trafik kontrol sistemleri, binalar, ordu, yangın söndürme, çevreseltest, binalar ve evler.
Endüstriyel kontrol ağlarının düğümleri
Bir endüstriyel kontrol ağının düğümleri, çoğunlukla bilgi işlem veiletişimyetenekler. BirgömülüCPU, ancak işlev nispeten bekar, bilgi işlem gücü sıradan bir PC'den çok daha az olabilir, klavye, ekran ve diğer insan-bilgisayar etkileşim arayüzleri yoktur. Hatta bazılarının bir CPU'si yok,mikrodenetleyici, sadece basit biriletişim arayüzüsınır anahtarları, endüktif anahtarlar ve diğer anahtar türleri gibi,fotoelektrik, sıcaklık, basınç, akış, seviye ve diğer türlersensörler, vericiler, çeşitli veri toplama cihazları vb.
Kontrol ağı görevleri ve çalışma ortamı
Güçlü elektromanyetik parazitin endüstriyel üretimiyle yüzleşmek için endüstriyel kontrol ağı, çeşitlimekanikSoğuk ve sıcak saha çalışma ortamına bakan titreşim, kontrol ağına gitmek bu sert çalışma ortamına uyum sağlayabilir. Buna ek olarak, öz kontrol ekipmanı büyük ölçüde değişir, kontrol ağı ara bağlantı ve birlikte çalışabilirliğin gerçekleştirilmesi genellikle çok zordur.
Gerçek zamanlı gereksinimlerin kontrol ağı
Kontrol ağı gerçek zamanlı kontrol gereksinimlerini karşılamalıdır. Verilerin belirli değişkenlerinin gerçek zamanlı kontrolü genellikle doğru ve düzenli ferahlık gerektirir, kontrol rolü belirli bir zaman sınırı içinde tamamlanmalıdır veya ilgili kontrol eylemleri belirtilen konuların sırasına göre tamamlanmalıdır.
Saha Arayüzü Sınıflandırması
Kontrol ağının bu özelliklerine dayanarak, çeşitli arayüzler kontrol ağının gereksinimlerini karşılamasını sağlamalıdır. Şu anda, endüstriyel alanda dört tür arayüz vardır:
(1) Platform alaka düzeyi Ortak Protokol: OPC / DDE
OPC, farklı tedariklerden cihazlar ve uygulamalar arasındaki yazılım arayüzlerini standartlaştırmak amacıyla önerilmektedir.satıcılarve aralarında veri alışverişini daha basit hale getirmek. Sonuç olarak, kullanıcılara belirli bir geliştirme dili ve geliştirme ortamına güvenmeden serbestçe birleştirilebilen ve kullanılabilen proses kontrol yazılımı bileşenleri sağlamak mümkündür.
(2) Platformdan bağımsız iletişim protokolleri: Modbus, Profibus
Modbus protokolü elektronik kontrolörlerde kullanılan evrensel bir dildir. Bu protokol aracılığıyla, denetleyiciler ağ üzerinden birbirleriyle iletişim kurar (örn.Ethernet) ve diğer cihazlar. Ortak bir sanayi standardı haline geldi. Uluslararası, açık, üreticiden bağımsız bir FieldBus standardı olan Profibus, farklı üreticilerden gelen kontrol cihazlarının merkezi izleme ve kontrol için bir endüstriyel ağa bağlanmasına izin verir. Profibus iletim hızı 9.6KBAud'dan 12MBAud'a seçilebilir ve veri yolu sistemi etkinleştirildiğinde veri yoluna bağlı tüm cihazlar aynı hıza ayarlanmalıdır. Üretim otomasyonu, proses endüstrisi otomasyonu ve bina, ulaşım ve güç ve diğer otomasyon alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Profibus bir fieldbusteknolojiFabrika Otomasyonu için Mağaza Kat Seviyesi İzleme ve Saha Cihazı Seviyesi Veri İletişimi ve Kontrolü.
(3) Platformdan bağımsız tescilli protokoller: çoğuDCSProtokoller, Endüstriyel Ethernet protokolleri
(4) Özel Protokoller:ProgramlamaSözleşmeyi almanın bağlantı noktası, baskı bağlantı noktası ve diğer özel yollar
Endüstriyel iletim iletişim protokolleri esas olarak tarihsel miras ve yapay tekel nedeniyle daha çeşitlidir. Hala çok sayıda Fieldbus standardı olmasına rağmen, hiçbir standart endüstriyel ethernetten daha hayati değildir.
Çeşitli Fieldbusların/Protokollerin/Arayüzlerin Özeti
Adıendüstriyel otomasyonOtobüs/Protokol/Arayüz Tanımlama Özellikleri Giriş Açıklama
ASI Sensörü/Aktüatör Yolu Alt kontrol seviyesi için AS-arayüz, sensörleri ve aktüatörleri basit ve ekonomik kablolarla üst kontrol seviyesine bağlamak için kullanılır. AS arayüzü EN 50295 ve IEC 62026-2 uluslararası standartlarına uygundur. As-I-I-i=aktüatör/sensör arayüzü) aktüatörleri ve sensörleri bağlamak için bir FieldBus iletişim şemasıdır. Organizatör] ASI Arayüzleri/Protokolleri/Özellikleri
Bacnet ==Bina Otomasyon Kontrol Ağı Veri İletişim Protokolü Bina Otomasyon KontrolüAğ【Organize】 Bina Otomasyonu İletişim Protokolünün Endüstriyel Otomasyonu: BACnet
KanopinAktüatörler/Sensörler için Çok Master veri yolu, veri yolu bant genişliğinin etkili kullanımı Canopen'in nispeten düşük veri oranlarında kısa sistem yanıt süreleri elde etmesini sağlar. CAN veri yolunun ana avantajları şunlardır: yüksek veri güvenliği ve çoklu ustalık yeteneğini koruma yeteneği.
Asya Pazarı için CC-Link Fieldbus CC-Link (Kontrol ve İletişim Bağlantısı), kontrol seviyesi ile Fieldbus seviyesi arasında, özellikle Asya bölgesinde iletişim için açık bir veri yolu sistemidir.
ControlNet Standartlaştırılmış FieldBus ControlNet, açık bir standart FieldBus sistemidir. Otobüs protokolü, döngüsel ve asiklik verilerin birbirine müdahale etmeden aynı anda otobüs üzerinde değiştirilmesine izin verir.
DALI İletişim Standardı Bina Otomasyonu Dali Standardı (IEC 60929), elektronik balastların aydınlatma uygulamalarında birlikte çalışmasını sağlamayı amaçlayan bir üretici kapsama protokolüdür. Bu yeni standart, 1-10 V dimmer arayüzünü değiştirmek için kullanılır. DijitalAdreslenebilirAydınlatmaArayüz (Dali), elektronik balastların dijital kontrolü için bir bina otomasyon standardıdır. Dali, örneğin aydınlatma, panjur veya sıcaklık kontrolü için bir alt sistem olarak kullanılır ve doğrudan bina yönetim sistemi ile iletişim kurar. Bina Otomasyonu için Endüstriyel Otomasyon Otobüsü - Aydınlatma Arayüzü: Dali
CAN TEKNOLOJİ İLE DEVICENET Cihaz Otobüsü DeviceNet, ABD'de ortaya çıkan bir sensör/aktüatör veri yolu sistemidir, ancak şimdi Avrupa ve Asya'da giderek daha fazla kullanılıyor. DeviceNet, CAN (denetleyici alan net) otobüsüne dayanmaktadır.
DMX EIB Bina Otomasyonu AIB (Avrupa Kurulum Bus) alanındaki iletişim standardı, esas olarak Avrupa'da yaygın olarak kullanılan bina kabloları için bir otobüs sistemidir.
Enokeanbakım içermeyen, pil içermeyen ve telsiz bir kablosuz teknolojidir. Esas olarak yapı otomasyonunda kullanılır: farklı cihaz modülleri (örn. Bir ışık anahtarı) Encoean desteğiyle gömülüdür. Ardından cihaz denetleyici tarafından kontrol edilebilir. Bina Otomasyonu Kablosuz Protokolünün Endüstriyel Otomasyonu: Enocean
Ethercat == Yüksek hızlı gerçek zamanlı Ethernet Fieldbus Ethercat (EthernetKontrol OtomasyonuTeknoloji) yüksek performans ve kolay çalışma ile karakterize edilen endüstriyel otomasyon için bir Ethernet çözümüdür.
ODVA Ethernet/IP'den Ethernet/IP Endüstriyel Ethernet Çözümleri, ODVA (Open DeviceNet Satıcı Birliği) tarafından geliştirilen Endüstriyel Ethernet Standardıdır ve Ethernet TCP/IP ve UDP/IP standartlarına dayanmaktadır.
Ethernet TCP/IP Ağı Bus Ethernet, ofis sektöründe önemli bir standarttır. Ethernet'in avantajlarının çoğu, yüksek iletim oranları, mevcut ağlara basit entegrasyon, çok çeşitli hizmetler ve çok çeşitli arayüzler de Beckhoff'un Ethernet ürünlerine yansıtılmaktadır.
Fias fias == fidelio arayüzü ve uygulama spesifikasyonu == (tahmini) ** f ** idelio** i ** nterface** A ** PLICATION ** S ** PEESIFICTION FIAS (Fidelio Arayüzü ve Uygulama Spesifikasyonu), dünyanın misafirperverlik yönetimi yazılımına önde gelen arayüzüdür. Organizatör] Otel Yönetimi Yazılımı Arayüzünün Bina Otomasyonunun Endüstriyel Otomasyonu: Fias ve Fidelio
FIPIO WorldFip uyumlu Fieldbus FIP, Avrupa Standart EN 50170'e uyuyor ve WorldFip Fieldbus organizasyonundan bağımsız üreticiler tarafından destekleniyor. Bus performansı, döngüsel ve siklik olmayan değişkenler ve bilgilerin değişimi yoluyla spesifik uygulamaya uyarlanabilir.
1987'de piyasaya tanıtılan IEEE 1588 Interbus Interbus, kolay konfigürasyon, yüksek hız ve güvenilirlik ile karakterizedir. Bu ana/slave sistemi kaydırma kaydı iletişim protokolü döngüsel iletişimin verimliliğini artırabilir.
[Organizatör] Fieldbus: Interbus
İo-link io-link, için gereken farklı arayüzleri mükemmel bir şekilde standartlaştırırkontrol sistemlerive takım işleme. IO-Link, ekonomik noktadan noktaya bağlantı yöntemi kullanılarak sensörlerin ve aktüatörlerin kontrol katmanına bağlanmasına izin verir. Açık bir arayüz olarak, io-link yaygın olarak kullanılan tüm Fieldbus sistemlerine entegre edilebilir. Bir io-link sistemi, sensörler, aktüatörler veya her ikisinin bir kombinasyonu gibi io-link cihazlarından oluşur. Geleneksel üç telli bağlantı teknolojisini kullanırlar. Organizatör] io-link
Lightbus == Yüksek hızlı fiber-optik fieldbus parazitsiz fieldbus yüksek hızlı makine kontrolü için bu Beckhoff tarafından geliştirilen bir fiber optik otobüs sistemidirileYüksek dereceli olgunluk, ana özellikler şunlardır: elektromanyetik girişimlere yüksek bağışıklık, kolay kurulum, çok hızlı ve döngüsel veri iletimi ve yüksek derecede kesinlik.
LON Bina otomasyonu alanındaki iletişim standardı LON (yerel işletim ağı), özellikle ticari bina otomasyonu alanında dağıtılmış uygulamalar için birden fazla ağ bağlantısı olan bir iletişim sistemidir.
Modbus open fieldbus modbus, bir ana/köle yapısına dayanan açık bir seri iletişim protokolüdür. Protokol yaygın olarak tanınır, çünkü her türlü seri arayüze çok kolay uygulanabilir.
MP-Bus [Organizatör] MP-Bus
PROFIBUS PROFIBUS DP/FMS, Avrupa Standart EN50170 PROFIBUS, dağıtılmış periferik cihazlar (PROFIBUS DP) için yaygın olarak kullanılan yüksek hızlı bir otobüstür. Beckhoff, Profibus DP ve FMS'ye ek olarak, Profibus MC protokolünü de destekliyor.sürmekiletişim.
PNO Profinet'ten Profinet Endüstriyel Ethernet Çözümleri, PNO (Profibus kullanıcı organizasyonu) tarafından geliştirilen açık endüstriyel ethernet standardıdır, ancak uluslararası olarak tanınan TCP/IP gibi BT standartları iletişim için kullanılır.
RS232/RS485Ağ oluşturma için en uygun maliyetli çözümRs232ve RS485 'geleneksel' seri arayüzlerdir ve her zaman yaygın olarak kullanılmıştır. Beckhoff'un RS485/RS232 G/Ç modülleri basit, uygulaması kolay bir seri iletişim protokolü kullanır.
SERCOS III Drive mühendisliği alanındaki otobüs olan Sercos, başlangıçta sürücüler için yüksek hızlı bir fiber optik veri yolu sistemi olarak geliştirilmiştir. Beckhoff tarafından Sercos veri yolu kuplörünün gelişimi sayesinde, Sercos otobüsünün (örneğin yüksek veri aktarım oranları ve kısa döngü süreleri) bazı avantajları G/Ç periferikleri için de kullanılabilir.
USBLaboratuvar kullanımı için USB yüksek hızlı arayüz, PC teknolojisi alanındaki uygulamalar için standart arayüz haline gelmiştir. Yüksek şanzıman oranı, esnek topolojisi (entegre merkezler aracılığıyla) ve Beckhoff'tan USB veri yolu kuplörü sayesinde, USB sistemi kısa mesafeli uygulamalarda Fieldbuslara alternatif olarak kullanılabilir.