INTERBUS匯流排基於何種拓撲結構？有哪些特點？

工業現場有很多的匯流排系統，比如：PROFIBUS、PROFINET、DeviceNet、INTERBUS、CC Linkt等。我們前面的文章對PROFIBUS和PROFINET都有介紹，今天這篇文章，我們來聊聊 INTERBUS匯流排。

INTERBUS匯流排是德國菲尼克斯（Phoenix Contact）公司於1987年在漢諾威（Hannover）工業博覽會上首次公布的一種匯流排系統，其早期名稱為「INTERBUS-S」，後來改為「INTERBUS」。

INTERBUS匯流排是一種串列匯流排，它使用環形拓撲結構，在控制系統（比如PLC、工控機）和分散式模塊之間進行信號傳輸。

在INTERBUS的環形的拓撲結構中，所有的設備（模塊）都被連接到一個封閉的傳輸通路上。每一個設備（模塊）都能接收前一級傳來的信號，並把信號進行放大後發送到後一級設備（模塊）。與普通的環形網路不同，INTERBUS的環形匯流排採用全雙工的通信方式，同時包括了發送和接收兩條線，因此可以同時發送和接收信息。

INTERBUS匯流排中的設備包括：匯流排控制板（Controller Board）、匯流排終端模塊（BUS Terminal Module ）、遠程匯流排段（Remote BUS）、本地匯流排段（Local BUS）。其中，匯流排控制板為主設備（Master）、其它設備（模塊）均為從設備（Slave）。連接匯流排控制板與匯流排終端模塊之間的匯流排稱為遠程匯流排（Remote BUS），連接匯流排終端模塊與本地模塊的匯流排稱為本地匯流排（Local BUS）。如下圖：

匯流排控制板（Contoller Board）是主設備（Master），它的作用是對整個INTERBUS網路進行控制和診斷，其內部保留了一個輸入/輸出數據堆棧，當匯流排運行時，與各從站的交換的數據全部保存在該數據堆棧中。INTERBUS採用主-從的通信方式，因此每一個INTERBUS匯流排系統都有一個匯流排控制板作為主站，通過主站引出環路連接到每一個從站。同時匯流排控制板還有與控制系統（PLC、PC等）通信的介面，以便把匯流排的數據傳送到控制系統中。下圖是連接S7 300的匯流排控制板 IBS S7 300 DSC-T：

遠程匯流排（Remote BUS）用來連接匯流排控制板與遠程匯流排設備，其物理層傳輸介質可以使用銅導線（RS-485標準），光纖或紅外線。當使用電導線時，遠程匯流排的最大長度（從匯流排控制板到最後一個終端模塊）為12.8公里；使用光導線時，最大可達到80公里。遠程匯流排設備包括：匯流排終端模塊、特殊I/O模塊、遠程機器人或驅動器等，使用最多是匯流排終端模塊。下圖是遠程匯流排距離的示意圖：

匯流排終端模塊（BK Module）在INTERBUS中發揮著承前啟後的作用，它一方面通過遠程匯流排（Remote BUS）與匯流排控制板相連接，另一方面通過本地匯流排（Local BUS）與分散式感測器想連。各種感測器的信號通過本地匯流排傳送到匯流排終端模塊，然後通過遠程匯流排傳送給匯流排控制板。INTERBUS最多支持254個匯流排終端模塊，兩個匯流排終端模塊之間的最大距離為400米（電導線），從匯流排控制板到第一個匯流排終端模塊的最大距離為400米（電導線）。匯流排終端模塊的電源為非切斷性電源，即當匯流排工作時，該電源不能因為匯流排故障或其它原因而被切斷。因為INTERBUS是環形匯流排，一旦某個匯流排終端模塊被斷電，整個匯流排的通信將受到影響。匯流排終端模塊還為本地匯流排提供通信的電源。下圖是光纖型匯流排終端模塊（BS ST BKM-LK）的示意圖：

本地匯流排（Local BUS）與匯流排終端模塊相連，現場的分散式感測器（I/O）連接到本地匯流排的模塊上，然後通過匯流排終端模塊發送到遠程匯流排上。與遠程匯流排不同，本地匯流排採用TTL電平信號，其最大允許長度為10米，兩個本地匯流排模塊之間的最大長度不能超過1.5米。本地匯流排可以分為ST匯流排和INLINE匯流排兩種類型。ST是「Smart Terminal」的縮寫，ST模塊包括數字量的輸入、輸出及模擬量輸入、輸出及智能模塊等，可以用來連接現場的各種數字量、模擬量信號。ST模塊之間通過ST線纜相連並連接到匯流排終端模塊上。INLINE本地匯流排是一種開放性的匯流排，其開放性表現在可以通過各種耦合器（比如Profibus耦合器、Profinet耦合器、DeviceNet耦合器、CANOpen耦合器）與其它匯流排系統相連接。INLINE匯流排本身也支持數字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、智能模塊等功能模塊，使用起來很方便。

本地匯流排還有一種環形結構段（LOOP段），它是一種防護等級為IP65的直接用於現場的本地匯流排段。LOOP段的傳輸介質為一根兩芯的無屏蔽的導線，使用電流環進行信號傳輸。每個LOOP段最多安裝63個模塊，兩個模塊之間的最大距離為20米，LOOP段支持的最大長度為200米，環路中的最大電流為1.8安培。相比於電壓信號，電流環的抗干擾能力更強，可用於干擾較多的場所。

INTERBUS採用環形的拓撲結構，每一個節點通過移位寄存器進行數據的發送和接收，因此不用設置節點的地址。當模塊發生故障時，可以快速的更換，這使得系統的安裝和維護工作變得相對容易。但同時也不得不說，環形網路要求每一個節點都要穩定可靠，因為任何一個節點發生故障，都會影響整個系統。而樹狀拓撲結構則不同，當分支節點發生故障時，不會影響其它節點的通信。

INTERBUS在1994年成為德國國家標準（DIN19825）；在1997年成為歐洲標準（EN50254）；在2000年，成為國際標準（IEC61158）。多年來，INTERBUS的技術得到了很大的發展，市場上出現了幾千種產品，為了保證INTERBUS產品的一致性與連續性，早在1992年就成立了INTERBUS俱樂部。

INTERBUS俱樂部負責對INTERBUS產品進行認證，符合標準的將授予認證標誌並頒發認證證書，下圖是INTERBUS俱樂部公布的INTERBUS認證標誌：

總之，INTERBUS匯流排具有很好的可靠性、較高的靈活性及很大的開放性，是現代工業現場使用較多的匯流排系統之一。方正智芯（founderchip）會在後續的文章中陸續介紹INTERBUS的更多知識，歡迎持續關注我們。

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