AS-i logo

AS-i

en: Actuator Sensor Interface

Az AS-i egy széles körben elterjedt terepi busz, gyakorlatilag standardnak tekinthető. A busz főleg az aktorok és szenzorok jelkezelésére lett létrehozva, ebből következően egy szegmens egyszerre csak egy master állomást tartalmazhat, ez végzi a lekérdezéseket. Az AS-i 1999-től az EN 50295 és IEC 62026-2 normáknak felel meg.

AS-i slave

Az AS-i buszon a master egység polling eljárást alkalmazva végzi a slave egységek lekérdezését illetve az aktoroknak a jelkiadást. Egy telegram 4 bit-nyi adatot tartalmaz. Minden slave egységnek egyedi cím adható egy címzőegység segítségével, vagy a master-en keresztül. A slave-ek száma típusfüggő (lásd AS-i verziók), de maximum 62 lehet. Az egységek címzése eredetileg 5 biten történik, így a hálózaton maximum 31 cím adható ki. A bővített címzéssel (erweiterten Adressmode) a megcímezhető állomások száma 62-re emelhető, de erre a címzésre a hálózat minden résztvevőjének alkalmasnak kell lennie. A 0. cím a gyári beállítás, ezzel jelzi a többi résztvevő felé, hogy még nem rendelkezik egyedi címmel. 

A hálózatot egy speciális vezetékből lehet kiépíteni, melyre az egységek viszonylag egyszerűen csatlakoztathatók. Az egyszerű, sárga vezeték a kisebb fogyasztású egységek tápellátását képes biztosítani (24-30 V-), a fekete vezeték a nagyobb áramfelvételű (pl. szelepszigetek) megtáplálását képes biztosítani (24 V-). A piros vezetékkel a 230 V-os, de kisebb áramfelvételű egységek tápellátása biztosítható.

A jelátvitel Manchester-II -re alapozott APM (Alternierende Puls Modulation) kódolással történik.

jellemzőVersion 2.0Version 2.1Version 3.0
slave-ek számamax. 31max. 62
I/O szám124 I / 124 O248 I / 186 O496 I / 496 O
jelekAdatok és tápellátás maximum 8A -ig (tápegységtől függő érték).
maximum áramfelvétel65 mA / résztvevő
vezetékárnyékolatlan, nem sodrott, speciális 2 x 1,2 mm² vezeték (bővebben a vezeték pont alatt)
slave-enkénti lekérdezés idő150µs
maximum ciklusidő5 ms
10 ms (bővített címzéssel, egyébként 5 ms)
analóg érték átvitelfunkcióblokkon keresztüla master-be integrált művelet
analóg értékek száma16 bájltnyi digitális- és analóg érték124 analóg érték
adatátvitel sebessége167 kBit / s, netto 53,3 kBit/s (szünetekkel)
topológiaszabadon választható, jellemzően gyűrű, fa, lánc vagy busz.
kapcsolat jellegemaster / slave (monomaster)
vezetékhosszszegmensenként 100 m, maximum 2 repeater-rel maximum 300 méterig hosszabbítható (a teljes hálózatban így is csak egy master lehet).szegmensenként 100 m, maximum 600 m.
címzéscímzőegységgel vagy automatikus
kódolásManchester-II / APM

AS-i network topologies

Az AS-i egy meglehetősen rugalmas rendszer, a fenti ábrák is - talán - ezt tükrözik. A bal oldalon a master szerepét egyértelműen a PLC tölti be, míg a jobb oldalon ezt a szerepet a (gateway) link egységek vállalják át, és a magasabb szintű buszokon (Profibus, Profinet) kapcsolják az AS-i alhálózatot a PLC-khez.

Bitenkénti átviteli idő: 6 μs.

A kommunikáció jellege polling (lekérdezés). Ennek lényege, hogy a slave csak akkor dumálhat, ha a master kérdezi, így a kommunikáció menete a következő:

  1. Masteraufruf: a master a lekérdező telegrammal utasítja a slave-et
  2. Masterpause: a master a telegram zárásaként 3-10 bitnyi időt vár (időt ad a slave-nek)
  3. Slaveantwort: a megszólított slave válaszol egy válasz telegrammal
  4. Slavepause: 1 bitnyi időt ismét kivár

Három - egymást követő és eredménytelen (hibás) slave felhívást követően a master az adott slave-et hibásnak jelöli.

Az analóg értékeket az AS-i nem egy lépésben, hanem az un. Zeimultiplex-et alkalmazva, 8 adatciklusban viszi át. Ez ugye, egyszerű címzéssel 8 * 5 ms-ot, bővített címzéssel 8 * 10 ms-ot jelent. Nem egy TCP tempó (40 vs. 80 ms), de lassú analógoknál bőven elégnek szokott bizonyulni.

A lenti telegram leírások csak a legszűkebb (V2.0) AS-i lehetőségeit tükrözik.

A jelátvitel Manchester-II -re alapozott APM (Alternierende Puls Modulation) kódolással történik.

master (lekérdező) telegram

Mező jeleMező neveHossza
(bit)
Értéke (fix)Leírás
STstartbit10Az adatátvitel megkezdését jelző bit. Ennek értéke fix 0.  A buszon alapból 1-es érték van kinn, így ennek a lehúzása jelzi az átvitel kezdetét.
SBvezérlőbit (steuerbit)1-0: üzenetek (Nachrichtenpakete)
1: parancsok (Kommandopakete)
A4 - A0slave-ek címe5 * 1-A slave-ek címzése 5 biten történik.
I4 - I0infromáció bitek5 * 1Az "I4" slave-master telegram esetén: 0ezek leírása kicsit lejjebb
PBparitás bit (Paritätsbit)1- 
EBlezáró bit (Endebit)11 

SB = 1 %%//%% Parancsok

de: Kommandopakete

MűveletI4I3I2I1I0
cím törlése (Adresselöschen)
A slave címét visszaállítja a default 00h-ra.
00000
I/O konfiguráció olvasása (E/A-Konf. lesen)
A slave megadja a beállított i/o konfigurációját.
10000
Azonosító kód olvasása (ID-Code lesen)
A fixen beírt (nem változtatható) slave ID lekérdezése
10001
Státusz lekérdezése (Status lesen)11110
Státusz törlése (… und löschen)11111

SB = 0 %%//%% Üzenetek

de: Nachrichtenpakete

MűveletI4
(master*)
I3I2I1I0
adatfelhívás (Datenaufruf)
Kimenetek állítása és a bemenetek megadása
0D3D2D1D0
paraméter felhívás (Parameteraufruf)
Paraméter-kimenet állítása a slave-en
1P3P2P1P0
címzésfelhívás (Adressieraufruf)
Ez esetben a slave címe 00h. A master által itt küldött új címét menti az EEPROM-ba, és a továbbiakban ezen a címen lesz beazonosítható a slave.
A4A3A2A1A0

*: a master - slave telegramok 5 bitet használnak, a slave - master társaik csak 4-et (az I4 ez esetben 0).

 VezetékTápegységMasterSlave (std.)Slave (std.)Slave S-X.ASlave S-X.A (régi)
R’< 90mΩ/m > 5kΩ> 8kΩ> 8kΩ> 13,5kΩ> 13,5kΩ
Z'70…140Ω< 0,5Ω     
G’⇐ 5mS/m      
C’< 80pF/m < 400pF< 100pF< 70pF
+ (L - 6 mH)
* 10 pF/mH
< 50pF< 35pF
+ (L’ - 12mH)
* 10pF/mH
L’400…13.000nH/m100mH ±10%> 3mH> 9mH6…9mH> 13,5mH12…13,5mH
UASI29,5…31,6V DC      

AS-i vezeték

Az AS-i vezetékének jellegzetes formáját úgy alakították ki, hogy a polaritás csak nagyobb küzdelem révén legyen csak felcserélhető (erős emberek mindenütt vannak).

A vezeték egyszerre végzi a jelátvitelt és a tápellátást. A többféle színű vezetéknek kevésbé keressük az esztétikai okait, inkább próbáljuk meg a piros színű AS-i vezeték bicskával való faragását kerülni, főleg, ha nem tudjuk, hogy az áram alatt van e.

A vezetékre a régi ethernetes időkből már ismerős "vámpír" csatlakozóval lehet állomást csatolni. Ez a tüskékkel átszúrja a vezeték borítását, és így alakít ki kontaktust a vezetékekkel. Kontakthiba ha ritkán is, de előfordulhat a csatlakozásoknál, ilyenkor egy kevésbé szakszerűnek nevezhető, de hatékony "csatlakozó megrángatás" segíthet.

A vezeték alapból tudja az IP67-et is, még úgy is, hogy az egyszer már felcsatolt vámpír-csatlakozót eltávolítottuk.

Nagyobb áramfelvétel esetén a sárga vezetéket ki lehet egészíteni fekete (24 V-) vagy piros (230 V~) vezetékekkel. Erre a megoldásra a lenti ábrán látható egy megoldás. A jelvezeték ellenállása maximum 26 mΩ/m.

AS-i egység