工業(yè)現(xiàn)場有很多的總線系統(tǒng)，比如：PROFIBUS、PROFINET、DeviceNet、INTERBUS、CC Linkt等。我們前面的文章對PROFIBUS和PROFINET都有介紹，今天這篇文章，我們來聊聊 INTERBUS總線。

INTERBUS總線是德國菲尼克斯（Phoenix Contact）公司于1987年在漢諾威（Hannover）工業(yè)博覽會(huì)上首次公布的一種總線系統(tǒng)，其早期名稱為“INTERBUS-S”，后來改為“INTERBUS”。

INTERBUS總線是一種串行總線，它使用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在控制系統(tǒng)（比如PLC、工控機(jī)）和分布式模塊之間進(jìn)行信號(hào)傳輸。

在INTERBUS的環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有的設(shè)備（模塊）都被連接到一個(gè)封閉的傳輸通路上。每一個(gè)設(shè)備（模塊）都能接收前一級(jí)傳來的信號(hào)，并把信號(hào)進(jìn)行放大后發(fā)送到后一級(jí)設(shè)備（模塊）。與普通的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)不同，INTERBUS的環(huán)形總線采用全雙工的通信方式，同時(shí)包括了發(fā)送和接收兩條線，因此可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。

INTERBUS總線中的設(shè)備包括：總線控制板（Controller Board）、總線終端模塊（BUS Terminal Module）、遠(yuǎn)程總線段（Remote BUS）、本地總線段（Local BUS）。其中，總線控制板為主設(shè)備（Master）、其它設(shè)備（模塊）均為從設(shè)備（Slave）。連接總線控制板與總線終端模塊之間的總線稱為遠(yuǎn)程總線（Remote BUS），連接總線終端模塊與本地模塊的總線稱為本地總線（Local BUS）。如下圖：

總線控制板（Contoller Board）是主設(shè)備（Master），它的作用是對整個(gè)INTERBUS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和診斷，其內(nèi)部保留了一個(gè)輸入/輸出數(shù)據(jù)堆棧，當(dāng)總線運(yùn)行時(shí)，與各從站的交換的數(shù)據(jù)全部保存在該數(shù)據(jù)堆棧中。INTERBUS采用主-從的通信方式，因此每一個(gè)INTERBUS總線系統(tǒng)都有一個(gè)總線控制板作為主站，通過主站引出環(huán)路連接到每一個(gè)從站。同時(shí)總線控制板還有與控制系統(tǒng)（PLC、PC等）通信的接口，以便把總線的數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)中。下圖是連接S7 300的總線控制板 IBS S7 300 DSC-T：

遠(yuǎn)程總線（Remote BUS）用來連接總線控制板與遠(yuǎn)程總線設(shè)備，其物理層傳輸介質(zhì)可以使用銅導(dǎo)線（RS-485標(biāo)準(zhǔn)），光纖或紅外線。當(dāng)使用電導(dǎo)線時(shí)，遠(yuǎn)程總線的最大長度（從總線控制板到最后一個(gè)終端模塊）為12.8公里；使用光導(dǎo)線時(shí)，最大可達(dá)到80公里。遠(yuǎn)程總線設(shè)備包括：總線終端模塊、特殊I/O模塊、遠(yuǎn)程機(jī)器人或驅(qū)動(dòng)器等，使用最多是總線終端模塊。下圖是遠(yuǎn)程總線距離的示意圖：

總線終端模塊（BK Module）在INTERBUS中發(fā)揮著承前啟后的作用，它一方面通過遠(yuǎn)程總線（Remote BUS）與總線控制板相連接，另一方面通過本地總線（Local BUS）與分布式傳感器想連。各種傳感器的信號(hào)通過本地總線傳送到總線終端模塊，然后通過遠(yuǎn)程總線傳送給總線控制板。INTERBUS最多支持254個(gè)總線終端模塊，兩個(gè)總線終端模塊之間的最大距離為400米（電導(dǎo)線），從總線控制板到第一個(gè)總線終端模塊的最大距離為400米（電導(dǎo)線）?？偩€終端模塊的電源為非切斷性電源，即當(dāng)總線工作時(shí)，該電源不能因?yàn)榭偩€故障或其它原因而被切斷。因?yàn)镮NTERBUS是環(huán)形總線，一旦某個(gè)總線終端模塊被斷電，整個(gè)總線的通信將受到影響?？偩€終端模塊還為本地總線提供通信的電源。下圖是光纖型總線終端模塊（BS ST BKM-LK）的示意圖：

本地總線（Local BUS）與總線終端模塊相連，現(xiàn)場的分布式傳感器（I/O）連接到本地總線的模塊上，然后通過總線終端模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程總線上。與遠(yuǎn)程總線不同，本地總線采用TTL電平信號(hào)，其最大允許長度為10米，兩個(gè)本地總線模塊之間的最大長度不能超過1.5米。本地總線可以分為ST總線和INLINE總線兩種類型。ST是“Smart Terminal”的縮寫，ST模塊包括數(shù)字量的輸入、輸出及模擬量輸入、輸出及智能模塊等，可以用來連接現(xiàn)場的各種數(shù)字量、模擬量信號(hào)。ST模塊之間通過ST線纜相連并連接到總線終端模塊上。INLINE本地總線是一種開放性的總線，其開放性表現(xiàn)在可以通過各種耦合器（比如Profibus耦合器、Profinet耦合器、DeviceNet耦合器、CANOpen耦合器）與其它總線系統(tǒng)相連接。INLINE總線本身也支持?jǐn)?shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、智能模塊等功能模塊，使用起來很方便。

本地總線還有一種環(huán)形結(jié)構(gòu)段（LOOP段），它是一種防護(hù)等級(jí)為IP65的直接用于現(xiàn)場的本地總線段。LOOP段的傳輸介質(zhì)為一根兩芯的無屏蔽的導(dǎo)線，使用電流環(huán)進(jìn)行信號(hào)傳輸。每個(gè)LOOP段最多安裝63個(gè)模塊，兩個(gè)模塊之間的最大距離為20米，LOOP段支持的最大長度為200米，環(huán)路中的最大電流為1.8安培。相比于電壓信號(hào)，電流環(huán)的抗干擾能力更強(qiáng)，可用于干擾較多的場所。

INTERBUS采用環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過移位寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，因此不用設(shè)置節(jié)點(diǎn)的地址。當(dāng)模塊發(fā)生故障時(shí)，可以快速的更換，這使得系統(tǒng)的安裝和維護(hù)工作變得相對容易。但同時(shí)也不得不說，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)要求每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都要穩(wěn)定可靠，因?yàn)槿魏我粋€(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)。而樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則不同，當(dāng)分支節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響其它節(jié)點(diǎn)的通信。

INTERBUS在1994年成為德國國家標(biāo)準(zhǔn)（DIN19825）；在1997年成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN50254）；在2000年，成為國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC61158）。多年來，INTERBUS的技術(shù)得到了很大的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了幾千種產(chǎn)品，為了保證INTERBUS產(chǎn)品的一致性與連續(xù)性，早在1992年就成立了INTERBUS俱樂部。

INTERBUS俱樂部負(fù)責(zé)對INTERBUS產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證，符合標(biāo)準(zhǔn)的將授予認(rèn)證標(biāo)志并頒發(fā)認(rèn)證證書，下圖是INTERBUS俱樂部公布的INTERBUS認(rèn)證標(biāo)志：

總之，INTERBUS總線具有很好的可靠性、較高的靈活性及很大的開放性，是現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場使用較多的總線系統(tǒng)之一。方正智芯（founderchip）會(huì)在后續(xù)的文章中陸續(xù)介紹INTERBUS的更多知識(shí)，歡迎持續(xù)關(guān)注我們。