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INTERBUS是通用的現(xiàn)場總線系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)在自動(dòng)化技術(shù)方面可以執(zhí)行兩種任務(wù)。一是在可編程邏輯控制器（PLC）,、軟件控制器和機(jī)器人控制器等設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,。二是連接現(xiàn)場的執(zhí)行器、傳感器,、操作面板和驅(qū)動(dòng),。

*標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)化INTERBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)

如果自動(dòng)化解決方案用于鄰近過程的場合，控制器和現(xiàn)場設(shè)備之間的快速數(shù)據(jù)傳輸（< 5 ms）尤為重要,。INTERBUS等時(shí)傳輸信號,，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母叨劝踩浴?/p>

INTERBUS系統(tǒng)由菲尼克斯電氣原創(chuàng)研發(fā)，1987年起就開始應(yīng)用于自動(dòng)化技術(shù)之中,。這一開放的系統(tǒng)逐漸成為傳感器/執(zhí)行器應(yīng)用中串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)某墒旖鉀Q方案,。

INTERBUS是標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場總線系統(tǒng)：符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50254，標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158和德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN 19258,。

作為IEC61158標(biāo)準(zhǔn)總線,，INTERBUS現(xiàn)場總線使用雙絞線、光纖或無線進(jìn)行數(shù)據(jù)混合傳輸,，傳輸速率恒定為500K或2M,，可以與帶INTERBUS接口的各種設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。其*的環(huán)行數(shù)據(jù)流方式,，使得具有很高的穩(wěn)定性,、傳輸效率和很強(qiáng)的診斷功能。此外，菲尼克斯電氣生產(chǎn)的直接現(xiàn)場安裝的各種產(chǎn)品減少了安裝時(shí)間和花費(fèi),，從而降低了安裝費(fèi)用,，而且也不再需要傳統(tǒng)的布線。在汽車,、造紙,、煙草等制造自動(dòng)化系統(tǒng)中大量使用，具有廣泛的適用性,。本文略述INTERBUS現(xiàn)場總線產(chǎn)品在鋁行業(yè)中的應(yīng)用,，具有推廣價(jià)值。［關(guān)鍵詞］ INTERBUS總線 Fieldline系統(tǒng)

    1. 關(guān)于INTERBUS 總線 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(xiàn)場總線,、PC-Based、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的先導(dǎo),，菲尼克斯提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動(dòng)化方案,，構(gòu)造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網(wǎng)絡(luò)。上個(gè)世紀(jì)末以來,，隨著通訊技術(shù),、計(jì)算機(jī)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Phoenix Contact公司努力投身于這一時(shí)代浪潮,，在現(xiàn)場總線技術(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著世界的步伐,。作為現(xiàn)場總線的*，來自德國的Phoenix Contact公司的INTERBUS現(xiàn)場總線誕生于1986年,，采用非常*的集總幀傳輸協(xié)議,，有效數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)52%，具備強(qiáng)大的故障診斷功能,；采用雙絞線無中繼器傳輸距離長達(dá)12.8公里,；；單主站可連接zui多達(dá)255個(gè)從站,；掃描4096 I/O點(diǎn)的時(shí)間僅為7.8毫秒（500Kbps）,。以其技術(shù)的先進(jìn)性、開放性,、成熟性廣泛適用于汽車、機(jī)器,、物流設(shè)備,、卷煙設(shè)備等各種制造業(yè)領(lǐng)域中。在有3000多個(gè)總線設(shè)備生產(chǎn)廠家,，安裝節(jié)點(diǎn)超過400萬個(gè),，現(xiàn)已成為眾多廠家的自動(dòng)化系統(tǒng)之一,。INTERBUS現(xiàn)場總線是標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158、歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-50254,、德國標(biāo)準(zhǔn)DIN-19258和中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 10308-8所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線,。 今天，作為現(xiàn)場總線,、PC-Based,、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的先導(dǎo)，菲尼克斯又提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動(dòng)化方案,，構(gòu)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。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,，各種現(xiàn)場總線的市場競爭日趨激烈,，在IEC61158標(biāo)準(zhǔn)中，八種總線（FF的H1,、FF-HSE,、Profibus、INTERBUS,、P-NET,、WorldFIP、 ControlNet,、SwiftNet）均列入標(biāo)準(zhǔn),，形成多種總線共同競爭的局面。 INTERBUS作為IEC61158標(biāo)準(zhǔn)之一,，廣泛地應(yīng)用于制造業(yè),、機(jī)器加工等行業(yè)中，用于從傳感器/執(zhí)行器到計(jì)算機(jī)控制站的信號連接,，是一種開放的串行總線系統(tǒng),。INTERBUS總線協(xié)議于1984年推出，其主要技術(shù)為德國的Phoenix Contact公司,，1986年開始在汽車制造中成功使用后,，很快在各種行業(yè)中得到大量的使用，目前使用量達(dá)750萬節(jié)點(diǎn),。

    １.1 INTERBUS總線結(jié)構(gòu) INTERBUS總線包括遠(yuǎn)程總線網(wǎng)絡(luò)和本地總線網(wǎng)絡(luò),，兩種網(wǎng)絡(luò)傳送相同的信號但電平不同。遠(yuǎn)程總線網(wǎng)絡(luò)用于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送,采用RS-485傳輸,，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)采用全雙工方式進(jìn)行通訊,，通訊速率為500k/s。本地總線網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)上的總線終端BT（BUS Terminal）上的BK模塊負(fù)責(zé)將遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本地網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),。 INTERBUS總線上的主要設(shè)備有總線終端BT（BUS Terminal）上的BK模塊,、I/O模塊和安裝在PC或PLC等上位主設(shè)備中的總線控制板?？偩€控制板是INTERBUS總線上的主設(shè)備,，用于實(shí)現(xiàn)協(xié)議的控制、錯(cuò)誤的診斷,、組態(tài)的存儲等功能,。I/O模塊實(shí)現(xiàn)在總線控制板和傳感器/執(zhí)行器之間的接收和數(shù)據(jù)傳輸，可處理的數(shù)據(jù)類型包括機(jī)械制造和流程工業(yè)的所有標(biāo)準(zhǔn)信號,。

    1.２ INTERBUS總線的協(xié)議特點(diǎn) （１）物理層 結(jié)構(gòu)：硬件數(shù)據(jù)環(huán),，所有設(shè)備在組態(tài)時(shí)自動(dòng)編址 。距離：分布式,，zui長距離可達(dá)12.8km,，系統(tǒng)安裝費(fèi)用低 。傳輸介質(zhì)：雙絞線,、光纜,、紅外線等，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(shù)據(jù)鏈路層 協(xié)議傳輸：全雙工、集總幀（summation-frame）結(jié)構(gòu) ,，網(wǎng)絡(luò)上的所有I/O可同時(shí)更新數(shù)據(jù) ,。協(xié)議仲裁：無仲裁，數(shù)據(jù)可無干擾地連續(xù)傳送 ,。數(shù)據(jù)吞吐量：在7.8ms內(nèi)可讀寫4096個(gè)數(shù)據(jù),，I/O數(shù)據(jù)更新時(shí)間比解決應(yīng)用邏輯需要的時(shí)間快數(shù)倍 。錯(cuò)誤校驗(yàn)：每次網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接都進(jìn)行CRC校驗(yàn),，傳輸數(shù)據(jù)更可靠,、正確 。

   （３）應(yīng)用層 診斷：可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障定位,，實(shí)現(xiàn)更多的正常工作時(shí)間,，減少維護(hù)費(fèi)用，提高可靠性 ,。協(xié)議的適應(yīng)性：支持高速的數(shù)字量,、模擬量和client-sever信息的傳輸，可適應(yīng)絕大多數(shù)的控制要求 ,。 I/O的擴(kuò)展性：可聯(lián)接254個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn),，4096個(gè)I/O 有更好的系統(tǒng)適應(yīng)性 ,。

   （４）連通性 開放性：1000多家廠商提供2500多種兼容設(shè)備， 可供選擇的供應(yīng)商多,，能為系統(tǒng)提供*的配置 。標(biāo)準(zhǔn) ：DIN19258 EN50254 IEC61158 ,，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一

   （５）數(shù)據(jù)傳輸 INTERBUS的數(shù)據(jù)傳輸類似于一個(gè)遠(yuǎn)程距離移位寄存器,，數(shù)據(jù)從總線控制板的數(shù)據(jù)寄存器移出，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)上的BK模塊和I/O模塊,，又移入總線控制板的寄存器,。也就是說，數(shù)據(jù)從總線控制板上的數(shù)據(jù)寄存器的移進(jìn)移出是同時(shí)進(jìn)行的（全雙工模式）,。INTERBUS數(shù)據(jù)是*幀傳送的,。兩種幀類型：ID周期幀和數(shù)據(jù)周期幀。ID周期幀在INTERBUS總線系統(tǒng)初始化時(shí)須讀取,，以產(chǎn)生過程映像,。在ID周期幀成功執(zhí)行后，INTERBUS總線設(shè)備內(nèi)部切換到數(shù)據(jù)寄存器,，只執(zhí)行數(shù)據(jù)幀,，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。 INTERBUS作為一種基于現(xiàn)場的總線系統(tǒng),，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通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，I/O層（I/O level）,、現(xiàn)場層（field level）,、控制層（control level）使用INTERBUS系統(tǒng)，上層管理層（management level）通過以太網(wǎng)相連接并和internet相聯(lián),，從而用戶可通過PC機(jī)撥號上網(wǎng),，對遠(yuǎn)方的INTERBUS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行操作并獲取設(shè)備的數(shù)據(jù)信息。 2. 控制系統(tǒng)構(gòu)成 電解鋁生產(chǎn)是典型的流程型生產(chǎn)模式,，生產(chǎn)工程是否穩(wěn)定直接影響到電解鋁生產(chǎn)的順利進(jìn)行,。因此在電解鋁的生產(chǎn)中，必須實(shí)時(shí)檢測生產(chǎn)工藝參數(shù),，以保證生產(chǎn)計(jì)劃安全地完成,。青海鋁廠把INTERBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)用于陽極組裝及殘極處理車間。該車間長216m,，為電解車間制備新陽極組,，即將電解槽上卸下的殘極運(yùn)至本車間,，經(jīng)裝站掛到積放式懸掛輸送機(jī)（以下簡稱懸鏈）上，由懸鏈吊運(yùn)殘極依次通過電解質(zhì)清理,、殘極拋丸處理,、殘極壓脫、磷鐵環(huán)壓脫,、導(dǎo)桿矯直,、鋼爪清刷、涂石墨,、導(dǎo)桿清刷,、澆鑄磷生鐵等流水作業(yè)站，組裝出新的陽極組,。懸鏈生產(chǎn)線是該車間的主體,，電解槽上換下的殘極在該生產(chǎn)線裝站掛到懸鏈上。懸鏈上裝有約120組小車,，小車上吊運(yùn)著殘極,，沿懸鏈前進(jìn)，在不同作業(yè)站進(jìn)行處理,，zui后在卸站下線進(jìn)入澆鑄工作區(qū),，經(jīng)澆鑄后成為合格的新陽極組。由于本工程的現(xiàn)場I/O檢測點(diǎn)數(shù)量多,，且分布廣,、距離遠(yuǎn)、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境惡劣,。該廠由于地處西北,，冬天溫度可達(dá)零下20度，PLC的防護(hù)等級比較低,，一般工作溫度為零度至40度,，很難滿足現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求。如將PLC放在控制室內(nèi)采用傳統(tǒng)的集中式控制,，將耗費(fèi)大量的控制電纜和電纜橋架,，并且極大增加敷設(shè)電纜和安裝橋架的工程量，同時(shí)給調(diào)試帶來很大的不便,，并對日后的維護(hù)產(chǎn)生很大的困難,。針對于上述情況，為了適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境,、工藝和便于維護(hù)的要求,，選擇一種控制子站數(shù)目多，布線簡單,、維護(hù)方便,、工作溫度范圍適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境,、系統(tǒng)安全可靠，診斷功能強(qiáng)大的系統(tǒng),。INTERBUS系統(tǒng)除了可以連接菲尼克斯自己的控制器以外,，還可以連接ROCKWELL，SIEMENS,，SCHNEIDER等公司的PLC,，采用一根總線電纜連接、總傳輸距離長達(dá)12.8KM,，工作溫度范圍為零下25度到零上55度，強(qiáng)大的診斷功能給維護(hù)帶來極大的方便,。自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)采用菲尼克斯的INTERBUS總線,，采用新的Fieldline系統(tǒng)，共有89個(gè)節(jié)點(diǎn),，對現(xiàn)場設(shè)備的作業(yè)進(jìn)行信號的采集控制,。根據(jù)工程需要，整個(gè)控制系統(tǒng)由操作員站（OPS）和控制站（PLC）兩級構(gòu)成,。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,。該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、PLC,、INTERBUS現(xiàn)場總線組成的多級,、開放式集散數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)。因車間內(nèi)粉塵大,，所有菲尼克斯的現(xiàn)場I/O模板都選用IP67防護(hù)等級的Fieldline一體化模塊INTERBUS M12,，通過兩個(gè)M12連接器連接總線，用于向遠(yuǎn)程總線供電,，并提供INTERBUS通信,。Fieldline M12模塊允許傳感器和執(zhí)行器通過標(biāo)準(zhǔn)M12連接器相連。采用西門子公司的SIMATIC S7-300系列PLC,，CPU為315-2DP,。另采用1塊菲尼克斯公司提供的INTERBUS控制板IBS S7300 DSC-T將S7300 PLC和INTERBUS相連接。系統(tǒng)操作站選用研華工控機(jī),，監(jiān)視控制站的所有信息,，進(jìn)行顯示、操作,、記錄,、數(shù)據(jù)處理、報(bào)表輸出,，并可以按一定的權(quán)限進(jìn)行控制的組態(tài)和參數(shù)修改等操作,。系統(tǒng)控制站通過控制單元檢測和控制裝備對整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)行實(shí)時(shí)控制,，并通過系統(tǒng)總線與操作員站相連，向操作站傳遞現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并且接受操作站的管理和控制信息,。編程軟件為菲尼克斯的CMD,組態(tài),、監(jiān)控和診斷軟件CMD，是貫穿系統(tǒng)整個(gè)生命周期中所使用的工具,，即從規(guī)劃和組態(tài),，到系統(tǒng)的調(diào)試，再到系統(tǒng)運(yùn)行以及維護(hù)中的診斷,。無論你使用的是什么類型的控制器,，這個(gè)軟件都適用。啟動(dòng)階段如總線發(fā)生故障,，出錯(cuò)位置可以在CMD和直接在電路圖視窗中顯示出來,。

   3、結(jié)束語 本系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試,，用戶考核,，INTERBUS系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，*工藝控制要求,，具有自動(dòng)化程度高,、可靠性高、度高,、響應(yīng)時(shí)間快,、維護(hù)量小的特點(diǎn)。同時(shí),，提高了生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平,、改善了勞動(dòng)條件、降低了生產(chǎn)成本,，使企業(yè)的自動(dòng)化水平邁上了一個(gè)新臺階,，得到了用戶的好評，推廣價(jià)值,。