定義
INTERBUS作為IEC61158標準之一,廣泛地套用於製造業和機器加工行業中,用於連線感測器/執行器的信號到計算機控制站,是一種開放的串列匯流排系統。INTERBUS匯流排於1984年推出,其主要技術開發者為德國的Phoenix Contact公司。INTERBUS Club是INTERBUS 設備生產廠家和用戶的全球性組織,目前在17個國家和地區設立了獨立的Club組織,共有500多個成員。
INTERBUS匯流排包括遠程匯流排網路和本地匯流排網路,兩種網路傳送相同的信號但電平不同。遠程匯流排網路用於遠距離傳送數據,採用RS-485傳輸,網路本向不供電,遠程網路採用全雙工方式進行通訊,通訊速率為500k/s。本地匯流排網路連線到遠程網路上,網路上的匯流排終端BT(BUS Terminal)上的BK模組負責將遠程網路數據轉換為本地網路數據。
INTERBUS匯流排上的主要設備有匯流排終端BT(BUS Terminal)上的BK模組、I/O模組和安裝在PC或PLC等上位主設備中的匯流排控制板。匯流排控制板是INTERBUS匯流排上的主設備,用於實現協定的控制、錯誤的診斷、組態的存儲等功能。I/O模組實現在匯流排控制板和感測器/執行器之間接收和傳輸數據,可處理的數據類型包括機械製造和流程工業的所有標準信號。
INTERBUS匯流排的協定特點:
實現INTERBUS的主要協定晶片有兩種,匯流排控制板上的IPMS(INTERBUS Protocol Master)和網路上I/O設備上的SuPl (Serial Microprocessor Interface)。通過這兩種協定晶片形成INTERBUS的數據環結構。INTERBUS的數據傳輸類似於一個遠程距離移位暫存器,數據從匯流排控制板的數據暫存器移出,經過網路上的BK模組和I/O模組,又移入匯流排控制板的暫存器。也就是說,數據從匯流排控制板上的數據暫存器的移進移出是同時進行的(全雙工模式)。INTERBUS數據是 完全幀傳送的。兩種幀類型:ID周期幀和數據周期幀。ID周期幀和數據周期幀。ID周期幀在INTERBUS匯流排系統初始化時須讀取,以產生過程映像。在ID周期幀成功執行後,INTERBUS匯流排設備內部切換到數據暫存器,只執行數據幀,以實現數據的傳輸。
INTERBUS提供自動化的整體解決方案,I/O層提供多種輸入輸出模組,包括智慧型終端模組、遠程終端模組、網關模組等;控制層可以選用PC、VME和絕大多數的PLC作為主設備。從I/O層到控制層,僅需一根電纜即可實現數據交換,以取代成百上千條從控制系統接入及接出的電纜,可降低約40%的系統安裝費用。控制軟體採用符合IEC1131-3標準的PCWORX軟體,包括組態軟體SYSTEM WORX、硬體編程軟體PROGAM WORX、控制圖形化軟體GRAPH WORX。上位設備通過OPC Server 實現數據的開放和共享。
作為一種開放的匯流排系統,INTERBUS與任何PC平台兼容並可用於全世界80%的PLC。INTERBUS推行Open Control的控制方式,Open Control由開放式匯流排系統INTERBUS、 Microsoft的開放式程式WindowsNT 結構和工業PC電腦組成,目標是將辦公室和生產現場基於同一平台,實現通行的、統一的信息流。通過所有的層面而不停留--實現完全垂直的集成(CVI-Complete Vertical Integration)。使用Open Control,不同的硬體和軟體製造商的單個部件可集成到一個自動化系統中,真正實現不同製造商的可互操作性,無需任何界面接口。
INTERBUS作為一種基於現場的匯流排系統,在I/O網路中有十分快的通訊速度:256個I/O時,距離12.8km時為15ms,300m時為3ms。在信息管理層,INTERBUS通過乙太網實現互聯,I/O層(I/O level)、現場層(field level)、控制層(control level)使用INTERBUS系統,上層管理層(management level)通過乙太網相連線並和internet相聯,從而用戶可通過PC機撥接,對遠方的INTERBUS網路的設備進行操作並獲取設備的數據信息。
協定特點
(1)物理層
結構:硬體數據環,所有設備在組態時自動編址。
距離:分散式,最長距離可達12.8km,系統安裝費用低。
傳輸介質:雙絞線、光纜、紅外線等,網路可在各種工業環境聯接,並可混合使用。
(2)數據鏈路層
協定傳輸:全雙工、集總幀(summation-frame)結構,網路上的所有I/O可同時更新數據。
協定仲裁:無仲裁,數據可無干擾地連續傳送。
數據吞吐量:在7.8ms內可讀寫4096個數據,I/O數據更新時間比解決套用邏輯需要的時間快數倍。
錯誤校驗:每次網路聯接都進行CRC校驗,傳輸數據更可靠、正確。
(3)套用層
診斷:可實現網路故障定位,實現更多的正常工作時間,減少維護費用,提高可靠性。
協定的適應性:支持高速的數字量、模擬量和client-sever信息的傳輸,可適應絕大多數的控制要求。
I/O的擴展性:可聯接254個遠程站點,4096個I/O有更好的系統適應性。
(4)連通性
開放性:1000多家廠商提供2500多種兼容設備,可供選擇的供應商多,能為系統提供最優的配置。
標準:DIN19258EN50254IEC61158,系統標準統一