Interbus - Feldbus

Ein Feldbussystem für die Automobilindustrie

Bei der Kennzeichnung Interbus handelt es sich um ein Feldbussystem, welches für den breit gefächerten Einsatz innerhalb Unternehmen konzipiert ist, welche einen Nutzen aus der Automatisierungstechnik ziehen wollen. Hierbei deckt die Anwendung verschiedene Applikationsbereiche ab, die sich von der Sensorebene und Aktorebene in der Automatisierung des Prozesses, bis zu dem Überwachungscomputer erstreckt. Im Jahre 1983 wurde Interbus vom Unternehmen Phoenix Contag entwickelt als ein Pflichtheft für einen Feldbus, der industriegerecht ist.

Was der Einsatz von Feldbussen bringt

Unternehmen, die in der Produktion tätig sind, sehen sich ebenso mit der Notwendigkeit von automatisierten Prozessen konfrontiert, wie andere Wirtschaftszweige. Es ist erforderlich einen Datenaustausch zwischen den Maschinen zu schaffen, sodass die Vorgänge innerhalb einer Produktion von alleine durchlaufen werden können. Diese Form der Kommunikation stellt an Technologien jedoch hohe Anforderungen, denen es mittels Feldbussen zu begegnen gilt. Diese haben den Vorteil, dass der Aufwand, den eine Verkabelung aller Betriebsmittel mit sich bringt, so gering wie möglich hält. Auch der Arbeitskomfort steigt hierbei im Vergleich zur konventionellen Verkabelung, die durch eine große Anzahl von Ein-und Ausgabepunkten charakterisiert ist. Die serielle Vernetzung über die Feldbusse hat hingegen den Anreiz der Flexibilität und Kostensenkung. So findet sich auch unter Verwendung von Interbus lediglich ein Feldbuskabel, über welches jede Art der Daten in beliebigen Formaten und Mengen übertragen werden können. Dabei spielt auch die Art der Automatisierungsgeräte keine tragende Rolle.

Interbus – die Besonderheit

Der Interbus gilt gemeinhin als eine optimale Technologie in den Produktionsanlagen der Automobilindustrie. Diese Ansicht über den Nutzen des Einsatzes des Feldbussystems stützt sich auf mehrere anerkannte Vorteile. So

  • kann eine Inbetriebnahme schnell und ohne große Probleme vonstattengehen,
  • es gibt qualitativ hochwertige und dennoch einfach gehaltene Diagnosewerkzeuge innerhalb des Systems,
  • der Datendurchsatz fällt trotz niedriger Taktrate hoch aus und
  • zudem finden sich zahlreiche Möglichkeiten der Verbindungen mittels eines Lichtwellenleiters, zu welchen Funktionen, wie die Diagnose der Strecke oder auch die Fehlermeldung an eine überlagerte Steuerung zählen.

Desweiteren finden sich beim Interbus auch

  • eine Kostenminimierung durch einen integrierten Buskoppler, der mittels Lichtwellenleiter arbeitet,
  • sowie die galvanische Trennung von einzelnen Anlagenteilen, ebenso wie die absolute Unempfindlichkeit der Strecke gegenüber Einkopplungen oder EMV-Störungen.

Interbus – die verwendete Technik

Von der Topologie her, basiert die Wirkungsweise dieses Feldbussystems auf einer aktiven, ringförmigen Struktur. Allerdings sind der Hinkanal und Rückkanal zusammen in einem Anschlusskabel verbunden. Zudem besitzen die Teilnehmer jeweils zwei Anschlussklemmen, wodurch sich eine eher baumartige Struktur der physischen Verkabelung zur Folge hat. Möchte ein Busteilnehmer die Ringtopologie von Interbus schließen, so ist es ihm möglich die zugehörigen Ausgänge intern zu überbrücken. Dies funktioniert allerdings nur, wenn kein weiterer Teilnehmer folgt, der durch diese Überbrückung ebenfalls abgeschlossen wäre. Kommt es an den Busklemmen zu Verzweigungen, so wird der nächste neue Zweig in den Hinkanal eingebunden, wodurch die Ringtopologie ausgebaut wird. Durch diese Anordnung entsteht der Vorteil, dass es zu Störungen innerhalb des Systems kommen kann, wenn beispielsweise ein Teilnehmer ausfällt, und das Netzwerk dennoch nicht zusammenbricht, da der vorherige Teilnehmer diese Lücke einfach korrigiert indem er seinen Ausgang überbrückt. So kann das System aufrecht erhalten werden, bis der ausgefallene Teilnehmer wieder in der Lage dazu ist, an der Kommunikation mitzuwirken. Die Baumstruktur von Interbus besteht aus drei Hierarchieebenen, die in vier Ausprägungen vorkommen:

  • Fernbus-elektrisch gesehen handelt es sich hier um eine RS-485 spezifizierte Schnittstelle, bei welcher die Energieversorgung lokal am Teilnehmer durchgeführt wird. Zwischen zwei Teilnehmern können maximal 400 m Kabel liegen. Verwendet man jedoch Leitungen aus Kupfer, so steigt dies auf eine mögliche Entfernung von 13 km an.
  • Installationsfernbus- dieser ist grundlegend wie der Fernbus spezifiziert, aber besitzt eine zentrale Energieversorgung.
  • Lokalbus-dieser zweigt sich über die Busklemmen, also den Buskoppler, von der Ebene des Fernbusses ab. Daneben ist keine weitere Verzweigung mehr möglich. Auch hier findet die Energieversorgung zentral statt und der Lokalbus kann separat vom Fernbus getrennt werden, sodass er dann abgeschaltet ist.
  • Interbus-Loop- hier liegen in der Regel zischen zwei Teilnehmer 20cm bis 20m, wobei die maximale Entfernung 200 m betragen kann. Der Interbus-Loop besitzt eine Zweidrahtinterfache, über welche die Energieversorgung zentral abläuft. Die Daten zum Bus sind hier aufmoduliert, sodass an dieser Stelle nun auch die Auflösung der Teilnehmer in die physische Ringstruktur möglich ist.

Innerhalb der Anordnung der Teilnehmer nimmt ein jeder von ihnen die Position eines Repeaters ein. Dann kann die Verkabelung des Fernbusses und des Lokalbusses über elektrische Leiter oder Lichtwellenleiter in Gebrauch genommen werden. Zudem agieren alle Teilnehmer auch noch als Slave unter einem Master, der an den Fernbus angeschlossen ist. Dies bezeichnet man als Anschaltbaugruppe.