INTERBUS現場總線產品在鋁行業(yè)物流設備中的應用

1. 關于INTERBUS 總線
菲尼克斯電氣一直致力于中國自動化事業(yè)的發(fā)展。作為現場總線、PC-Based、工業(yè)以太網技術的先導，菲尼克斯率先提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動化方案，構造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網絡。
上個世紀末以來，隨著通訊技術、計算機技術網絡技術的飛速發(fā)展，工業(yè)自動化領域發(fā)生了深刻變革。德國Phoenix Contact公司努力投身于這一時代浪潮，在現場總線技術、PC-Based技術、工業(yè)以太網技術這自動化界三大重要革新中引領著世界的步伐。
作為現場總線的鼻祖，來自德國的Phoenix Contact公司的INTERBUS現場總線誕生于1986年，采用非常獨特的集總幀傳輸協議，有效數據傳輸率高達52%，具備強大的故障診斷功能；采用雙絞線無中繼器傳輸距離長達12.8公里；；單主站可連接最多達255個從站；掃描4096 I/O點的時間僅為7.8毫秒（500Kbps）。以其技術的先進性、開放性、成熟性廣泛適用于汽車、機器、物流設備、卷煙設備等各種制造業(yè)領域中。在全球有3000多個總線設備生產廠家，安裝節(jié)點超過400萬個，現已成為眾多廠家首選的自動化系統(tǒng)之一。INTERBUS現場總線是國際標準IEC 61158、歐洲標準EN-50254、德國標準DIN-19258和中國機械工業(yè)標準JB 10308-8所規(guī)定的標準現場總線。
今天，作為現場總線、PC-Based、工業(yè)以太網技術的先導，菲尼克斯又率先提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動化方案，構造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網絡，致力于中國自動化事業(yè)的發(fā)展。隨著現場總線技術的出現和發(fā)展，各種現場總線的市場競爭日趨激烈，在IEC61158國際標準中，八種總線（FF的H1、FF-HSE、Profibus、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、 ControlNet、SwiftNet）均列入國際標準，形成多種總線共同競爭的局面。
INTERBUS作為IEC61158標準之一，廣泛地應用于制造業(yè)、機器加工等行業(yè)中，用于從傳感器/執(zhí)行器到計算機控制站的信號連接，是一種開放的串行總線系統(tǒng)。INTERBUS總線協議于1984年推出，其主要技術開發(fā)者為德國的Phoenix Contact公司，1986年開始在汽車制造中成功使用后，很快在各種行業(yè)中得到大量的使用，目前全球使用量達750萬節(jié)點。
１.1 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同。遠程總線網絡用于遠距離數據傳送,采用RS-485傳輸，遠程網絡采用全雙工方式進行通訊，通訊速率為500k/s。本地總線網絡連接到遠程網絡上，網絡上的總線終端BT（BUS Terminal）上的BK模塊負責將遠程網絡數據轉換為本地網絡數據。
INTERBUS總線上的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。總線控制板是INTERBUS總線上的主設備，用于實現協議的控制、錯誤的診斷、組態(tài)的存儲等功能。I/O模塊實現在總線控制板和傳感器/執(zhí)行器之間的接收和數據傳輸，可處理的數據類型包括機械制造和流程工業(yè)的所有標準信號。
1.２ INTERBUS總線的協議特點
（１）物理層
結構：硬件數據環(huán)，所有設備在組態(tài)時自動編址 。
距離：分布式，最長距離可達12.8km，系統(tǒng)安裝費用低 。
傳輸介質：雙絞線、光纜、紅外線等，網絡可在各種工業(yè)環(huán)境聯接，并可混合使用 。
（２）數據鏈路層
協議傳輸：全雙工、集總幀（summation-frame）結構 ，網絡上的所有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(xù)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需要的時間快數倍 。
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，實現更多的正常工作時間，減少維護費用，提高可靠性 。
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(tǒng)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(tǒng)提供最優(yōu)的配置 。
標準 ：DIN19258 EN50254 IEC61158 ，系統(tǒng)標準統(tǒng)一
（５）數據傳輸
INTERBUS的數據傳輸類似于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，經過網絡上的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周期幀在INTERBUS總線系統(tǒng)初始化時須讀取，以產生過程映像。在ID周期幀成功執(zhí)行后，INTERBUS總線設備內部切換到數據寄存器，只執(zhí)行數據幀，以實現數據的傳輸。