INTERBUS原理和特點

INTERBUS 現(xiàn)場總線簡介
菲尼克斯電氣中國公司 杜品圣博士
1.概述
1.1.INTERBUS 的發(fā)展
早在 1983 年 德國Phoenix Contact 公司就在著手研究一種用于自動化控制系統(tǒng)
的工業(yè)通訊技術(shù)－現(xiàn)場總線。其目的是所有與PLC控制器，工控機相連接的現(xiàn)場數(shù)字/
模擬信號通過一種串聯(lián)的現(xiàn)場總線來實現(xiàn)，以代替復雜的并聯(lián)的一根一根的信號連接
方法。
根據(jù)這個設想，INTERBUS的開發(fā)首先以連接簡單的變送器/執(zhí)行器和智能式變送/
執(zhí)行系統(tǒng)為目標的。 因此INTERBUS首先解決了工業(yè)控制和調(diào)節(jié)技術(shù)所必須具有的快
速實時性功能的問題。借助于INTERBUS恒定的循環(huán)周期的特點，使得PLC控制系統(tǒng)能
夠在一個確定的時間里得到現(xiàn)場的信號。經(jīng)過幾年來與國際有名的微處理器生產(chǎn)廠和
研究機構(gòu)的合作，終于在 1987年 Hannover 工業(yè)博覽會上首次推出第一種完整的現(xiàn)場
總線系統(tǒng)－INTERBUS－S。 這種總線的最佳的傳輸效率，實時性，恒定性的特點，滿
足了工業(yè)控制領域的現(xiàn)場中變送器/執(zhí)行器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?以后的十多年來，
PHOENIX CONTACT 與世界各國變送器/執(zhí)行器的生產(chǎn)廠家不斷合作，生產(chǎn)和研究出多達
2000 種 能與INTERBUS－S 總線連接的 總線模塊和現(xiàn)場設備。通過改進傳輸?shù)膮f(xié)議，
使得INTERBUS總線系統(tǒng)不僅能傳輸小數(shù)量的具有實時性無詢問應答式的過程數(shù)據(jù)，同
時也能傳輸大數(shù)據(jù)的詢問應答式的信息。因此INTERBUS可以傳輸從簡單的變送器/執(zhí)
行器到智能式的控制系統(tǒng)的所有信號。目前 INTERBUS 已成為世界上重要的現(xiàn)場總線
之一。
隨著計算機PC、控制器技術(shù)在自動化控制領域的不斷應用，從90年代起，
INTERBUS－S也改名為 INTERBUS， 現(xiàn)場總線的研究方向也從集中控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)入到智能
式分散性控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡傳輸結(jié)構(gòu)的開發(fā)。 主要的發(fā)展的產(chǎn)品重點有：
1995 INTERBUS－LOOP （ 總線環(huán)路） IP65 等級，電流源與信號源公用2根
導線進行傳輸， 可直接于變送器/執(zhí)行器連接，為系統(tǒng)的分散化打下了
基礎
11996 開發(fā)第4代的通訊芯片，直接進入OFFICE領域 （PC， ETHERNET，
TCP/IP），并成立 Open Control Fundation
1997 公布CALL 說明書用于工業(yè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換的開放性的接口標準
首次推出現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)軟件包PC－WORX 作為基于INTERBUS 總線的
CALL－E接口
1998 推出 INTERBUS INLINE 模塊系列， 適用于不同的自動化控制系統(tǒng)的解
決方法。同時 采用能源總線和現(xiàn)場總線的IP67軟啟動器
（MOTORSTARTER）推入市場
1999 開放出用于汽車工業(yè)的 Ruggel Line , 特別適用于惡劣的工況環(huán)境，如
電磁場干擾，此類模塊的高抗干擾性，優(yōu)秀的診斷功能以及簡單的連接
技術(shù)已在實踐中得到了證明
2000 推出Factory Line，將ETHERNET 技術(shù)引入工業(yè)控制領域的環(huán)境中， 所
有模塊可直接放在工業(yè)控制柜里。
十多年來， 盡管INTERBUS 技術(shù)得到了迅速的發(fā)展， 在市場出現(xiàn)幾千種各式各樣
的產(chǎn)品， 但是所有的產(chǎn)品都是按照1987年公布的并在1994年成為德國標準DIN19825
的傳輸協(xié)議和功能協(xié)定生產(chǎn)的。這也充分說明了INTERBUS 發(fā)展的一致性和連續(xù)性。
INTERBUS 前后在 1998 年和 2000年 成為 歐洲EN50254標準和國際IEC61158標準。
在INTERBUS的技術(shù)不斷發(fā)展的同時，INTERBUS的用戶和廠商也建立用戶協(xié)會和行業(yè)標
準化協(xié)會，1992 成立了INTERBUS 俱樂部，制定了 DRIVECOM的驅(qū)動系統(tǒng)和
ENCODECOM的編碼器的標準界面，INTERBUS俱樂部從 1996年開始每年舉辦 INTERBUS
研討會 和其它國際會議。1993年 INTERBUS 俱樂部首次公布了 INTERBUS的認證標志
見下圖
2所有由各廠家自行開發(fā)的具有INTERBUS接口的總線設備將通過 INTERBUS 俱樂部的認
證機構(gòu)通過認證后得到認證證書和認證標志。
1998 年 INTERBUS的現(xiàn)場總線應用點已占有30％的市場。目前全球1000多個生
產(chǎn)廠家提供2500多種總線產(chǎn)品， 到目前為止，已有四百五十多萬節(jié)點， 近五十萬個
系統(tǒng)應用在世界各地。使得 INTERBUS 成為國際現(xiàn)場總線的領先者。下表對INTERBUS
的整個發(fā)展的過程作了簡單的小結(jié)。
年份 重要的事件
1979 提出現(xiàn)場總線概念與設計構(gòu)想
1983 開始INTERBUS的開發(fā)出產(chǎn)品
1984 在德國大眾汽車已有較多的INTERBUS－S產(chǎn)品開始現(xiàn)場使用
1987 首次在漢諾威博覽會上面向全球發(fā)布 INTERBUS的產(chǎn)品
1990 成立 DRIVECOM 用戶協(xié)會
1992 成立INTERBUS－CLUB
1993 對 INTERBUS的模塊進行認證
1994 公布按照DIN19825標準的INTERBUS協(xié)議
1996 成立OPEN CONTROL 用戶協(xié)會
1997 INTERBUS成為EN50524歐洲標準
1998 到 1998的年底 已有 3百萬設備在 25萬個項目中得應用
2000 INTERBUS 成為 IEC61158 的國際標準
2004 INTERBUS國際俱樂部與PRFIBUS國際俱樂部聯(lián)合開發(fā)推廣PROFINET，當
時兩種總線節(jié)點數(shù)共計約占有全球75%的市場份額
2007 截止2007。3現(xiàn)場總節(jié)點數(shù)超過1100萬，
1。2 INTERBUS 國際組織－俱樂部和 INTERBUS 服務中心的任務
INTERBUS俱樂部（http //WWWInterbusclub。com）的成立是為了支持INTERBUS
設備的開發(fā)。其具體的開發(fā)支持工作由 INTERBUS SUPPORT CENTER 來完成。
INTERBUS俱樂部主要提供以下 3 大服務：
3對于設備開發(fā)工作提供技術(shù)咨詢和技術(shù)服務
對INTERBUS設備的生產(chǎn)廠提供市場推廣服務
提供產(chǎn)品的銷售服務和支持
下表列出了INTERBUS俱樂部提供的服務內(nèi)容
項目 服務內(nèi)容 備注
技術(shù)信息的獲取 INTERBUS 雜志 ?INTERBUS 僅提供給成員
Inside ? 每兩月一期
INTERBUS ONLINE 通過
INTERBUS 俱樂部的網(wǎng)站
INTERBUS的技術(shù)性能和指 所有
標
INTERBUS接口的實現(xiàn) INTERBUS接口實現(xiàn)的技術(shù) 所有
數(shù)據(jù)和手冊
INTERBUS 信息服務 一年 所有
兩期 提供INTERBUS接口開
發(fā)技術(shù)的最新動態(tài)
INTERBUS雜志 所有
?Implementation direct ?
每兩月一期
產(chǎn)品認證 認證指南 所有
幫助進行認證工作和發(fā)放認 所有
證證書
產(chǎn)品的界面的確定 組織各行業(yè)的用戶協(xié)會建立 僅提供給成員
面向應用的設備界面的規(guī)范
推廣INTERBUS界面的規(guī)范 所有

Interbus是一種專為樓宇自動化（Building Automation）和工業(yè)自動化領域設計的現(xiàn)場總線技術(shù)，由德國西門子公司(Siemens)開發(fā)。它全稱為“Intelligent Bus System”，中文可譯為“智能化總線系統(tǒng)”。Interbus的核心原理是通過一條多點、雙向、實時的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，將各種不同功能的設備如傳感器、執(zhí)行器、控制器等連接在一起，實現(xiàn)設備間的信息共享和遠程控制。 Interbus的特點主要包括： 1. **開放性**：Interbus采用了OSI模型的層次結(jié)構(gòu)，支持多種不同的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，使得它可以與多種第三方設備兼容，具有很高的靈活性和擴展性。 2. **實時性**：由于其基于Ethernet的技術(shù)基礎，Interbus提供了非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率和低延遲特性，確保了系統(tǒng)的實時性和反應速度，特別適合對時間敏感的工業(yè)控制應用。 3. **可靠性與冗余**：Interbus網(wǎng)絡采用星型拓撲結(jié)構(gòu)，并支持雙絞線或光纜介質(zhì)，具備故障檢測和恢復機制，確保在部分節(jié)點失效時仍能維持系統(tǒng)的正常運行。 4. **模塊化設計**：Interbus系統(tǒng)組件分為多個獨立的功能模塊，便于安裝、維護和升級，簡化了整個系統(tǒng)的配置和管理。 5. **易于集成**：由于Interbus遵循國際標準，如IEC 61158, 它可以方便地與其他自動化系統(tǒng)集成，形成一個統(tǒng)一的自動化解決方案。 總之，Interbus以其強大的功能、高可靠性和靈活的系統(tǒng)架構(gòu)，在工業(yè)自動化和樓宇自動化領域得到了廣泛應用。