Az AS-interface

Az AS-Interface (Actuator Sensor Interface) - magyar szóhasználatban az "ázibusz" - a modern automatizálási technológia egyik legújabb hálózati megoldása. 1990-ben fejlesztették ki a hagyományos kábelezés költségkímélő, sok funkciós alternatívájaként.

Az alapötlet lényege, hogy az alacsonyszintű bináris eszközöket egy könnyen csatlakoztatható kábellel kapcsoljuk össze, mely a tápfeszültség-ellátást és az adatátvitelt is biztosítja. Az AS-Interface felhasználható intelligens érzékelők összekapcsolására és távoli konfigurálására, DC és AC tápfeszültség-ellátásra, különböző gyártóktól származó eszközök együttműködésére és analóg jelek átvitelére.

Felépítés

Egyszerű csatlakozás

Az AS-Interface szabványosított, robusztus technológiája rugalmas hálózat felépítését teszi lehetővé a jellegzetes sárga kábel használatával, mely két vezetéket tartalmaz, és az adatátvitel mellett a tápfeszültség-ellátást is megoldja. A kábel maximális hossza 100 méter, de ez ismétlők (repeaterek) használatával meghosszabbítható.

A sárga kábel maximálisan 8 A átvitelére képes, ami azt jelenti, hogy a tipikus alkalmazásokban nincs szükség további kábelekre. A hálózaton egyetlen slave eszköz több száz mA áramot vehet fel, ezért ha mégis szükség van további tápfeszültség átvitelre, egy fekete kiegészítő AC vagy DC tápkábel használható.

A kábel struktúrájának köszönhetően az AS-Interface egyedülálló csatlakoztatási megoldást tesz lehetővé. Nincs szükség a kábel elvágására ill. blankolásra, mivel a konnektor lezárásakor a tűk átszúrják a szigetelést és létrejön a fémes kontaktus. This technology ensures protection up to IP65. A kábel mechanikai kialakításával elkerülhető a rossz polarizáltságú bekötés, a csatlakoztatás bontásával pedig a hálózat egyszerűen átalakítható. Így a rendszer tervezése, installálása és működtetése igen egyszerűvé válik. Bármilyen hálózati topológia megvalósítható, beleértve a kedvelt fa struktúrát is, így a slave eszközök mindig az alkalmazásnak leginkább megfelelő módon kapcsolhatók össze.

Forgó összeköttetések
Az AS-Interface a hálózati technológiák között egyedülálló módon biztosítja az adatok és a tápfeszültség forgó eszközökbe való eljuttatását egyszerű kétérintkezős csúszógyűrűkön vagy forgókábeleken keresztül.

Az AS-Interface a hatékonyabb és drágább terepbuszok sok előnyével rendelkezik, de jóval olcsóbb és egyszerűbb megvalósítású. A teljes hálózatot a 'master' vezérli automatikusan, ami a hálózathoz csatlakoztatott eszközöket adatok küldésével és fogadásával lekérdezi. Automatikusan érzékeli és regisztrálja a csatlakoztatott eszközöket, ezért nincs szüksége sem konfigurálásra, sem alkalmazás-specifikus szoftverre.

Intelligens vagy hagyományos eszközök

Egy egyszerű hálózatba legfeljebb 31 'intelligens' eszköz csatlakoztatható. A slave-ek lehetnek intelligensek - mint például a kapcsolók vagy a kibővített funkciójú szelepek - vagy 'modulok', melyek hagyományos bináris eszközök csatlakoztatására szolgálnak. A duplex AS-Interface hálózat maximálisan 124 bináris bemenetet és 124 bináris kimenetet tartalmazhat. A felhasználónak egyedül a slave címét kell beállítania, vagy a master felől, vagy pedig egy kézi eszközzel. Új slave elhelyezésekor a master automatikusan a helyes címet fogja használni.

Jellemzők

Terepbusz interface
Az AS-Interface 'nyílt' rendszer és kiegészíti a magasabb szintű terepbuszokat. Az AS-Interface egyszerű hozzáférést biztosít a terepbuszok felé (pl. PROFIBUS, Device Net, Interbus-S, FIP, CAN). A rendszer támogatja a transzparens kapcsolatokat és a terepbuszokon intelligens csomópontként jelenik meg.

Gazdaságos

A kimeneti és bemeneti eszközök összekapcsolásakor a hagyományos pont-pont kábelezést egyetlen kábel váltja fel, kiküszöbölve vagy legalábbis csökkentve a szükséges kábelezés, dobozok és konnektorok számát. A speciális AS-Interface összekapcsolási technika váltja fel a munkaigényes kábelezést. A fa struktúra lehetővé teszi a rendszerek jobb optimalizálását és a rendszer felépítését és karbantartását egyszerűsítő kialakítás megvalósítását. Nincs szükség hálózati konfigurációra.

Rugalmas
Az AS-Interface hálózatok könnyen megváltoztathatók, így a módosítások és továbbfejlesztések költségtakarékosan és minimális idő alatt realizálhatók. A működés közbeni hiba diagnosztizálás azonnali javítást tesz lehetővé.

Könnyen továbbfejleszthető
Az AS-Interface ideális megoldást jelenthet a már létező rendszerek továbbfejlesztésére. Csak ki kell cserélni a régi kábelezést a 'sárga kábellel'. Nem kell kidobni a meglevő érzékelőket és beavatkozókat. A hagyományos kábelezési rendszerek lecserélése a következő előnyökkel járhat:

  • könnyebb tervezés (rugalmas felépítés, kisebb dobozok)
  • a rendszer felépítésének költségei jelentősen csökkennek (csak 1 vezeték kell)
  • decentralizáció (IP65 csatlakozók stb.)
  • egyszerűbb üzembehelyezés (kevesebb kontakthiba, automatikus konfiguráció, beépített diagnosztika)
  • egyszerűbb fenntartás (beépített diagnosztika)
  • javított működés (gyors és determinisztikus)
  • nagy integritás (in-built error checking)
  • távoli konfigurálás (az intelligens eszközöket a master működés közben is konfigurálhatja)

Zavarvédelem

Az AS-interface kábele nem árnyékolt, a zajok elleni védelem alapját az jelenti, hogy a busz teljesen földfüggetlen, mind a master, mind a slave-ek bemeneti szimmetrikusak, és a CMRR (közös módusú zajok elnyomási aránya) igen magas. Ezt segíti elő az impedanciák alacsony értéken való tartása is.

A hibatűrés javításában nagy szerepe van a szoftveres megoldásoknak is. Minden egyes telegram 6 szempontból van ellenőrizve, így lehetséges a 2 bites hibák 100%-os korrekciója. Ha a telegramot nem lehet korrigálni, meg kell ismételni. (Ez 0.15 ms-ot vesz igénybe.) Ha az ismétlés sem sikerült, az AS-i master (a PLC AS-i kártyája) hibajelzést generál.

Erre a gyakorlatban ritkán kerül sor, az AS-i minősítő testület mérései szerint az 1 kV-os burst-tel végzett zavarás esetén a tesztelt eszközök kb. 50%-ának egyszer sem kellett hogy ismételjen 10 millió leadott táviratnál.

Konfigurációk

A hálózat bármilyen struktúrát és komponenst tartalmazhat. Tipikus alkalmazási környezetek:

  • csak modulokat tartalmazó hálózat, mely hagyományos érzékelőket és beavatkozókat tartalmaz: itt a költségkímélő kábelezés a legelőnyösebb
  • intelligens slaveket tartalmazó hálózat: itt az ellenőrzés és a távoli beavatkozás lehetősége a legfontosabb
  • A AS-Interface hálózat és PLC vagy IPC közvetlen összekapcsolása: ez a legelterjedtebb architektúra
  • PLC funkcionalitású master használatával elkerülhető a magasabb szintű vezérlés követelménye. Ez a kis alkalmazások leggazdaságosabb megoldása
  • Közvetett kapcsolat az AS-Interface hálózattal egy magasabb szintű terepbusz struktúrába való beágyazása révén. Ez a nagy kommunikációs igényű rendszerek ideális megoldása.

Műszaki jellemzők

Átviteli közeg
Árnyékolatlan kétvezetékes kábel az adat és tápfeszültség együttes átvitelére (tipikusan 24 V DC, max. 8 A)
A kábel hossza
max. 100 m
A kábel terhelhetősége
 8 Amper, ez azért fontos, mert a ki- és bemenetek áramellátása és kommunikációja is ezen a két éren zajlik. A busz feszültsége max. 25 Vac vagy 60 Vdc, a táplálás földfüggetlen, védőelválasztott, az IEC 364-4-41 szerinti PELV (Protective Extra Low Voltage)
érintésvédelemmel.
A slave-ek száma
max. 31
A résztvevők száma
Slave-enként max. 4 érzékelő és 4 beavatkozó (max. 124, kétirányú = max. 248 bináris résztvevő)
Címzés
Minden slave-nek definiált címe van. A címet kézileg vagy a masterrel lehet beállítani.
Üzenetek
A master minden címre küld üzenetet és azonnali választ vár a slave-től
Bit-rate
4 bit slavenként és üzenetenként
Ciklusidő 31 slave esetén
5 ms
Hibadetektálás
A hibás üzenetek azonosítása és ismétlése megbízható
Eszköz interface
4 konfigurálható adatport (inputok, outputok vagy kétirányúak) + 4 paraméter output és 2 vezérlési output (strobe)
Adatfeldolgozás a masterben
Az összes résztvevő ciklikus lekérdezése
Ciklikus adatátvitel a hostnak illetve a slave-eknek
Master szolgáltatások
A hálózat inicializálása
A résztvevők azonosítása
A slave-ek paramétereinek aciklikus beállítása
A busz és az AS-Interface slave-ek hibaellenőrzése
Hibaüzenetek a hostnak
A kicserélt slave-ek címének beállítása
Kódolás
Az AS-Interface Manchester kódolást használ.

További információ: www.as-interface.com