【文章內(nèi)容簡介】 新設(shè)址，當然也就不會發(fā)生地址重迭現(xiàn)象。　　二 INTERBUS總線系統(tǒng)的構(gòu)成　　INTERBUS總線系統(tǒng)的構(gòu)成參見圖3?！　?1) INTERBUS的總線控制板　　INTERBUS的主站，又可稱為總線控制板（PC控制器或PLC控制器的總線接口控制板）。它的作用是對整個INTERBUS進行控制、組態(tài)和診斷，并有一個I/O數(shù)據(jù)堆棧，保存了全部的輸入/輸出數(shù)據(jù)。當總線運行時，主站發(fā)出輸出信號到現(xiàn)場外圍設(shè)備，同時接收現(xiàn)場外圍設(shè)備的輸入信號。由于INTERBUS采用主從傳輸?shù)姆椒?，所以在一個INTERBUS總線系統(tǒng)中只有一個主站來控制整個傳輸環(huán)路的流程，主站有一個連接從站的接口，通過這個接口引出了整個環(huán)路。同時INTERBUS還有一個與控制器（PLC控制器、PC控制器、IPC）相配的數(shù)據(jù)信號總線或接口，這樣現(xiàn)場總線的信號可以通過總線主站與控制器進行數(shù)據(jù)交換。INTERBUS總線系統(tǒng)除了主站外，還有從站（INTERBUS模塊），帶有INTERBUS接口的各種儀表，應用連接不同控制器的系統(tǒng)藕合器以及組成本地和遠程總線段的終端模塊。　　(2) 總線段　　INTERBUS總線由互相連接的總線段（最多255個段）組成。按照傳輸?shù)奶匦?，INTERBUS中有三種不同的總線段，即遠程總線段、本地總線段和INTERBUS Loop段?！　∵h程總線段 除了第一個遠程總線段與主站相連接外，其他每個遠程總線段開始于一個遠程總線終端模塊，總線終端模塊又稱中繼站。一個INTERBUS總線系統(tǒng)可有255中繼站，這個限制僅僅因為考慮INTERBUS協(xié)議長度（4096位＝25616位）的原因。其主要的性能指標見表1?！　?　　遠程總線模塊除了中繼站外，還有遠程輸入/輸出模塊、遠程顯示屏模塊、遠程變頻器模塊，以及作為INTERBUS從站的子控制系統(tǒng)設(shè)備，如機器人控制系統(tǒng)，辨識系統(tǒng)等。一種特殊的遠程總線段稱為安裝遠程總線段，它連接了安裝總線模塊，其之間的傳輸距離為50米。安裝遠程總線的模塊采用混合式的電纜，除傳輸信號外，也傳輸24V（）的模塊供電電源和模塊的變送器電源。所以安裝遠程總線模塊往往采用IP65以上的等級，其優(yōu)點是直接安裝在機器上或工業(yè)設(shè)備上，省去了很大一部分安裝時間和安裝電纜。常用的安裝遠程總線模塊有輸入/輸出模塊、變頻器、馬達啟動器、閥門、編碼器和檢測裝置等?！　”镜乜偩€段 每個終端中繼站引出一個由本地總線模塊組成的本地總線段，本地總線的任務是傳輸短距離的信號，主要運用在控制柜或放在現(xiàn)場的控制盒里。那里所有的變送器/執(zhí)行器的信號集中起來，并連接在本地總線模塊上。因為傳輸距離短的原因，所以兩個本地總線模塊之間的信號傳輸采用簡單的帶有TTL電平的物理方法。因此每個本地總線段的最大距離是10米。本地總線段的模塊供電電源由遠程終端中繼模塊提供。本地模塊只需要提供給變送器和執(zhí)行器的附加電源。按照采用不同類型的本地總線模塊，本地總線段主要可分ST－本地總線，INLINE－本地總線。值得一提的是INLINE模塊是開放性的總線模塊，通過各種總線耦合器（如Profibus耦合器、Devicenet耦合器、Canopen耦合器）與其他總線相連。一些氣動閥門也可以直接與INLINE模塊相連。目前INLINE模塊有數(shù)字/模擬量輸入輸出模塊、氣動閥門模塊及各種功能模塊（如增量模塊、計數(shù)模塊、V24通信模塊、智能式控制器模塊、變頻器模塊），可以能構(gòu)成一個用于中小型設(shè)備的獨立的控制系統(tǒng)?！　NTERBUS Loop段 INTERBUS Loop本地總線段是具有IP65等級的直接用于現(xiàn)場的本地總線段。盡管其傳輸?shù)脑砣圆捎肐NTERBUS集總幀的方法，但是傳輸媒介是采用一根兩芯無屏蔽的導線。每個Loop模塊通過這根導線聯(lián)成一個環(huán)路。所有的數(shù)據(jù)信號和24V的模塊供電電源通過這根導線進行傳輸。Loop環(huán)路采用電流環(huán)的原理。由于采用電流傳輸?shù)姆椒?，所有相對于常用的電壓傳輸方法具有更高的抗干擾能力。需傳輸?shù)男盘栆訫anchester編碼的形式迭加在24V供電電源上。其總線物理媒介的傳換由一個特定的終端模塊實現(xiàn)，這根模塊與INTERBUS環(huán)路中遠程/本地總線段相連接。一個Loop環(huán)路可帶63模塊，總長為200米，每個模塊之間的距離是20米?！　「鶕?jù)工業(yè)控制系統(tǒng)以及工業(yè)現(xiàn)場的需要，利用以上不同的INTERBUS總線段可以構(gòu)成不同的能夠滿足一切實際要求的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)?！　?3) 數(shù)據(jù)傳輸媒介　　INTERBUS的傳輸媒介主要有三種：銅導線傳輸媒介，光導線傳輸媒介和其他傳輸媒介。在一個INTERBUS總線系統(tǒng)中，這三種傳輸媒介可以混合使用，以提高構(gòu)成網(wǎng)絡的靈活性?！　°~導線傳輸媒介 銅導電纜的傳輸媒介是INTERBUS總線系統(tǒng)中最常用的一種傳輸媒介。它由兩對雙絞線和一個屏蔽線組成。雙絞線保證導線能在電磁場的環(huán)境下工作，導線外殼鍍鋅的屏蔽層保護導線的電污染。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ú捎肦S485原則。因為傳輸采用對稱的雙絞線，信號采用電位差的形式，許多外部的干擾得到了補償?！　」鈱Ь€傳輸媒介 INTERBUS是第一個采用光導傳輸技術(shù)的現(xiàn)場總線，早在1994年就制定了DIN19258的光導傳輸?shù)难a充文件，每個模塊都可以方便地采用光導傳輸媒介。在INTERBUS總線系統(tǒng)中無論電導還是光導都采用全雙工制，使用運用光導無需改變總線的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。光導技術(shù)在INTERBUS中既可以運用在遠程總線段，也可以用在本地總線段上。同時在一個系統(tǒng)中既可以運用電導又可以采用光導，其傳換只需在模塊接口上加一個光電傳換器即可。傳輸距離的長度取決于采用光導的材料，一般塑料光導為70米，硬塑光導（HCS）為300米，玻璃光導為3000米左右?！　∑渌麄鬏斆浇?如主要用在物流，高架庫上的紅外線傳輸方法（最大距離為200米）。用于汽車行業(yè)的特殊的電槽高頻傳輸方法和用于旋轉(zhuǎn)工件臺、起重機、機器人等的電環(huán)式傳輸方法等（最大旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為每分60轉(zhuǎn)）?！　∪?INTERBUS的數(shù)據(jù)傳輸方法　　(1) 面向信息的傳輸方法　　為了克服由于采用串聯(lián)傳輸方法引起的信號延遲時間的問題，任何總線必須找出一個盡可能高效率的協(xié)議。按照面向信息的傳輸方法只能在一定的條件下能滿足過程數(shù)據(jù)的實時傳輸?shù)囊?，因為面向信息的傳輸方法主要用于點對點連接時大數(shù)據(jù)塊的通訊。每個或多個設(shè)備同時與一個其他設(shè)備進行通訊，所有需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被“裝入”信息幀里，即包含啟動位、地址、控制信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)安全信息（CRC）和結(jié)束位，參見圖4。借助于信息幀可以使每個設(shè)備知道，一個電報的開始/結(jié)束，電報的發(fā)送/接收地址，數(shù)據(jù)的正確性（通過檢驗CRC數(shù)據(jù)）。面向信息的通信方法如果采用主從式傳輸系統(tǒng)，則每個從站設(shè)備只能得到主站的請求時才能對傳輸媒介進行訪問，而且還要發(fā)出相應的確認回答，這就是說，當一個主站向從站設(shè)備發(fā)出一個信息，這個從站接收到此信息后必須發(fā)送確認回答信號給主站。主從傳輸方法的好處是不會產(chǎn)生訪問沖突的現(xiàn)象?！　?　　面向信息的通信方法往往被用于線性拓撲的總線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，即每個從站都被掛在一個傳輸媒介上。每個從站設(shè)備必須占有本身地址，當主站向傳輸總線發(fā)出信號時，通過比較主站發(fā)出的信號中含有的目標地址和從站設(shè)備的本身地址，以確定這一信號是否屬于自己。主站為了能得到系統(tǒng)的全部信號，就必須按順序?qū)γ總€從站設(shè)備進行信息交換，即讀入輸入信號，發(fā)出輸出信號。每個從站設(shè)備為了完成信號從主站傳送到本身，并從本身送給主站一個反饋（確認）回答這個過程，需要相應的時間，這個時間稱為回答時間，取決于設(shè)備本身處理信號的快慢，數(shù)據(jù)量的多少以及采用的傳輸速率。面向信息方式的總線系統(tǒng)的循環(huán)周期時間就是各個從站設(shè)備回答時間的總和?！　∫陨峡梢?，面向信息的通信方法采用線性拓撲的主從式總線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，其傳輸效率比較低。比如說，如果我們希望讀出一個輸入模塊上的信息，首先主站發(fā)出一個請求信號給其對應的從站設(shè)備(這個請求信號不含有實際需要的信息)，從站設(shè)備送出響應回答信號給主站，響應回答信號不僅包含了實際的輸入信息，同時還包含了幀信號(控制信號)。整個傳輸信息中含有的實際信息，即I/O信號很少，就是說傳輸效率不高。為了快速傳輸數(shù)據(jù)，必須提高傳輸速率。這正是在工業(yè)實踐中所不希望的?！　∫虼薎NTERBUS采用了另外的傳輸協(xié)議的方法，現(xiàn)場總線層，即變送器/執(zhí)行器層的一個重要任務是通過簡單便宜的總線接口將各設(shè)備連接起來進行近似實時雙工性（同時讀入/寫出）的數(shù)據(jù)傳輸，為了實現(xiàn)這種要求，就需要采用不同于面向信息的傳輸方法。面向過程數(shù)據(jù)的傳輸方法完全能滿足變送器/執(zhí)行器層的要求。一種面向過程數(shù)據(jù)的傳輸方法，比方INTERBUS所采用的方法，稱為集總幀協(xié)議?！　?　　(2) 面向過程數(shù)據(jù)的傳輸方法——集總幀協(xié)議　　在面向過程數(shù)據(jù)的傳輸方法中，所有變送器和執(zhí)行器的信號都被放在一個通信幀內(nèi)，這個通信幀稱為集總幀，其結(jié)構(gòu)參見圖5。在這種情況下，整個包括所有設(shè)備的系統(tǒng)只有一個協(xié)議，只需要一個幀信息（控制信息）。幀信息包括一個啟動信息，（LOOPBACK），數(shù)據(jù)安全/結(jié)束信息。在集總幀中，如果系統(tǒng)帶的設(shè)備越多，傳輸效率就越高，因為有效信息與控制信息的比例越高。　　在集總幀協(xié)議中，整個系統(tǒng)只有一個循環(huán)運行的通信幀。對于主站來講，帶有I/O信息的所有設(shè)備被看作一個“邏緝”設(shè)備，現(xiàn)場設(shè)備的地址正好對應于通信幀中的數(shù)據(jù)在協(xié)議中的物理位置，這樣我們就不需要給現(xiàn)場設(shè)備進行地址設(shè)置，總線的管理得到了簡化。同時其設(shè)備占有數(shù)據(jù)大多數(shù)是固定的，并在運行中不會改變，所以這種協(xié)議很符合用于變送器/執(zhí)行器層上設(shè)備的情況，如編碼器占有24位長度，這長度在系統(tǒng)運行時不會改變。這樣通過確定總線帶設(shè)備的個數(shù)，就能知道協(xié)議的長度，通過知道協(xié)議的長度就能知道傳輸?shù)臅r間，如果知道了傳輸時間，那么每個設(shè)備就能保證得到一個恒定的采樣時間，所以可以認為集總幀具有實時性?！　〖値哂蟹浅８叩膫鬏斝剩@樣盡管INTERBUS采用500K的傳輸速率，同樣能夠快速傳輸信息，其帶來的好處不僅提高了抗干擾的能力，而且也為今后繼續(xù)提高傳輸速率提供了廣泛的余地。不同現(xiàn)場總線的傳輸效率的比較參見表2?！　∫?INTERBUS的PCP參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸方法　　在工業(yè)的實際應用中，特別是在現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸中，不僅需要傳輸過程數(shù)據(jù)，即字位短（1~16位）具有實時性要求的循環(huán)傳輸數(shù)據(jù)，而且在一定的情況下也需要傳輸參數(shù)數(shù)據(jù)，即字位較長（100K位）無實時性要求的非循環(huán)傳輸數(shù)據(jù)。因此，INTERBUS