Der Markt benötigte ein Basisprotokoll, das schnell genug war, um Feldsensoren und Aktuatoren an die Steuergeräte anzuschließen. AS steht für “Aktor-Sensor”, und im Jahr 1990 hat ein Konsortium von Unternehmen in Deutschland diese Schnittstelle entwickelt.

1991 gründeten sie die AS-International Association, auch bekannt als AS-Interface UK Expert Alliance. Mitglieder dieses Bündnisses, Endanwender und Lieferanten gleichermaßen wandten die Technologie mit dem Ziel an, sie zu einem internationalen Standard zu machen. Die Allianz etablierte auch ein gutes Verhältnis zu einem anderen Verein, PROFIBUS International. 1999 bekam die AS-Schnittstelle seine Standardisierung, EN50295/IEC 62026-2.

Erfahren Sie mehr über AS-i auf der offiziellen Webseite der AS-International Association. Sie können auch eine App verwenden, die Benutzer bei der richtigen Installation anleitet.

Einige Merkmale dieses Protokolls:

  • Niedrige Kosten im Vergleich zu ähnlichen Protokollen
  • Zuverlässigkeit bei unterschiedlichsten Bedingungen
  • Flexibles Netzwerk
  • Einfache Erweiterung falls erforderlich
  • Einfache Installation

Wie funktioniert AS-Interface?

AS-i gibt Ihnen ein Standard-Master-Slave-Netzwerk mit zyklischem Polling (cyclic polling, CP). Darüber hinaus garantiert es als offenes und unabhängiges Bussystem eine nahtlose Integration.

Alle Sensoren und Aktuatoren verbinden sich mit dem Steuerungssystem über ungeschirmte Zweidrahtleitungen, die sowohl Datenübertragung als auch Energie zur Verfügung stellen. Dieses System hat eine Struktur, die sich in drei Stufen unterteilt.

Schnittstelle 01: Sensoren und Aktuatoren

Auf dieser Ebene haben wir die Slaves mit AS-i-Chips. Dieser Chip ermöglicht es den Slaves, sich mit dem Netzwerk zu verbinden, Daten an den Master zu senden und Befehle zurück zu erhalten. Ein analoges Gerät im Netzwerk, das Daten größer als 4 Bit sendet, teilt es in viele Zyklen, um es an den Master zu senden.

Schnittstelle 02: Übertragungssystem

Auf dieser Ebene tauscht das Netzwerk die Daten zwischen den Slaves im Netzwerk aus. Schnittstelle 02 definiert, wie man auf Schnittstelle 01 zugreifen, elektrische Daten austauschen und Kommunikationsproblemen behandeln kann. Es definiert auch die Zeit, die für jede Transaktion benötigt wird.

Schnittstelle 03: Steuerelement (Master)

Auf dieser Ebene verbindet der Master das Steuergerät (Host) mit den Sensoren und Aktuatoren. Darüber hinaus kann der Master den Datenverkehr eigenständig steuern und Diagnostika einrichten und betreiben.

Wie verbindet man Sensoren und Aktuatoren zu einem AS-i-Netzwerk?

Der Anschluss der Feldsensoren folgt der Norm EN50295. Hier können Sie eine Handvoll Topologien wie Baum, Stern, Linie oder Kombinationen davon verwenden.

AS-i-Technologie dient als gesamte Struktur für die Kommunikation. Hier sehen Sie ein einzelnes, spezielles Kabel, das für AS-i-Netzwerke entwickelt wurde.

Mit dem Signal haben Sie eine Energieversorgung von 24 Volt Gleichstrom (VDC) und Sie können mit dem traditionellen System bis zu 31 Slaves in das Netzwerk einbinden. Dieser Aufbau hat eine Ansprechzeit von fünf Millisekunden (ms). Die neue Version erlaubt bis zu 62 Slaves mit einer Ansprechzeit von 10 ms.

Entwickler haben ein gelbes Flachkabel explizit für dieses Netzwerk entwickelt, Sie können aber auch ein Rundkabel für AS-Schnittstellen verwenden. Und Sie können manchmal ein schwarzes Flachkabel sehen, das verwendet wird, um zusätzliche Spannung für Aktuatoren zu liefern, die mehr Energie benötigen.

Interessanterweise brauchen Sie das gelbe Kabel nicht zu schneiden oder zu schälen, um Geräte darauf zu schalten. Im Grunde durchdringen Sie die Isolierung mit konduktiven Klingen, um es mit den inneren Kupferdrähten zu verbinden, und das Kabel heilt sich von selbst, nachdem Sie den Slave entfernen. Heutzutage ist jedoch das Rundkabel mit m12-Steckverbindern populär geworden, um Slaves an die Hauptleitung anzuschließen.

Komponenten der AS-Schnittstelle

Wie jedes andere Netzwerk haben Sie wesentliche Elemente, die benötigt werden, um ein AS-Schnittstellen-System zu erstellen. Lassen Sie uns die Möglichkeiten betrachten und wie die entsprechenden Komponenten funktionieren!

Master

Wie Sie bereits wissen, sendet der Master das Signal von den Sensoren an das Steuergerät und hält das zyklische Polling aufrecht. Je nach Netzwerkstruktur können Sie Gateways oder sogar eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) haben, die als Master arbeitet. Lassen Sie uns diese Optionen überprüfen.

Weidmüller
PAC-UNIV-HE20-HE20-1M SPS-Verbindungskabel für digitale Signale
in the shop from 36 €
1349670010
  • Gateways: Diese Geräte funktionieren als Master im AS-i-Netzwerk, steuern die Slaves und senden Daten an die Steuergeräte. Sie können ein AS-i Netzwerk an andere Netzwerke wie DeviceNet, Profibus DP, Modbus und Ethernet anschließen.
  • Standalone-Steuergeräte: Diese kontrollieren das Netzwerk und führen selbstständig Kontrollprogramme aus. Sie können sie auch an einen PC anschließen, um Daten zu erstellen und zu sammeln, aber sie brauchen keinen PC, um zu funktionieren.
  • SPS-Karten: Diese Karten, die auf der SPS-Backplane installiert sind, erlauben Ihnen, Ihre Anzahl von Drähten zu reduzieren. Sie können viele Anbieter finden, die AS-Schnittstellen-Karten für ihre SPSs anbieten.
  • PC-Karten: Diese funktionieren wie die SPS-Karten, nur für Standard-Computer.

Energieversorgung

Die Energieversorgung versorgt die Slaves und Master mit zwischen 29,5 und 31,6 VDC und bietet Strom von null bis acht Ampere. Auf einem erweiterten Netzwerk müssen Sie nicht vergessen, dass Sie einen Spannungsabfall in dem Netzwerk haben, den Sie unter drei Volt halten müssen. Darüber hinaus gleicht die Energieversorgung das Netzwerk mit Hilfe eines internen Ausgleichsystems aus, der einzige Punkt des Netzwerkes, der mit dem Boden verbunden ist.

Kabel

Wie bereits erwähnt, gibt es Kabel explizit für die AS-Schnittstelle, den gelben Flachdraht für die Slaves, das schwarze Kabel, um zusätzliche Energie bereitzustellen, wenn nötig, und das Rundkabel mit seinem M12-Anschluss.

Anschlussstelle

Abhängig von der Netzwerktopologie können Sie eine aktive oder passive Verbindung verwenden, um die Slaves an die Hauptleitung anzuschließen.

AS-Schnittstellen-Netzwerktopologie

Nun lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, wie man die Leitungen mit den Knoten verbindet. In der Regel verwenden wir den Begriff Topologie für die Busse. Die maximale Kabellänge beträgt 100 Meter.

  • Linie – Einfache Installation, bei der Sie die Slaves einen nach dem anderen verbinden.
  • Zweig – Hier hat die Hauptleitung Ausläufer oder Einbrüche, um die Slaves zu verbinden.
  • Stern – Dieses Layout hat die Hauptleitung, die an eine aktive und passive Anschlussstelle angeschlossen ist, und dann strahlen alle Busse von dort aus.
  • Baum – Diese Topologie schafft eine gute Flexibilität mit der Hauptleitung und mehreren Zweigen.

Während das Netzwerkkabel eine maximale Länge von 100 Metern hat, können Sie das Netzwerk mit Extendern oder Repeatern erweitern.

AS-Schnittstellen-Versionen und -Spezifikationen

Seit seiner Entwicklung haben wir mehrere Versionen des Netzwerks gesehen. Wenn Sie sie alle sehen wollen, dann können Sie die AS-i-Webseite besuchen, aber hier ist ein kleiner Ausschnitt:

  • Ursprüngliche Spezifikation (1994, Version 2.4)
    • 31 Slaves
    • 124 Eingänge/124 Ausgänge
    • Updatezeit von 5 ms
  • Erweiterung (1988, Version 2.11)
    • 62 Slaves
    • 248 Eingänge/186 Ausgänge
    • 10 ms Update
  • Zusätzliche Funktionen (2005/2007, Version 3.0)
    • Binäre I/O-Knoten zur Unterstützung von A/B-Adressierung mit 4/4 Ein- und Ausgängen
    • Binäre I/O-Knoten mit A/B-Adressierung mit 8/8 Ein- und Ausgängen
    • Schneller analoger Kanal mit Konfigurierbarkeit (8, 12 oder 16 Bit)
    • Full Duplex-Bit serieller Datenkanal

Um mehr über AS-Interphase zu erfahren, Sie bitte unsere Ingenieure, fragen Sie bitte unsere Ingenieure!

Empfohlene Artikel