基于单片机的远程IO模块设计+源程序+电路图(3)
PCI的总线具有结构简单、价格低廉、设计比较简单等优点，但同时缺点也比较明显，虽然可以通过加入扩展板卡来实现扩展IO，但PCI总线还是无法连接太多的设备，有非常大的局限性；信号线之间会存在干扰，影响系统的正常工作；连接多个设备时，有效带宽将大幅度降低，导致传输速率变慢。
工控机主要大多通过串口来实现通信，也有少部分使用以太网进行通信，通过串口有一定的距离限制，而通过以太网没有距离限制，因此研究通过以太网的通信有一定的实用意义。
1.1.3 PLC逻辑控制
可编程序控制器PLC（Programmable Logic Controller），是一种可编程的存储器，可以在内部实现数据逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算等操作。在逻辑运算以及控制方面，性能要优于工控机。随着电子计算机技术的发展与进步，PLC不仅可以实现逻辑控制，同时还具有了网络通信的功能，并且通过网络可以实现用软件来改变控制流程。
PLC具有体积较小、组装维护便捷、易于编程、可靠性高、抗干扰能力强等优点，但同时PLC价格昂贵，虽然扩展方便，但是扩展占用体积较大，不利于较多端口的扩展，而且扩展后排线冗杂，不利于后期维护。
1.1.4问题的提出与课题研究内容
在逻辑控制方面，IPC能力较弱，但若基于PLC实现逻辑控制，除增加了PLC硬件成本外，它还需要添加组态软件，而且与PC机通信时使用VC/VB/Delphi混合编程难度也要增大，增加了开发成本和周期。而本次课题实现基于单片机的远程控制IO模块，在IPC控制器的平台上进行顺序逻辑控制，它既可以实现较强大的逻辑控制，也能非常方便的与PC机实现编程通信。
本文通过以太网以及485两种通信口与PC机进行通信，硬件上设置拨码管，用来选通地址通道，并且PC机可以与多个IO模块进行通信，同时对输入、输出进行扩展，扩展IO口便捷，而且可以扩展很多IO口，成本低廉。
1.2研究现状以及发展
目前，工业智能化的高速发展，实现远程控制IO成为了一种趋势，因此有很多专家、学者对远程控制IO模块做了深入研究。广州数控设备有限公司自主研发的基于GSK-Link工业总线远程IO模块设计[11]，选用ARM作为主控芯片，通过GSK-Link工业总线与PC机通信，同时对IO模块进行了扩展，最多可提供200个通用的输入、输出接口。工业现场中会有很多信号干扰，导致严重影响系统的正常运行，针对于此，杨敏等4位老师研发出了远程IO数据采集器 [14]，通过它能够有效的抑制现场的信号干扰，设计采用了RS-485总线进行通信，采用PLC作为运算处理器，并且对PLC实现了扩展。采用了点对点的通信方式，极大的限制了控制器的作用，在对PLC做了扩展，增加了很多成本。上海新华控制技术有限公司的马呈祥设计了一款基于W5100以太网模块实现远程IO与DCS主站之间的通信[13]，但是没有对IO口实现扩展功能，应用有一定的局限性。
工业上有很多IO模块，以RIO-8100为例，采用RS232、RS485通信模式与上位机进行数据交换，工业标准的Modbus RTU协议是它的工业标准，ModBus协议定了一个控制器，能够认识使用的消息结构，不管他们是否通过哪种网络进行通信，它同时制定了消息域的格局和内容的公共格式，用来描述一个控制器请求访问其他设备、同时回应来自其他设备的请求，以及侦测并记录错误信息。通过此协议，控制器相互之间与控制器净以太网（或其它设备）之间可以完成数据的传输与交换，使各种不同公司和厂家的可编程逻辑控制器（PLC）、SCADA系统、RTU、DCS与兼容ModBus协议的第三方设备之间可以连接成一个工业网络，以此来构建出复杂的监控系统，同时利用系统的扩展和维护。这个通信协议作为系统集成的一种通用工业标准协议，已经被国内外各个行业广泛应用。
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