隨著控制、計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)的發(fā)展，信息的交換領(lǐng)域迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制、管理等各個層次，正逐步形成以網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)。菲尼克斯電氣公司是德國著名的自動化電氣公司，順應(yīng)這一潮流，成為世界上最早成功開發(fā)出工業(yè)現(xiàn)場總線的廠家之一，其INTERBUS總線廣泛的應(yīng)用在汽車、煙草、物流、港口、造紙、食品等各個行業(yè)。1998年成為歐洲標準EN50254，2000年2月成為國際標準IEC61158，2004年成為中國機械行業(yè)標準GB10308。
INTERBUS總線在系統(tǒng)的集成、穩(wěn)定、診斷給用戶帶來極大的方便，很快的得到廣大客戶的支持，并得到廣泛的應(yīng)用。在世界范圍內(nèi)擁有650萬個節(jié)點的成功應(yīng)用，并得到各種產(chǎn)品廠商的支持，目前全球有1000多家生產(chǎn)廠商提供2500多中INTERBUS現(xiàn)場總線產(chǎn)品。
INTERBUS總線 以ISO/OSI的七層通訊標準模型為參考，總線物理層采用RS485串行通信標準，采用環(huán)型數(shù)據(jù)鏈路，傳輸速率恒定為500K和2M。樹型拓撲結(jié)構(gòu)，可連接254 個子站，易于分層，易于擴展。每兩個子站之間距離可達400米，采用屏蔽雙絞線傳輸時整個系統(tǒng)總長達12.8 公里。而且在同一個系統(tǒng)中，三種傳輸媒介（雙絞線電纜，光纖，紅外）可以根據(jù)需要混合使用。尤其值得一提的是，它強大的診斷功能，是INTERBUS區(qū)別于其它總線所獨有的。獨立的診斷程序提供了詳細的故障信息（故障地址、故障類型和故障歷史記錄）。其中，準確的故障地址為用戶快速排除故障提供了可能。拓撲圖如下：
INTERBUS拓樸圖 INTERBUS總線在雙絞線上的差分電壓信號保證了強大的抗干擾性。通過交換專門的狀態(tài)信息來檢查相鄰INTERBUS總線設(shè)備的連接，作為遠程總線檢查的結(jié)果，可從總線電纜的斷裂或接觸不良產(chǎn)生一個相應(yīng)的錯誤信息。并在數(shù)據(jù)環(huán)中有一個標志性的返回字，總線控制板通過它比較一個掃描周期的時間；同時總線控制板按照該返回字的專門比特序列找出發(fā)生在傳輸路徑或總線設(shè)備中的錯誤，周期性地對兩個總線設(shè)備中的傳輸路徑進行冗余檢查。這樣似的傳輸可靠性的得到保障。
INTERBUS工作原理圖 北方某港口煤場布置了3條堆場，堆場長度為1105M。由于堆場面積很大，煤炭露天存放，在風天和堆取過程中引起煤塵，造成環(huán)境污染。為了抑制煤塵對港口和周邊的環(huán)境污染，對該堆場進行灑水除塵。該工程由天津一航院采用INTERBUS系統(tǒng)進行設(shè)計，并北京某公司進行系統(tǒng)集成，目前已投入生產(chǎn)之中，取得很好的效益。
該項目設(shè)計時每條堆場各設(shè)置33個灑水噴槍，共計198個噴槍，對堆場進行自動噴灑作業(yè)系統(tǒng)采用菲尼克斯的INTERBUS總線，共有153個子站，對噴槍作業(yè)和轉(zhuǎn)接機房碼頭的供水設(shè)備的作業(yè)進行信號的采集控制。由于本工程的子站數(shù)量很多，且分布廣、距離遠、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境惡劣。該港口由于地處北方，冬天溫度可達零下20度，PLC的防護等級比較低，一般工作溫度為零度之40度，很難滿足現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求。如將PLC放在控制室內(nèi)采用傳統(tǒng)的集中式控制，將耗費大量的控制電纜和電纜橋架，并且極大增加敷設(shè)電纜和安裝橋架的工程量，同時給調(diào)試帶來很大的不便，并對日后的維護產(chǎn)生很大的困難。
針對于上述情況，為了適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境、工藝和便于維護的要求，選擇一種控制子站數(shù)目多，布線簡單、維護方便、工作溫度范圍適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境、系統(tǒng)安全可靠，診斷功能強大的系統(tǒng)。INTERBUS系統(tǒng)除了可以連接菲尼克斯自己的控制器以外，還可以連接ROCKWELL，SIEMENS，SCHNEIDER等公司的PLC，控制子站數(shù)目達254個，采用一根總線電纜連接、總傳輸距離長達12.8KM，工作溫度范圍為零下25度到零上55度，對距離800M以外的碼頭供水設(shè)備采用光纜進行數(shù)據(jù)傳輸，強大的診斷功能給維護帶來極大的方便等等優(yōu)點成為設(shè)計師的首選。
設(shè)計師將該系統(tǒng)設(shè)計成由計算機、PLC、INTERBUS現(xiàn)場總線組成的多級、開放式集散數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一臺ROCKWELL的大型CONTROLLOGIX PLC作為主機，CPU為1756-L55M24，配1756-ENBT以太網(wǎng)接口模塊用于上位監(jiān)控操作站的網(wǎng)絡(luò)連接，另采用2只菲尼克斯公司提供的INTERBUS控制卡SST IBS CLX RLL來控制現(xiàn)場I/O的數(shù)據(jù)。
整個系統(tǒng)采用了榮獲歐洲工業(yè)設(shè)計大獎的INLINE模塊。該系列模塊分為總線偶合器和數(shù)字量、模擬量輸入輸出、電源模塊和電源分段模塊、特殊功能模塊等，工作溫度范圍為零下25度到零上55度，采用彈簧接線端子和電子模塊分開連接，各種模塊采用側(cè)面插接，與常規(guī)方式連接可節(jié)省70%的安裝時間。并可按照現(xiàn)場的要求任意匹配各種模塊，每個模塊上有診斷指示LED，根據(jù)閃爍的頻率可判斷總線故障和外圍的設(shè)備故障。該類產(chǎn)品防護等級為IP20，工作溫度范圍為-250C ～+550C，現(xiàn)場將其放入IP67防護等級的控制箱中。
第一路Interbus總線通過第一塊SST IBS CLX RLL總線控制卡控制堆料線堆場的灑水噴槍控制站和卸車線轉(zhuǎn)接機房加熱器及火災報警控制站(75個)，第二路INTEBUS總線通過另一塊SST IBS CLX RLL總線控制卡控制取料線堆場灑水噴槍控制站和裝船線轉(zhuǎn)接機房加熱器及火災報警控制站(78個)， 每個控制站配有一個Interbus總線適配器IBS IL 24 BK-T/U-PAC和一個標準電源模塊PS240AC/24DC,各控制站視現(xiàn)場控制點數(shù)的多少，配置不同的I/O,控制站最多的配置為16點輸入，8點輸出；控制站最小的配置為8點輸入，系統(tǒng)共設(shè)有153個現(xiàn)場控制站，控制點數(shù)總共約3000個。
由于灑水泵房控制室與兩路輸出的現(xiàn)場總線控制站較遠，均超過了800M，同時在裝船線轉(zhuǎn)接機房至碼頭控制站等三處slave站的相鄰總線距離也超過了400M，因此，上述四處采用多模玻璃光纖作為傳輸媒介，其它slave站之間的距離都在400M之內(nèi)，所以均采用雙絞線方式傳輸總線數(shù)據(jù)。采用Interbus現(xiàn)場總線方案所需敷設(shè)的總線電纜約為7km，控制電纜約6km，4芯光纜3km，總計17km，遠低于采用PLC系統(tǒng)集中式控制所需的控制電纜。
灑水控制系統(tǒng)通過Interbus現(xiàn)場總線可實現(xiàn)對每個灑水噴槍站的設(shè)備進行自動控制，每個灑水噴槍站由一個電動閥和一個電動擺頭組成，根據(jù)Interbus現(xiàn)場總線傳輸?shù)闹噶顢?shù)據(jù)自動控制噴槍的出水和擺動及自動拌熱(僅在冬季時使用)。根據(jù)灑水工藝的要求，自動控制每組噴槍的同時最大使用個數(shù)為10個。每組噴槍可自動順序切換,每次噴槍噴灑的時間通過監(jiān)控操作站可調(diào),順序噴灑,直至堆場198個噴槍全部噴灑一遍，完成一個灑水工作循環(huán)。
灑水系統(tǒng)PLC通過交換機與兩臺上位監(jiān)控操作站連接，監(jiān)控操作站選用工業(yè)PC,配液晶彩顯。上位監(jiān)控軟件配置兩套Intouch9.0無限點運行版軟件，完成灑水控制系統(tǒng)的操作、監(jiān)控、灑水狀態(tài)畫面顯示及故障狀態(tài)顯示等功能。灑水控制系統(tǒng)作為整個煤碼頭控制系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)經(jīng)交換機與設(shè)于中央控制室的控制系統(tǒng)服務(wù)器交換數(shù)據(jù)，輸出堆場灑水系統(tǒng)的運行信息，并接受中控系統(tǒng)發(fā)來的堆場堆料機和取料機在堆場的走行位置和煤炭堆垛信息，在自動進行灑水噴槍操作方式中,當可能噴灑到行走機械時，或遇堆場無料堆處,控制系統(tǒng)能自動跳過行走機械或無料堆場。
隨著港口現(xiàn)代化的建設(shè)，越來越多的信息化、自動化的系統(tǒng)運用到其中，來自德國菲尼克斯公司提供優(yōu)秀的全系列自動化產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)來服務(wù)于中國，服務(wù)于港口業(yè)，在秦皇島、日照等港口已得到了大量的應(yīng)用，并得到用戶的好評。
