1 Interbus Présentation Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France.
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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