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

technológia összefoglalás

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.

AS-i verziók

jellemző Version 2.0 Version 2.1 Version 3.0
slave-ek száma max. 31 max. 62
I/O szám 124 I / 124 O 248 I / 186 O 496 I / 496 O
jelek Adatok és tápellátás maximum 8A -ig (tápegységtől függő érték).
maximum áramfelvétel 65 mA / résztvevő
vezeték árnyékolatlan, nem sodrott, speciális 2 x 1,2 mm² vezeték (bővebben a vezeték pont alatt)
slave-enkénti lekérdezés idő 150µs
maximum ciklusidő 5 ms
10 ms (bővített címzéssel, egyébként 5 ms)
analóg érték átvitel funkcióblokkon keresztül a master-be integrált művelet
analóg értékek száma 16 bájltnyi digitális- és analóg érték 124 analóg érték
adatátvitel sebessége 167 kBit / s, netto 53,3 kBit/s (szünetekkel)
topológia szabadon választható, jellemzően gyűrű, fa, lánc vagy busz.
kapcsolat jellege master / slave (monomaster)
vezetékhossz szegmensenként 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.
címzés címzőegységgel vagy automatikus
kódolás Manchester-II / APM

AS-i hálózat-szervezés

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.

Telegram-formátum

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 jele Mező neve Hossza
(bit)
Értéke (fix) Leírás
ST startbit 1 0 Az adatátvitel megkezdését jelző bit. Ennek értéke fix 0.  A buszon alapból 1-es érték van kinn, így ennek a lehúzása jelzi az átvitel kezdetét.
SB vezérlőbit (steuerbit) 1 - 0: üzenetek (Nachrichtenpakete)
1: parancsok (Kommandopakete)
A4 - A0 slave-ek címe 5 * 1 - A slave-ek címzése 5 biten történik.
I4 - I0 infromáció bitek 5 * 1 Az "I4" slave-master telegram esetén: 0 ezek leírása kicsit lejjebb
PB paritás bit (Paritätsbit) 1 -  
EB lezáró bit (Endebit) 1 1  

SB = 1 // Parancsok

de: Kommandopakete

Művelet I4 I3 I2 I1 I0
cím törlése (Adresselöschen)
A slave címét visszaállítja a default 00h-ra.
0 0 0 0 0
I/O konfiguráció olvasása (E/A-Konf. lesen)
A slave megadja a beállított i/o konfigurációját.
1 0 0 0 0
Azonosító kód olvasása (ID-Code lesen)
A fixen beírt (nem változtatható) slave ID lekérdezése
1 0 0 0 1
Státusz lekérdezése (Status lesen) 1 1 1 1 0
Státusz törlése (... und löschen) 1 1 1 1 1

SB = 0 // Üzenetek

de: Nachrichtenpakete

Művelet I4
(master*)
I3 I2 I1 I0
adatfelhívás (Datenaufruf)
Kimenetek állítása és a bemenetek megadása
0 D3 D2 D1 D0
paraméter felhívás (Parameteraufruf)
Paraméter-kimenet állítása a slave-en
1 P3 P2 P1 P0
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.
A4 A3 A2 A1 A0

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

Fontosabb villamossági paraméterek

  Vezeték Tápegység Master Slave (std.) Slave (std.) Slave S-X.A Slave 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/m 100mH ±10% > 3mH > 9mH 6…9mH > 13,5mH 12…13,5mH
UASI 29,5…31,6V DC            
AS-i cable

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 tag

 


felhasznált források

license

Creative Commons License
Erre a dokumentumra a Creative Commons-Lizenz 3.0 szabályai érvényesek.
A dokumentum továbbfelhasználása engedélyhez kötött. Részleteiben is csak forrásmegjelöléssel
(pl: forrás:wwww.ob121.com) használható.
Engedélykérés, további információ: mail kukac ob121.com