Indice
1.- Interbus(Definición)
2.- Ventajas
3.- Topología
4.- Control de Acceso al Medio
5.- Medios Físicos y Distancias
6.- Datos de Interbus
7.- Protocolos de Comunicación
8.-Transmisión
9.- Identificación de Dispositivos o Participantes
10.- Velocidades de Transmisión
11.- Software de Administración
12.- Provisión de Datos de Funcionamiento
13.-Monitoreo del Sitema
14.-Proceso de Pre-Procesamiento de Datos
15.- Conclusión
1.-Interbus
El
sistema abierto de bus de campo INTERBUS conecta toda la periferia de procesos
con todos los mandos convencionales. A través del cable bus serial se conectan
en red los sensores y actuadores, se controlan máquinas y partes de
instalaciones y se enlaza con sistemas jerárquicamente superiores. Para la
implementación de interfaces esclavo-maestro INTERBUS
2.-Sus ventajas:
- Instalación y puesta en
marcha simples mediante configuración automática de todos los
participantes en el circuito
- Aumento de la disponibilidad
de la instalación gracias a un diagnóstico de fallos de gran precisión y
comprensible
- Transmisión de datos fiable
gracias a su estructura física
- Ahorro en espacio: chips de
protocolo de mínimo tamaño en la tecnología de bus de campo
- Alta seguridad en CEM por su
transmisión estable de datos
3.-Topología
En
términos de la topología, INTERBUS es un sistema de anillo, es decir, todos los
dispositivos están integrados activamente en un camino de transmisión cerrado.
Cada dispositivo amplifica la señal entrante y lo envía en, lo que permite
tasas de transmisión más altas en distancias más largas. A diferencia de otros
sistemas de anillos, los datos a plazo y líneas de retorno en el sistema
INTERBUS se llevaron a todos los dispositivos a través de un solo cable. Esto
significa que la apariencia física general del sistema es un
"abierto" estructura de árbol. Una línea principal sale del maestro
del bus y se puede utilizar para formar subredes sin costura hasta 16 niveles
de profundidad.
El sistema maestro / esclavo INTERBUS permite la conexión de hasta 512
dispositivos, a través de 16 niveles de redes. El anillo se cierra
automáticamente por el último dispositivo. Flexibilidad Segmentación
4.-Control de Acceso al Medio
El
control de acceso al medio se encuentra dentro del mecanismo TDMA (Time
Division Multiple Access), eliminando así la posibilidad de colisiones. Cada
dispositivo tiene reservado un slot de tiempo adecuado para su función dentro
del sistema. El tiempo de ciclo es la suma de los tiempos asignados a cada
dispositivo. Pueden definirse slots adicionales para la transmisión de bloques
de datos en modo conexión. De esta forma pueden enviarse grandes bloques de
datos a través de interbus, sin alterar el tiempo de ciclo para los datos de proceso.
Otra ventaja importante que incorpora este tipo de control de acceso al medio,
es que todos los elementos insertan sus datos en el bus simultáneamente lo que
garantiza que las mediciones en las que se basan los bucles de control, fueron
realizadas simultáneamente.
Esto es
vital, ya elegida una topología hay que definir como accederá cada nodo a la
red. El objetivo es reducir las colisiones entre los paquetes de datos y
reducir el tiempo que tarda un nodo en ganar el acceso al medio y comenzar a
transmitir el paquete, hay que maximizar la eficiencia de la red y reducir el
retardo de acceso al medio. El direccionamiento de los nodos es otro de los
aspectos claves. En una red de control , la información puede ser originada y/o
recibida por cualquier nodo, la forma de direccionamiento afectará de forma
importante a la eficiencia y a la fiabilidad global de la red.
5.-Medios Físicos y Distancias
As-i es
un bus de campo desarrollado inicialmente por Siemens, para la interconexión de
actuadores y sensores binarios. Actualmente está recogido por el estándar IEC
TG 17B.
A nivel
físico, la red puede adoptar cualquier tipo de topología: estructura en bus, en
árbol, en estrella o en anillo. Permite la interconexión de un máximo de 31
esclavos. Como medio físico de transmisión, emplea un único cable que permite
tanto la transmisión de datos como la alimentación de los dispositivos
conectados a la red. La incorporación o eliminación de elementos de la red no
requiere la modificación del cable.
El cable
consta de dos hilos sin apantallamiento. Para lograr inmunidad al ruido, la
transmisión se hace basándose en una codificación Manchester. La señal con la
codificación Manchester se traduce en pulsos de corriente, que producen pulsos
positivos y negativos en la tensión de alimentación, que indican las
transiciones en la señal. A partir de la detección de dichas transiciones se
reconstruye la secuencia de bits transmitida.
Cada
esclavo dispone de hasta 4 entradas/salidas, lo que hace que la red pueda
controlar hasta 124 E/S digitales. La comunicación sigue un esquema
maestro-esclavo, en el cual el maestro interroga a las estaciones enviándoles
mensajes (llamados telegramas) de 14 bits y el esclavo responde con un mensaje
de 7 bits. La duración de cada ciclo pregunta- respuesta es de 150
microsegundos. En cada ciclo de comunicación se deben consultar todos los
esclavos, añadiendo dos ciclos extras para operaciones de administración del
bus (detección de fallos). El resultado es un tiempo máximo de 5 milisegundos.
6.-Datos de Interbus
4096 S
puntos / I, máximo • Longitud de bus: 400 m entre dos dispositivos de bus
remoto, longitud total: 13 km.
Típico
campos de aplicación: sensor generales / aplicaciones de actuadores, la máquina
y el sistema de producción, INF ingeniería de procesos
Datos
técnicos para INTERBUS Loop:
Por lo menos 20 cm entre 2 dispositivos, 20 m máxima entre 2 dispositivos, 200 m expansión total • 1.8 A Corriente (puede ser expandido en PWR IN) • 63 dispositivos.
Por lo menos 20 cm entre 2 dispositivos, 20 m máxima entre 2 dispositivos, 200 m expansión total • 1.8 A Corriente (puede ser expandido en PWR IN) • 63 dispositivos.
19,2 V a
30 V.
Potencia
y comunicaciones en un solo cable.
7.-Protocolos de Comunicación
El
INTERBUS-S fue estandarizado en 1987 como un sistema de bus de campo abierto
por Phoenix Contact y como un bus de campo para el nivel de sensores/actuadores
en el DIN19258. Es importante diferenciar entre el bus remoto (12,8Km.),
el bus de instalación remoto (50m.) basado en las especificaciones RS485 y el
bus periférico con niveles TTL(10m.). La distancia máxima entre dos terminales
de bus adyacentes es de 400m. Cada usuario es conectado al anillo y su dirección
es determinada por sus posiciones físicas.
El
protocolo de transmisión de interbus se estructura en tres capas que se
corresponden con capas del modelo OSI.
La capa 1
es la capa física. Especifica aspectos como la velocidad, modos de codificación
de la señal física, etc.
La capa 2
se corresponde con la capa de enlace. Esta garantiza la integridad de los
datos, por una parte los datos correspondientes a procesos cíclicos y por otra
datos que aparecen asíncronamente. La capa de enlace es determinista, es decir,
garantiza un tiempo máximo para el transporte de datos entre
dispositivos.
La
tercera de las capas de interbus corresponde a la capa de aplicación.
En el
maestro se ejecuta de forma cíclica un programa que actualiza continuamente los
datos correspondientes a los distintos procesos conectados a la red y los deja
accesibles para el sistema de control, de modo que por ejemplo un PLC puede
acceder a ellos de forma sencilla mediante instrucciones de
entrada/salida.
8.-Transmisión
En los sistemas
de bus, se hace una distinción entre los distintos métodos de acceso y métodos
de transmisión físicos utilizados. Además de los sistemas de bus comúnmente
utilizados en la electrónica y la tecnología informática, los dos sistemas se
ilustran a continuación desempeñan un papel clave en la tecnología de
automatización.
Maestro /
Esclavo Estructura
INTERBUS
es el único sistema de bus que trabaja según el método de suma marco que
utiliza sólo una trama de protocolo para los mensajes de todos los dispositivos.
En este método de acceso maestro / esclavo, el maestro del bus actúa como el
acoplamiento al control superior o el sistema de buses. El método
proporciona un alto nivel de eficiencia en la transmisión de datos y permite
que los datos se envían y se reciben de forma simultánea.
9.-Identificación de Dispositivos o Participantes
Un
dispositivo INTERBUS contiene tres registros que son conectados en
paralelo.
E / S de
datos es transferido mediante el registro de datos. El tipo de dispositivo
INTERBUS se define en el registro de identificación. Esto permite al
maestro del bus identificar los dispositivos y la topología de bus,
así como llevar a cabo el direccionamiento. Los datos se guardan utilizando el
CRC16 registro (redundancia cíclica cheque), donde la transmisión de datos
correcto está chequeado.
se pueden
distinguir 3 tipos de direccionamientos:
- Unicast:
El paquete es enviado a un unico nodo de destino.
- Multicast:
El paquete es enviado a un grupo de datos simultáneamente.
- Broadcast:
El paquete de datos es enviado a todos los nodos de la red
simultáneamente.
Transmisión
PCP
Para
transmitir datos de parámetros de forma simultánea, así como los datos de
proceso críticos en el tiempo, el formato de datos debe ser ampliado por un
cierto intervalo de tiempo. En varios ciclos consecutivos, una parte diferente
de los datos se inserta en la ranura de tiempo proporcionado para los
dispositivos.. El software de PCP (Protocolo de Comunicación Periféricos)
realiza esta tarea. Inserta una parte del telegrama en cada ciclo INTERBUS y
recombina, en su destino. La eficiencia de canales de parámetros de los
diferentes métodos de transmisión se activan en caso necesario y no afectan a
la transferencia de datos I / O.
10.-Velocidades de Transmisión
INTERBUS:
Topología: Anillo activa • Maestro / esclavo, longitud de telegrama fija, determinista.
Anillo;
todos los dispositivos de bus remoto incluyen repetidor tasa funcionalidad.
Transmisión:
500 kbp/s bruta y de 300 kbp/s neta.
Para
aplicaciones especiales con cable de fibra óptica, es posible alcanzar
velocidades de transmisión de datos de 2Mbit/s. Pero el número de usuarios se
limita a 512.
11.-Software de Administración
CMD - Una
herramienta, sistemas de control.
La
introducción de la configuración , puesta en marcha del sistema y software
de diagnóstico CMD (Configuración Diagnóstico Monitoreo) se ha desarrollado
para INTERBUS. Las características más importantes de este programa son la
independencia del sistema de control utilizado y la flexibilidad con respecto a
programar expansiones, nuevas funciones y add-on de programas.
El
DRIVE-COM grupo de usuarios, por ejemplo, ofrece add-on de programas para la
parametrización de las unidades de acuerdo con el perfil DRIVECOM.Se utiliza
para todo el ciclo de vida de un sistema, desde la planificación, configuración
y puesta en marcha a través del seguimiento a la evaluación de los datos de
diagnóstico en caso de avería.
12.-Provisión de Datos de Funcionamiento
CMD puede
funcionar en cualquier PC. estándar bajo el último sistema operativo de
Windows. Esto permite el funcionamiento de diferentes tarjetas controladoras y
sistemas de control con una sola herramienta de software
13.-Monitoreo del Sistema
El
monitoreo del sistema INTERBUS
Se
efectúa automáticamente después del arranque. En caso de fallo, se indican los
datos de diagnóstico a través de la carátula frontal y del registro de
diagnóstico. El sistema INTERBUS se gobierna por medio de un registro
funcional.
Mediante
la puesta de una salida pueden dispararse funciones de diagnóstico y de mando
(por ejemplo. borrar indicaciones de diagnóstico, acuse de recibo de fallos de
módulo, controlar el número de módulos, arranque del sistema). La amplía gama
de módulos, la sencilla puesta en marcha y el diagnóstico estándar INTERBUS
ofrecen soluciones mejores paar los aspectos económicos y prácticos.
14.-Proceso de Pre-Procesamiento de Datos
Usando el
lenguaje de programación IEC 61131, FUP, es posible programar limitadamente
pre-procesamientos de datos directamente en la tarjeta del controlador. Las
señales de entrada por lo tanto se pueden conectar a la placa del controlador a
través de bloques lógicos y pueden ser transmitidos directamente a las señales
de salida. Señales críticas tiempo- se procesan rápidamente y la carga del
sistema de control se reduce.
15.-Conclusión
Desde el Punto de Vista físico INTERBUS funciona según un procedimiento asícrono de parada y arranque. Se envía una cabecera que contiene informacion adicional como delimitadores de trama, codigo de función y tipo de mensaje, junto a 8 bits adicionales. Los momentos de inactividad se ocupan con mensajes de estado. No contienen datos de la capa de enlace y solo sirven para garantizar una actividad permanente en el medio de transmisión. Si dicha actividad se interrumpe durante mas de 20 ms se interpreta como una caída del sistema. Los dispositivos se desconectan de la red y van a un punto seguro definido con antelación.
