INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及其發(fā)展

從圖2的幀格式可以看出，一個(gè)傳輸周期由主站啟動(dòng)并以一定的數據序列開(kāi)始，這包括跟在輸出數據后的LBW回送字。集總幀輸出后所有輸出數據都正確地送入相應的設備中。過(guò)程數據后繼的32位長(cháng)的幀校驗序列FCS用于校驗傳輸的數據，它由一個(gè)16位CRC多項式來(lái)實(shí)現。

由于采用集總幀傳輸數據，INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)的通信效率大大高于其它現場(chǎng)總線(xiàn)。表2列出各種現場(chǎng)總線(xiàn)傳輸效率的對比情況，這種對比是以32個(gè)設備的系統為例，其中包括20個(gè)8位輸入設備和12個(gè)8位輸出設備。

表2 各種現場(chǎng)總線(xiàn)傳輸效率的比較

從表中可以看出，INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)的通信效率高過(guò)52%，Ethernet網(wǎng)絡(luò )的通信效率僅為0.77%。正因為如此，目前正在迅速發(fā)展的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，較多的采用INTERBUS等時(shí)傳輸協(xié)議。

INTERBUS 應用層（AL）提供的服務(wù)負責完成數據的周期發(fā)送（過(guò)程數據通道）和數據非周期發(fā)送（參數通道）。過(guò)程數據通道允許非常有效和高速地傳輸與過(guò)程相關(guān)數據，例如一個(gè)主站和從站之間設定值和實(shí)測值。通常，過(guò)程數據通道發(fā)送的數據結構簡(jiǎn)單，但處于高度動(dòng)態(tài)和更新這中，通過(guò)過(guò)程數據通過(guò)，應用程序直接訪(fǎng)問(wèn)DLL。對數據的周期發(fā)送，INTERBUS使用推廣式發(fā)布者/預定者模式高效地傳送數據，相應的應用關(guān)系協(xié)議機制 （ARPM） 為“網(wǎng)絡(luò )調度意向緩沖 （BNU）” 方式。過(guò)程數據通道并行的參數通道以非周期方式在兩個(gè)通信伙伴間傳送復雜結構數據。在參數通道是傳遞的數據對動(dòng)態(tài)響應無(wú)要求，且傳輸量很小。它通常用于參數的初始化。非周期傳輸采用客戶(hù)/服務(wù)器通信模式，主站和從站都可以做為客戶(hù)或服務(wù)器。為非周期傳輸提供的兩種用戶(hù)ARPM這“具有流量控制的用戶(hù)發(fā)起雙向隊列式” （QUB-FC） 和“透明模式用戶(hù)發(fā)起雙向隊列式”（QUB-TM）。

3、INTERBUS通信行規

由于現場(chǎng)總線(xiàn)標準是概念性的技術(shù)標準，理認性強、概念抽象、涉及面廣。為了方便用戶(hù)設計的應用工業(yè)網(wǎng)絡(luò )中的現場(chǎng)總線(xiàn)設備，IEC/TC65/SC65C數據通信委員會(huì )最近制定了“IEC61784用于連續的離散制造工業(yè)控制系統現場(chǎng)總線(xiàn)通信行規集”，該標準規定了各類(lèi)通信設備通信協(xié)議棧的選擇規范。在標準中INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)被規定為第6類(lèi)通信行規族Communication Profile Families (CPF) 6。在JB/T 10308.8《INTERBUS規范》中，首次將通信行規入現場(chǎng)總線(xiàn)標準，以方便國內廣大用戶(hù)。

根據INTERBUS規范，確定了三種預定義的通行行規，每一種通信行規都提供一組完善的規定和附加條件限制，以保證INTERBUS設備能互操作。對一些獨特設備要進(jìn)一步選擇服務(wù)服務(wù)、參數和參數年值。三種被定義通信行規為：

行規6/1：行規6/1定義了一般標準的INTERBUS行規，該行規包括AL、DLL和PHL服務(wù)選擇以及符合INTERBUS應用訪(fǎng)問(wèn)的協(xié)議定義；

行規6/2：行規6/2擴充行規6/1的非周期數據交換能力。它規定通過(guò)AR-Send-Data-AcknowLedge透明訪(fǎng)問(wèn)INERBUS設備，它適合帶有其它協(xié)議棧如TCP/IP的基于TCP/IP應用程序的設備。該協(xié)議棧使用AR-Send-Data-Acknowledge而不影響行規定義；

行規6/3：行規6/3使用一簡(jiǎn)化的服務(wù)組，用于非周期數據交換，適合有限資源的INTERBUS設備。

符合通信行規的主站或從站設備，依據CP標識符合可以進(jìn)一步細分，CP標識符見(jiàn)表3。關(guān)于CPF6通信行規的詳細規定請參見(jiàn)《JB/TI0308.8INTERBUS規范》。

表3 設備CP標識符分配

4、INTERBUS技術(shù)的新發(fā)展

隨著(zhù)IT技術(shù)發(fā)展，INERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在擴大應用的實(shí)踐中不斷完善與發(fā)展。

4.1 INTERBUS總線(xiàn)將與PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)有機地結合

從2004年4初月開(kāi)始，INERBUS Club決定與Profibus Intenational(PI)聯(lián)手合作開(kāi)發(fā)PROFINET實(shí)時(shí)以太網(wǎng)標準，PROFINET 是基于以太網(wǎng)的自動(dòng)化標準，它構成從I/O級直至管理級的基于組件分布自動(dòng)化系統的體系結構方案，INTERBUS與PROFINET相結合的系統構成示于圖3。從圖中看出，INTERBUS通過(guò)代理服務(wù)器與PROFINET實(shí)時(shí)以以太網(wǎng)絡(luò )相連，用戶(hù)在采用PROFINET方案后，仍使用原有的INERBUS的高效通信協(xié)議對PROFINET是一種補充。因而，INTERUBS與PRKFINET的結合將為許多客戶(hù)提供一種理想方案。

圖3 INTERBUS與PROFINET構成的系統

4.2 INTERBUS與Safety技術(shù)相結合的現場(chǎng)安全總線(xiàn)

隨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，如何將安全信號也引入到現場(chǎng)中來(lái)，構成一體化安全儀表系統，已成為當務(wù)之急，為適應這種需要菲尼克期公司得出一個(gè)經(jīng)濟、可靠的解決方法INTERBUS-Safety，該安全總線(xiàn)采用增加一個(gè)Safe Control控制模塊的方法，使常規的控制器能成為一個(gè)控制和處理安全數據的兼容系統，詳見(jiàn)圖4。Safety Control控制模塊工作在INTERBUS總線(xiàn)中利用總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)控制現場(chǎng)總線(xiàn)中安全數據和安全模塊之間的信息傳輸。