柔性生产线中的INTERBUS总线通信系统设计

INTERBUS(InterbusFieldbus)由德国PhoenixContact公司1990年推出的世界上开发最早的现场总线，广泛应用于汽车、烟草、过程自动化等行业，并得到InterbusClub国际组织支持。INTERBUS采用集总帧型数据环通讯，这种通讯保证了数据传输同步性和周期性，全双工通讯方式保证了数据通讯实时性，差分信号传输和专门总线环路检查保证了强大抗干扰性和设备实时监控。 柔性生产线是现代生产型企业经常会用到的，为了便于学生在学校直接系统地接触到生产型企业的生产线，天津轻工职业技术学院特意配备了Me093399型机电一体化柔性系统，该系统是一套完整，灵活、模块化，易扩展的教学系统，从简单到复杂，从零部件到整机采用铝合金结构件为系统的基本操作平台，利用多种机械传动方式模拟完成现代化装配过程的柔性加工，把实际工业生产中的电气控制部分、各种传感器和现代化生产中的工业总线，组态控制，得到了充分的应用。 1、INTERBUS现场总线通信协议 INTERBUS采用的传输方法核心就是集总帧协议。集总帧协议可以在低传输速率的情况下提供一个高效率、快速、近似恒定周朗的全双工式信息传输。而且采用的集总帧协议的总线接口电路可以简单地通过移位寄存器技术来实现。 通过采用集总帧协议和物理环形网络，总线系统不必进行设置地址和按址传输的方法，实践工作中这就意味着INTERBUS的设备可以简单地安装，迅速地进行现场调试。对每个模块进行硬件设置地址（DIP开关）的工作被省去了。这个优点特别体现在当总线模块损坏被掉换时，不用重新设址，当然不会发生地址重叠现象。 在面向过程数据的传输方法下，所有变送器和执行器的信号都被放在一个通信帧内，这个通信帧称为集总帧。在这种情况下，整个包括所有设备的系统只有一个协议，所有也只需要一个帧信息（控制信息）。帧信息包括一个启动信息（LOOPBACK）、数据安全/结束信息。在集中帧中，如果系统带的设备越多，传输效率也就越高，因为此时有效信息与控制信息的比例也越高。 在集总帧协议中，整个系统只有一个循环运行的通信帧。对于主站来讲，带有I/O信息的所有设备被看作一个“逻辑”设备。现场设备的地址正好对应于通信帧中的数据在协议中的物理位置。