INTERBUS现场总线在光电切纸机中的应用

2006年12月29日

保定钞票纸厂董会正

摘要:INTERBUS现场总线作为一种新的控制方式,发展迅速,它使用双绞线、光纤或无线进行数据混合传输,传输速率恒定为500K或2M,可以与带INTERBUS接口的各种设备之间进行数据通讯。其独特的环行数据流方式,使得具有很高的稳定性、传输效率和很强的诊断功能,在汽车、造纸、烟草等制造自动化系统中大量使用,具有广泛的适用性。本文详述在光电切纸机中使用INTERBUS系统,具有典型意义。

一、INTERBUS总线概述

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、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。

2、INTERBUS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。