I/O 인터페이스 개념
I/O 인터페이스는 전자 회로 (IC Chip 또는 인터페이스 보드 형태)이며 다수의 특수 레지스터 및 해당 제어 로직 회로로 구성됩니다. CPU와 I/O 장치 간의 정보 교환을위한 매체 및 브리지이며, CPU와 외부 장치 간의 연결 및 데이터 교환은 I/O 인터페이스로 알려진 인터페이스 장치를 통해 실현되어야합니다. 후자는 메모리 인터페이스로 알려져 있습니다. 메모리는 일반적으로 CPU의 제어하에 동기화되며 인터페이스 회로는 비교적 간단합니다. I / O 장치 다양성, 해당 인터페이스 회로도 다르므로 인터페이스가 I / O 인터페이스 만 지칭한다고 말하는 것이 일반적입니다.
I/O 인터페이스 기본 기능
(1)공연하다포트주소 디코딩 장치 선택.
(2)I/O 장치 상태 정보 및 명령 디코딩을 CPU에 제공하십시오.
(3)타이밍 및 해당 타이밍 제어.
(4)전송 된 데이터의 버퍼링을 제공하여 컴퓨터와 주변 장치 간의 "타이밍"또는 데이터 처리 속도의 차이를 제거합니다.
(5)정보 형식과 관련하여 컴퓨터와 주변 장치 간의 호환성 변환을 제공합니다. 제공하다전기 같은적응.
(6)또한 중단하여 CPU와 주변 장치 간의 정보 교환을 인식 할 수 있습니다.
제어 방법
(1) 프로그램 쿼리 방법
이 방법에서 CPU는 I/O 명령을 통해 지정된 주변 장치의 현재 상태를 묻고 주변 장치가 준비되면 데이터의 입력 또는 출력을 수행합니다. 그렇지 않으면 CPU는 주기적으로 기다리고 쿼리를합니다.
이 방법의 장점은 구조가 간단하고 적은 수의하드웨어회로가 될 수 있습니다. 단점은 CPU의 속도가 주변 장치보다 훨씬 높기 때문에 일반적으로 대기 상태에서는 작업 효율이 매우 낮다는 것입니다.
(2) 인터럽트 처리 방법
이런 식으로 CPU는 더 이상 수동적으로 대기하지 않지만 다른 프로그램을 실행할 수 있습니다. 주변 장치가 데이터 교환 준비가되면 CPU에 서비스 요청을 전달할 수 있습니다. CPU가 요청에 응답하면 일시적으로 중지됩니다. 현재 프로그램의 실행은 요청에 해당하는 서비스 프로그램의 실행으로 이동 한 다음 원래 프로그램이 완료된 후 중단 된 프로그램의 실행을 계속하십시오.
인터럽트 처리의 장점은 분명합니다. CPU가 주변의 상태를 쿼리하는 것을 절약하고 주변 장치가 CPU의 효율성을 향상시키기 위해 시간을 보낼 준비가되어있을 때까지 대기 할뿐만 아니라 실시간 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 주변. 그러나 각 I/O 장치에 인터럽트 요청 번호 및 해당 인터럽트 서비스 프로그램을 할당해야하며 인터럽트가 필요합니다.제어 장치인터럽트 마스크 설정, 인터럽트 요청 우선 순위 등과 같은 I/O 장치에서 작성한 인터럽트 요청을 관리하려면 (I/O 인터페이스 칩)이 필요합니다.
또한 인터럽트 처리 방법의 단점은 인터럽트 컨트롤러를 시작하기 위해 문자의 모든 전송이 중단되어야한다는 것입니다. 원래 프로그램의 실행을 계속하기 위해 장면을 유지하고 복원해야한다는 것입니다. , 많은 수의 데이터 교환이 필요한 경우 시스템의 성능이 매우 낮아질 것입니다.
(3) 증권 시세 표시기(직접 메모리 액세스) 전송 방법
DMA의 가장 명백한 특징 중 하나는 소프트웨어가 아니라 CPU의 개입없이 메모리와 주변 장치 간의 데이터 교환을 제어하기 위해 전문화 된 컨트롤러를 사용한다는 것입니다. CPU의 효율성을 크게 향상시킵니다.
DMA 데이터 전송 전에 DMA 컨트롤러는 CPU에 대한 버스 제어에 적용되며 CPU는 제어를 허용하는 경우 제어를 넘겨줍니다. 따라서, 버스 컨트롤은 데이터 교환 중에 DMA 컨트롤러에 의해 유지되며, 전송이 끝날 때 DMA 컨트롤러는 버스 제어를 CPU로 다시 건네줍니다.
(4) 무조건 전이 방법
(5) I/O 채널 방법
(6) I/O 프로세서 방법
산업 통제네트워크
산업제어 네트워크는 일반적으로 LAN (Late Area Networks)이며, 일반적으로 몇 킬로미터 범위 내에서 작동합니다. 생산 시설 주변에 분포 된 측정 및 제어 장치를 다양한 기능을 갖춘 자동화 시스템에 연결합니다. 제어 네트워크는 생산 공장, 조립 라인, 온실, 곡물 창고, 댐, 터널, 다양한 교통 관제 시스템, 건물, 군사, 소방, 환경에서 발견됩니다.테스트, 건물과 집.
산업 제어 네트워크의 노드
산업 제어 네트워크의 노드는 주로 컴퓨팅이있는 측정 장치입니다.의사소통기능. 그들은 가질 수 있습니다내장CPU이지만 기능은 비교적 단일이므로 컴퓨팅 성능은 일반 PC보다 훨씬 적을 수 있으며 키보드, 디스플레이 및 기타 휴먼 컴퓨터 상호 작용 인터페이스가 없습니다. 일부는 CPU도없고마이크로 컨트롤러단순한 상태로 만통신 인터페이스한계 스위치, 유도 스위치 및 기타 유형의 스위치와 같은,광전자, 온도, 압력, 흐름, 수준 및 기타 유형의센서, 송신기, 다양한 데이터 수집 장치 등.
네트워크 작업 및 작업 환경을 제어합니다
다양한 전자기 간섭의 산업 생산에 직면하는 산업 제어 네트워크기계적차갑고 뜨거운 현장 작업 환경에 직면 한 진동은 제어 네트워크로 이동 하여이 가혹한 작업 환경에 적응할 수 있습니다. 또한 자체 제어 장비는 크게 다르므로 제어 네트워크 상호 연결 및 상호 운용성의 실현은 종종 매우 어렵습니다.
실시간 요구 사항의 제어 네트워크
제어 네트워크는 실시간 제어 요구 사항을 충족해야합니다. 데이터의 특정 변수에 대한 실시간 제어는 종종 정확하고 정기적 인 새로 고침이 필요하며, 제어 역할은 특정 시간 제한 내에 완료되어야하며, 관련 제어 조치가 지정된 문제의 순서에 따라 완료되어야합니다.
현장 인터페이스 분류
제어 네트워크의 이러한 특성에 따라 다양한 인터페이스는 제어 네트워크의 요구 사항을 충족하도록해야합니다. 현재 산업 분야에는 4 가지 유형의 인터페이스가 있습니다.
(1) 플랫폼 관련 공통 프로토콜 : OPC / DDE
OPC는 다른 공급에서 장치와 애플리케이션 간의 소프트웨어 인터페이스를 표준화하기 위해 제안됩니다.공급 업체그리고 그들 사이의 데이터 교환을 더 간단하게 만듭니다. 결과적으로 특정 개발 언어 및 개발 환경에 의존하지 않고 자유롭게 결합하고 사용할 수있는 프로세스 제어 소프트웨어 구성 요소를 사용자에게 제공 할 수 있습니다.
(2) 플랫폼 독립적 통신 프로토콜 : Modbus, Profibus
Modbus 프로토콜은 전자 컨트롤러에 사용되는 보편적 인 언어입니다. 이 프로토콜을 통해 컨트롤러는 네트워크를 통해 서로 통신합니다 (예 :이더넷)) 및 기타 장치. 그것은 일반적인 산업 표준이되었습니다. 국제적, 개방형 제조업체 독립적 인 Fieldbus 표준 인 Profibus는 다양한 제조업체의 제어 장치가 중앙 집중식 모니터링 및 제어를 위해 산업 네트워크에 연결할 수 있도록합니다. Profibus 변속기 속도는 9.6kbaud에서 12MBaud로 선택 될 수 있으며 버스 시스템이 활성화 될 때 버스에 연결된 모든 장치는 동일한 속도로 설정해야합니다. 제조 자동화, 프로세스 산업 자동화 및 건물, 운송 및 전력 및 기타 자동화 영역에 널리 사용됩니다. Profibus는 Fieldbus입니다기술공장 자동화 상점 용 바닥 수준 모니터링 및 현장 장치 수준 데이터 통신 및 제어 용.
(3) 플랫폼 독립적 독점 프로토콜 : 대부분증권 시세 표시기프로토콜, 산업 이더넷 프로토콜
(4) 특수 프로토콜 :프로그램 작성포트, 인쇄 포트 및 계약을 얻는 기타 특별한 방법
산업 전송 커뮤니케이션 프로토콜은 주로 역사적 유산과 인공 독점으로 인해 더 다양합니다. 여전히 많은 Fieldbus 표준이 있지만 산업 이더넷보다 표준은 더 중요하지 않습니다.
다양한 FieldBuses/프로토콜/인터페이스 요약
이름의 이름산업 자동화버스/프로토콜/인터페이스 식별 특성 소개 설명
하위 제어 레벨 AS-interface를위한 ASI 센서/액추에이터 버스는 간단하고 경제적 인 배선으로 센서와 액추에이터를 상단 제어 레벨에 연결하는 데 사용됩니다. AS 인터페이스는 국제 표준 EN 50295 및 IEC 62026-2를 준수합니다. As-interface (as-i=액추에이터/센서 인터페이스)는 액추에이터 및 센서를 연결하기위한 FieldBus 통신 체계입니다. 주최자] ASI 인터페이스/프로토콜/사양
bacnet ==구축 자동화 제어 네트워크 데이터 통신 프로토콜 빌딩 자동화 제어회로망congriangion】 건물 자동화 통신 프로토콜의 산업 자동화 : BACNET
캐노펜액추에이터/센서 용 멀티 마스터 버스 버스 대역폭을 효과적으로 사용하면 Canopen은 비교적 낮은 데이터 속도에서 짧은 시스템 응답 시간을 달성 할 수 있습니다. CAN 버스의 주요 장점은 다음과 같습니다. 높은 데이터 보안 및 다중 마스터 기능을 유지하는 능력.
아시아 시장의 CC-Link Fieldbus (Control & Communication Link)는 주로 아시아 지역에서 제어 수준과 Fieldbus 레벨 간의 통신을위한 오픈 버스 시스템입니다.
Controlnet 표준화 된 FieldBus Controlnet은 개방형 표준 FieldBus 시스템입니다. 버스 프로토콜을 사용하면 주기적 및 acyclic 데이터가 서로 방해하지 않고 동시에 버스를 통해 교환 할 수 있습니다.
Dali Communication 표준 건물 자동화를위한 Dali Communication 표준 DALI 표준 (IEC 60929)은 조명 애플리케이션에서 전자 밸러스트의 상호 운용성을 보장하는 제조업체 스패닝 프로토콜입니다. 이 새로운 표준은 1-10 v 디머 인터페이스를 대체하는 데 사용됩니다. 디지털주소조명인터페이스 (DALI)는 전자 밸러스트의 디지털 제어를위한 건물 자동화 표준입니다. Dali는 조명, 블라인드 또는 온도 제어를위한 서브 시스템으로 사용되며 건물 관리 시스템과 직접 통신합니다. 건물 자동화를위한 산업 자동화 버스 - 조명 인터페이스 : Dali
CAN 기술이있는 Devicenet 장치 버스 Devicenet은 미국에서 시작된 센서/액추에이터 버스 시스템이지만 현재 유럽과 아시아에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. Devicenet은 CAN (Controller Area Net) 버스를 기반으로합니다.
DMX EIB 건물 자동화 분야의 통신 표준 (유럽 설치 버스)은 주로 유럽에서 널리 사용되는 배선 건물 버스 시스템입니다.
Enocean유지 보수가없고 배터리가 없으며 와이어가없는 무선 기술입니다. 주로 건물 자동화에 사용됩니다. 다른 장치 모듈 (예 : 라이트 스위치)에는 Enocean 지원이 포함되어 있습니다. 그런 다음 장치를 컨트롤러에 의해 제어 할 수 있습니다. 건물 자동화 무선 프로토콜의 산업 자동화 : Enocean
Ethercat == 고속 실시간 이더넷 필드 버스 Ethercat (이더넷제어 자동화기술)는 고성능과 쉬운 작동을 특징으로하는 산업 자동화를위한 이더넷 솔루션입니다.
ODVA 이더넷/IP의 이더넷/IP 산업 이더넷 솔루션은 ODVA (Open Devicenet 벤더 협회)가 개발 한 산업 이더넷 표준이며 이더넷 TCP/IP 및 UDP/IP 표준을 기반으로합니다.
이더넷 TCP/IP 네트워크 버스 이더넷은 사무실 부문에서 중요한 표준입니다. 높은 전송 속도, 기존 네트워크에 간단한 통합, 광범위한 서비스 및 다양한 인터페이스와 같은 이더넷의 많은 장점도 Beckhoff의 이더넷 제품에 반영됩니다.
fias fias == fidelio 인터페이스 및 응용 프로그램 사양 == (추정) ** f ** idelio** i ** nterface** a ** pplication ** s ** pecification fias (fidelio 인터페이스 및 응용 프로그램 사양)는 세계 최고의 환대 관리 소프트웨어의 인터페이스입니다. 주최자] 호텔 관리 소프트웨어 인터페이스의 건물 자동화 산업 자동화 : FIAS 및 FIDELIO
Fipio Worldfip Compliant Fieldbus FIP는 유럽 표준 EN 50170을 준수하며 WorldFip FieldBus 조직의 독립 제조업체가 지원합니다. 버스 성능은 순환 및 비 사이 클릭 변수 및 정보의 교환을 통해 특정 응용 프로그램에 적응할 수 있습니다.
IEEE 1588 Interbus Interbus, 1987 년 시장에 도입 된 Interbus Fieldbuses는 쉬운 구성, 고속 및 신뢰성을 특징으로합니다. 이 마스터/슬레이브 시스템 시프트 레지스터 통신 프로토콜은 순환 통신의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
[주최자] Fieldbus : Interbus
IO-Link IO-Link는 필요한 다양한 인터페이스를 완벽하게 표준화합니다제어 시스템그리고 도구 처리. IO-Link를 사용하면 경제적 인 지점 간 연결 방법을 사용하여 센서 및 액추에이터가 제어 계층에 연결할 수 있습니다. 열린 인터페이스로서, IO-Link는 일반적으로 사용되는 모든 FieldBus 시스템에 통합 될 수 있습니다. IO- 링크 시스템은 센서, 액추에이터 또는 둘 다의 조합과 같은 IO- 링크 장치로 구성됩니다. 그들은 전통적인 3 와이어 연결 기술을 사용합니다. 주최자] IO- 링크
Lightbus == 고속 기계 제어를위한 고속 광섬유 필드 버스 간섭없는 Fieldbus 통신 Beckhoff가 개발 한 광섬유 버스 시스템입니다.~와 함께성숙도가 높을수록 주요 특징은 다음과 같습니다. 전자기 간섭에 대한 높은 면역, 쉬운 설치, 매우 빠르고 순환적인 데이터 전송 및 높은 수준의 확실성이 포함됩니다.
LON Building Automation LON (Local Operating Network) 분야의 통신 표준은 주로 상용 건물 자동화 분야에서 분산 응용 프로그램을위한 여러 네트워크 연결을 갖춘 통신 시스템입니다.
Modbus Open Fieldbus Modbus는 마스터/슬레이브 구조를 기반으로 한 오픈 직렬 통신 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 모든 유형의 직렬 인터페이스에서 매우 쉽게 구현 될 수 있기 때문에 널리 인식됩니다.
MP-BUS [주최자] MP- 버스
Profibus Profibus DP/FMS는 유럽 표준 EN50170을 준수합니다. Profibus는 분산 주변 장치 (Profibus DP)에 널리 사용되는 고속 버스입니다. Profibus DP 및 FMS 외에도 Beckhoff는 Profibus MC 프로토콜을 지원합니다.운전하다의사소통.
PNO Profinet의 Profinet Industrial Ethernet 솔루션은 PNO (Profibus User Organization)가 개발 한 개방형 산업 이더넷 표준이며 TCP/IP와 같은 국제적으로 인정 된 IT 표준은 커뮤니케이션에 사용됩니다.
RS232/RS485네트워킹을위한 가장 비용 효율적인 솔루션RS232RS485는 '전통적인'연속 인터페이스이며 항상 널리 사용되었습니다. Beckhoff의 RS485/RS232 I/O 모듈은 간단하고 구현하기 쉬운 직렬 통신 프로토콜을 사용합니다.
SERCOS III 드라이브 엔지니어링 필드에서 버스 인 Sercos는 원래 드라이브를위한 고속 광섬유 버스 시스템으로 개발되었습니다. Beckhoff의 Sercos 버스 커플러의 개발 덕분에 Sercos 버스 (예 : 높은 데이터 전송 속도 및 단기 사이클 시간)의 장점 중 일부는 이제 I/O 주변 장치에도 사용할 수 있습니다.
USB를 참조하십시오.실험실 사용을위한 USB 고속 인터페이스는 PC 기술 분야의 응용 프로그램을위한 표준 인터페이스가되었습니다. 높은 전송률, 유연한 토폴로지 (통합 허브를 통해) 및 Beckhoff의 USB 버스 커플러 덕분에 USB 시스템은 거리가 짧은 애플리케이션의 필드 버스 대안으로 사용할 수 있습니다.