一、INTERBUS的特點(diǎn)
INTERBUS是德國(guó)跨國(guó)集團(tuán)PHOENIX公司提供的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線,是最早的總線之一?,F(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè)、煙草工業(yè)、冶金工業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)及傳送技術(shù)、造紙工業(yè)、包裝工業(yè)、食品工業(yè)等等。1998年成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50254,2000年2月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158,2004年12月成為中國(guó)機(jī)械工業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JB 10308-8。全球1000多個(gè)生產(chǎn)廠家提供2500多種總線產(chǎn)品,至2004年12月,已經(jīng)有七百萬節(jié)點(diǎn),四十多萬個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用在世界各地,使得INTERBUS成為國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線市場(chǎng)的領(lǐng)先者。
1、INTERBUS 物理層采用RS485串行通信標(biāo)準(zhǔn),樹型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可連接255 個(gè)子站,易于擴(kuò)展、易于分層,總長(zhǎng)達(dá)12.8 公里。在同一個(gè)系統(tǒng)中,三種傳輸媒介(雙絞線電纜,光纖,紅外)可以根據(jù)需要混合使用。信號(hào)編碼方式為曼徹斯特編碼。數(shù)據(jù)鏈路層采用集總幀的數(shù)據(jù)環(huán)型存取方式,各子站無須編址。
2、INTERBUS具有強(qiáng)大的可靠性、診斷性和易維護(hù)性。
INTERBUS采用了集總幀型的數(shù)據(jù)環(huán)通訊,這種通訊保證了數(shù)據(jù)傳輸嚴(yán)格的同步性和周期性;全雙工的通訊方式和500K 的一致速率保證了數(shù)據(jù)通訊的實(shí)時(shí)性。差分信號(hào)傳輸和專門的總線環(huán)路檢查保證了強(qiáng)大的抗干擾性和設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控。所有這些特性以及十幾年的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)都保證了INTERBUS具有很高的可靠性。
強(qiáng)大的診斷功能是INTERBUS區(qū)別于其它總線所獨(dú)有的。獨(dú)立的診斷程序提供了詳細(xì)的故障信息(故障地址、故障類型和故障歷史記錄),診斷寄存器提供了用戶程序處理故障信息的工具。故障歷史記錄和準(zhǔn)確的故障地址為快速排除故障提供了保障,保證系統(tǒng)故障停機(jī)時(shí)間最短。
3、INTERBUS先進(jìn)的基于PC和以太網(wǎng)的控制技術(shù)。
INTERBUS是一種開放的現(xiàn)場(chǎng)總線,可以聯(lián)結(jié)到全球90%以上的控制系統(tǒng)。目前,世界主流的PLC,如SIEMENS S5、S7,三菱,GE,BOSCH等多家廠商的PLC都可以很方便地與INTERBUS相聯(lián)結(jié), 給用戶提供了多種選擇。聯(lián)結(jié)不同的PLC,只需要不同INTERBUS總線適配板。
INTERBUS的基于PC和以太網(wǎng)的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制的三層控制網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單連接和數(shù)據(jù)交換,代表了當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展的方向。其代表性產(chǎn)品就是基于PC的控制器、控制軟件PCWORX和標(biāo)準(zhǔn)化的接口OPC。
二、INTERBUS總線產(chǎn)品在橡膠輪胎機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用情況
鑒于INTERBUS的安裝簡(jiǎn)單、總線循環(huán)周期快、高可靠性、診斷性和易維護(hù)性,世界領(lǐng)先的橡膠輪胎設(shè)備商如克虜伯(Krupp)、費(fèi)希爾(Fisher)、荷蘭飛邁(VMI)在其成型機(jī)、裁斷機(jī)產(chǎn)品上廣泛采用了INTERBUS現(xiàn)場(chǎng)總線。
INTERBUS作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158、中國(guó)機(jī)械工業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JB 10308-8的現(xiàn)場(chǎng)總線,良好的開放性使其,不僅可以應(yīng)用在采用菲尼克斯PLC的控制系統(tǒng)中,同時(shí)可以與世界主流的PLC,如SIEMENS、A-B、GE、施耐德,BOSCH等多家廠商的PLC相聯(lián)結(jié)。聯(lián)結(jié)不同的PLC,僅需要不同的INTERBUS總線適配板,由此很方便地給用戶提供了多種選擇。
三、系統(tǒng)配置
方采用菲尼克斯電氣整套控制系統(tǒng)
1.系統(tǒng)配置
上圖所示為控制系統(tǒng)組態(tài)圖,控制器選用菲尼克斯公司高性能控制器RFC 430,通過INTERBUS總線靈活掛出子站,此外RFC 430集成了以太網(wǎng)口,可直接連入以太網(wǎng)。INTERBUS總線不需終端電阻,現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊及設(shè)備不需作專門的地址設(shè)置.。INTERBUS總線為全雙工數(shù)據(jù)傳輸方式,有極高的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性,INTERBUS總線具有強(qiáng)大的診斷功能。
現(xiàn)場(chǎng)模塊采用Phoenix Contact的INLINE產(chǎn)品。BK模塊是每個(gè)子站的總線耦合器,每個(gè)BK模塊可帶63個(gè)輸入/輸出模塊,BK模塊之間用總線電纜進(jìn)行連接。Inline提供了所有的進(jìn)行控制所需要的信息采集、傳輸數(shù)據(jù)的模塊,它不僅有數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸入、模擬輸出模塊,更有電機(jī)啟動(dòng)器、緊急停車模塊、計(jì)數(shù)器模塊、位置模塊、編碼器(增量/絕對(duì)型)以及串行傳輸模塊IB IL RS 232 IB IL RS 485/422等。Inline采用彈簧接線方式,具有體積小、安裝簡(jiǎn)單、擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已在多家國(guó)際知名企業(yè)應(yīng)用。
三、中文版控制器編程軟件PCWORX介紹
PCWORX是INTERBUS基于PC控制方案的強(qiáng)大的自動(dòng)化編程和組態(tài)軟件。它由三部分組成:組態(tài)器(SystemWorx),符合IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件(ProgramWorx),OPC(OLE for Process Control)接口。所有PCWORX模塊具有公用的數(shù)據(jù)庫(kù)。
PCWORX與控制器之間的連接可以通過RS232串行口來實(shí)現(xiàn)。PCWORX軟件運(yùn)行在Windows NT4.0(Service Pack4以上)或Windows 2000操作系統(tǒng)中。
PCWORX 編程軟件稱為Program Worx。Program Worx的編程環(huán)境符合IEC61131國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并支持標(biāo)準(zhǔn)中定義的所有五種語言:
- 指令表(IL)
- 梯形圖(LD)
- 功能塊圖(FBD)
- 結(jié)構(gòu)文本(ST)
- 順序功能圖(SFC)
IL和ST是文本格式的編程語言。IL類似于匯編語言,對(duì)功能和功能塊的調(diào)用,或調(diào)轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn),都是通過指令的方法。ST則是一種類似于PASCAL的結(jié)構(gòu)化編程語言。
FBD、LD及SFC是圖形化的編程語言,具有簡(jiǎn)便和直觀的特點(diǎn),簡(jiǎn)化了編程和調(diào)試的工作量。IL和ST語言雖然并不直觀,但程序的代碼最小,占用的存儲(chǔ)空間相對(duì)較小,因此程序的執(zhí)行時(shí)間最短。
PC WORX還提供了另外一種編程語言:機(jī)器順序功能圖語言(MSFC)。MSFC語言與SFC相似,但它是專門為機(jī)器或系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制的編程而開發(fā)的,具有擴(kuò)展的診斷功能,可以大大減少機(jī)器的檢修時(shí)間。
PC WORX采用多任務(wù)的編程方式。在IEC61131-3中,對(duì)功能塊和程序的多次調(diào)用稱為實(shí)例化。在每個(gè)實(shí)例中,不同的I/O節(jié)點(diǎn)可以分配給相同的變量,而不需要中間標(biāo)志。特殊的實(shí)例數(shù)據(jù)可進(jìn)行封裝,這樣該數(shù)據(jù)就不會(huì)被另一個(gè)實(shí)例所覆蓋。
PC WORX具有符合IEC61131-5的通信塊,允許智能設(shè)備之間通過Ethernet或INTERBUS實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的直接通信
INTERBUS現(xiàn)場(chǎng)總線組態(tài)器稱為SYSTEM WORX,它包括INTERBUS的組態(tài)、監(jiān)控和診斷,以及INTERBUS設(shè)備的參數(shù)化功能。借助于SYSTEM WORX的菜單命令,可以設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)的完整的總線結(jié)構(gòu),配置連接到INTERBUS的所有設(shè)備。你可以修改,添加或查找設(shè)備。對(duì)于組態(tài)的總線結(jié)構(gòu),你可以輸入設(shè)備描述,站點(diǎn),訂貨號(hào)及診斷標(biāo)識(shí)等。不同的總線段可以合并為組。在系統(tǒng)啟動(dòng)之前,可以借助于SYSTEM WORX來檢測(cè)總線的接線和硬件。
用戶可以在SYSTEM WORX中監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)。在總線運(yùn)行過程中,相連設(shè)備的過程數(shù)據(jù)可以在軟件或控制器的液晶顯示屏上顯示出來。通過Address Monitor或Process Data Monitor,可以實(shí)時(shí)讀取和更改現(xiàn)場(chǎng)的過程數(shù)據(jù)。DRIVECOM monitor則用于實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)設(shè)備(如變頻器)的啟動(dòng)、參數(shù)設(shè)置和控制功能。
診斷功能提供了一種快速和有效的錯(cuò)誤定位和排錯(cuò)的方法。它既能識(shí)別出總線設(shè)備和總線連接的故障,也能查找出傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng)的故障。系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息,故障類型,出錯(cuò)位置及出錯(cuò)原因,以及相應(yīng)的解決措施都會(huì)在診斷窗口中顯示出來。
INTERBUS的現(xiàn)場(chǎng)控制器與上位機(jī)的圖形監(jiān)控系統(tǒng)(如Genesis,INTOUCH,Citect等)之間的數(shù)據(jù)交換是通過OPC來實(shí)現(xiàn)的。PCWORX中集成了OPC Server的接口。在PCWORX中為INTERBUS OPC SERVER軟件創(chuàng)建一個(gè)組態(tài)文件,該配置文件中包含了用于同圖形監(jiān)控軟件進(jìn)行通信的所有數(shù)據(jù)。
運(yùn)行在Windows NT環(huán)境下的INTERBUS OPC SERVER用于實(shí)現(xiàn)分散化的INTERBUS網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行于PC上的圖形監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。PC和INTERBUS之間的連接可以通過直接存儲(chǔ)器存取(MPM),串行端口(V.24)或者Ethernet(TCP/IP)進(jìn)行。
INTERBUS OPC Server可以同時(shí)支持多個(gè)控制板。使用INTERBUS OPC Server,你可以訪問以下INTERBUS數(shù)據(jù):
- 過程數(shù)據(jù)
OPC Server可以直接讀取INTERBUS控制板的輸入過程數(shù)據(jù)。
- CSV變量
從PCWORX應(yīng)用程序中訪問選擇的變量。
- 直接賦址變量
你可以訪問定義在控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的直接地址上的所有變量。
PC WORX中還包括了一個(gè)功能塊庫(kù),其中包括了很多常用的標(biāo)準(zhǔn)功能塊,如PID控制、AI/AO轉(zhuǎn)換、TCP/IP功能塊等。用戶可以很方便地調(diào)用功能塊庫(kù)中的功能塊,大大節(jié)省了程序設(shè)計(jì)時(shí)間。