菲尼克斯电气在半钢成型机Interbus控制系统中的应用
发布时间：2011-01-05
来源：中国自动化网
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Interbus
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一、INTERBUS的特点 INTERBUS是德国跨国集团PHOENIX公司提供的工业现场总线，是最早的总线之一。现已广泛地应用于汽车工业、烟草工业、冶金工业、仓储及传送技术、造纸工业、包装工业、食品工业等等。1998年成...
一、INTERBUS的特点
INTERBUS是德国跨国集团PHOENIX公司提供的工业现场总线，是最早的总线之一。现已广泛地应用于汽车工业、烟草工业、冶金工业、仓储及传送技术、造纸工业、包装工业、食品工业等等。1998年成为欧洲标准EN50254，2000年2月成为国际标准IEC61158，2004年12月成为中国机械工业国家标准JB 10308-8。全球1000多个生产厂家提供2500多种总线产品，至2004年12月，已经有七百万节点，四十多万个系统应用在世界各地，使得INTERBUS成为国际现场总线市场的领先者。
1、INTERBUS 物理层采用RS485串行通信标准，树型的拓扑结构，可连接255 个子站，易于扩展、易于分层，总长达12.8 公里。在同一个系统中，三种传输媒介（双绞线电缆，光纤，红外）可以根据需要混合使用。信号编码方式为曼彻斯特编码。数据链路层采用集总帧的数据环型存取方式，各子站无须编址。
2、INTERBUS具有强大的可靠性、诊断性和易维护性。
INTERBUS采用了集总帧型的数据环通讯，这种通讯保证了数据传输严格的同步性和周期性；全双工的通讯方式和500K 的一致速率保证了数据通讯的实时性。差分信号传输和专门的总线环路检查保证了强大的抗干扰性和设备实时监控。所有这些特性以及十几年的工业现场实际应用经验都保证了 INTERBUS具有很高的可靠性。
强大的诊断功能是INTERBUS区别于其它总线所独有的。独立的诊断程序提供了详细的故障信息（故障地址、故障类型和故障历史记录），诊断寄存器提供了用户程序处理故障信息的工具。故障历史记录和准确的故障地址为快速排除故障提供了保障，保证系统故障停机时间最短。
3、INTERBUS先进的基于PC和以太网的控制技术。
INTERBUS是一种开放的现场总线，可以联结到全球90％以上的控制系统。目前，世界主流的PLC，如SIEMENS S5、S7，三菱，GE，BOSCH等多家厂商的PLC都可以很方便地与INTERBUS相联结， 给用户提供了多种选择。联结不同的PLC，只需要不同 INTERBUS总线适配板。
INTERBUS的基于PC和以太网的技术，实现了工业控制的三层控制网络的简单连接和数据交换，代表了当前现场总线技术发展的方向。其代表性产品就是基于PC的控制器、控制软件PCWORX和标准化的接口OPC。
二、INTERBUS总线产品在橡胶轮胎机械行业的应用情况
鉴于INTERBUS的安装简单、总线循环周期快、高可靠性、诊断性和易维护性，世界领先的橡胶轮胎设备商如克虏伯（Krupp）、费希尔（Fisher）、荷兰飞迈（VMI）在其成型机、裁断机产品上广泛采用了INTERBUS现场总线。
INTERBUS作为国际标准IEC61158、中国机械工业国家标准JB 10308-8的现场总线，良好的开放性使其，不仅可以应用在采用菲尼克斯PLC的控制系统中，同时可以与世界主流的PLC，如SIEMENS、A-B、GE、施耐德，BOSCH等多家厂商的PLC相联结。联结不同的 PLC，仅需要不同的INTERBUS总线适配板，由此很方便地给用户提供了多种选择。
三、系统配置
方采用菲尼克斯电气整套控制系统
1.系统配置
上图所示为控制系统组态图，控制器选用菲尼克斯公司高性能控制器RFC 430，通过INTERBUS总线灵活挂出子站，此外RFC 430集成了以太网口，可直接连入以太网。INTERBUS总线不需终端电阻,现场I/O模块及设备不需作专门的地址设置.。INTERBUS总线为全双工数据传输方式,有极高的数据传输实时性，INTERBUS总线具有强大的诊断功能。
现场模块采用Phoenix Contact的INLINE产品。BK模块是每个子站的总线耦合器，每个BK模块可带63个输入/输出模块，BK模块之间用总线电缆进行连接。Inline提供了所有的进行控制所需要的信息采集、传输数据的模块，它不仅有数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出模块，更有电机启动器、紧急停车模块、计数器模块、位置模块、编码器（增量/绝对型）以及串行传输模块IB IL RS 232 IB IL RS 485 /422等。Inline采用弹簧接线方式，具有体积小、安装简单、扩展方便等优点，现已在多家国际知名企业应用。
三、中文版控制器编程软件PCWORX介绍
PCWORX是INTERBUS基于PC控制方案的强大的自动化编程和组态软件。它由三部分组成：组态器（SystemWorx），符合 IEC61131标准的编程软件（ProgramWorx），OPC（OLE for Process Control）接口。所有PCWORX模块具有公用的数据库。
PCWORX与控制器之间的连接可以通过RS232串行口来实现。PCWORX软件运行在Windows NT4.0（Service Pack4以上）或Windows 2000操作系统中。
PCWORX 编程软件称为Program Worx。Program Worx的编程环境符合IEC61131国际标准，并支持标准中定义的所有五种语言：
- 指令表（IL）
- 梯形图（LD）
- 功能块图（FBD）
- 结构文本（ST）
- 顺序功能图（SFC）
IL和ST是文本格式的编程语言。IL类似于汇编语言，对功能和功能块的调用，或调转功能的实现，都是通过指令的方法。ST则是一种类似于PASCAL的结构化编程语言。
FBD、LD及SFC是图形化的编程语言，具有简便和直观的特点，简化了编程和调试的工作量。IL和ST语言虽然并不直观，但程序的代码最小，占用的存储空间相对较小，因此程序的执行时间最短。
PC WORX还提供了另外一种编程语言：机器顺序功能图语言（MSFC）。MSFC语言与SFC相似，但它是专门为机器或系统的运动控制的编程而开发的，具有扩展的诊断功能，可以大大减少机器的检修时间。
PC WORX采用多任务的编程方式。在IEC61131-3中，对功能块和程序的多次调用称为实例化。在每个实例中，不同的I/O节点可以分配给相同的变量，而不需要中间标志。特殊的实例数据可进行封装，这样该数据就不会被另一个实例所覆盖。
PC WORX具有符合IEC61131-5的通信块，允许智能设备之间通过Ethernet或INTERBUS实现标准化的直接通信
INTERBUS现场总线组态器称为SYSTEM WORX，它包括INTERBUS的组态、监控和诊断，以及INTERBUS设备的参数化功能。借助于SYSTEM WORX的菜单命令，可以设计一个系统的完整的总线结构，配置连接到INTERBUS的所有设备。你可以修改，添加或查找设备。对于组态的总线结构，你可以输入设备描述，站点，订货号及诊断标识等。不同的总线段可以合并为组。在系统启动之前，可以借助于SYSTEM WORX来检测总线的接线和硬件。
用户可以在SYSTEM WORX中监控现场设备的数据。在总线运行过程中，相连设备的过程数据可以在软件或控制器的液晶显示屏上显示出来。通过 Address Monitor或Process Data Monitor，可以实时读取和更改现场的过程数据。DRIVECOM monitor则用于实现对传动设备（如变频器）的启动、参数设置和控制功能。
诊断功能提供了一种快速和有效的错误定位和排错的方法。它既能识别出总线设备和总线连接的故障，也能查找出传感器和执行器系统的故障。系统运行状态的信息，故障类型，出错位置及出错原因，以及相应的解决措施都会在诊断窗口中显示出来。
INTERBUS的现场控制器与上位机的图形监控系统（如Genesis，INTOUCH，Citect等）之间的数据交换是通过OPC来实现的。 PCWORX中集成了OPC Server的接口。在PCWORX中为INTERBUS OPC SERVER软件创建一个组态文件，该配置文件中包含了用于同图形监控软件进行通信的所有数据。
运行在Windows NT环境下的INTERBUS OPC SERVER用于实现分散化的INTERBUS网络和运行于PC上的图形监控系统之间的数据交换。PC和INTERBUS之间的连接可以通过直接存储器存取（MPM），串行端口（V.24）或者Ethernet（TCP/IP）进行。
INTERBUS OPC Server可以同时支持多个控制板。使用INTERBUS OPC Server，你可以访问以下INTERBUS数据：
- 过程数据
OPC Server可以直接读取INTERBUS控制板的输入过程数据。
- CSV变量
从PCWORX应用程序中访问选择的变量。
- 直接赋址变量
你可以访问定义在控制系统或计算机系统的直接地址上的所有变量。
PC WORX中还包括了一个功能块库，其中包括了很多常用的标准功能块，如PID控制、AI/AO转换、TCP/IP功能块等。用户可以很方便地调用功能块库中的功能块，大大节省了程序设计时间。
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