Interbus Prsentation Patrick MONASSIER Universit Lyon 1 France

Interbus Présentation Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France 1

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 2

Interbus Club Interbus http: //www. interbusclub. com Spécifications Le protocole Inter. Bus 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 3

Interbus Principes Buffer de sortie Interbus fonctionne sur le principe d’échanges Maître / Esclaves Maître Buffers des esclaves Le fonctionnement est très simple C’est un échange permanent de buffers entre Maître et Esclaves Buffer d’entrée 4

Interbus Principes 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 Esclave N° n-1 Esclave N° n Données de l’esclave N° 1 Il n’est pas nécessaire de fixer les adresses physiques des stations Leur affectation est automatique 5

Interbus Principes Optimisation Les Données sont actualisées en entrée et en sortie dans le même cycle de rafraîchissement IN De 1 bit à 64 octets par stations OUT 6

Interbus Topologie Données de l’esclave N° n Les fils aller / retour passent dans le même câble Maître Esclave N° 1 Esclave N° 2 La topologie Interbus est en anneau n Esclaves Esclave N° n-1 Esclave N° n Physiquement, on a l’impression d’une topologie en bus Données de l’esclave N° 1 7

Interbus Topologie Données de l’esclave N° n Maître Esclave N° 1 Esclave N° 2 n Esclaves Esclave N° n-1 Esclave N° n Données de l’esclave N° 1 On peut aussi Physiquement donner au réseau une architecture en arbre (tree) 8

Trames Données de sortie N N -1 Données d’entrée Données de sortie 1 2 Données d’entrée Interbus Mot de rebouclage 1 Image données de sortie N 1 Image données d’entrée N Mot de rebouclage TRAME INTERBUS Mot de rebouclage Données du processus Données du processus Données du processus Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique Echanges de données Données du processus FCS Module 1 Module 2 Module 3 Module 4 Module 5 Transmission cyclique de données du processus Longueur de trame définie Control Module n 9

Interbus Trames Echanges de messages : configuration, terminaux, liaisons séries … etc Données de sortie 1 Données d’entrée Mot de rebouclage Données du processus Module 1 Module 2 Paramètres n Paramètres 4 4 e cycle Paramètres 3 3 e cycle Paramètres 2 2 e cycle Données du Paramètres Données du processus 1 processus Module 3 Module 4 Données du processus Paramètres 1 1 e cycle Module 5 Données du processus FCS Control Module n TRAME INTERBUS Transmission cyclique de données du processus Longueur de trame définie Insertion séquentielle de paramètres sur demande 10

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

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 Alimentation 24 V 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 IP 54 Module température Module DI 4 bits 12

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 24 V Interbus Loop câble 2 x 1, 5 2 13

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 n’est pas limité TDMA Time Division Multiple Access DETERMINISTE Cohérence temporelle des données 14

Interbus Caractéristiques Registres d’émission Chaque Interface Esclave d’Interbus possède 3 types de registres de transimission 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 15

Interbus Cycles 2 types de CYCLES Cycle MANAGEMENT Au démarrage du bus - Initialisation - Configuration 16 bits Puis Cycle USER DATA Fonctionnement cyclique - Echange des données Longueur variable 16 bits 16

Interbus Cycle Management UART Service Primitive - Start. Data. Cycle - Reset Short - Reset Long 2 octets par esclave Contrôlé en retour par le maître 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 … 17

Codes d'identification Code d'identification Interbus 18

Codes d'identification Code d'identification Interbus 19

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" 20

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 21

Interbus Protocole Interbus Gestion du protocole Interbus par le Maître 22

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 t. Bit_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 23

Interbus Trame 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 24

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

Interbus Trame 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 26

Interbus Composants Les composants stations esclaves contiennent le protocole esclave Inter. Bus - SUPI 1 – SUPI 2 – SUPI 3 OPC – LPC 1 – LPC 2 – IB 8052 … etc. SUPI LPC 2 Chaque nouveau composant est maintenant basé sur les spécifications du SUPI 2 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 27

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. 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 (suite) 29

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 Avec ce buffer, le maître est capable de contrôler l’état général de la station esclave. 30

Interbus Matériel Câbles Connecteurs Cartes Composants Couches logicielles 31

Interbus Matériel Câbles normalisés Inter. Bus 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 24 V 32

Interbus Matériel Connecteurs normalisé Inter. Bus 33

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

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

Matériel Interbus 36

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

Interbus Matériel Modules Inter. Loop 38

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

Interbus Logiciel Exemple de terminal d’atelier interfacé Inter. Bus 40

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