Кіріспе
Өнеркәсіптік желілік шешім
Actuator Sensor Interface (AS Interface or ASi) is an industrial networking solution (physical layer, data access method and protocol) used in PLC, DCS and PC based automation systems. It is designed for connecting simple field I/O devices (e. g. binary ON/OFF devices such as actuators, sensors, rotary encoders, analog inputs and outputs, push buttons, and valve position sensors) in discrete manufacturing and process applications using a single two conductor cable. AS Interface is an 'open' technology supported by a multitude of automation equipment vendors. The AS Interface has been an international standard according to IEC 62026 2 since 1999. AS Interface is a networking alternative to the hard wiring of field devices. It can be used as a partner network for higher level fieldbus networks such as Profibus, DeviceNet, Interbus and Industrial Ethernet, for whom it offers a low cost remote I/O solution. It is used in automation applications, including conveyor control, packaging machines, process control valves, bottling plants, electrical distribution systems, airport baggage carousels, elevators, bottling lines and food production lines. AS Interface provides a basis for Functional Safety in machinery safety/emergency stop applications. Safety devices communicating over AS Interface follow all the normal AS Interface data rules. The AS Interface specification is managed by AS International, a member funded non profit organization located in Gelnhausen/Germany. Several international subsidiaries exist around the world.
Акуатор-сенсор интерфейсі (AS интерфейсі немесе ASi) – PLC, DCS және PC негізіндегі автоматтандыру жүйелерінде қолданылатын өнеркәсіптік желілік шешім (физикалық қабат, деректерге қол жеткізу әдісі және протоколы). Ол қарапайым далалық I/O құрылғыларын (мысалы, екілік қосу/өшіру құрылғылары, сияқты іске қосу құрылғылары, сенсорлар, бұрылыс енкодерлері, аналогтық кіріс және шығыстар, батырмалар және клапанның орналасу сенсорлары) дискретті өндіріс және процестік қолданбаларда бір екі сымды кабель арқылы қосуға арналған. AS интерфейсі – көптеген автоматтандыру жабдықтарын жеткізушілер қолдайтын «ашық» технология. AS интерфейсі 1999 жылдан бері IEC 62026 2 стандартына сәйкес халықаралық стандарт болып табылады. AS интерфейсі – далалық құрылғыларды тікелей қосуға қолданылатын желілік балама. Ол Profibus, DeviceNet, Interbus және Industrial Ethernet сияқты жоғары деңгейлі далалық шиналық желілер үшін серіктес желі ретінде пайдаланылуы мүмкін, олар үшін ол төмен құнмен алыс I/O шешімін ұсынады. Ол конвейерді басқару, қаптау машиналары, процестерді басқару клапандары, бөтелкелеу заводтары, электр энергиясын тарату жүйелері, әуежайдағы багаж тасқыштары, лифттер, бөтелкелеу желілері және тағам өндірісі желілері сияқты автоматтандыру қолданбаларында қолданылады. AS интерфейсі машина қауіпсіздігі/авариялық тоқтату қолданбаларында функционалдық қауіпсіздіктің негізін құрайды. AS интерфейсі арқылы байланыс жасайтын қауіпсіздік құрылғылары AS интерфейсі деректерінің барлық стандартты ережелерін сақтайды. AS интерфейсінің техникалық сипаттамаларын AS International басқарады, ол мүшелері қаржыландыратын коммерциялық емес ұйым және Германияның Гельнхаузен қаласында орналасқан. Әлемде бірнеше халықаралық еншілес компаниялар бар.
Actuator Sensor Interface (AS Interface or ASi) is an industrial networking solution (physical layer, data access method and protocol) used in PLC, DCS and PC based automation systems. It is designed for connecting simple field I/O devices (e. g. binary ON/OFF devices such as actuators, sensors, rotary encoders, analog inputs and outputs, push buttons, and valve position sensors) in discrete manufacturing and process applications using a single two conductor cable. AS Interface is an 'open' technology supported by a multitude of automation equipment vendors. The AS Interface has been an international standard according to IEC 62026 2 since 1999. AS Interface is a networking alternative to the hard wiring of field devices. It can be used as a partner network for higher level fieldbus networks such as Profibus, DeviceNet, Interbus and Industrial Ethernet, for whom it offers a low cost remote I/O solution. It is used in automation applications, including conveyor control, packaging machines, process control valves, bottling plants, electrical distribution systems, airport baggage carousels, elevators, bottling lines and food production lines. AS Interface provides a basis for Functional Safety in machinery safety/emergency stop applications. Safety devices communicating over AS Interface follow all the normal AS Interface data rules. The AS Interface specification is managed by AS International, a member funded non profit organization located in Gelnhausen/Germany. Several international subsidiaries exist around the world.
Тарих
AS Interface 1980-ші жылдардың соңы мен 1990-шы жылдардың басында 11 компаниядан құралған даму серіктестігімен жасалған, бұл компаниялар негізінен индуктивті, фотоэлектрлік, сыйымдылықты және ультрадыбыстық сенсорлар сияқты өнеркәсіптік, контактісіз сенсорлық құрылғыларды ұсынумен белгілі болды. Даму жұмыстары аяқталғаннан кейін консорциум таратылып, мүше ұйым – AS International құрылды. Алғашқы жұмыс істейтін жүйе 1994 жылы Ганновер жәрмеңкесінде көрсетілді. 2018 жылы Нюрнбергте өткен SPS IPC Drives көрмесінде жаңа технологиялық деңгей ұсынылды. Бұл технология ASi 5 деп аталды. ASi 5 автоматтандыру технологиясының белгілі өндірушілерімен әзірленді.
Технология
АС интерфейсі – бір басты жүйе, яғни басты құрылғы конфигурацияланған барлық құрылғылармен кіріс және шығыс деректерін алмасады. Деректерді беру ортасы – қалқандалмаған екі сымды сары түсті жалпақ кабель. Кабель сигнал беру және бір уақытта қуат беру (30 В) үшін қолданылады. Байланыс электроникасы және жарық сәулелері сияқты аз қуат талап ететін қатысушылар тікелей қуаттандырылуы мүмкін. Клапан терминалдары сияқты жоғары энергия талап ететін тұтынушылар, қуат беру үшін бөлек, әдетте қара түсті (30 В) жалпақ кабельді пайдалана алады. Датчиктер немесе атқарушы механизмдер көбінесе «тесу» технологиясы арқылы қосылады. Полярлық профильді жалпақ кабельдің изоляциясы құрастыру кезінде екі тесіп кіретін мандрелдермен тесіледі, бұл аз күш жұмсап, оңай және қарапайым қосылуды қамтамасыз етеді. АС интерфейсі қосылысы жоқ датчиктер мен атқарушы механизмдерді жүйеге модульдер арқылы қосуға болады. Тесу технологиясы бар модульдер үшін АС интерфейсінің жалпақ кабелін пайдалану қажет. АС интерфейсі желілерінің топологиясы еркін. Сызықтық, жұлдызды, сақиналы немесе ағаш тәрізді құрылымдарды құруға болады.
ASi-3 байланыс және тарату технологиясы
Телеграмма (хабарлама кадры) 4 бит пайдаланушы деректерінен тұрады. Бас құрылғы қатысушылармен сериялық беріліс протоколы арқылы байланысады. Әрбір абонентке адрестеу құрылғысы немесе бас құрылғы арқылы мекенжай тағайындалады. Ең көп дегенде 31 (стандартты құрылғылар) немесе 62 (күрделі құрылғылар) түйін қосуға болады. Әрбір түйінде төрт кіріс және/немесе төрт шығыс болуы мүмкін, олар атқарушы механизмдер немесе сенсорлар үшін пайдаланылады. Бұл стандартты құрылғы желісінде 124 (4 x 31 = 124) кіріс және 124 шығыс (1-ден 31-ге дейінгі түйіндер) немесе күрделі желіде 248 (4 x 62 = 248) кіріс және 248 шығыс (1A-дан 31A-ға және 1B-дан 31B-ға дейінгі түйіндер) қамтамасыз етеді. Сериялық байланыс қуат көзіне модуляцияланады. Байланыс үшін Манчестер кодирование қолданылады. 31 қатысушы үшін цикл 5 мс-қа тең. 62 қатысушыны адрестеу үшін екі цикл қажет. AS интерфейсінің топологиясы кез келген болуы мүмкін, бірақ репитер немесе кеңейткішсіз кабель ұзындығы 100 м-ден аспауы керек. Дегенмен, арнайы тоқтату резисторының (резистивтік және сыйымдылық жүктемесінің үйлесімі) арқасында максималды кабель ұзындығын 300 м-ге дейін ұлғайтуға болады. Диагностикалық құрылғылар немесе кіріктірілген диагностикасы бар бас құрылғылар желіде ақауларды жоюды жеңілдетеді. Істен шыққан құлдарды оңай ауыстыруға болады, бас құрылғы оларды автоматты түрде қайта бағыттайды. Жұмындағы қауіпсіздік – ASi 3 технологиясында қолданылатын функционалдық қауіпсіздік тұжырымы. Бұл қауіпсіздікке байланысты компоненттердің, мысалы, авариялық тоқтату, есік құлыптары немесе жарық торлары AS интерфейсі желісінде қолданылуы мүмкін дегенді білдіреді. Бұл бір кабельдегі стандартты ASi протоколының үстіне жабылатын басқа беріліс протоколы және сіздің қауіпсіздік құрылғыларыңыз конфигурацияланған Siemens ASiMon құрылғылары сияқты жеке қауіпсіздік бас құрылғысын қажет етеді. AS интерфейсі IEC 61508 бойынша SIL (Safety Integrity Level) 3 деңгейіне дейін және EN ISO 13849-1 бойынша PL e (Performance Level e) деңгейіне дейін қауіпсіздік қолдауын қамтамасыз ете алады.
Diagnostic devices or masters with built in diagnostics simplify network troubleshooting. Failed slaves can be easily replaced, the master automatically redirects them. Safety at Work is the concept of functional safety used in ASi 3 technology. This means that safety related components such as emergency stop actuations, door interlocks or light grids can be used in the AS Interface network. This is a different transmission protocol overlaid onto the regular ASi protocol on the same cable and requires a separate safety master such as Siemens ASiMon devices on which your safety devices are configured. AS Interface can provide safety support up to SIL (Safety Integrity Level) 3 according to IEC 61508 as well as Performance Level e (PL e) according to EN ISO 13849 1.
ASi-5 байланыс және тарату технологиясы
ASi 5 пайдалану арқылы циклдік беру үшін 16 бит қол жетімді. Бір қатысушыға 32 байтқа дейін циклдік беру мүмкін. Әрбір құрылғы үшін 256 байтқа дейінгі ациклді параметрлік арна да қол жетімді. ASi 5 бір Ethernet мекенжайына 1536-ға дейін бинарлық кірістер мен 1536-ға дейін бинарлық шығыстар жиынтығын қамтамасыз етеді. Жүйе 24 қатысушыға дейін 1,2 мс цикл уақытына қол жеткізе алады. Бұл жылдам цикл уақыты бұрын қымбат желілік жүйелерге арналған қолдану салаларын кеңейтеді. ASi 5 желісінде 96 қатысушыға хабарласуға болады. Осы 96 құрылғыда цикл уақыты 5 мс құрайды. Байланыс диагностикасы қосылған түйіндер мен бас түйін арасындағы хабар алмасу туралы ақпаратты сипаттайды. Жүйе әрбір қосылған құрылғыдан келетін хабарламалардың берілу сапасын үздіксіз бақылайды. Бұл бір арналы диагностика жүйеде қолжетімді. Бұзылған хабар тарату арналары автоматты түрде қайта бағытталады. Құрылғы диагностикасы қосылған құрылғы туралы ақпарат ұсынады. Диагностикалық деректерді құрылғы өндірушісі анықтайды. Диагностикалық деректер ациклді қызметтер арқылы 256 байтқа дейін дерек енімен берілуі мүмкін. ASi 5 жүйесі IO Link сияқты параметрлік интерфейстерді пайдалануға ашық. IO Link құрылғыларын ұзақ қашықтықтан тиімді жинауға болады және оларды 32 байтқа дейін циклдік түрде интеграциялауға болады. Төтенше тоқтату, жарық перделері, қауіпсіздік қосқыштары және т.б. сияқты қауіпсіздікке байланысты құрылғылар үшін 16 қауіпсіз бит қол жетімді. IEC 13849 стандартына сәйкес функционалдық қауіпсіздік үшін Safety Integrity Level (SIL) 3 және Performance Level e деңгейлеріне қол жеткізуге болады. ASi 5 жаңа байланыс әдісін қолданады. Жаңа ASi 5 технологиясы ASi 3 компоненттерін жаңа ASi 5 технологиясының компоненттерімен бір ортақ кабельде пайдалануға мүмкіндік береді. Егер ASi 3 құрылғылары ASi 5 компоненттерімен бірге қолданылса, онда тиісті құрылғылармен қатар жаңа ASi 3 / ASi 5 бас құрылғысы қажет. Ескі жүйелерді қосымша функциялары бар жаңа құрылғылармен оңай жаңартуға болады. Жаңа жүйелерді сынақтан өткен ASi 3 компоненттерін және жаңа ASi 5 құрылғыларын пайдалана отырып, кабельге орнатуға болады.
Communication diagnostics describes the information about message transmission between the connected nodes and the master. The system continuously monitors the transmission quality of the messages from each device connected. This single channel diagnosis is available in the system. Disturbed transmission channels are redirected automatically. Device diagnostics provides information about the connected device. The available diagnostics data are determined by the device manufacturer. Diagnostic data can be transmitted via the acyclic services with a data width of up to 256 bytes. The ASi 5 system is open for the use of parameter interfaces such as e. g. IO Link. IO Link devices can be efficiently collected over long distances and could be integrated cyclically up to 32 bytes. 16 safe bits are available for safety related switching devices, such as emergency stop, light curtains, safety switches and similar are available. It is possible to achieve Safety Integrity Level (SIL)3 Performance Level e according to IEC 13849 for functional safety. ASi 5 uses a novel communication method. The new ASi 5 technology allows the use of ASi 3 components together with components of the new ASi 5 technology on a common cable. If ASi 3 devices are to be used together with ASi 5 components, then in addition to the corresponding devices the use of a new ASi 3 / ASi 5 master is required. Old systems can be easily upgraded by new devices with additional functions. New systems can be installed on a cable using proven ASi 3 components and new ASi 5 devices.