Interbus

1. Interbus Présentation Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. Interbus Loop Interbus Exemple de configuration Interbus avec extension locale " Interbus Loop " Interbus LOOP Interbus LOOP

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

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 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 …

18. Codes d'identification Code d'identification Interbus

19. Codes d'identification Code d'identification Interbus

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. Protocole Interbus Interbus Gestion du protocole Interbus par le Maître

23. 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

24. 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

25. Trame Interbus Interbus Ces bits sont différents dans le cas d’un Data telegram

26. 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

27. 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

28. 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.

29. 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)

30. 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.

31. Matériel Interbus • Câbles • Connecteurs • Cartes • Composants • Couches logicielles

32. 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

33. Matériel Interbus Connecteurs normalisé InterBus

34. Matériel Interbus Cartes InterBus Carte I/O Carte PC PCI Station maître Carte I/O Carte PCMCIA

35. Matériel Interbus Modules Tête de Station Modules Entrées / Sorties Tête de station Modules E/S Interbus Interbus

36. Matériel Interbus

37. Matériel Interbus Modules InterBus d’atelier, en boîtiers métalliques

38. Matériel Interbus Modules InterLoop

39. Logiciel Interbus Les logiciels permettents de mettre en œuvre facilement le protocole InterBus Exemple de fenêtre InterBus, dessin du réseau installé

40. Logiciel Interbus Exemple de terminal d’atelier interfacé InterBus

41. Interbus Fin de présentation Merci de votre attention Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France