现场总线产品在铝行业物流设备中的应用

1.关于INTERBUS总线

菲尼克斯电气一直致力于中国自动化事业的发展。作为现场总线、PC-Based、工业以太网技术的先导，菲尼克斯率先提出了FIELDBUS+ETHERNET这一新型自动化方案，构造了完善的工业企业管理控制网络。
上个世纪末以来，随着通讯技术、计算机技术网络技术的飞速发展，工业自动化领域发生了深刻变革。德国PhoenixContact公司努力投身于这一时代浪潮，在现场总线技术、PC-Based技术、工业以太网技术这自动化界三大重要革新中引领着世界的步伐。
作为现场总线的鼻祖，来自德国的PhoenixContact公司的INTERBUS现场总线诞生于1986年，采用非常独特的集总帧传输协议，有效数据传输率高达52%，具备强大的故障诊断功能；采用双绞线无中继器传输距离长达12.8公里；；单主站可连接最多达255个从站；扫描4096I/O点的时间仅为7.8毫秒（500Kbps）。以其技术的先进性、开放性、成熟性广泛适用于汽车、机器、物流设备、卷烟设备等各种制造业领域中。在全球有3000多个总线设备生产厂家，安装节点超过400万个，现已成为众多厂家首选的自动化系统之一。INTERBUS现场总线是国际标准IEC61158、欧洲标准EN-50254、德国标准DIN-19258和中国机械工业标准JB10308-8所规定的标准现场总线。
今天，作为现场总线、PC-Based、工业以太网技术的先导，菲尼克斯又率先提出了FIELDBUS+ETHERNET这一新型自动化方案，构造了完善的工业企业管理控制网络，致力于中国自动化事业的发展。随着现场总线技术的出现和发展，各种现场总线的市场竞争日趋激烈，在IEC61158国际标准中，八种总线（FF的H1、FF-HSE、Profibus、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、ControlNet、SwiftNet）均列入国际标准，形成多种总线共同竞争的局面。
INTERBUS作为IEC61158标准之一，广泛地应用于制造业、机器加工等行业中，用于从传感器/执行器到计算机控制站的信号连接，是一种开放的串行总线系统。INTERBUS总线协议于1984年推出，其主要技术开发者为德国的PhoenixContact公司，1986年开始在汽车制造中成功使用后，很快在各种行业中得到大量的使用，目前全球使用量达750万节点。
１.1INTERBUS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/执行器之间的接收和数据传输，可处理的数据类型包括机械制造和流程工业的所有标准信号。
1.２INTERBUS总线的协议特点
（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）连通性
开放性：1000多家厂商提供2500多种兼容设备，可供选择的供应商多，能为系统提供最优的配置。
标准：DIN19258EN50254IEC61158，系统标准统一
（５）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。