自学工业控制网络之路1.6-典型的现场总线介绍Interbus

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自学工业控制网络之路1.6-典型的现场总线介绍Interbus

1987年正式公布，其主要技术开发者为德国的PhoenixContact公司。
1996年，INTERBUS成为DIN19285标准。
1998年，INTERBUS成为EN50254欧洲标准。
2000年，INTERBUS成为IEC61158的国际标准。

1. Interbus简介

Interbus是一种器件级现场总线，主要设备有总线终端BT（Bus Terminal）上的BK模块、I/O模块和安装在PC或PLC等上位主设备中的总线控制板。

2. Interbus显著特点

• 它是数据环结构(Interbus-Loop)。BK模块和I/O模块形成闭合的环状结构，环路使用标准电缆同时传送数据和电源。
• 支持即插即用功能，无须拨码开关设定地址。
• 它的终端不需要终端电阻。
• 它有着极强的故障诊断的优点。

3. Interbus体系结构

 (1)物理层

　　结构：硬件数据环，所有设备在组态时自动编址。

　　距离：分布式，最长距离可达12.8km，系统安装费用低。

　　传输介质：双绞线、光缆、红外线等，网络可在各种工业环境联接，并可混合使用。

 (2)数据链路层

　　协议传输：全双工、集总帧(summation-frame)结构，网络上的所有I/O可同时更新数据。

　　协议仲裁：无仲裁，数据可无干扰地连续传送。

　　数据吞吐量：在7.8ms内可读写4096个数据，I/O数据更新时间比解决应用逻辑需要的时间快数倍。

　　错误校验：每次网络联接都进行CRC校验，传输数据更可靠、正确。

  (3)应用层

　　诊断：可实现网络故障定位，实现更多的正常工作时间，减少维护费用，提高可靠性。

　　协议的适应性：支持高速的数字量、模拟量和client-sever信息的传输，可适应绝大多数的控制要求。

　　I/O的扩展性：可联接254个远程站点，4096个I/O有更好的系统适应性。

4. Interbus总线结构

INTERBUS总线包括远程总线网络和本地总线网络，两种网络传送相同的信号但电平不同。

• 远程总线网络用于远距离数据传送,采用RS-485传输，远程网络采用全双工方式进行通讯，通讯速率为500k/s。
• 本地总线网络连接到远程网络上，网络上的总线终端BT(BUSTerminal)上的BK模块负责将远程网络数据转换为本地网络数据。

INTERBUS总线上的主要设备有总线终端BT(BUSTerminal)上的BK模块、I/O模块和安装在PC或PLC等上位主设备中的总线控制板。、

• 总线控制板是INTERBUS总线上的主设备，用于实现协议的控制、错误的诊断、组态的存储等功能。
•  I/O模块实现在总线控制板和传感器/执行器之间接收和传输数据，可处理的数据类型几乎包括机械制造和流程工业的所有标准化信号，如0～20mA、0～10V、4～20A、±10V，其温度输入模块可处理所有流行的热电偶、热电阻信号。

5. Interbus总线数据传输

INTERBUS的数据传输类似于一个远程距离移位寄存器，数据从总线控制板的数据寄存器移出，经过网络上的BK模块和I/O模块，又移入总线控制板的寄存器。

也就是说，数据从总线控制板上的数据寄存器的移进移出是同时进行的(全双工模式)。INTERBUS数据是完全帧传送的。

两种帧类型：ID周期帧和数据周期帧。

• ID周期帧在INTERBUS总线系统初始化时须读取，以产生过程映像。
• 在ID周期帧成功执行后，INTERBUS总线设备内部切换到数据寄存器，只执行数据帧，以实现数据的传输。

INTERBUS作为一种基于现场的总线系统，在I/O网络中有十分快的通讯速度：254个I/O时，距离12.8km时为15ms，300m时为3ms。

• 在信息管理层，INTERBUS通过以太网实现互联，I/O层(I/Olevel)、现场层(fieldlevel)、控制层(controllevel)使用INTERBUS系统，
• 上层管理层(managementlevel)通过以太网相连接并和internet相联，从而用户可通过PC机拨号上网，对远方的INTERBUS网络的设备进行操作并获取设备的数据信息。