Introducción al bus de campo INTERBUS

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Ricardo Solís Rodríguez. N.C.828990
Ricardo Solís Rodríguez.
Mecatrónica Industrial.
5° Semestre

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Objetivo.
La finalidad de este informe es proporcionar a lector información básica sobre el bus de campo
INTERBUS.
INTERBUS es uno de los sistemas de bus de campo más extendidos del mundo. Asume dos
funciones en la técnica de automatización. Por un lado, INTERBUS transmite datos entre el PLC
(mando programable con memoria), el software o, por ejemplo, controles de robots. Por el otro
lado, el sistema conecta actuadores, sensores, paneles de mando y accionamientos en el campo.
El sistema de bus de campo INTERBUS está en continuo crecimiento, tanto en la gama de
aplicaciones y en el número y los diferentes tipos de productos compatibles ofrecidos. Debido a la
normalización internacional, INTERBUS es ahora un estándar mundial.
Índice.
Introducción........................................................................................................................................ 2
Método de acceso al medio................................................................................................................ 2
Topología............................................................................................................................................. 3
Medios físicos y distancias. ................................................................................................................. 4
Comunicación...................................................................................................................................... 5
Identificación de participantes............................................................................................................ 6
Velocidades de transmisión. ............................................................................................................... 6
Software de administración................................................................................................................ 6
Monitoreo. .......................................................................................................................................... 7
Resumen.............................................................................................................................................. 7
Cuestionario. ....................................................................................................................................... 9
Mapa mental..................................................................................................................................... 10

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Introducción.
Desde hace más de 20 años, INTERBUS es el sistema de comunicación de más éxito mundial en el
ámbito de la construcción de maquinaria e instalaciones.
En 1983, Phoenix Contact comenzó a trabajar en una especificación para un bus de campo
industrial. Simplifica el cableado de las señales en aplicaciones industriales y se introdujo en el
mercado en 1987.
En 1990 Phoenix Contact libera las especificaciones e INTERBUS se convierte en el primer bus
independiente del fabricante. En 1994 se convierte en un estándar alemán y, en 1998, en estándar
europeo (DIN 19 258). Actualmente lo controla la organización INTERBUS Club, formada por
usuarios del protocolo.
Actualmente se conoce como un sensor / actuador de sistema de bus para la transmisión de datos
de proceso para aumentar la productividad de las máquinas y plantas, mientras que al mismo
tiempo reduce los costes.
Método de acceso al medio.
El sistema abierto de bus de campo INTERBUS conecta toda la periferia de procesos con todos los
mandos convencionales. A través del cable bus serial se conectan en red los sensores y
actuadores, se controlan máquinas y partes de instalaciones y se enlaza con sistemas
jerárquicamente superiores.
INTERBUS es una red de
sensores/actuadores distribuidos
para sistemas de fabricación y control
de procesos continuos. Las partes
claves de INTERBUS han sido
estandarizadas en Alemania por la
DKE (Deutsche Elektrotechnische
Kommission para DIN y VDE). En
1993, se publicó la norma DIN E 19
258. Esta norma cubre los protocolos
de transmisión y los servicios que
necesita para la comunicación de
datos de proceso. Las
especificaciones para la transmisión
de parámetros han sido publicadas en el DIN Report 46 (1995).

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Es un sistema con método de comunicación maestro-esclavo. Un sistema basado en INTERBUS
está compuesto por una tarjeta de control, instalada en un PC industrial o en un en un autómata
programable que comunica con un conjunto de dispositivos de entrada/salida. Es un sistema con
estándar Europeo EN50254 de 1997, cumple con la norma internacional IEC 61158 y la nacional
DIN 19258.
Para una solución de automatización cercana al proceso siempre es muy importante una
transmisión de datosrápida y a tiempo (< 5 ms) entre los mandos y los dispositivos de campo.
INTERBUS transmite señales equidistantes en tiempo y garantiza una alta seguridad en la
transmisión de datos.
Una ventaja importante que incorpora este tipo de control de acceso al medio, es que todos los
elementos insertan sus datos en el bus simultáneamente, lo que garantiza que las mediciones en
las que se basan los bucles de control, fueron realizadas simultáneamente.
Topología.
INTERBUS es un sistema de anillo, es
decir, todos los dispositivos están
integrados activamente en un camino de
transmisión cerrado. Cada dispositivo
amplifica la señal entrante y lo envía, lo
que permite tasas de transmisión más
altas en distancias más largas. Un rasgo
distintivo de INTERBUS es que las líneas
de envío y recepción de datos están
contenidas dentro de un mismo cable
que une todos los dispositivos. De esta
forma, el sistema tiene el aspecto físico
de un bus o árbol. Una línea principal
sale del maestro del bus y se puede
utilizar para formar subredes sin costura
hasta 16 niveles de profundidad.
El anillo principal es el que parte del maestro, aunque pueden formarse otros anillos para
adaptarse a la estructura particular de cada sistema. Este tipo de conexiones se lleva a cabo
mediante unos equipos denominados módulos terminales de bus.
Típicamente, la capa física se basa en el estándar RS-485. Debido a la estructura de anillo y a que
es necesario transportar la más de señales lógicas, INTERBUS requiere un cable de cinco hilos para
interconectar dos estaciones. Con velocidades de transmisión de 500 Kbits, puede alcanzarse
distancias de hasta 400 m entre dispositivos. Cada dispositivo incorpora una función de repetidor
que permite extender el sistema hasta una longitud total de 13 km. Para facilitar el
funcionamiento de INTERBUS, el número máximo de estaciones está limitado a 512.

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La estructura punto a punto de INTERBUS y su
división en anillo principal y subanillos es ideal para
la incorporación de distintos medios de
transmisión en distintas zonas de la planta si esto
fuese necesario. La estructura de anillo ofrece dos
ventajas. La primera es que permite el envío y
recepción simultanea de datos (full dúplex). En
segundo lugar, la capacidad de autodiagnóstico del
sistema se ve mejorada ya que la conexión de cada
nodo a la red es activa.
INTERBUS permite la detección preventiva de
errores por medio de una evaluación estadística de
la calidad de las transmisiones. La determinación
de la frecuencia de los errores de transmisión
permite prever la aparición de fallo de
componente de la red.
Medios físicos y distancias.
En INTERBUS los datos se transmiten físicamente a través de:
 Cables de cobre (estándar RS-485)
 Fibra óptica
 Infrarrojos
INTERBUS requiere un cable de cinco hilos para interconectar dos estaciones. Con velocidades de
transmisión de 500 Kbits, puede alcanzarse distancias de hasta 400 m entre dispositivos. Cada
dispositivo incorpora una función de repetidor que permite extender el sistema hasta una longitud
total de 13 km.
RS-485 Fibra óptica

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Comunicación.
El protocolo de transmisión de INTERBUS se estructura en tres capas que corresponden con capas
del modelo OSI.
La capa 1 es la capa física. Especifica aspectos como la velocidad, modos de codificación de la señal
física, etc.
La capa 2 corresponde a la capa de enlace. Garantiza la integridad de los datos y permite el
soporte de dos tipos de datos, por una parte los datos correspondientes a procesos cíclicos y por
otra parte datos que aparecen asíncronamente, mediante el protocolo marco de suma. La capa de
enlace es determinista, es decir, garantiza un tiempo máximo para el transporte de datos entre
dispositivos. El control de acceso al medio se encuadra dentro de los mecanismos TDMA (Time
Division Multiple Acces), eliminando así la posibilidad de colisiones.
Los métodos de transmisión y protocolos de las capas 1 y 2 se pueden encontrar en la norma DIN
19 258.
Cada dispositivo tiene reservado un slot de tiempo adecuado para su función dentro del sistema.
El tiempo de ciclo es la suma de los tiempos asignados a cada dispositivo. Pueden definirse slots
adicionales para la transmisión de bloques de datos en modo conexión. De esta forma pueden
enviarse grandes bloques de datos a través de INTERBUS, sin alterar el tiempo de ciclo para los
datos de proceso.
Este mecanismo también reduce la sobrecarga con información correspondiente al protocolo, con
lo que la eficiencia que se alcanza es alta.
La tercera capa de INTERBUS corresponde a la capa de aplicación (7).Ciertas funciones de las capas
3 a 6 se han incluido en la capa 7.
En el maestro se ejecuta de forma cíclica un programa que actualiza continuamente los datos
correspondientes a los distintos procesos conectados a la red, y los deja accesibles para el sistema
de control, de modo que por ejemplo un PLC puede acceder a ellos de forma sencilla mediante
instrucciones de entrada/salida. El uso de técnicas de acceso directo a memoria evita el uso de
servicios que necesitan grandes bloques de datos, lo que necesita la consecución del tiempo real.
El acceso desde ordenadores ser realiza mediante drivers.

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INTERBUS Implementa en la capa de aplicación un subconjunto de servicios basados en MMS que
se denomina PMS (Peripherals Message Specification).
Identificación de participantes.
Cada dispositivo tiene un código de identificación que indica el tipo de dispositivo de que se trata,
y el tamaño de su bloque de datos. La configuración del bus se lleva a cabo por una secuencia de
ciclos de identificación. El maestro empieza a leer en orden, la identificación de los dispositivos
conectados. En función de estas lecturas se configura la trama que circulará en el ciclo de datos. Se
ejecuta cuando el sistema arranca y permite al maestro recoger información de los dispositivos de
la red. Cada dispositivo se identifica mediante un código (tipo de dispositivo) y el tamaño de su
bloque de datos. Una vez obtenida toda la información, el maestro puede configurar la trama que
circulara en el ciclo de datos.
Velocidades de transmisión.
Este tipo de bus puede transmitir una serie síncrona a 500Kbps y alcanzar una distancia entre
nodos de 400m.
Software de administración.
Con el fin de satisfacer las necesidades de los usuarios,
INTERBUS continúa mejorando sus capacidades de software.
CMD para todas las fases:
CMD es una herramienta utilizada durante todo el ciclo de
vida de una planta, desde la planificación y configuración, a
través de arranque del sistema para supervisión de operación,
y finalmente el diagnóstico en caso de mantenimiento. Para el
usuario esto elimina los costos y el esfuerzo de aprender a
utilizar varias herramientas de software. El software CMD
permite al usuario determinar la configuración del sistema
INTERBUS durante la fase de configuración. Los puntos E / S pueden ser asignados en direcciones o
variables lógicas, a través del cual el programa de control accederá más tarde a la distribución de
E / S.
Durante el inicio del sistema, una prueba funcional del sistema se puede realizar utilizando una
función de monitor integrado.
Las funciones de diagnóstico de forma continua, proporcionan información detallada sobre el
estado del bus, indican las causas de los errores y sugieren remedios.
CMD para sistemas operativos establecidos a nivel mundial:

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CMD ahora se puede ejecutar bajo los sistemas operativos Windows para cualquier sistema de PC
estándar.
La interfaz familiar facilita el aprendizaje de uso del software, y aprender así a utilizar el sistema
INTERBUS.
Monitoreo.
Con la tarjeta controladora los compactos autómatas pueden
conectarse a INTERBUS. Se corresponde con el maestro, controla
y monitoriza el tráfico de datos. Transfiere los datos de salida con
los correspondientes módulos. Recibe los datos de entrada. Se
pueden visualizar los datos de diagnóstico y error que son
transmitidos al host del sistema.
La conexión de la tarjeta con el autómata se efectúa por medio de
cable plano sin separación galvánica.
Puede tenerse acceso a los datos de los participantes conectados
a través de todas las órdenes conocidas. Puede aprovecharse
todo el contenido del lenguaje y del diagnóstico.
El monitoreo del sistema INTERBUS se efectúa automáticamente después del arranque. En caso de
fallo, se indican los datos de diagnóstico a través de la carátula frontal y del registro de
diagnóstico.
El sistema INTERBUS se gobierna por medio de un registro funcional. Mediante la puesta de una
salida pueden dispararse funciones de diagnóstico y de mando (p.ej. borrar indicaciones de
diagnóstico, acuse de recibo de fallos de módulo, controlar el número de módulos, arranque del
sistema).
La amplia gama de módulos, la sencilla puesta en marcha y el diagnóstico estándar INTERBUS
ofrece soluciones completas económicas y prácticas.
Resumen.
Desde hace más de 20 años, INTERBUS es el sistema de comunicación de más éxito mundial en el
ámbito de la construcción de maquinaria e instalaciones.
Actualmente se conoce como un sensor / actuador de sistema de bus para la transmisión de datos
de proceso para aumentar la productividad de las máquinas y plantas, mientras que al mismo
tiempo reduce los costes.

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Es un sistema con método de comunicación maestro-esclavo. Un sistema basado en INTERBUS
está compuesto por una tarjeta de control, instalada en un PC industrial o en un en un autómata
programable que comunica con un conjunto de dispositivos de entrada/salida. Es un sistema con
estándar Europeo EN50254 de 1997, cumple con la norma internacional IEC 61158 y la nacional
DIN 19258.
INTERBUS es un sistema de anillo, es decir, todos los dispositivos están integrados activamente en
un camino de transmisión cerrado. Cada dispositivo amplifica la señal entrante y lo envía, lo que
permite tasas de transmisión más altas en distancias más largas.
Típicamente, la capa física se basa en el estándar RS-485. Debido a la estructura de anillo y a que
es necesario transportar la más de señales lógicas, INTERBUS requiere un cable de cinco hilos para
interconectar dos estaciones. Con velocidades de transmisión de 500 Kbits, puede alcanzarse
distancias de hasta 400 m entre dispositivos. Cada dispositivo incorpora una función de repetidor
que permite extender el sistema hasta una longitud total de 13 km.
En INTERBUS los datos se transmiten físicamente a través de:
 Cables de cobre (estándar RS-485)
 Fibra óptica
 Infrarrojos
El protocolo de transmisión de INTERBUS se estructura en tres capas que corresponden con capas
del modelo OSI.
1. Física.
2. Enlace.
3. Aplicación.
Este tipo de bus puede transmitir una serie síncrona a 500Kbps y alcanzar una distancia entre
nodos de 400m.
El software con el cual podremos controlar y administrar la red es IBSCMD.
Ventajas.
 Instalación y puesta en marcha simples mediante configuración automática de todos los
participantes en el circuito.
 Aumento de la disponibilidad de la instalación gracias a un diagnóstico de fallos de gran
precisión y comprensible.
 Transmisión de datos fiable gracias a su estructura física.
 Ahorro en espacio: chips de protocolo de mínimo tamaño en la tecnología de bus de
campo.
 Alta seguridad en CEM por su transmisión estable de datos.
 Alta eficiencia de protocolo - la información se transmite con pocas cabeceras de
protocolo.

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Cuestionario.
1. ¿Qué es INTERBUS?
 Es una red de sensores/accionadores distribuidos para sistemas de fabricación y control de
procesos continuos.
2. ¿En qué año Phoenix Contact comenzó a trabajar en una especificación para un bus de campo
industrial?
a) 1990
b) 1983
c) 1978
3. ¿En cuántas capas se estructura el protocolo de transmisión de INTERBUS?
 3 capas: física, enlace y aplicación.
4. ¿Cuál es la segunda capa?
a) De enlace.
b) Física.
c) De Aplicación.
5. ¿A qué modelo corresponden esas capas?
 OSI
6. ¿De cuántos hilos requiere un cable de INTERBUS para interconectar dos estaciones?
a) 10
b) 8
c) 5
7. ¿Cuál es la velocidad de transmisión de este bus?
a) 1Mbps
b) 500kbps
c) 1Gbps
8. ¿Qué elemento monitoriza nuestra red en INTERBUS?
a) Tarjeta controladora.
b) Convertidor de medios.
c) Rugged line.
9. ¿Qué es el software CDM?
a) Es aquel que permite al usuario determinar la configuración del sistema INTERBUS durante la fase
de configuración.
b) Es aquel que se implementa en la capa de aplicación un subconjunto de servicios basados en MMS.
c) Es el que ayuda al aumento de la disponibilidad de la instalación gracias a un diagnóstico de fallos
de gran precisión y comprensible.
10. ¿Cómo identifica el PLC de que participante se trata?
 Cada dispositivo tiene un código de identificación que indica el tipo de dispositivo de
que se trata, y el tamaño de su bloque de datos

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Mapa mental.

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