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INTERBUS现场总线在光电切纸机中的应用

发布时间:2020-07-03 发布时间:
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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。
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。

二、在光电切纸机中的应用
我厂三、四分厂引进的光电切纸机使用了INTERBUS现场总线系统。其系统采用光纤作为通讯介质,使传输速度更快。
光电切纸机使用西门子公司的SIMATICS5作为上位机,控制变频调速电动机来进行切纸。各设备之间的通讯使用现场总线INTERBUS系统。光电切纸机分为五个部分,放纸架单元、打标单元、横切刀单元、搭接单元,送纸单元,它们分别位于三组控制柜中,分别由三个不同的SIMATICS5PLC控制。



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