Contact公司的INTERBUS現(xiàn)場總線誕生于1986年，采用非常獨特的集總幀傳輸協(xié)議，有效數據傳輸率高達52%，具備強大的故障診斷功能;采用雙絞線無中繼器傳輸距離長達12.8公里;;單主站可連接最多達255個從站;掃描4096I/O點的時間僅為7.8毫秒(500Kbps)。INTERBUS現(xiàn)場總線是國際標準IEC61158、歐洲標準EN-50254、德國標準DIN-19258和中國機械工業(yè)標準JB10308-8所規(guī)定的標準現(xiàn)場總線。

　　今天，作為現(xiàn)場總線、PC-Based、工業(yè)以太網技術的先導，菲尼克斯又率先提出了FIELDBUS+ETHERNET這一新型自動化方案，構造了完善的工業(yè)企業(yè)管理控制網絡，致力于中國自動化事業(yè)的發(fā)展。隨著現(xiàn)場總線技術的出現(xiàn)和發(fā)展，各種現(xiàn)場總線的市場競爭日趨激烈，在IEC61158國際標準中，八種總線(FF的H1、FF-HSE、Profibus、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、ControlNet、SwiftNet)均列入國際標準，形成多種總線共同競爭的局面。

　　INTERBUS作為IEC61158標準之一，廣泛地應用于制造業(yè)、機器加工等行業(yè)中，用于從傳感器/執(zhí)行器到計算機控制站的信號連接，是一種開放的串行總線系統(tǒng)。INTERBUS總線協(xié)議于1984年推出，其主要技術開發(fā)者為德國的PhoenixContact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750萬節(jié)點。

　　1.1INTERBUS總線結構

　　INTERBUS總線包括遠程總線網絡和本地總線網絡，兩種網絡傳送相同的信號但電平不同。遠程總線網絡用于遠距離數據傳送,采用RS-485傳輸，遠程網絡采用全雙工方式進行通訊，通訊速率為500k/s。本地總線網絡連接到遠程網絡上，網絡上的總線終端BT(BUSTerminal)上的BK模塊負責將遠程網絡數據轉換為本地網絡數據。

　　INTERBUS總線上的主要設備有總線終端BT(BUSTerminal)上的BK模塊、I/O模塊和安裝在PC或PLC等上位主設備中的總線控制板?？偩€控制板是INTERBUS總線上的主設備，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據傳輸，可處理的數據類型包括機械制造和流程工業(yè)的所有標準信號。

　　1.2INTERBUS總線的協(xié)議特點

　　(1)物理層

　　結構：硬件數據環(huán)，所有設備在組態(tài)時自動編址。

　　距離：分布式，最長距離可達12.8km，系統(tǒng)安裝費用低。

　　傳輸介質：雙絞線、光纜、紅外線等，網絡可在各種工業(yè)環(huán)境聯(lián)接，并可混合使用。

　　(2)數據鏈路層

　　協(xié)議傳輸：全雙工、集總幀(summation-frame)結構，網絡上的所有I/O可同時更新數據。

　　協(xié)議仲裁：無仲裁，數據可無干擾地連續(xù)傳送。

　　數據吞吐量：在7.8ms內可讀寫4096個數據，I/O數據更新時間比解決應用邏輯需要的時間快數倍。

　　錯誤校驗：每次網絡聯(lián)接都進行CRC校驗，傳輸數據更可靠、正確。

　　(3)應用層

　　診斷：可實現(xiàn)網絡故障定位，實現(xiàn)更多的正常工作時間，減少維護費用，提高可靠性。

　　協(xié)議的適應性：支持高速的數字量、模擬量和client-sever信息的傳輸，可適應絕大多數的控制要求。

　　I/O的擴展性：可聯(lián)接254個遠程站點，4096個I/O有更好的系統(tǒng)適應性。

　　(4)連通性

　　開放性：1000多家廠商提供2500多種兼容設備，可供選擇的供應商多，能為系統(tǒng)提供最優(yōu)的配置。

　　標準：DIN19258EN50254IEC61158，系統(tǒng)標準統(tǒng)一

　　(5)INTERBUS總線數據傳輸

　　INTERBUS的數據傳輸類似于一個遠程距離移位寄存器，數據從總線控制板的數據寄存器移出，經過網絡上的BK模塊和I/O模塊，又移入總線控制板的寄存器。也就是說，數據從總線控制板上的數據寄存器的移進移出是同時進行的(全雙工模式)。INTERBUS數據是完全幀傳送的。兩種幀類型：ID周期幀和數據周期幀。ID周期幀在INTERBUS總線系統(tǒng)初始化時須讀取，以產生過程映像。在ID周期幀成功執(zhí)行后，INTERBUS總線設備內部切換到數據寄存器，只執(zhí)行數據幀，以實現(xiàn)數據的傳輸。

　　INTERBUS作為一種基于現(xiàn)場的總線系統(tǒng)，在I/O網絡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通過以太網實現(xiàn)互聯(lián)，I/O層(I/Olevel)、現(xiàn)場層(fieldlevel)、控制層(controllevel)使用INTERBUS系統(tǒng)，上層管理層(managementlevel)通過以太網相連接并和internet相聯(lián)，從而用戶可通過PC機撥號上網，對遠方的INTERBUS網絡的設備進行操作并獲取設備的數據信息。

　　2.INTERBUS總線控制系統(tǒng)構成

　　電解鋁生產是典型的流程型生產模式，生產工程是否穩(wěn)定直接影響到電解鋁生產的順利進行。因此在電解鋁的生產中，必須實時檢測生產工藝參數，以保證生產計劃安全高效地完成。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至本車間，經裝站掛到積放式懸掛輸送機(以下簡稱懸鏈)上，由懸鏈吊運殘極依次通過電解質清理、殘極拋丸處理、殘極壓脫、磷鐵環(huán)壓脫、導桿矯直、鋼爪清刷、涂石墨、導桿清刷、澆鑄磷生鐵等流水作業(yè)站，組裝出新的陽極組。懸鏈生產線是該車間的主體，電解槽上換下的殘極在該生產線裝站掛到懸鏈上。懸鏈上裝有約120組小車，小車上吊運著殘極，沿懸鏈前進，在不同作業(yè)站進行處理，最后在卸站下線進入澆鑄工作區(qū)，經澆鑄后成為合格的新陽極組。

　　由于本工程的現(xiàn)場I/O檢測點數量多，且分布廣、距離遠、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境惡劣。該廠由于地處西北，冬天溫度可達零下20度，PLC的防護等級比較低，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放在控制室內采用傳統(tǒng)的集中式控制，將耗費大量的控制電纜和電纜橋架，并且極大增加敷設電纜和安裝橋架的工程量，同時給調試帶來很大的不便，并對日后的維護產生很大的困難。

　　針對于上述情況，為了適應現(xiàn)場環(huán)境、工藝和便于維護的要求，選擇一種控制子站數目多，布線簡單、維護方便、工作溫度范圍適應現(xiàn)場環(huán)境、系統(tǒng)安全可靠，診斷功能強大的系統(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12.8KM，工作溫度范圍為零下25度到零上55度，強大的診斷功能給維護帶來極大的方便。

　　自動作業(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個節(jié)點，對現(xiàn)場設備的作業(yè)進行信號的采集控制。根據工程需要，整個控制系統(tǒng)由操作員站(OPS)和控制站(PLC)兩級構成。系統(tǒng)硬件結構圖如圖1所示。該系統(tǒng)由計算機、PLC、INTERBUS現(xiàn)場總線組成的多級、開放式集散數據采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)。因車間內粉塵大，所有菲尼克斯的現(xiàn)場I/O模板都選用IP67防護等級的Fieldline一體化模塊INTERBUSM12，通過兩個M12連接器連接總線，用于向遠程總線供電，并提供INTERBUS通信。FieldlineM12模塊允許傳感器和執(zhí)行器通過標準M12連接器相連。采用西門子公司的SIMATICS7-300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IBSS7300DSC-T將S7300PLC和INTERBUS相連接。系統(tǒng)操作站選用研華工控機，監(jiān)視控制站的所有信息，進行顯示、操作、記錄、數據處理、報表輸出，并可以按一定的權限進行控制的組態(tài)和參數修改等操作。系統(tǒng)控制站通過控制單元檢測和控制裝備對整個生產過程實行實時控制，并通過系統(tǒng)總線與操作員站相連，向操作站傳遞現(xiàn)場的實時數據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)的調試，再到系統(tǒng)運行以及維護中的診斷。無論你使用的是什么類型的控制器，這個軟件都適用。啟動階段如總線發(fā)生故障，出錯位置可以在CMD和直接在電路圖視窗中顯示出來。