AS-Interface (anglicky A ctuator Sensor Interface ) ( čteno jako Azi ) je rozhraní pro senzory a akční členy a také průmyslovou síť navrženou pro přenos převážně diskrétních signálů. Obvykle se používá ve strojírenství . Je to "otevřená" technologie. Specifikace byla vyvinuta a udržována předními výrobci automatizačních systémů (v současnosti více než 100 členských firem). Topologie sítě - libovolná. Pro připojení snímačů byl vyvinut speciální plochý kabel s připojením proražení izolace (nožové svorky jsou v provedení I/O modulů). AS-i verze 2.11 umožňuje přenos analogových signálů.
Nejnovější verze specifikace je AS-i 3.0.
Existuje profil protokolu pro systémy ASi-Safe. Zařízení zabezpečená proti selhání jsou připojena stejným kabelem a podporují úrovně bezpečnosti až do SIL ( Safety Integrity Level ) 3 podle IEC 61508 a až do kategorie bezpečnosti 4 podle EN 954-1.
AS-Interface byl vyvinut koncem 80. a začátkem 90. let minulého století skupinou společností nabízejících průmyslové bezkontaktní senzory (indukční senzor, fotoelektrický senzor, objemový senzor, ultrazvukový senzor). První operační systém byl představen na Hannoverském veletrhu v roce 1994.
Ve své původní podobě byla síť schopna podporovat až 31 I/O zařízení, z nichž každé mohlo přijímat a přenášet 4 bity dat, což vedlo k síti 124 vstupů a 124 výstupů. Důležité funkce, jako je automatická výměna jednoho uzlu, již byly součástí systému. Doba obnovení sítě se snadno vypočítá vynásobením počtu I/O uzlů dobou aktualizace pro každý uzel.
Norma se ukázala jako extrémně populární, což vyvolalo potřebu revize a vylepšení. Nová verze standardu umožnila použití analogových vstupně-výstupních zařízení a také zvýšila počet takových zařízení na 62. Z důvodu zachování zpětné kompatibility se neměnila velikost přenášených dat. Místo toho byl jeden ze čtyř výstupních bitů použit pro volbu mezi tzv. uzly A a B. To umožnilo použít každou z 31 adres dvakrát (1A-31A + 1B-31B). V důsledku tohoto způsobu zvětšování uzlů se znemožnilo použití všech 4 výstupních bitů. Proto tento standard poskytuje 248 vstupů a 186 výstupů. Maximální doba aktualizace sítě je 10 ms.
Do roku 2005 bylo potřeba rozšířit možnosti protokolu. Kromě toho roste potřeba průmyslových síťových řešení na bázi Ethernetu na nízké úrovni, která by kompenzovala jeho nedostatky. Tato specifikace vyřešila většinu problémů, které vznikly definováním nových komunikačních profilů pro digitální a analogová data a také možností sériového přenosu dat. Níže je uveden seznam nových funkcí:
S těmito novými schopnostmi se AS-Interface stává ideálním síťovým partnerem pro jakýkoli průmyslový protokol založený na Ethernetu, který je v současné době k dispozici. K dispozici jsou brány pro EtherNet/IPTM, PROFINET, Modbus/TCP, SERCOS III atd. Předpokládá se, že síťová řešení založená na AS-Interface a Ethernetu nevyžadují v příštích 10 letech významné změny.
Síť AS-Interface vyžaduje pouze několik základních komponent v následujících kategoriích:
Skenery a brány plní dvě funkce. Výměna dat s moduly a změna jejich vstupních/výstupních dat. Funkčnost masteru (Scanner/Gateway) je definována v Master profilu specifikace AS-Interface. Tento profil byl definován v nejnovější verzi 3.0 specifikace. Každá síť může mít pouze jeden skener. S ohledem na PLC/DCS nebo PC je skener/brána podřízené zařízení. Komunita AS-Interface obvykle používá slovo brána, když se master AS-Interface připojuje k síti vyšší vrstvy, jako je DeviceNet nebo Profibus. Protože komunikace AS-Interface je založena na komunikační metodě Master-Slave, každá síť by měla mít pouze jednoho mastera. najednou .
Jakýkoli segment AS-Interface musí být povolen. Toho je obvykle dosaženo připojením napájení AS-Interface Tyto materiály mají určité jedinečné vlastnosti, pokud jde o vnitřní obvody a výstupní napětí. Standardní 24V napětí zařízení nelze použít k přímému napájení segmentu. Celková délka síťového kabelu AS-Interface v jednom segmentu nesmí přesáhnout 100 metrů. Ke zvětšení délky lze použít opakovače. Existuje běžná mylná představa o počtu opakovačů v síti. Bylo uvedeno, že maximální délka sítě AS-Interface může být 300 metrů, vytvořená pomocí dvou opakovačů. Není to tak úplně pravda. Není důležité, kolik relé je použito, ale kolik relé projde datový paket ze skeneru nebo brány, než dosáhne I/O uzlu. Kvůli vážným časovým omezením je rozhodnuto, že každý paket může projít pouze dvěma skoky, než dosáhne uzlu AS-Interface. To má následující důsledky:
Jedná se o největší skupinu komponent a zahrnuje digitální a analogové I/O moduly, tlačítka, senzory s vestavěným ASIC, obecně jakékoli zařízení, které může komunikovat s PLC. Každý modul musí mít v síti jedinečnou adresu. U AS-Interface se adresní prostor pohybuje od 0 do 31, kde 0 nelze použít, je vyhrazen pro automatickou výměnu jednoho uzlu. Od přijetí specifikace 2.11 je tento adresní prostor rozdělen na rozšířené adresy A a B. Výsledkem je, že při použití modulu navrženého pro podporu tohoto režimu adresování je možné mít na každé adrese dva moduly.
Převážná většina systémů AS-Interface používá plochý kabel AS-Interface, definovaný jako součást specifikace AS-Interface. Poměrně málo průmyslových odvětví (například procesní automatizace) používá kulatý kabel, hlavně proto, že je snazší protáhnout potrubím. Zatímco tvar kabelu není důležitý (lze použít jakýkoli jiný kabel), důležitá je volba elektrických charakteristik kabelu. Aby se předešlo problémům spojeným s nesprávným výběrem kabelu, odborníci doporučují zvolit plochý kabel AS-Interface. Tento kabel je navržen pro použití technologie propíchnutého kabelu. Když je modul AS-Interface instalován v síti, propichovací jehly pronikají pláštěm kabelu a vtlačují se do vnitřních měděných pramenů, aniž by je řezaly. To umožňuje instalovat moduly kdekoli v síti bez předchozí přípravy. Další výhodou rychlé instalace je minimalizace možnosti zkratu.
Existuje několik typů kabelů:
Uvnitř kabelu AS-Interface libovolné barvy jsou dva vodiče s hnědou (+) a modrou (-) izolací.
Síť AS-Interface je sada segmentů sítě. Při navrhování sítě AS-Interface je třeba dodržovat jen velmi málo pravidel:
Při použití těchto základních pravidel by mělo být jasné, že:
V některých případech je potřeba prodloužit délku sítě. K tomu se používají terminátory a tunery.
Terminátory jsou speciální zařízení, která musí být umístěna na fyzickém konci sítě, aby se zabránilo odrazu signálu. Terminátor bude fungovat stabilně, pouze pokud je segment sítě téměř lineární. To je podstatná nevýhoda, protože. ve většině případů je nutné použít složitější topologie. Tuner se používá stejně jako Terminátor (opět segmenty musí být lineární), liší se však svými elektrickými charakteristikami. Tuner po připojení k segmentu je nutné aktivovat (resp. naladit), při tomto procesu tuner aktivně mění hodnoty svého vnitřního odporu a určuje optimální nastavení pro tento segment, tzn. takové, které minimalizují počet chyb v síti. I když je tato procesní optimalizace silnou stránkou tuneru a umožňuje budování větších sítí, je také velkou nevýhodou. Použití terminátorů nevyžaduje další konfiguraci sítě při změně počtu uzlů, zatímco při použití tunerů je nutné je překonfigurovat při každém připojení (odpojení) nového uzlu. Při použití terminátorů a tunerů v kombinaci s opakovači je třeba počítat s tím, že se prodlouží doba šíření signálu po vodičích a přes opakovače. K vyřešení tohoto problému byly vyvinuty speciální opakovače.
| Průmyslové sítě | |
|---|---|
| Sběrnice řídicího systému | |
| Distribuované periferie | |
| Technologie pohonu |
|
| Polní zařízení |
|
| Automatizace budov | |