Absolutt AS-I 1:4

Innsikt: Absolutt AS-I

AS-Inteface er feltbussen med distribusjon av effekt som kopler aktuatorer og sensorer sammen med styringssystemer.

Strømforsyningen er hjertet i AS-Interface.
Strømforsyningen er hjertet i AS-Interface. (Bilde: Siemens)

AS-Inteface er feltbussen med distribusjon av effekt som kopler aktuatorer og sensorer sammen med styringssystemer.

AS-Interface Association

AS-Interface er en åpen teknologi. Enhver produsent kan bli medlem i AS-Interface Association, og få tilgang til all nødvendig informasjon. Tekniske spesifikasjoner utarbeides i samarbeid med, og skal godkjennes av, foreningen.

På hjemmesiden, http://www.as-interface.net, finnes mer informasjon både om teknologien og produktene som er tilgjengelige fra rundt 300 medlemmer.

Alt om AS-I

Artikkelserien ”Absolutt AS-I” er utviklet i tett samarbeid med Agnar Sæland hos Pepperl+Fuchs AS.

Han hadde mange års automatiseringserfaring fra metallurgibransjen før han på midten av 1990-tallet meldte overgang til leverandørsiden. Sæland har lang erfaring med Pepperl+Fuchs produkter for ”Factory Automation”, eller stykkproduksjon.

Automatiserings artikkelserie Absolutt AS-I starter med de ulike komponentene og ytelser.

Master-Slave

Etter en trang start i begynnelsen av 1990-årene, har AS-Interface (Aktuator-Sensor grensesnitt) kommet godt inn i varmen innen tradisjonell industri og hos maskinbyggere.

AS-Interface er et master – slave system. Det er lagt stor vekt på datasikkerheten. Både paritetskontroll og andre kontrollmekanismer benyttes for å sikre at den rette informasjonen, og bare den, blir overført mellom mster og slave. Kommunikasjonen er vurdert og funnet sikker nok til å benyttes i maskinsikkerhet. I konseptet ” Safety at Work ”, er maskinsikkerhet og styring integrert i samme bussystem.

Viktig strømforsyning

Hjertet og hjernen er strømforsyning og mastermodul. Strømforsyningen er viktig, den forsyner deltagerne på bussen med effekt, og genererer ”datasignalene”. DC spenningen, som strømforsyningen gir, er ca. 30 VDC. En vekselstrøm (AC) på 3-8 Volt er overlagret matespenningen, og benyttes for overføring av data. En spesiell AS-Interface strømforsyning er således en dyd av nødvendighet.

Mastermodul

I tillegg til å holde orden på informasjonen i bussen, har mastermodulen som oppgave å sende samme informasjon videre til overordnet system, enten via en overordnet feltbuss (for eksempel Profibus) eller direkte til PLS eller annet styresystem.

Det finnes mastermoduler/Gatewayer med grensesnitt mot de fleste andre feltbusser, for eksempel Profibus, Modbus, industrielt Ethernet osv. Masteren kan enten være en integrert del av PLS eller en frittstående enhet for skap- eller felt-montasje. Hva som er riktig valg, avhenger av applikasjonen.

Ettersom AS-Interface har en begrensing når der gjelder fysisk utstrekning (detaljer i avsnittet ”Forlengelse” nedenfor), kan det være fornuftig å benytte en frittstående master ute i applikasjonen. Slik kan ”verdifulle meter” fra PLS-skapet spares. Ofte monteres mastermodul og strømforsyning i et skap i nærheten av de første slavene.

Funksjonsmessig kan frittstående mastermoduler sammenlignes med mastere integrert i PLS. Men, ofte er den visuelle indikeringen, av anleggets tilstand med LED og display, bedre på de dedikerte masterne.

Sensor/aktuator

Alle ”slavene” på bussen inneholder en, eller i noen tilfeller flere, AS-Interface chips. Disse elektronikkbrikkene må produseres i henhold til spesifikasjoner utarbeidet av AS-Interface assosiasjonen (se egen rammesak). Sensorer, aktuatorer og moduler for tilkobling av flere sensorer og/eller aktuatorer, kan kombineres for den beste løsningen.

Det finnes et stort utvalg sensorer og aktuatorer som kan koples direkte til bussen, for eksempel induktive givere, fotoceller, roterende absoluttgivere, ventilaktuatorer, elektriske motorstartere og frekvensregulatorer.

Tilkoblingsmoduler leveres i forskjellige konfigurasjoner, blant annet 4 inn/4 ut, 2 inn/2 ut, 4 inn/ 3 ut og 8 inn. De fleste moduler er basert på elektriske signaler, men kombinasjonen av elektriske inngangssignaler og pneumatiske utgangsignaler benyttes ofte i forbindelse med ventilstyringer.

Enkelte moduler kan leveres for bruk i Ex, både sone 1 og 2.

Forlengelse

Repeater/ekstender har to funksjoner. Først og fremst å øke lengden på nettverket (fra dagens standard på 100 m), dernest å gi mulighet for galvanisk skille mellom to segmenter i nettet. Ekstenderen må være første modul etter mastermodulen, mens repeateren kan plasseres hvor som helst. Ved bruk av repeater, er det nødvendig med en AS-Interface strømforsyning på begge sider.

Det er også mulig å forlenge AS-Interface med nye produkter, som AS-I terminering og AS-I tuner. Termineringen er en passiv komponent med faste verdier på kapasitans og induktans som skal være med på å rette opp telegrammene. Tuneren er aktiv, dvs. den kan analysere nettet og stille seg inn med de optimale verdier for induktans og kapasitans som skal til for å gjøre nettet så stabilt som mulig.

Tilbehør

Som til en god pølse eller burger, er tilbehøret en meget viktig produktgruppe. Riktig valg gjør montasjen enklere og raskere enn å lage disse løsningene selv. I denne kategorien finnes blant annet underdeler for ulike moduler, for både flat- og rundkabel. Forbindelseskabler, mellom sensorer og aktuatorer, passive splittere, forgreininger nipler osv., utgjør en stor gruppe innen tilbehør.

AS-I analysator er et viktig produkt for de som nærmer seg maksimal lengde eller som har problemer med kommunikasjonen med enkelte moduler. Den analyserer alle telegrammene i nettet, og gir en god oversikt over hvor mange feiltelegrammer som detekteres og fra hvilken slave de kommer. I utgangspunktet kan vi kan ha både en og to feiltelegram uten at mastermodulen melder feil. Disse feiltelgrammene registreres, og vi kan luke bort feil slik at vi får et mest mulig robust anlegg.

Signalutveksling

Topologien i AS-Interface er fri, det vil si Linje-, Stjerne-, eller Tre-topologi. Ringtopologi kan benyttes, men bør unngås.

Overføring av data og effekt mellom strømforsyning, mastermodul og slavemoduler skjer via en 2-leder kabel, minimum 1 ½ mm2. Selv om de fleste forbinder AS-Interface med en gul flatkabel, kan også andre typer kabel benyttes. I de fleste applikasjoner er det også behov for en ekstra 24 VDC kabel til effekt til utgangene. Dette er gjerne en sort flatkabel.

Hastigheten på bussen er 167 kbit/sek, og syklustiden er mindre enn 5 / 10 ms. Kun 4 databit blir utvekslet mellom master og slave i hvert telegram. Mastermodulen sender informasjon til, og får informasjon fra slavene, etter tur. Mastermodulen spør slave 1, slave 1 svarer osv. Det er satt av 150 mikrosekunder til hver avspørring. Dersom en slave ikke svarer innen denne tiden, går mastermodulen videre. Hvis en slave ikke har svart etter 6 anrop (3 AS-I sykluser), gir mastermodulen feilmelding.

Elektronisk adressering

Slavene i et AS-Interface anlegg kan være enkle sensorer / aktuatorer med elektronikkbrikken innebygd, eller en tilkoblingsmodul for tilkobling av inntil 4 sensorer og/eller aktuatorer. Dette gjør det mulig å handtere inntil 124 digitale inngangs- og 124 utgangsignaler i et anlegg. Analoge verdier er mulig, men forutsetter mastermodul generasjon 2, dvs. spec. 2.11, eller nyere.

All adressering av slaver skjer elektronisk, enten ved hjelp av handterminal, via PC/PLS eller med trykknapper og informasjon i display på mastermodulen.

 

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå