I / O模块(输入/输出)

输入/输出模块，或I/O模块，管理CPU和网络之间的通信，包括数据传输、电源负载管理和机器功能的控制。

这使得系统集成商能够连接不同的设备，从而更好地控制工业网络。I/O模块在遗留机器、设备和系统无法与所需设备进行本机通信的情况下特别有用工业协议．

I/O模块有助于扩展制造商的网络，以合并所有制造设备，实现对系统的更好控制，并增加操作的可见性。它们还克服了收集外围数据的挑战，这些数据可能以不同的速度、不同的数量和不同的格式出现。

可以使用I/O模块收集数据的一些设备包括传感器、执行器、监视器和阀门。I/O模块也可以作为plc和人机界面的辅助设备。

I/O模块在工业环境中提供各种关键功能。如果没有输入/输出模块，组织将无法在外围设备和网络之间交换数据。下面我们将概述I/O模块的关键功能:

• 检测错误: I/O模块具有检测错误并上报给CPU的能力。I/O模块检测错误的一种方法是奇偶校验位方法。
• 处理器通信:这个I/O模块的关键功能包括以下几个部分:
  • 命令解码:接收和解码处理器发出的命令。
  • 数据交换:外设、处理器和主存之间的数据交换。
  • 状态报告:外设状态与处理器通信。
  • 地址译码:通过管理连接到I/O模块的每个外设的唯一地址来组织它们。
• 缓冲数据:通过数据缓冲，I/O模块可以管理处理器发送到外围设备的数据传输速度。这补偿了外围设备的延迟。
• 设备通信: I/O模块可以方便所连接的外围设备之间的通信。
• 控制和时间: I/O模块用于管理内部系统与外围设备之间的数据事务。

I/O通信技术有三种类型:

1. 程序I / O:在这种情况下，数据从I/O设备传输到内存将需要CPU启动一个程序。CPU一直处于循环中，直到I/O设备准备好进行数据传输。
2. 中断驱动的I / O:在这种情况下，CPU向I/O设备提供一个读命令，一旦I/O设备准备好传输数据，它就向处理器发送一个中断信号。在此事件发生时，CPU然后检查设备的状态，并将该信息写入内存，如果它是就绪的。
3. 直接内存访问(DMA):在这种通信技术中，I/O设备可以直接从内存发送和接收数据，完全绕过CPU，提高了内存操作的速度。

I/O操作有三种类型:

• 感觉输入
  • 数字输入
  • 模拟输入
• 控制输出
  • 直接数字输出
  • 调制数字输出
  • 模拟输出
• 数据传输
  • 平行
  • 串行

源

I/O模块存在于plc中，也可以添加到plc中，以增加功能、连通性和对进程的控制。它们通过处理发送到PLC的通信以及接受处理器发送的命令发挥着重要作用。这使它们能够检测错误、交换数据、缓冲数据，并管理内部系统和外围设备之间的数据事务。

模拟和数字I/O指的是在I/O操作中在设备和系统之间传输的信号类型。

模拟信号

模拟信号在其表示的值和对应的时间上都是连续的。声波就是一个很好的例子，它代表了声音随时间的连续测量。其他的例子可以是电流或电压。

数字信号

数字信号是二进制的。想想“开”或“关”，“1”或“0”。在这方面，它们是离散的，而不是像模拟信号那样连续的。随着数字技术的普及，数字I/O正在取代模拟I/O成为数据采集的标准。然而，模拟信号仍然在使用，并且可以转换成数字信号。

［图片来源］

下面是一个包含I/O模块内所有组件的图表。

［图片来源］

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