現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品在鋁行業(yè)物流設備中的應用

1.關(guān)于INTERBUS總線(xiàn)

菲尼克斯電氣一直致力于中國自動(dòng)化事業(yè)的發(fā)展。作為現場(chǎng)總線(xiàn)、PC-Based、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的先導，菲尼克斯率先提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動(dòng)化方案，構造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網(wǎng)絡(luò )。
上個(gè)世紀末以來(lái)，隨著(zhù)通訊技術(shù)、計算機技術(shù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)生了深刻變革。德國PhoenixContact公司努力投身于這一時(shí)代浪潮，在現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、PC-Based技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)這自動(dòng)化界三大重要革新中引領(lǐng)著(zhù)世界的步伐。
作為現場(chǎng)總線(xiàn)的鼻祖，來(lái)自德國的PhoenixContact公司的INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)誕生于1986年，采用非常獨特的集總幀傳輸協(xié)議，有效數據傳輸率高達52%，具備強大的故障診斷功能；采用雙絞線(xiàn)無(wú)中繼器傳輸距離長(cháng)達12.8公里；；單主站可連接最多達255個(gè)從站；掃描4096I/O點(diǎn)的時(shí)間僅為7.8毫秒（500Kbps）。以其技術(shù)的先進(jìn)性、開(kāi)放性、成熟性廣泛適用于汽車(chē)、機器、物流設備、卷煙設備等各種制造業(yè)領(lǐng)域中。在全球有3000多個(gè)總線(xiàn)設備生產(chǎn)廠(chǎng)家，安裝節點(diǎn)超過(guò)400萬(wàn)個(gè)，現已成為眾多廠(chǎng)家首選的自動(dòng)化系統之一。INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)是國際標準IEC61158、歐洲標準EN-50254、德國標準DIN-19258和中國機械工業(yè)標準JB10308-8所規定的標準現場(chǎng)總線(xiàn)。
今天，作為現場(chǎng)總線(xiàn)、PC-Based、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的先導，菲尼克斯又率先提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動(dòng)化方案，構造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網(wǎng)絡(luò )，致力于中國自動(dòng)化事業(yè)的發(fā)展。隨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的出現和發(fā)展，各種現場(chǎng)總線(xiàn)的市場(chǎng)競爭日趨激烈，在IEC61158國際標準中，八種總線(xiàn)（FF的H1、FF-HSE、Profibus、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、ControlNet、SwiftNet）均列入國際標準，形成多種總線(xiàn)共同競爭的局面。
INTERBUS作為IEC61158標準之一，廣泛地應用于制造業(yè)、機器加工等行業(yè)中，用于從傳感器/執行器到計算機控制站的信號連接，是一種開(kāi)放的串行總線(xiàn)系統。INTERBUS總線(xiàn)協(xié)議于1984年推出，其主要技術(shù)開(kāi)發(fā)者為德國的PhoenixContact公司，1986年開(kāi)始在汽車(chē)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750萬(wàn)節點(diǎn)。
１.1INTERBUS總線(xiàn)結構
INTERBUS總線(xiàn)包括遠程總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和本地總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，兩種網(wǎng)絡(luò )傳送相同的信號但電平不同。遠程總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )用于遠距離數據傳送,采用RS-485傳輸，遠程網(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(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接到遠程網(wǎng)絡(luò )上，網(wǎng)絡(luò )上的總線(xiàn)終端BT（BUSTerminal）上的BK模塊負責將遠程網(wǎng)絡(luò )數據轉換為本地網(wǎng)絡(luò )數據。
INTERBUS總線(xiàn)上的主要設備有總線(xiàn)終端BT（BUSTerminal）上的BK模塊、I/O模塊和安裝在PC或PLC等上位主設備中的總線(xiàn)控制板?？偩€(xiàn)控制板是INTERBUS總線(xiàn)上的主設備，用于實(shí)現協(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)現在總線(xiàn)控制板和傳感器/執行器之間的接收和數據傳輸，可處理的數據類(lèi)型包括機械制造和流程工業(yè)的所有標準信號。
1.２INTERBUS總線(xiàn)的協(xié)議特點(diǎn)
（１）物理層
結構：硬件數據環(huán)，所有設備在組態(tài)時(shí)自動(dòng)編址。
距離：分布式，最長(cháng)距離可達12.8km，系統安裝費用低。
傳輸介質(zhì)：雙絞線(xiàn)、光纜、紅外線(xiàn)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）數據鏈路層
協(xié)議傳輸：全雙工、集總幀（summation-frame）結構，網(wǎng)絡(luò )上的所有I/O可同時(shí)更新數據。
協(xié)議仲裁：無(wú)仲裁，數據可無(wú)干擾地連續傳送。
數據吞吐量：在7.8ms內可讀寫(xiě)4096個(gè)數據，I/O數據更新時(shí)間比解決應用邏輯需要的時(shí)間快數倍。
錯誤校驗：每次網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接都進(jìn)行CRC校驗，傳輸數據更可靠、正確。
（３）應用層
診斷：可實(shí)現網(wǎng)絡(luò )故障定位，實(shí)現更多的正常工作時(shí)間，減少維護費用，提高可靠性。
協(xié)議的適應性：支持高速的數字量、模擬量和client-sever信息的傳輸，可適應絕大多數的控制要求。
I/O的擴展性：可聯(lián)接254個(gè)遠程站點(diǎn)，4096個(gè)I/O有更好的系統適應性。
（４）連通性
開(kāi)放性：1000多家廠(chǎng)商提供2500多種兼容設備，可供選擇的供應商多，能為系統提供最優(yōu)的配置。
標準：DIN19258EN50254IEC61158，系統標準統一
（５）數據傳輸
INTERBUS的數據傳輸類(lèi)似于一個(gè)遠程距離移位寄存器，數據從總線(xiàn)控制板的數據寄存器移出，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )上的BK模塊和I/O模塊，又移入總線(xiàn)控制板的寄存器。也就是說(shuō)，數據從總線(xiàn)控制板上的數據寄存器的移進(jìn)移出是同時(shí)進(jìn)行的（全雙工模式）。INTERBUS數據是完全幀傳送的。兩種幀類(lèi)型：ID周期幀和數據周期幀。ID周期幀在INTERBUS總線(xiàn)系統初始化時(shí)須讀取，以產(chǎn)生過(guò)程映像。在ID周期幀成功執行后，INTERBUS總線(xiàn)設備內部切換到數據寄存器，只執行數據幀，以實(shí)現數據的傳輸。
INTERBUS作為一種基于現場(chǎng)的總線(xiàn)系統，在I/O網(wǎng)絡(luò )中有十分快的通訊速度：254個(gè)I/O時(shí)，距離12.8km時(shí)為15ms，300m時(shí)為3ms。在信息管理層，INTERBUS通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現互聯(lián)，I/O層（I/Olevel）、現場(chǎng)層（fieldlevel）、控制層（controllevel）使用INTERBUS系統，上層管理層（managementlevel）通過(guò)以太網(wǎng)相連接并和internet相聯(lián)，從而用戶(hù)可通過(guò)PC機撥號上網(wǎng)，對遠方的INTERBUS網(wǎng)絡(luò )的設備進(jìn)行操作并獲取設備的數據信息。