INTERBUS現(xiàn)場總線產(chǎn)品在鋁行業(yè)物流設(shè)備中的應(yīng)用
1. 關(guān)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(xiàn)場總線、PC-Based、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的先導(dǎo),菲尼克斯率先提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動化方案,構(gòu)造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網(wǎng)絡(luò)。
上個世紀(jì)末以來,隨著通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,工業(yè)自動化領(lǐng)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(xiàn)場總線技術(shù)、PC-Based技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)這自動化界三大重要革新中引領(lǐng)著世界的步伐。
作為現(xiàn)場總線的鼻祖,來自德國的Phoenix Contact公司的INTERBUS現(xiàn)場總線誕生于1986年,采用非常獨(dú)特的集總幀傳輸協(xié)議,有效數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)52%,具備強(qiáng)大的故障診斷功能;采用雙絞線無中繼器傳輸距離長達(dá)12.8公里;;單主站可連接最多達(dá)255個從站;掃描4096 I/O點(diǎn)的時間僅為7.8毫秒(500Kbps)。以其技術(shù)的先進(jìn)性、開放性、成熟性廣泛適用于汽車、機(jī)器、物流設(shè)備、卷煙設(shè)備等各種制造業(yè)領(lǐng)域中。在全球有3000多個總線設(shè)備生產(chǎn)廠家,安裝節(jié)點(diǎn)超過400萬個,現(xiàn)已成為眾多廠家首選的自動化系統(tǒng)之一。INTERBUS現(xiàn)場總線是國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158、歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-50254、德國標(biāo)準(zhǔn)DIN-19258和中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 10308-8所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線。
今天,作為現(xiàn)場總線、PC-Based、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的先導(dǎo),菲尼克斯又率先提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動化方案,構(gòu)造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網(wǎng)絡(luò),致力于中國自動化事業(yè)的發(fā)展。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,各種現(xiàn)場總線的市場競爭日趨激烈,在IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)中,八種總線(FF的H1、FF-HSE、Profibus、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、 ControlNet、SwiftNet)均列入國際標(biāo)準(zhǔn),形成多種總線共同競爭的局面。
INTERBUS作為IEC61158標(biāo)準(zhǔn)之一,廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)、機(jī)器加工等行業(yè)中,用于從傳感器/執(zhí)行器到計算機(jī)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(xié)議于1984年推出,其主要技術(shù)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(dá)750萬節(jié)點(diǎn)。
1.1 INTERBUS總線結(jié)構(gòu)
INTERBUS總線包括遠(yuǎn)程總線網(wǎng)絡(luò)和本地總線網(wǎng)絡(luò),兩種網(wǎng)絡(luò)傳送相同的信號但電平不同。遠(yuǎn)程總線網(wǎng)絡(luò)用于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送,采用RS-485傳輸,遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)采用全雙工方式進(jìn)行通訊,通訊速率為500k/s。本地總線網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上,網(wǎng)絡(luò)上的總線終端BT(BUS Terminal)上的BK模塊負(fù)責(zé)將遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本地網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
INTERBUS總線上的主要設(shè)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(shè)備中的總線控制板??偩€控制板是INTERBUS總線上的主設(shè)備,用于實(shí)現(xiàn)協(xié)議的控制、錯誤的診斷、組態(tài)的存儲等功能。I/O模塊實(shí)現(xiàn)在總線控制板和傳感器/執(zhí)行器之間的接收和數(shù)據(jù)傳輸,可處理的數(shù)據(jù)類型包括機(jī)械制造和流程工業(yè)的所有標(biāo)準(zhǔn)信號。
1.2 INTERBUS總線的協(xié)議特點(diǎn)
(1)物理層
結(jié)構(gòu):硬件數(shù)據(jù)環(huán),所有設(shè)備在組態(tài)時自動編址 。
距離:分布式,最長距離可達(dá)12.8km,系統(tǒng)安裝費(fèi)用低 。
傳輸介質(zhì):雙絞線、光纜、紅外線等,網(wǎng)絡(luò)可在各種工業(yè)環(huán)境聯(lián)接,并可混合使用 。
(2)數(shù)據(jù)鏈路層
協(xié)議傳輸:全雙工、集總幀(summation-frame)結(jié)構(gòu) ,網(wǎng)絡(luò)上的所有I/O可同時更新數(shù)據(jù) 。
協(xié)議仲裁:無仲裁,數(shù)據(jù)可無干擾地連續(xù)傳送 。
數(shù)據(jù)吞吐量:在7.8ms內(nèi)可讀寫4096個數(shù)據(jù),I/O數(shù)據(jù)更新時間比解決應(yīng)用邏輯需要的時間快數(shù)倍 。
錯誤校驗(yàn):每次網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接都進(jìn)行CRC校驗(yàn),傳輸數(shù)據(jù)更可靠、正確 。
(3)應(yīng)用層
診斷:可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障定位,實(shí)現(xiàn)更多的正常工作時間,減少維護(hù)費(fèi)用,提高可靠性 。
協(xié)議的適應(yīng)性:支持高速的數(shù)字量、模擬量和client-sever信息的傳輸,可適應(yīng)絕大多數(shù)的控制要求 。
I/O的擴(kuò)展性:可聯(lián)接254個遠(yuǎn)程站點(diǎn),4096個I/O 有更好的系統(tǒng)適應(yīng)性 。
(4)連通性
開放性:1000多家廠商提供2500多種兼容設(shè)備, 可供選擇的供應(yīng)商多,能為系統(tǒng)提供最優(yōu)的配置 。
標(biāo)準(zhǔn) :DIN19258 EN50254 IEC61158 ,系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一
(5)數(shù)據(jù)傳輸
INTERBUS的數(shù)據(jù)傳輸類似于一個遠(yuǎn)程距離移位寄存器,數(shù)據(jù)從總線控制板的數(shù)據(jù)寄存器移出,經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)從總線控制板上的數(shù)據(jù)寄存器的移進(jìn)移出是同時進(jìn)行的(全雙工模式)。INTERBUS數(shù)據(jù)是完全幀傳送的。兩種幀類型:ID周期幀和數(shù)據(jù)周期幀。ID周期幀在INTERBUS總線系統(tǒng)初始化時須讀取,以產(chǎn)生過程映像。在ID周期幀成功執(zhí)行后,INTERBUS總線設(shè)備內(nèi)部切換到數(shù)據(jù)寄存器,只執(zhí)行數(shù)據(jù)幀,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
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