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Interbus. Présentation. Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France. Historique. Interbus. Le développement d'Interbus a été lancé en 1983 Phoenix Contact et le Lippe Technical College posent les bases du réseau 2 ans plus tard, le première mise en route d'Interbus est réalisée

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
interbus

Interbus

Présentation

Patrick MONASSIER

Université Lyon 1 France

interbus1

Historique

Interbus

Le développement d'Interbus a été lancé en 1983

Phoenix Contact et le Lippe Technical College posent les bases du réseau

2 ans plus tard, le première mise en route d'Interbus est réalisée

Interbus est commercialement présenté à la foire de Hannovre en 1987

En 1990, les spécifications sont ouvertes dans une optique de développement multi-constructeurs

En 1992 le Club Interbus est créé

En 1994, Interbus est normalisé en Allemagne, puis devient standard Européen en 1998

Club Interbus

http://www.interbusclub.com

interbus2

Club Interbus

http://www.interbusclub.com

Spécifications

Interbus

Le protocole InterBus est conforme au modèle ISO/OSI

Couche 7: Interface application

Couche 2: Liaison. Supporte les deux classes de données existantes:

cyclique (du processus) et acyclique (de paramétrage)

Couche1: Physique

La couche 2 se caractérise par le déterminisme du transport des données cycliques

basé sur le principe de:

- Trame unique TDMA (Time Division Multiple Access)

- Absence de risque de collision

- Fenêtre temporelle attribuée à chaque abonné

Normalisé EN 70 158

interbus3

Principes

Interbus

Buffer de sortie

Interbus fonctionne sur le principe d’échanges Maître / Esclave

Esclaves

Le fonctionnement est très simple

Buffers des

esclaves

Maître

C’est un échange permanent de buffers entre Maître et Esclaves

Buffer d’entrée

interbus4

Principes

Interbus

Données de

l’esclave N° n

Esclave N°1

Esclave N° 2

Les données sont rangées dans l’ordre de distribution aux esclaves

n Esclaves

Maître

Il n’est pas nécessaire de fixer les adresses physiques des stations

Leur affectation est automatique

Esclave N° n-1

Esclave N° n

Données de

l’esclave N° 1

interbus5

Principes

Interbus

Optimisation

Les Données sont actualisées en entrée et en sortie dans le même cycle de rafraîchissement

IN

OUT

De 1 bit à 64 octets par stations

interbus6

Topologie

Interbus

Données de

l’esclave N° n

Les fils aller / retour passent

dans le même câble

Maître

Esclave N°1

La topologie Interbus est en anneau

Esclave N° 2

n Esclaves

Esclave N° n-1

Physiquement, on a l’impression d’une topologie en bus

Esclave N° n

Données de

l’esclave N° 1

interbus7

Topologie

Interbus

Données de

l’esclave N° n

Esclave N°1

Maître

Esclave N° 2

n Esclaves

Esclave N° n-1

Esclave N° n

On peut aussi Physiquement donner au réseau une architecture en arbre (tree)

Données de

l’esclave N° 1

interbus8

Trames

Données de

sortie

N

Données

d’entrée

Données de

sortie

N -1

Données

d’entrée

Interbus

Mot de rebouclage

1

Image données de sortie

N

1

Image données d’entrée

N

Mot de rebouclage

Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

Données de

sortie

1

Données

d’entrée

Données de

sortie

2

Données

d’entrée

Echanges de données

TRAME INTERBUS

Données du

processus

Données du

processus

Données du

processus

Données du

processus

Données du

processus

Données du

processus

Données du

processus

Données du

processus

Mot

de

rebouclage

FCS Control

Module n

Module 1

Module 2

Module 3 Module 4 Module 5

Transmission cyclique de données du processus

Longueur de trame définie

interbus9

Trames

Interbus

Echanges de messages : configuration, terminaux, liaisons séries … etc

Données de

sortie

1

Données

d’entrée

Paramètres

n

Paramètres

n

Paramètres

4

Paramètres

4

4e cycle

Paramètres

3

Paramètres

3

3e cycle

Paramètres

2

Paramètres

2

2e cycle

Données du

processus

Données du

processus

Données du

processus

Paramètres

1

Données du

processus

Données du

processus

Paramètres

1

Données du

processus

Mot

de

rebouclage

1e cycle

FCS Control

Module n

Module 1

Module 2

Module 3 Module 4 Module 5

TRAME INTERBUS

Transmission cyclique de données du processus

Longueur de trame définie

Insertion séquentielle de paramètres sur demande

interbus10

Interbus Loop

Interbus

Exemple de configuration Interbus avec extension locale " Interbus Loop "

Interbus LOOP

Interbus LOOP

interbus11

Interbus Loop

Interbus

L'interbus loop est une extension locale de l'interbus EN 50254

Le principe de fonctionnement est identique

Interbus Loop peut être intégré dans n'importe qu'elle branche Interbus

Alimentation 24V et signal sur le même câble

Sur câble 2 x 1,5 2

Topologie en anneau

200 mètres maxi

20 mètres maxi entre chaque station

Module Moteur IP54

Module température

Module DI 4 bits

interbus12

Câblage

Interbus

Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

n Esclaves

Maître

DO = Data Out

DI = Data In

Le câble aller et le câble retour sont connectés sur chaque module esclave

Mode différentiel

2 fils par signal

Câble Interbus 6 fils

2 x 2 signaux + terre

Câble Interbus 8 fils

2 x 2 signaux + terre

+ alimentation 24V

Interbus Loop

câble 2 x 1,5 2

interbus13

Caractéristiques

Interbus

512 stations esclaves maximum

32 stations par segment maximum

Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

Support physique câble différentiel RS 485

400 mètres entre chaque station esclave à 500 Kb/s

Par exemple : 13 Km avec 32 stations esclaves

Le nombre de points Entrées/Sorties par station n’est pas limité

TDMATime Division Multiple Access

DETERMINISTE

Cohérence temporelle des données

interbus14
Interbus

Caractéristiques

Chaque Interface Esclave d’Interbus possède 3 types de registres de transimission

Registres d’émission

  • CRC
  • Contrôle de la trame sur 16 bits + 2 octets
  • Protection des données
  • MANAGEMENT
  • Le maître peut lire des informations dans les nœuds esclaves (type, longueur des données …)
  • Le maître peut contrôler des fonctions spéciales des esclaves

2 buffers par registre

- 1 en entrée

- 1 en sortie

  • USER DATA
  • Transfert des données en entrées/sorties
  • de 1 bit à 64 octets
interbus15
Interbus

Cycles

2 types de CYCLES

  • Cycle MANAGEMENT
  • Au démarrage du bus
  • Initialisation
  • Configuration

16 bits

16 bits

Puis

Cycle USER DATA

Fonctionnement cyclique

- Echange des données

Longueur variable

16 bits

interbus16
Interbus

Cycle Management

  • UART Service Primitive
  • StartDataCycle
  • Reset Short
  • Reset Long

2 octets par esclave

Loop Back Word

donne l’information du nombre de stations au maître en retour de la trame

Contrôlé en retour par le maître

A la fin du cycle, le maître possède les informations utiles de chaque

esclave : identification, longueur des données …

interbus19
Interbus

Cycle User Data

Contrôlé en retour par le maître

La trame contient les données Entrées/Sorties de chaque station esclave

La longueur des données est fixé pour chaque station

La trame dépend du contenu de la "Management (ID) Sequence"

interbus20
Interbus

Séquence CRC

Réservé pour usage futur

Le CRC est recalculé

par tous les esclaves

puis comparé en réception

Calculé et comparé par tous les esclaves

interbus21

Protocole Interbus

Interbus

Gestion du protocole Interbus par le Maître

interbus22

Calcul du temps de cycle

Interbus

Le temps de cycle peut être calculé exactement

DETERMINISME

1

2

3

4

Le temps de transfert des données dépend du nombre de données et du Bit Time tBit_IBS

Comme chaque octet est inclus dans un telegram, le nombre total d’octets doit être multiplié par 13

Le temps de cycle est alors égal à la formule 4

interbus23

Trame Interbus

Interbus

La trame Interbus est applelée «Telegram»

  • Il y a deux types de telegram :
  • IDLE qui maintient l’activité sur le bus quand le maître n’envoie pas de Data telegram. Evite les Reset de protection.
  • DATA pour le transfert des données
interbus24

Trame Interbus

Interbus

Ces bits sont différents dans le cas d’un Data telegram

interbus25

Trame Interbus

Interbus

Telegrammes sur la ligne du bus

Le nombre de telegrammes IDLE dépend de la puissance du microcontrôleur et de l’interface série

Dans le meilleur cas, il n’y a pas de telegramme IDLE entre les telegrammes DATA

interbus26

Composants

Interbus

Les composants stations esclaves contiennent le protocole esclave InterBus

- SUPI1 – SUPI2 – SUPI3 – SUPI3 OPC – LPC1 – LPC2 – IB8052 … etc.

SUPI

LPC2

Chaque nouveau composant est maintenant basé sur les spécifications du SUPI2

  • Chaque composant esclave les services suivants, adressables par le maître :
  • - Etat de la station
  • Management – Commande et Identification
  • User Data Buffer - Entrée et Sortie
  • Buffer CRC
interbus27

Composant : SUPI 2 – Buffer d’identification

Interbus
  • Chaque composant esclave les services suivants, adressables par le maître :
  • - Etat de la station
  • Management – Commande et Identification
  • User Data Buffer - Entrée et Sortie
  • Buffer CRC

Buffer d’Identification

Par ce buffer, le protocole peut informer le maître sur le type, le longueur des données, les erreurs et autres évènements externes.

interbus28

Composant : SUPI 2 – Buffer d’identification

Interbus
  • Chaque composant esclave les services suivants, adressables par le maître :
  • - Etat de la station
  • Management – Commande et Identification
  • User Data Buffer - Entrée et Sortie
  • Buffer CRC

Buffer d’Identification (suite)

interbus29

Composant : SUPI 2 – Buffer de commande

  • Chaque composant esclave les services
  • suivants, adressables par le maître :
  • - Etat de la station
  • Management – Commande et Identification
  • User Data Buffer - Entrée et Sortie
  • Buffer CRC
Interbus

Buffer de commande

Avec ce buffer, le maître est capable de contrôler l’état général de la station esclave.

interbus30

Matériel

Interbus
  • Câbles
  • Connecteurs
  • Cartes
  • Composants
  • Couches logicielles
interbus31

Matériel

Interbus

Câbles normalisés InterBus

Mode différentiel

2 fils par signal

Câble Interbus 6 fils

2 x 2 signaux + terre

Câble Interbus 8 fils

2 x 2 signaux + terre

+ alimentation 24V

interbus32

Matériel

Interbus

Connecteurs normalisé InterBus

interbus33

Matériel

Interbus

Cartes InterBus

Carte I/O

Carte PC PCI

Station maître

Carte I/O

Carte PCMCIA

interbus34

Matériel

Interbus

Modules Tête de Station

Modules Entrées / Sorties

Tête de station

Modules E/S

Interbus

Interbus

interbus36

Matériel

Interbus

Modules InterBus d’atelier, en boîtiers métalliques

interbus37

Matériel

Interbus

Modules InterLoop

interbus38

Logiciel

Interbus

Les logiciels permettents de mettre en œuvre facilement le protocole InterBus

Exemple de fenêtre InterBus, dessin du réseau installé

interbus39

Logiciel

Interbus

Exemple de terminal d’atelier interfacé InterBus

interbus40
Interbus

Fin de présentation

Merci de votre attention

Patrick MONASSIER

Université Lyon 1 France