一、INTERBUS 總線概述
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國際標(biāo)準(zhǔn)中，八種總線（FF的H1,、FF-HSE,、 Profibus、INTERBUS,、P-NET,、WorldFIP、 ControlNet,、SwiftNet）均列入國際標(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)開發(fā)者為德國的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，目前全球使用量達(dá)750萬節(jié)點,。

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,。總線控制板是INTERBUS總線上的主設(shè)備,，用于實現(xiàn)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,。

２、INTERBUS總線的協(xié)議特點
（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)時自動編址 ,。
距離：分布式，最長距離可達(dá)12.8km,，系統(tǒng)安裝費用低 ,。
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個數(shù)據(jù),，I/O數(shù)據(jù)更新時間比解決應(yīng)用邏輯需要的時間快數(shù)倍 ,。
錯誤校驗：每次網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接都進(jìn)行CRC校驗，傳輸數(shù)據(jù)更可靠,、正確 ,。
（３）應(yīng)用層
診斷：可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障定位，實現(xiàn)更多的正常工作時間,，減少維護(hù)費用,，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個遠(yuǎn)程站點,，4096個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)提供最優(yōu)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)移出是同時進(jìn)行的（全雙工模式）。INTERBUS數(shù)據(jù)是完全幀傳送的,。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I/O時,，距離12.8km時為15ms,，300m時為3ms。在信息管理層,，INTERBUS通過以太網(wǎng)實現(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,。

二、在光電切紙機(jī)中的應(yīng)用
我廠三,、四分廠引進(jìn)的光電切紙機(jī)使用了INTERBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng),。其系統(tǒng)采用光纖作為通訊介質(zhì)，使傳輸速度更快,。
光電切紙機(jī)使用西門子公司的SIMATIC S5作為上位機(jī),，控制變頻調(diào)速電動機(jī)來進(jìn)行切紙。各設(shè)備之間的通訊使用現(xiàn)場總線INTERBUS系統(tǒng) ,。光電切紙機(jī)分為五個部分,，放紙架單元、打標(biāo)單元,、橫切刀單元,、搭接單元，送紙單元,，它們分別位于三組控制柜中,，分別由三個不同的 SIMATIC S5 PLC 控制,。
其特點是
（1） 控制分散：整個設(shè)備內(nèi)部有15臺電動機(jī)及上百個開關(guān)和電磁閥,且電動機(jī)均采用了變頻傳動。
（2）中央監(jiān)控：各部分的工作狀態(tài)要求傳送到中心控制器+H1柜中的PLC S5中,，進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示和故障信息的顯示并可以根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的打印處理,。
對于光電切紙控制系統(tǒng)，如果現(xiàn)場信號的連接采用點對點的放線方式,，就產(chǎn)生了由于現(xiàn)場設(shè)備分散,，點對點需要敷設(shè)大量控制電纜的問題。另外,，從控制的角度還有一個更重要的問題――長線控制問題：一部分控制電纜放線的長度過長,，會帶來控制壓降過大和交流電容過高，導(dǎo)致繼電器工作不穩(wěn)定等問題,。針對這些問題,，雖有多種解決方法，但是都不經(jīng)濟(jì),。而現(xiàn)場總線系統(tǒng)的使用正好解決了這幾個問題,。一根通訊總線貫穿現(xiàn)場將分散在現(xiàn)場的模塊子站聯(lián)成一個樹形網(wǎng)絡(luò)，子站的輸入/輸出模塊安裝在控制柜中,。
其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

（3）INTERBUS系統(tǒng)在H18柜SIMATIC S5系統(tǒng)中的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),，H10和H1柜中的結(jié)構(gòu)與此相近。

SIMATIC S5系統(tǒng)項目下方分別建立了四個IBS ST 24-LK光電轉(zhuǎn)換模塊,，每個轉(zhuǎn)換模塊帶有幾個I/O模擬和數(shù)字的輸入輸出模塊,，把現(xiàn)場的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成光信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,。該系統(tǒng)是光電切紙機(jī)的門和搭接控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分,。由于該部分的傳感器、電磁離合器,、光電開關(guān),、閥門現(xiàn)場位置分散，數(shù)量較多,，所以把每一組光電轉(zhuǎn)換模塊都安裝在離現(xiàn)場儀表較近的控制柜中,，較好的解決了布線問題，使布線簡潔,、維修方便,，而且較好的解決了由于切紙機(jī)系統(tǒng)中使用變頻器所帶來的頻率干擾問題，使系統(tǒng)穩(wěn)定性大大增強(qiáng),。

三,、下面以H18柜為例簡單的描述一下INTERBUS系統(tǒng)通訊功能在SIMATIC S5系統(tǒng)中的實現(xiàn)
OB1是S5的組織塊，是S5系統(tǒng)軟件中的主程序，應(yīng)用程序通過模塊化的編程,，通過程序的調(diào)用執(zhí)行,。OB21和OB22也是組織塊，其中OB22 是PLC電源上電時加載,，即所謂的冷啟動,，OB21是PLC從STOP狀態(tài)到START狀態(tài)時加載，即所謂的熱啟動,。在啟動完成之后,，交給OB1主程序,。我們在OB21和OB22中加入FB210功能塊,，調(diào)用FB60，使INTERBUS總線和PLC實現(xiàn)同步,，生成和輸入數(shù)據(jù)塊的基本數(shù)據(jù),，等待控制器讀取。同時我們在OB1調(diào)用FB66輸入處理程序和FB68輸出處理程序兩個PHONEX標(biāo)準(zhǔn)功能塊,，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫,，實現(xiàn)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的處理,同時由于 INTERBUS總線的時間處理周期和SIMATIC S5 PLC的時間處理周期不會完全同步，所以我們在主程序中加入了一個INTERBUS總線的故障診斷,、復(fù)位,、啟動、激活等功能的處理程序,，以便使INTERBUS總線系統(tǒng)在SIMATIC S5系統(tǒng)中運行穩(wěn)定,、可靠。其調(diào)用格式為下面所述,。

四,、結(jié)束語
在三、四分廠光電切紙機(jī)安裝完成之后的生產(chǎn)使用中,，INTERBUS系統(tǒng)運行穩(wěn)定,。INTERBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)在應(yīng)用中有如下的特點：
（1） 維護(hù)簡單
布線結(jié)構(gòu)清晰、模塊功能明確的優(yōu)點是顯而易見的,。再加上總線系統(tǒng)本身具有的高診斷功能,，使總線系統(tǒng)易于管理、維護(hù)和改造升級,。
（2） 節(jié)省投資
a:節(jié)省了大量的控制電纜,，降低了投入成本。
b:INTERBUS CLUB目前有一千多家,，可為客戶提供大量的產(chǎn)品,，讓客戶選擇性能價格最優(yōu)的現(xiàn)場儀表或設(shè)備，從而有效地減少了對專用產(chǎn)品的依賴,，減少了備品備件數(shù)量,，節(jié)約了維護(hù)采購資金,。
c:系統(tǒng)工作穩(wěn)定、維護(hù)簡單,，為生產(chǎn)帶來了安全和效益上的保證,。
（3） 隨著總線系統(tǒng)的三元素：控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,，INTERBUS總線的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性得到日益明顯的體現(xiàn)，在控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越大,。
（4）在對實時響應(yīng),、控制參數(shù)及結(jié)構(gòu)復(fù)雜和控制要求更高的一些控制領(lǐng)域，PHOENIXCONTACT 公司已推出恒定2M的傳輸速率為來解決這些問題,。為了滿足未來工廠控制的需求,，PHEONIX CONTACT和SIEMENS 共同推出PROFINET 協(xié)議，通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,，做到一網(wǎng)到底,，解決工廠存在的困擾。
在控制一體化的發(fā)展趨勢下,，現(xiàn)場總線已成為控制技術(shù)的發(fā)展方向,。目前在國內(nèi)INTERBUS 總線相對于PROFIBUS，DEVICENT總線的應(yīng)用還不算太廣泛,，但在歐洲,，INTERBUS大量使用在汽車、煙草,、造紙,、印刷、倉儲,、食品,、冶金、木材,、紡織等行業(yè),。國內(nèi)在一汽大眾、上海大眾,、沈陽寶馬,、玉溪卷煙、北京卷煙,、上海卷煙,、首都機(jī)場、秦皇島港口等各種行業(yè)中得以大量使用。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和市場需求,，以及INTERBUS在中國