工业控制中人们常问何为CAN协议此外还有DNP3MODBUS和PROFINET等众多接口协议各司其职
在工业控制领域,人们常问:何为CAN总线协议?此外,还有DNP3、MODBUS和PROFINET等众多接口协议,各司其职。这些接口不仅是CPU与I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁,也是存储器与CPU通信的关键。此外,它们还需适应不同的工作环境,如强电磁干扰、机械振动以及严寒酷暑的野外条件。
I/O接口概念
I/O接口是一种电子电路,以IC芯片或接口板形式出现,其内含若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁。通过I/O指令,CPU可以查询指定外设当前状态,如果准备就绪,则进行数据输入或输出;或者采用中断处理方式,让CPU执行其他程序,一旦外设数据交换准备就绪,便向CPU提出服务请求。
控制方式
程序查询方式
这种方式下,CPU通过I/O指令询问指定外设当前状态。如果外设准备就绪,则进行数据输入或输出;否则,CPU等待循环查询。这一方法结构简单,但由于速度差异通常处于等待状态,因此工作效率较低。
中断处理方式
在这种方式下,CPU不再被动等待,而是可以执行其他程序。一旦外设为数据交换准备就绪,可以向CPU提出服务请求。 CPU响应该请求后,将暂停当前程序执行转去执行与该请求对应的服务程序,然后继续原来的程序。
DMA(直接存储器存取)传送方式
DMA最明显的一个特点是它不是用软件而是采用一个专门来控制内存与外设之间的数据交流,无须CPU介入,大大提高了系统性能。在进行DMA数据传送之前,DMA会向cpu申请总线控制权,在传输结束后,将总线控制权交还给cpu。
无条件传送方式
I/O通道方式
I/O处理机方式
工业自动化网络
工业自动化网络一般为局域网,其作用范围一般在几公里之内。将分布在生产装置周围测控设备连接为功能各异的自动化系统。这些网络遍布于工厂车间、装配流水线、温室、大型仓库、堤坝隧道交通管系统建筑军工消防环境检测楼宇家居等场所。
节点分类
节点大都是具有计算与通信能力的测量设备。这类设备可能具有嵌入式cpu,但功能比较单一,其计算能力也许远不及普通pc,没有键盘显示人机交互接口,有些甚至不带cpu,只带有简单通信接口如限位开关感应开关各种传感器变送器各种采集装置等等。
任务与工作环境
面临工业生产强电磁干扰机械振动严寒酷暑野外工作环境要适应这种恶劣环境另外自控千差万别实现互联互操作往往十分困难实时性要求必须满足对某些变量准确定时刷新实时性要求对于一些应用尤其重要实时性的要求使得整个系统更加稳定可靠有效高效地运行从而保证了整个过程的一致性精确度安全性经济性及合理使用资源以达到最佳效果满足用户需求提供更好的产品服务提高企业竞争力提升市场占有率增强市场信心增加社会福利促进经济发展推动科技进步改善生活质量促进社会稳定繁荣共同发展共享繁荣共同富裕共赢未来创造美好生活美丽世界