AS-интерфейс

Интерфейс датчика актуатора ( AS-Interface или ASi ) — это промышленное сетевое решение (физический уровень, метод и протокол доступа к данным), используемое в системах автоматизации на базе ПЛК, РСУ и ПК. Он предназначен для подключения простых полевых устройств ввода-вывода (например, двоичных устройств ВКЛ/ВЫКЛ, таких как приводы, датчики, поворотные энкодеры, аналоговые входы и выходы, кнопки и датчики положения клапана) в дискретных производственных и технологических приложениях с использованием одного двух -проводниковый кабель.

AS-Interface — это «открытая» технология, поддерживаемая множеством производителей оборудования для автоматизации. AS-интерфейс является международным стандартом согласно IEC 62026-2 с 1999 года.

AS-Interface — это сетевая альтернатива жесткому подключению полевых устройств. Его можно использовать в качестве партнерской сети для сетей полевых шин более высокого уровня, таких как Profibus , DeviceNet , Interbus и Industrial Ethernet , для которых он предлагает недорогое решение удаленного ввода-вывода. Он используется в приложениях автоматизации, включая управление конвейерами, упаковочные машины, регулирующие клапаны технологических процессов, заводы по розливу, системы электрораспределения, багажные карусели в аэропортах, лифты, линии розлива и линии по производству продуктов питания. AS-интерфейс обеспечивает основу для функциональной безопасности в приложениях безопасности оборудования/аварийной остановки. Устройства безопасности, обменивающиеся данными через AS-интерфейс, следуют всем обычным правилам передачи данных AS-интерфейса. Спецификацией AS-Interface управляет AS-International , некоммерческая организация, финансируемая членами, расположенная в Гельнхаузене, Германия. По всему миру существует несколько международных дочерних компаний.

История

AS-Interface был разработан в конце 1980-х и начале 1990-х годов партнерством по развитию 11 компаний, наиболее известных своими предложениями промышленных бесконтактных сенсорных устройств, таких как индуктивные датчики , фотоэлектрические датчики , емкостные датчики и ультразвуковые датчики . После завершения разработки консорциум был расформирован и была основана членская организация AS-International . Первая действующая система была показана на ярмарке в Ганновере в 1994 году .

В 2018 году на выставке SPS IPC Drives в Нюрнберге был представлен новый технологический шаг. Эта технология получила название ASi-5. АСи-5 разработан известными производителями техники автоматизации.

Использовать

AS-интерфейс (от Actuator Sensor Interface) был разработан в качестве альтернативы традиционному параллельному подключению датчиков и исполнительных механизмов и предлагает следующие преимущества:

• Гибкость
• Экономия средств
• Простота
• Уменьшение ошибок при установке
• Широко распространен
• Лучшие сетевые возможности
• Совместимость

Основными областями применения системы являются автоматизация производства, технологические процессы и домашняя автоматизация.

Технология

AS-Interface представляет собой систему с одним ведущим устройством, это означает, что ведущее устройство обменивается входными и выходными данными со всеми сконфигурированными устройствами. Средой передачи является неэкранированный двухжильный желтый плоский кабель. Кабель используется для передачи сигнала и одновременно для подачи питания (30 В). Коммуникационная электроника и участники с низкими требованиями к мощности, такие как световые лучи, могут получать питание напрямую. Потребители с более высокими требованиями к энергии, например, пневмоострова, могут использовать отдельный, обычно черный плоский кабель для подачи питания (30 В).

Датчики или исполнительные механизмы часто подключаются с помощью так называемой технологии прокалывания. Изоляция плоского кабеля с полярным профилем прокалывается при сборке с помощью двух проникающих оправок, что обеспечивает легкое и простое соединение с меньшими усилиями по сборке. Датчики и исполнительные устройства, не имеющие подключения AS-интерфейса, могут быть подключены к системе через модули. Для модулей с технологией проникновения необходимо использовать плоский кабель AS-Interface.

Вот чертеж плоского кабеля

Топология сетей AS-Interface произвольная. Вы можете строить линии, звезды, кольца или древовидные структуры.

Технология связи и передачи ASi-3

Телеграмма (кадр сообщения) состоит из 4-битных пользовательских данных. Мастер связывается с участниками с помощью протокола последовательной передачи. Каждому абоненту адрес присваивается адресным устройством или через ведущее устройство. Можно подключить максимум 31 (стандартные устройства) или 62 (расширенные устройства) узла. Каждый узел может иметь до четырех входов и/или четырех выходов для исполнительных механизмов или датчиков. Это обеспечивает до 124 (4 x 31 = 124) входов и 124 выходов в стандартной сети устройств (узлы с адресами 1–31) или 248 (4 x 62 = 248) входов и 248 выходов в расширенной сети (узлы с адресами 1A – 31А и 1В-31В). Последовательная связь модулируется на источник питания. манчестерское кодирование Для связи используется . Для 31 участника цикл составляет 5 мс. Для обращения к 62 участникам необходимо два цикла. Топология AS-Интерфейса произвольная, но без повторителя или расширителя длина кабеля не должна превышать 100 м. Однако за счет специального согласующего резистора (комбинации резистивной и емкостной нагрузки) можно увеличить максимальную длину кабеля до 300 м. Диагностические устройства или мастера со встроенной диагностикой упрощают поиск и устранение неисправностей в сети. Вышедшие из строя слейвы легко заменяются, мастер автоматически их перенаправляет. Безопасность на работе — это концепция функциональной безопасности, используемая в технологии ASi-3. Это означает, что в сети AS-Interface можно использовать компоненты, связанные с безопасностью, такие как устройства аварийной остановки, дверные блокировки или световые решетки. Это другой протокол передачи, наложенный на обычный протокол ASi на том же кабеле, и для него требуется отдельное ведущее устройство безопасности, такое как устройства Siemens ASiMon, на котором настроены ваши устройства безопасности. AS-Interface может обеспечить поддержку безопасности до SIL (уровень целостности безопасности) 3 согласно IEC 61508, а также уровня производительности e (PL e) согласно EN ISO 13849-1.

Технология связи и передачи ASi-5

Для циклической передачи с использованием ASi-5 доступно 16 бит. Возможна циклическая передача до 32 байт на участника. Для каждого устройства также доступен ациклический канал параметров длиной до 256 байт. ASi-5 должен обеспечивать набор до 1536 двоичных входов и 1536 двоичных выходов на каждый адрес Ethernet. Время цикла 1,2 мс может быть достигнуто системой для 24 участников. Такое быстрое время цикла открывает новые области применения, которые ранее были зарезервированы для дорогих сетевых систем. В сети ASi-5 могут быть адресованы 96 участников. Эти 96 устройств имеют время цикла 5 мс. Диагностика связи описывает информацию о передаче сообщений между подключенными узлами и мастером. Система постоянно контролирует качество передачи сообщений от каждого подключенного устройства. Эта одноканальная диагностика доступна в системе. Нарушенные каналы передачи перенаправляются автоматически. Диагностика устройства предоставляет информацию о подключенном устройстве. Доступные диагностические данные определяются производителем устройства. Диагностические данные могут передаваться через ациклические сервисы с шириной данных до 256 байт. Система ASi-5 открыта для использования интерфейсов параметров, таких как, например, IO-Link. Устройства IO-Link можно эффективно собирать на больших расстояниях и циклически интегрировать до 32 байт. Доступны 16 безопасных битов для коммутационных устройств, связанных с безопасностью, таких как аварийный останов, световые завесы, защитные выключатели и т.п. Это возможно, чтобы достичь Уровень полноты безопасности (SIL)3. Уровень производительности e согласно IEC 13849 для функциональной безопасности. ASi-5 использует новый метод связи. Новая технология ASi-5 позволяет использовать компоненты ASi-3 вместе с компонентами новой технологии ASi-5 на одном кабеле. Если устройства ASi-3 будут использоваться вместе с компонентами ASi-5, то помимо соответствующих устройств необходимо использование нового ведущего устройства ASi-3/ASi-5. Старые системы можно легко модернизировать новыми устройствами с дополнительными функциями. Новые системы могут быть установлены на кабеле с использованием проверенных компонентов ASi-3 и новых устройств ASi-5.

Стандартизация

AS-Интерфейс описан в международном стандарте IEC 62026-2:2015. Другие местные стандарты: Европа: EN 62026-2: 2015. Япония: JIS C 82026-2 (2013 г.). Китай: ГБ/Т 18858.2 (2002 г.) Корея: KS C IEC 62026-2 (2007 г.).

Продукты AS-Interface сертифицированы AS-International Association eV. Тесты и сертификаты гарантируют совместную работу устройств разных производителей. Концепции функциональной безопасности AS-Interface получили положительную оценку TÜV (Ассоциации технического надзора) или Института безопасности труда Немецкого социального страхования от несчастных случаев и подтвердили выполнение соответствующих стандартов безопасности.

Ссылки

• В. Кризель, О. Маделунг (ред.): ASI - интерфейс актуатор-датчик для автоматизации. Хансер Верлаг, Мюнхен; Вена 1994, ISBN   3-446-17825-2 , 2-е издание 1999 г., ISBN   3-446-21064-4 .
• В. Р. Кризель, О. В. Маделунг (ред.): ASI - интерфейс актуатор-датчик для автоматизации. Хансер Верлаг, Мюнхен; Вена 1995, ISBN   3-446-18265-9 , 2-е издание 1999 г., ISBN   3-446-21065-2 .
• В. Кризель, Х. Рор, А. Кох: История и будущее технологий измерения и автоматизации. Издательство VDI, Дюссельдорф, 1995 г., ISBN   3-18-150047-X .
• В. Кризель, Т. Хеймбольд, Д. Тельшоу: Шинные технологии для автоматизации – создание сетей, выбор и применение систем связи. Hüthig Verlag, Гейдельберг, 1998 г., 2-е издание, 2000 г. ISBN   3-7785-2778-9 .
• Р. Беккер: Автоматизировать легко – с AS-интерфейсом. Международная ассоциация AS, Франкфурт a. М. 2008.
• Р. Беккер: Автоматизировать легко – с AS-интерфейсом. Международная ассоциация AS, Франкфурт a. М. 2008.
• В. Веллер: Краткий обзор технологии автоматизации. Бойт Верлаг, Берлин; Вена; Цюрих 2008, ISBN   978-3-410-16760-0 и в виде электронной книги.
• В. Вальстер: (R)Эволюция 4.0 – Интервью. В кн.: Тенденции автоматизации. Журнал для клиентов Festo. № 2, 2012, стр. 9–11.

Внешние ссылки

• AS-Международная Ассоциация
• Технология АСи-5
• Служба научной информации idw