Interbus

1
Interbus

• Présentation

Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France
2
Interbus
Historique
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
3
Interbus
Club Interbus http//www.interbusclub.com
Spécifications
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 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
4
Interbus
Principes
Buffer de sortie
Interbus fonctionne sur le principe déchanges
Maître / Esclave
Esclaves
Le fonctionnement est très simple
Buffers des esclaves
Maître
Cest un échange permanent de buffers entre
Maître et Esclaves
Buffer dentrée
5
Interbus
Principes
Données de lesclave N n
Esclave N1
Esclave N 2
Les données sont rangées dans lordre de
distribution aux esclaves
n Esclaves
Maître
Il nest pas nécessaire de fixer les adresses
physiques des stations Leur affectation est
automatique
Esclave N n-1
Esclave N n
Données de lesclave N 1
6
Interbus
Principes
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
7
Interbus
Topologie
Données de lesclave N n
Les fils aller / retour passent dans le même câble
Maître
Esclave N1
La topologie Interbus est en anneau
Esclave N 2
n Esclaves
Esclave N n-1
Physiquement, on a limpression dune topologie
en bus
Esclave N n
Données de lesclave N 1
8
Interbus
Topologie
Données de lesclave N n
Esclave N1
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 lesclave N 1
9
Interbus
Trames
Données de sortie N -1 Données dentrée
Données de sortie N Données dentrée
Mot de rebouclage 1 Image données de
sortie N 1 Image données dentrée N Mot de
rebouclage
Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau
physique
Données de sortie 1 Données dentrée
Données de sortie 2 Données dentrée
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
10
Interbus
Trames
Echanges de messages configuration, terminaux,
liaisons séries etc
Données de sortie 1 Données dentrée
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
Données du processus
Données du processus
Données du processus
Paramètres 1
Paramètres 1
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
11
Interbus
Interbus Loop
Exemple de configuration Interbus avec extension
locale " Interbus Loop "
Interbus LOOP
Interbus LOOP
12
Interbus
Interbus Loop
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 Alimentati
on 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
13
Interbus
Câblage
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
14
Interbus
Caractéristiques
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
nest pas limité
TDMA Time Division Multiple Access
DETERMINISTE
Cohérence temporelle des données
15
Interbus
Caractéristiques
Chaque Interface Esclave dInterbus possède 3
types de registres de transimission
Registres démission

• 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

16
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
17
Interbus
Cycle Management

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

2 octets par esclave
Loop Back Word
donne linformation 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
18
Interbus
Codes d'identification
Code d'identification
19
Interbus
Code d'identification
Codes d'identification
20
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"
21
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
22
Interbus
Protocole Interbus
Gestion du protocole Interbus par le Maître
23
Interbus
Calcul du temps de cycle
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 doctets doit être multiplié par
13
Le temps de cycle est alors égal à la formule 4
24
Interbus
Trame Interbus
La trame Interbus est applelée Telegram

• Il y a deux types de telegram
• IDLE qui maintient lactivité sur le bus quand
  le maître nenvoie pas de Data telegram. Evite
  les Reset de protection.
• DATA pour le transfert des données

25
Interbus
Trame Interbus
Ces bits sont différents dans le cas dun Data
telegram
26
Interbus
Trame Interbus
Telegrammes sur la ligne du bus
Le nombre de telegrammes IDLE dépend de la
puissance du microcontrôleur et de linterface
série
Dans le meilleur cas, il ny a pas de telegramme
IDLE entre les telegrammes DATA
27
Interbus
Composants
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

28
Interbus
Composant SUPI 2 Buffer didentification

• 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 dIdentification
Par ce buffer, le protocole peut informer le
maître sur le type, le longueur des données, les
erreurs et autres évènements externes.
29
Interbus
Composant SUPI 2 Buffer didentification

• 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 dIdentification (suite)
30
Interbus
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

Buffer de commande
Avec ce buffer, le maître est capable de
contrôler létat général de la station esclave.
31
Interbus
Matériel

• Câbles
• Connecteurs
• Cartes
• Composants
• Couches logicielles

32
Interbus
Matériel
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
33
Interbus
Matériel
Connecteurs normalisé InterBus
34
Interbus
Matériel
Cartes InterBus
Carte I/O
Carte PC PCI
Station maître
Carte I/O
Carte PCMCIA
35
Interbus
Matériel
Modules Tête de Station
Modules Entrées / Sorties
Tête de station
Modules E/S
Interbus
Interbus
36
Interbus
Matériel
37
Interbus
Matériel
Modules InterBus datelier, en boîtiers
métalliques
38
Interbus
Matériel
Modules InterLoop
39
Interbus
Logiciel
Les logiciels permettents de mettre en œuvre
facilement le protocole InterBus
Exemple de fenêtre InterBus, dessin du réseau
installé
40
Interbus
Logiciel
Exemple de terminal datelier interfacé InterBus
41
Interbus
Fin de présentation
Merci de votre attention
Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France