Panorama tecnologico dei moduli I/O: analisi approfondita dai principi funzionali alle applicazioni industriali

　　I moduli I/O (moduli di ingresso/uscita) gestiscono la comunicazione tra la CPU e la rete, compreso il trasferimento dei dati, la gestione del carico di alimentazione e il controllo delle funzioni della macchina. Consente agli integratori di sistema di connettere diversi dispositivi e gestire meglio le reti industriali, in particolare per gestire macchine, apparecchiature e sistemi più vecchi che non possono comunicare in modo naturale utilizzando i protocolli industriali richiesti.

　　1.Panoramica del modulo I/O

　　Funzioni principali

　　Rilevamento degli errori: dispone di funzionalità di rilevamento degli errori e può identificare e segnalare errori alla CPU tramite metodi come i bit di parità.

　　Comunicazione del processore

　　Decodifica dei comandi: riceve e interpreta i comandi inviati dal processore.

　　Scambio dati: facilita lo scambio di dati tra periferiche, processori e memoria principale.

　　Segnalazione dello stato: segnala gli aggiornamenti dello stato del processore alle periferiche.

　　Decodifica indirizzi:Organizza le periferiche collegate gestendo indirizzi univoci.

　　Buffer dei dati: controlla la velocità di trasferimento dei dati dal processore alle periferiche e compensa i ritardi delle periferiche.

　　Comunicazione del dispositivo: consente la comunicazione tra le periferiche collegate.

　　Controllo e tempistica: supervisiona le transazioni di dati tra sistemi interni e periferiche.

　　2.Tipi di metodi di comunicazione I/O

　　I/O programmato: il trasferimento dei dati dai dispositivi I/O alla memoria richiede che la CPU avvii un programma e la CPU continuerà il ciclo finché il dispositivo I/O non sarà pronto per trasferire i dati.

　　I/O basato su interrupt: la CPU invia un comando di lettura al dispositivo I/O e, quando il dispositivo è pronto per trasferire dati, invia un segnale di interruzione al processore, quindi la CPU controlla lo stato del dispositivo e scrive le informazioni nella memoria quando il dispositivo è pronto.

　　Accesso diretto alla memoria (DMA): i dispositivi I/O possono inviare e ricevere dati direttamente dalla memoria, bypassando completamente la CPU e aumentando la velocità delle operazioni di memoria.

　　3.Categorie di moduli di ingresso e uscita

　　Categorie di input: input sensoriale, input digitale, input analogico.

　　Categorie di uscita: uscita di controllo, uscita digitale diretta, uscita digitale modulata, uscita analogica, trasmissione dati (parallela e seriale).

　　4.Il ruolo dei moduli I/O nei PLC

　　I moduli I/O sono integrati nei PLC o aggiunti ai PLC per migliorarne la funzionalità, la connettività e il controllo del processo. Gestiscono le comunicazioni in entrata al PLC ed eseguono i comandi inviati dal processore, consentendo di rilevare errori, scambiare dati, bufferizzare informazioni e supervisionare le transazioni di dati tra sistemi interni e periferiche.

　　5.La differenza tra I/O analogico e I/O digitale

　　Segnali analogici: sono continui e rappresentano una gamma continua di valori che cambiano nel tempo, come onde sonore, misurazioni di corrente o tensione.

　　Segnali digitali: funzionano in forma binaria, solitamente rappresentati come "acceso" o "spento", "1" o "0", sono discreti e non continui come i segnali analogici. Con la popolarità della tecnologia digitale, l'I/O digitale sta diventando lo standard nella raccolta dati, ma i segnali analogici sono ancora in uso e possono anche essere convertiti in segnali digitali.