Interbus Présentation Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France

Interbus Club Interbus http://www.interbusclub.com 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

Interbus Spécifications Normalisé EN 70 158 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

Interbus Principes 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

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 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

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

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 Physiquement, on a l’impression d’une topologie en bus Esclave N° n Données de l’esclave N° 1

Interbus Topologie Données de l’esclave N° n Esclave N°1 Maître 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

Interbus Trames Données de sortie N Données d’entrée Données de sortie N -1 Données d’entrée Mot de rebouclage 1 Image données de sortie N Image données d’entrée 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 1 Module 2 Module 3 Module 4 Module 5 Module n Transmission cyclique de données du processus Longueur de trame définie

Interbus Trames 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 1 Module 2 Module 3 Module 4 Module 5 Module n TRAME INTERBUS Transmission cyclique de données du processus Longueur de trame définie Insertion séquentielle de paramètres sur demande

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

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 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 température Module Moteur IP54 Module DI 4 bits

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

Interbus DETERMINISTE 512 stations esclaves maximum 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

Interbus Registres d’émission 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

Interbus 2 types de CYCLES 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

Interbus Cycle Management UART Service Primitive StartDataCycle 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 …

Interbus Codes d'identification Code d'identification

Interbus Codes d'identification Code d'identification

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"

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

Interbus Gestion du protocole Interbus par le Maître

Interbus DETERMINISME 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 d’octets doit être multiplié par 13 Le temps de cycle est alors égal à la formule 4

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

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

Interbus Telegrammes sur la ligne du bus Trame Interbus 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

Interbus SUPI LPC2 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

Interbus 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 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.

Interbus 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 Buffer d’Identification (suite)

Interbus Composant : SUPI 2 – Buffer de commande 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 l’état général de la station esclave.

Interbus Matériel Câbles Connecteurs Cartes Composants Couches logicielles

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

Interbus Matériel Connecteurs normalisé InterBus

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

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

Interbus Matériel

Interbus Matériel Modules InterBus d’atelier, en boîtiers métalliques

Interbus Matériel Modules InterLoop

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

Interbus Logiciel Exemple de terminal d’atelier interfacé InterBus

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