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INTERBUS现场总线简介
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INTERBUS的发展
早在 1983 年 德国Phoenix Contact 公司就在着手研究一种用于自动化控制系统的工业通讯技术-现场总线。其目的是所有与PLC控制器,工控机相连接的现场数字/模拟信号通过一种串联的现场总线来实现,以代替复杂的并联的一根一根的信号连接方法。
根据这个设想,INTERBUS的开发首先以连接简单的变送器/执行器和智能式变送/执行系统为目标的。
因此INTERBUS首先解决了工业控制和调节技术所必须具有的快速实时性功能的问题。借助于INTERBUS恒定的循环周期的特点,使得PLC控制系统能够在一个确定的时间里得到现场的信号。经过几年来与国际有名的微处理器生产厂和研究机构的合作,终于在
1987年 Hannover 工业博览会上首次推出第一种完整的现场总线系统-INTERBUS-S。 这种总线的最佳的传输效率,实时性,恒定性的特点,满足了工业控制领域的现场中变送器/执行器的数据传输的要求。
以后的十多年来, PHOENIX CONTACT 与世界各国变送器/执行器的生产厂家不断合作,生产和研究出多达 2000 种 能与INTERBUS-S
总线连接的 总线模块和现场设备。通过改进传输的协议,使得INTERBUS总线系统不仅能传输小数量的具有实时性无询问应答式的过程数据,同时也能传输大数据的询问应答式的信息。因此INTERBUS可以传输从简单的变送器/执行器到智能式的控制系统的所有信号。目前
INTERBUS 已成为世界上重要的现场总线之一。
随着计算机PC、控制器技术在自动化控制领域的不断应用,从90年代起,INTERBUS-S也改名为 INTERBUS, 现场总线的研究方向也从集中控制系统转入到智能式分散性控制系统的网络传输结构的开发。
主要的发展的产品重点有:
1995 INTERBUS-LOOP ( 总线环路) IP65 等级,电流源与信号源公用2根导线进行传输,
可直接于变送器/执行器连接,为系统的分散化打下了基础。
1996 开发第4代的通讯芯片,直接进入OFFICE领域 (PC, ETHERNET, TCP/IP),并成立
Open Control Fundation
1997 公布CALL 说明书用于工业控制系统的数据交换的开放性的接口标准
首次推出现场总线控制系统软件包PC-WORX 作为基于INTERBUS 总线的CALL-E接口
1998 推出 INTERBUS INLINE 模块系列, 适用于不同的自动化控制系统的解决方法。同时采用能源总线和现场总线的IP67软启动器(MOTORSTARTER)推入市场
1999 开放出用于汽车工业的 Ruggel Line , 特别适用于恶劣的工况环境,如电磁场干扰,此类模块的高抗干扰性,优秀的诊断功能以及简单的连接技术已在实践中得到了证明
2000 推出Factory Line,将ETHERNET 技术引入工业控制领域的环境中,
所有模块可直接放在工业控制柜里。
十多年来, 尽管INTERBUS 技术得到了迅速的发展,在市场出现几千种各式各样的产品, 但是所有的产品都是按照1987年公布的并在1994年成为德国标准DIN19825的传输协议和功能协定生产的。这也充分说明了INTERBUS
发展的一致性和连续性。 INTERBUS 前后在 1998 年和 2000年 成为 欧洲EN50254标准和国际IEC61158标准。在INTERBUS的技术不断发展的同时,INTERBUS的用户和厂商也建立用户协会和行业标准化协会,1992
成立了INTERBUS 俱乐部,制定了 DRIVECOM的驱动系统和 ENCODECOM的编码器的标准界面,INTERBUS俱乐部从
1996年开始每年举办 INTERBUS研讨会 和其它国际会议。1993年 INTERBUS 俱乐部首次公布了 INTERBUS的认证标志
见下图
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所有由各厂家自行开发的具有INTERBUS接口的总线设备将通过
INTERBUS 俱乐部的认证机构通过认证后得到认证证书和认证标志。
1998 年 INTERBUS的现场总线应用点已占有30%的市场。目前全球1000多个生产厂家提供2500多种总线产品,
到目前为止,已有四百五十多万节点, 近五十万个系统应用在世界各地。使得 INTERBUS 成为国际现场总线的领先者。下表对INTERBUS的整个发展的过程作了简单的小结。
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年份
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重要的事件
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1979
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提出现场总线概念与设计构想
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1983
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开始 INTERBUS 的产品开发
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1984
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在德国大众汽车已有较多的 INTERBUS
- S 产品开始现场使用
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1987
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首次在汉诺威博览会上面向全球发布
INTERBUS 产品
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1990
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成立 DRIVECOM 用户协会
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1992
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成立 INTERBUS - CLUB
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1993
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对 INTERBUS 的模块进行认证
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1994
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公布按照 DIN19825 标准的
INTERBUS 协议
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1996
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成立 OPEN CONTROL
用户协会
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1997
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INTERBUS 成为 EN50524
欧洲标准
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1998
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到 1998 的年底 已有 3
百万设备在 25 万个项目中得应用
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2000
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INTERBUS 成为 IEC61158
的国际标准
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2004
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INTERBUS 国际俱乐部与
PRFIBUS 国际俱乐部联合开发推广 PROFINET ,当时两种总线节点数共计约占有全球 75% 的市场份额
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2007
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截止 2007.3 现场总节点数超过
1100 万
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INTERBUS 国际组织
-俱乐部和 INTERBUS 服务中心的任务
INTERBUS 俱乐部 ( http
//www.Interbusclub.com ) 的成立是为了支持 INTERBUS 设备的开发。其具体的开发支持工作由
INTERBUS SUPPORT CENTER 来完成。
INTERBUS 俱乐部主要提供以下
3 大服务:
对于设备开发工作提供技术咨询和技术服务
对 INTERBUS 设备的生产厂提供市场推广服务
提供产品的销售服务和支持
下表列出了 INTERBUS 俱乐部提供的服务内容
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项目
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服务内容
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备注
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技术信息的获取
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INTERBUS 杂志 INTERBUS
Inside 每两月一期
INTERBUS ONLINE 通过 INTERBUS 俱乐部的网站
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仅提供给成员
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INTERBUS 的技术性能和指标
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所有
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INTERBUS
接口的实现
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INTERBUS 接口实现的技术数据和手册
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所有
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INTERBUS 信息服务 一年两期
提供 INTERBUS 接口开发技术的最新动态
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所有
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INTERBUS 杂志 Implementation
direct 每两月一期
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所有
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产品认证
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认证指南
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所有
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帮助进行认证工作和发放认证证书
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所有
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产品的界面的确定
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组织各行业的用户协会建立面向应用的设备界面的规范
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仅提供给成员
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推广 INTERBUS 界面的规范
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所有
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INTERBUS 俱乐部遍于全球 ,
现在有13个国家成立了INTERBUS 俱乐部。共有 700 多成员。
INTERBUS 的技术服务中心从 1991 年开始,成为 PHOENIX 公司中一个独立的组织。目前已有 INTERBUS
的欧洲技术服务中心和 INTERBUS 的美国技术服务中心 INTERBUS 的服务中心主要是为设备生产厂家在其设备上研制 INTERBUS
接口提供以下的技术服务:
编制 INTERBUS
的技术手册
开发和推广 INTERBUS 接口的实现指南,测试工具和硬件和软件的实现方法
进行培训和举办各种讲习会
快速解答技术问题 ( HOTLINE )
帮助解决设计时的技术问题
INTERBUS 的技术服务中心与 INTERBUSC
- CLUB 国际组织紧密合作,给实现 INTERBUS 模块接口的用户提供了最好的服务。 许多的服务也可以通过 INTERNET
免费获取,比方技术说明书,应用例子,软件和 INTERBUS 的协议芯片 ASIC
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INTERBUS 的特点
现代的自动化控制系统需要一个一致的统一的信息传输和一个开放性,灵活的控制系统的结构。 INTERBUS 技术提供了一种开放式的总线系统。原则上,所有的过程设备的数据都可以通过
INTERBUS 总线与各种 PLC 的控制器进行传输。 INTERBUS 采用一个串联的总线电缆连接变送器 / 执行器,控制机器和部件,将柔性制造单元组成网络,以及实现与生产,企业管理的数据传输等。
因此 INTERBUS 系统能满足一个现代控制系统提出的下列要求
- 一种经济的总线系统,这种系统能采用串联的数据传输方法,减少信号并联连接的费用和时间
- 一种开放性的总线网络结构,它可以很方便地与目前广泛使用的
PLC 控制器相连接
- 一种面向未来的总线系统,具有强大的灵活性和扩展性
下图表示了 INTERBUS 总线的基本原理图。现场的变送器
/ 执行器的信号通过数字或模拟输入 / 输出模块相连接。这些模块由带有总线逻骑的普通的连接端子组成。 当然 总线也可以直接与带有
INTERBUS 接口的智能式变送器 / 执行器连接。 总线终端模块起中继站的作用,组成总线段,连接总线输入 / 输出模块。
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INTERBUS 总线系统是一个带有固定集总帧的环形系统。
INTERBUS 系统像一个主干线,延伸到工业现场中,一个总线控制板将 PLC 控制器或 PC 控制器与 INTERBUS 相连接。
而 INTERBUS 又将所有工业装置的外部 I/O 设备串联起来。 INTERBUS 的传输协议是按照自动化控制系统的特定的要求设计的,
对工业控制中的不同的数据传输 ( 过程数据 和 参数数据)提供同样的数据传输效率和传输安全系数。 过程数据是指需在实时情况下周期性恒定地进行传输的信号,如数字开关量。
参数数据是指大数量的非周期,无需实时性的信号,如智能式仪表的整定参数。采用集总帧协议的 INTERBUS 总线系统能满足这两种不同要求的数据传输,即“向下”与现场的信号相连接。
“向上”直接与企业网和工厂网相连接。 INTERBUS 的集总帧协议也保证传输的高效率和组态,诊断,监控方法的方便性。
INTERBUS 应用的行业
由于 INTERBUS 系统的特点以及大量产品的支持,目前现场总线
INTERBUS 已成功地应用在各行各业上。 实际上 INTERBUS 传统的应用场合是汽车行业, 然后在物流,高架库,造纸印刷业,食品工业,楼宇制造,木材加工,机械制造行业以及过程控制系统也得到了广泛的应用。
INTERBUS 的总线模块体积小,可节省不少原材料和占有控制柜的体积。机械设备的安装时间减少,成本降低。同时设备设计的简化也带来维修,调试,售后服务的方便,提高了机器的使用时间。
一般采用 INTERBUS 现场总线技术可节省 70 %的成本。 INTERBUS 系统不断地根据生产实践的需要,开发了不少新技术应用在工业的实际场合中。
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