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InterbusPrésentation

Patrick MONASSIERUniversité Lyon 1 France

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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

Historique

Club Interbus

http://www.interbusclub.com

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InterbusClub Interbus

http://www.interbusclub.com

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)

Couche 1: Physique

La couche 2 se caractérise par le déterminisme du transport des données cycliquesbasé sur le principe de:

- Trame unique TDMA (Time Division Multiple Access)

- Absence de risque de collision

- Fenêtre temporelle attribuée à chaque abonné

Spécifications

Normalisé EN 70 158

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Interbus

Buffer d’entrée

Buffer de sortie

Buffers des esclavesMaître

Esclaves

Principes

Interbus fonctionne sur le principe d’échanges Maître / Esclave

Le fonctionnement est très simple

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

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InterbusPrincipes

Esclave N°1

Esclave N° 2

Esclave N° n-1

Esclave N° n

Maître

n Esclaves

Données del’esclave N° 1

Données del’esclave N° n

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

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

Leur affectation est automatique

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Interbus

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

Principes

IN

OUT

Optimisation

De 1 bit à 64 octets par stations

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Interbus

Esclave N°1

Esclave N° 2

Esclave N° n-1

Esclave N° n

n Esclaves

Données del’esclave N° n

Données del’esclave N° 1

Maître

Les fils aller / retour passentdans le même câble

La topologie Interbus est en anneau

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

Topologie

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InterbusTopologie

Esclave N°1

Esclave N° 2

Esclave N° n-1

Esclave N° n

Données del’esclave N° n

Données del’esclave N° 1

Maître

n Esclaves

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

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InterbusTrames

Module 1 Module 2 Module 3 Module 4 Module 5 Module n

FCS ControlMotde

rebouclage

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Transmission cyclique de données du processus

Longueur de trame définie

Données duprocessus

Données duprocessus

Mot de rebouclage

1

Image données de sortie

N

1

Image données d’entrée

N

Mot de rebouclage

Données de sortie

1

Données d’entrée

Données de sortie

2

Données d’entrée

Données de sortie

N -1

Données d’entrée

Données de sortie

N

Données d’entrée

Echanges de données

TRAME INTERBUS

Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

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InterbusTrames

Module 1 Module 2 Module 3 Module 4 Module 5 Module n

FCS ControlMotde

rebouclage

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Données duprocessus

Paramètres1

Paramètres2

Paramètres3

Paramètres4

Paramètres1

Paramètres2

Paramètres3

Paramètres4

Paramètresn

Paramètresn

2e cycle

3e cycle

4e cycle

1e cycle

Transmission cyclique de données du processusLongueur de trame définie

Insertion séquentielle de paramètres sur demande

Données de sortie

1

Données d’entrée

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

TRAME INTERBUS

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InterbusInterbus Loop

Interbus LOOP

Interbus LOOP

Exemple de configuration Interbus avec extension locale " Interbus Loop "

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InterbusInterbus Loop

L'interbus loop est une extension locale de l'interbus EN 50254Le principe de fonctionnement est identiqueInterbus Loop peut être intégré dans n'importe qu'elle branche InterbusAlimentation 24V et signal sur le même câble

Module température Module DI 4 bits

Module Moteur IP54

Topologie en anneau

200 mètres maxi 20 mètres maxi entre chaque station

Sur câble 2 x 1,5 2

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InterbusCâblage

Câble Interbus 6 fils2 x 2 signaux + terre Câble Interbus 8 fils

2 x 2 signaux + terre+ alimentation 24V

DO = Data OutDI = Data In

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

n Esclaves

Maître

Mode différentiel

2 fils par signal

Interbus Loopcâble 2 x 1,5 2

Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

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Interbus Caractéristiques

512 stations esclaves maximum 32 stations par segment maximum

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

DETERMINISTE

Cohérence temporelle des données

TDMA Time Division Multiple Access

Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

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InterbusCaractéristiques

Registres d’émissionChaque Interface Esclave d’Interbus possède 3 types de registres de transimission

MANAGEMENT- Le maître peut lire des informations dans les nœuds esclaves (type, longueur des données …)- Le maître peut contrôler des fonctions spéciales des esclaves

USER DATA- Transfert des données en entrées/sorties- de 1 bit à 64 octets

CRC- Contrôle de la trame sur 16 bits + 2 octets- Protection des données

2 buffers par registre - 1 en entrée - 1 en sortie

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Interbus Cycles

Cycle MANAGEMENT

Au démarrage du bus- Initialisation- Configuration

Cycle USER DATA

Fonctionnement cyclique- Echange des données

2 types de CYCLES

Longueur variable 16 bits

16 bits 16 bits Puis

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Interbus Cycle Management

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

A la fin du cycle, le maître possède les informations utiles de chaque esclave : identification, longueur des données …

UART Service Primitive- StartDataCycle- Reset Short- Reset Long

2 octets par esclave

Contrôlé en retour par le maître

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InterbusCode d'identification Codes d'identification

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InterbusCode d'identification Codes d'identification

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Interbus Cycle User Data

La trame contient les données Entrées/Sorties de chaque station esclaveLa longueur des données est fixé pour chaque station

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

Contrôlé en retour par le maître

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Interbus Séquence CRC

Le CRC est recalculépar tous les esclavespuis comparé en réception

Réservé pour usage futur

Calculé et comparé par tous les esclaves

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Interbus Gestion du protocole Interbus par le Maître

Protocole Interbus

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Interbus Calcul du temps de cycle

Le temps de cycle peut être calculé exactement

DETERMINISME

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

1

2

3

4

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Interbus

La trame Interbus est applelée «Telegram»

Trame Interbus

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

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Interbus Trame Interbus

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

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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

Trame Interbus

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Interbus Composants

Les composants stations esclaves contiennent le protocole esclave InterBus- SUPI1 – SUPI2 – SUPI3 – SUPI3 OPC – LPC1 – LPC2 – IB8052 … etc.

LPC2 SUPI

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

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Interbus

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.

Composant : SUPI 2 – Buffer d’identification

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

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InterbusComposant : SUPI 2 – Buffer d’identification

Buffer d’Identification (suite)

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

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InterbusComposant : SUPI 2 – Buffer de commande

Buffer de commande

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

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

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Interbus Matériel

Câbles

Connecteurs

Cartes

Composants

Couches logicielles

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Interbus

Câbles normalisés InterBus

Câble Interbus 6 fils2 x 2 signaux + terre Câble Interbus 8 fils

2 x 2 signaux + terre+ alimentation 24V

Mode différentiel

2 fils par signal

Matériel

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Interbus

Connecteurs normalisé InterBus

Matériel

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Interbus

Carte PCMCIA

Carte I/O

Carte I/O

Carte PC PCI

Station maître

Matériel

Cartes InterBus

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Interbus

Modules Entrées / Sorties

Modules Tête de Station

Interbus

Interbus

Tête de station Modules E/S

Matériel

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Interbus Matériel

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Interbus Matériel

Modules InterBus d’atelier, en boîtiers métalliques

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Interbus Matériel

Modules InterLoop

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Interbus Logiciel

Les logiciels permettents de mettre en œuvre facilement le protocole InterBus

Exemple de fenêtre InterBus, dessin du réseau installé

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Interbus Logiciel

Exemple de terminal d’atelier interfacé InterBus

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Interbus

Patrick MONASSIERUniversité Lyon 1 France

Fin de présentation

Merci de votre attention