自學工業控制網絡之路1.6-典型的現場總線介紹Interbus

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自學工業控制網絡之路1.6-典型的現場總線介紹Interbus

1987年正式公佈，其主要技術開發者爲德國的PhoenixContact公司。
1996年，INTERBUS成爲DIN19285標準。
1998年，INTERBUS成爲EN50254歐洲標準。
2000年，INTERBUS成爲IEC61158的國際標準。

1. Interbus簡介

Interbus是一種器件級現場總線，主要設備有總線終端BT（Bus Terminal）上的BK模塊、I/O模塊和安裝在PC或PLC等上位主設備中的總線控制板。

2. Interbus顯著特色

• 它是數據環結構(Interbus-Loop)。BK模塊和I/O模塊造成閉合的環狀結構，環路使用標準電纜同時傳送數據和電源。
• 支持即插即用功能，無須撥碼開關設定地址。
• 它的終端不須要終端電阻。
• 它有着極強的故障診斷的優勢。

3. Interbus體系結構

 (1)物理層

　　結構：硬件數據環，全部設備在組態時自動編址。

　　距離：分佈式，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，網絡可在各類工業環境聯接，並可混合使用。

 (2)數據鏈路層

　　協議傳輸：全雙工、集總幀(summation-frame)結構，網絡上的全部I/O可同時更新數據。

　　協議仲裁：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應用邏輯須要的時間快數倍。

　　錯誤校驗：每次網絡聯接都進行CRC校驗，傳輸數據更可靠、正確。

  (3)應用層

　　診斷：可實現網絡故障定位，實現更多的正常工做時間，減小維護費用，提升可靠性。

　　協議的適應性：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. Interbus總線結構

INTERBUS總線包括遠程總線網絡和本地總線網絡，兩種網絡傳送相同的信號但電平不一樣。

• 遠程總線網絡用於遠距離數據傳送,採用RS-485傳輸，遠程網絡採用全雙工方式進行通信，通信速率爲500k/s。
• 本地總線網絡鏈接到遠程網絡上，網絡上的總線終端BT(BUSTerminal)上的BK模塊負責將遠程網絡數據轉換爲本地網絡數據。

INTERBUS總線上的主要設備有總線終端BT(BUSTerminal)上的BK模塊、I/O模塊和安裝在PC或PLC等上位主設備中的總線控制板。、

• 總線控制板是INTERBUS總線上的主設備，用於實現協議的控制、錯誤的診斷、組態的存儲等功能。
•  I/O模塊實如今總線控制板和傳感器/執行器之間接收和傳輸數據，可處理的數據類型幾乎包括機械製造和流程工業的全部標準化信號，如0～20mA、0～10V、4～20A、±10V，其溫度輸入模塊可處理全部流行的熱電偶、熱電阻信號。

5. Interbus總線數據傳輸

INTERBUS的數據傳輸相似於一個遠程距離移位寄存器，數據從總線控制板的數據寄存器移出，通過網絡上的BK模塊和I/O模塊，又移入總線控制板的寄存器。

也就是說，數據從總線控制板上的數據寄存器的移進移出是同時進行的(全雙工模式)。INTERBUS數據是徹底幀傳送的。

兩種幀類型：ID週期幀和數據週期幀。

• ID週期幀在INTERBUS總線系統初始化時須讀取，以產生過程映像。
• 在ID週期幀成功執行後，INTERBUS總線設備內部切換到數據寄存器，只執行數據幀，以實現數據的傳輸。

INTERBUS做爲一種基於現場的總線系統，在I/O網絡中有十分快的通信速度：254個I/O時，距離12.8km時爲15ms，300m時爲3ms。

• 在信息管理層，INTERBUS經過以太網實現互聯，I/O層(I/Olevel)、現場層(fieldlevel)、控制層(controllevel)使用INTERBUS系統，
• 上層管理層(managementlevel)經過以太網相鏈接並和internet相聯，從而用戶可經過PC機撥號上網，對遠方的INTERBUS網絡的設備進行操做並獲取設備的數據信息。