Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6.2: Interbus

Hệ thống 
thông tin công nghiệp
4/14/2006
6.2 Interbus
26.2 Interbus © 2006 - HMS
6.2 Interbus
1. Giới thiệu chung
2. Kiến trúc giao thức
3. Cấu trúc mạng 
4. Kỹ thuật truyền dẫn
5. Cơ chế giao tiếp
6. Cấu trúc bức ₫iện
7. Dịch vụ giao tiếp
8. Sản phẩm Interbus
36.2 Interbus © 2006 - HMS
1. Giới thiệu chung
ƒ INTERBUS là một phát triển riêng của hãng 
Phoenix Contact.
ƒ Chuẩn hóa quốc tế IEC 61158-2
ƒ Khả năng kết nối nhiều loại thiết bị khác nhau
ƒ Được sử dụng xuyên suốt trong hệ thống (bus 
trường, bus ₫iều khiển, bus chấp hành-cảm biến)
ƒ Ứng dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp chế
tạo, lắp ráp và sản xuất vật liệu xây dựng
ƒ Số lượng thiết bị ghép nối: #1 trên thế giới
ƒ Được sử dụng trong nhiều nhà máy gạch, sứ-thủy 
tinh ở VN 
46.2 Interbus © 2006 - HMS
2. Kiến trúc giao thức
ƒ Ba lớp theo mô hình ISO/OSI: 
— Lớp vật lý qui ₫ịnh phương pháp mã hóa bit, kỹ thuật 
truyền dẫn tín hiệu và giao diện giữa một thiết bị mạng 
với môi trường truyền,...
— Lớp liên kết dữ liệu có vai trò ₫ảm bảo việc truyền dữ
liệu tin cậy, chính xác, hỗ trợ cả dữ liệu quá trình (tuần 
hoàn) và các dữ liệu tham số (không tuần hoàn). 
— Lớp ứng dụng: PMS (Peripheral Message Specification) là
một tập con của MMS, về cơ bản tương thích với các dịch 
vụ của PROFIBUS-FMS.
ƒ Hỗ trợ tối ₫a việc trao ₫ổi dữ liệu giữa một bộ ₫iều 
khiển trung tâm với các vào/ra phân tán, các 
thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành. 
56.2 Interbus © 2006 - HMS
DTI Data Interface
SGI Signal Interface 
MXI Mailbox Interface 
API Aplication Programming Interface 
PDC Process Data Channel 
ALI Application Layer Interface 
PMS Peripheral Message Specification 
LLI Lower Layer Interface 
PDL Peripherals Data Link 
BLL Basic Link Layer 
PHY Physical Layer 
Ch−¬ng tr×nh øng dông
DTI SGI MXI
PDC
API 
ALI
PMS
LLI
PDL
BLL 
PHY 
User
7
2
1
66.2 Interbus © 2006 - HMS
3. Cấu trúc mạng 
ƒ Nổi tiếng với cấu trúc mạch vòng tích cực
ƒ Có thể sử dụng mạch vòng phân cấp
ƒ Phương pháp truy nhập bus kết hợp giữa 
Master/Slave và TDMA
76.2 Interbus © 2006 - HMS
B u s m a s te r
m a x . 4 0 0 m
b u s n g o ¹ i v i (b u s c ô c b é )
m a x . 1 0 m 
m a x . 1 .5 m
b u s l¾ p ® Æ t
m a x . 5 0 m 
b u s x a
m a x . 4 0 0 m
B é n è i b u s
Ví dụ sử dụng đôi dây xoắn
86.2 Interbus © 2006 - HMS
Ưu ₫iểm 
ƒ Phạm vi phủ mạng rất lớn
ƒ Dễ dàng sử dụng cáp quang
ƒ Được thiết kế ₫ể dễ lắp ₫ặt
ƒ Dễ chẩn ₫oán
ƒ Truyền hai chiều ₫ồng thời 
ƒ Định ₫ịa chỉ tự ₫ộng dựa theo vị trí vật lý của một 
trạm trên mạch vòng. 
ƒ Việc bảo dưỡng, sửa chữa, mở rộng hệ thống ₫ơn 
giản hơn.
96.2 Interbus © 2006 - HMS
4. Kỹ thuật truyền dẫn
ƒ Cho phép sử dụng nhiều loại ₫ường truyền khác 
nhau, ví dụ cáp ₫ôi dây xoắn, cáp quang, hồng 
ngoại, v.v... 
ƒ Đôi dây xoắn + RS-485 ₫ược sử dụng rộng rãi 
nhất (5 dây giữa hai thiết bị)
ƒ Tốc ₫ộ truyền là 500 kbit/s => khoảng cách tối ₫a 
giữa hai thiết bị là 400 m. 
ƒ Chiều dài tổng cộng max. 13 km. 
ƒ Tổng số trạm max. 256. 
ƒ Mã hóa bit NRZ.
ƒ INTERBUS-Loop sử dụng mã Manchester cho môi 
trường dễ cháy nổ
106.2 Interbus © 2006 - HMS
5. Cơ chế giao tiếp
ƒ Truy nhập bus: Chủ-tớ kết hợp TDMA
ƒ Cơ chế giao tiếp theo kiểu xe ₫ẩy xoay vòng (bức 
₫iện tổng) => rất hiệu quả
ƒ Tính năng thời gian thực rất tốt
ƒ Chu kỳ bus: Đảm bảo vài milligiây
ƒ Có cơ chế ₫ồng bộ hóa dữ liệu
116.2 Interbus © 2006 - HMS
Thanh ghi
Thanh ghi
Bé nhí ¶nh
qu¸ tr×nh
Master Slave 1 Slave 2
Slave 3Slave 4
126.2 Interbus © 2006 - HMS
Kết hợp DL quá trình & DL tham số
Dữ liệu 
tham số
m
Chu kỳ m Dữ liệu 
tham số
m
Dữ liệu 
tham số
3
Chu kỳ 3 Dữ liệu 
tham số
3
Dữ liệu 
tham số
2
Chu kỳ 2 Dữ liệu 
tham số
2
Dữ liệu 
quá
trình
Dữ liệu 
quá
trình
Dữ liệu 
quá
trình
Dữ liệu 
tham số
1
Dữ liệu 
tham số
1
Dữ liệu 
quá trình
Trạm 1 Trạm 2 Trạm 3 Trạm n -
1
Trạm n
FCSChu kỳ 1Loop-
back
136.2 Interbus © 2006 - HMS
6. Cấu trúc bức ₫iện
ƒ Lớp 2
Loopback Dữ liệu sử dụng CRC CNTR
2 Byte 0-512 Byte 2 Byte 2 Byte
146.2 Interbus © 2006 - HMS
ƒ Lớp 1
156.2 Interbus © 2006 - HMS
7. Dịch vụ giao tiếp
ƒ Dịch vụ truyền tuần hoàn
— Đối với dữ liệu quá trình, trạm chủ có trách nhiệm tự 
₫ộng cập nhật nhờ các dịch vụ truyền của lớp hai. 
— Các chương trình ứng dụng sử dụng dữ liệu tuần hoàn 
chỉ cần sử dụng bộ nhớ ₫ệm vào/ra của trạm chủ
— Đối với các thiết bị có thể tự do lập trình như máy tính 
cá nhân, có thể truy nhập trực tiếp dữ liệu
ƒ Dịch vụ truyền thông báo PMS: 25 dịch vụ ₫ược 
₫ịnh nghĩa trong PMS, tiêu biểu là:
— Context Management: Thiết lập và giám sát các mối liên 
kết truyền thông.
— Variable Access: Đọc và ghi các biến quá trình hoặc tham 
số
— Program Invocation: Nạp chương trình, khởi ₫ộng và kết 
thúc chương trình