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AS-Interface常见基础问题解答合集

供稿:中国工控网 2013/6/27 9:57:34

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  • 关键词: AS-Interface常见基础问题解答合集
  • 摘要:与传统电缆结构体系不同的是,AS-Interface很简单,它是通过数字交互工作的。你会发现它非常容易操作,而且在控制层和策略层扮演非常重要的角色。为了降低成本、提高质量以及增强性能,AS-Interface的芯片逐步发展,现在已经集中到用户模块或者现场设备当中。

什么是AS-Interface

这是一个低成本的电动机械连接系统,它通过包括两根电线的一根电缆传输数据并提供电源,有效范围为100米。如果使用中继器,可以扩展到更远的距离。它非常适合简单的——一般是二进制——现场设备的底层控制,比如在独立区域中的由PLC或者PC控制的一些相关联的开关。与传统电缆结构体系不同的是,AS-Interface很简单,它是通过数字交互工作的。你会发现它非常容易操作,而且在控制层和策略层扮演非常重要的角色。为了降低成本、提高质量以及增强性能,AS-Interface的芯片逐步发展,现在已经集中到用户模块或者现场设备当中。

 

听起来只不过是另外一种现场总线,那我们还需要它么?

AS-Interface不像其他高端现场总线那样能提供精密复杂的功能,所以也不需要那么高的成本。AS-Interface针对诸如传感器和执行器等设备的需要进行了精心的设计,节点间的连接都力求简洁。另外,由于现存的技术仍然被AS-Interface所利用,所以我们相信操作和维护人员将会很快支持并接受我们。现在许多网关都可以用于AS-Interface,这更使得AS-Interface成为现场总线中I/O接口的理想选择。AS-Interface也可以连接到以太网,这使得通过TCP/IP网络可以直接控制AS-Interface网络。实际上AS-Interface是自动化现场总线中高端网络的理想辅助。

 

现在已经有多少AS-Interface设备投入使用了?

市场调查显示,在2004年间全球已经有超过一千万台AS-Interface从站投入使用。这个数字和PROFIBUS差不多,PROFIBUS是目前全世界最成功的现场总线。因此,通过为全球领先的自动控制公司提供可靠的技术支持,AS-Interface已经处在传感器/执行器层网络协议的领先地位。截止到发稿时,已经投入使用的节点总数已经超过了一千一百万。

 

低成本体现在哪里?

成本低廉是AS-Interface的特色之一,相比传统的布线方法,成本能够降低15-40%。同时,每个节点包括设计在内的成本可以控制在12-15英镑。不仅如此,数字传输带来更多操作和管理便利,更好的性能和更低的事故率不仅使得产品质量和稳定性显著提高,还降低了系统终生的成本。

 

采用数字系统对于基础的自动控制需求来说,是不是过于复杂了呢?

不是的。实际上,AS-Interface传输的信息是很简单的数据结构,这不仅不会给使用者带来麻烦反而是一种帮助。每一位了解布线拓扑结构的人在经过简单的培训之后都会明白AS-Interface的结构。安装AS-Interface的网络是相当快的,设置工作也只需要几分钟,任何错误都会很快的检查出来,而不会需要几个小时的时间。仅需要很小的投资,你就可以对自己的网络做出简单的升级来适应现代化的生产环境,AS-Interface特制的黄色电缆使你的网络升级工作进行得又快又好。

 

请介绍一下刚才提到的黄色电缆?

AS-Interface的开发者计划精心设计一种简单的电缆,使他能够提供电源同时也传输数据,并且可以很方便的连接。设计结果就是这与众不同的黄色电缆,这也成为了AS-Interface的特色标志。他有两个特色:特制机械外形保证每次都正确连接;绝缘穿刺的连接技术保证快速连接或断开。很多厂家支持螺丝接线端和网络添加单元,所以AS-Interface也支持一般的圆形电缆。

 

电源和信号在同一条电缆上传送,那RFI的情况会怎样?

开发者考虑到这一点了。电源一般由24V直流电源提供,并与数据信号完全隔离。此外,数据信号经过特殊处理保证电磁作用被抵消,其中包括辐射以及吸收的能量。最终,各连接设备上的软件对数据进行校验以免出错。测试表明,AS-Interface的网络是耐用的、稳定的、可靠的,即使在高压环境中工作也不会使性能下降。

 

网络需要多大的功率呢?

AS-Interface网络的额定电流是8A,尽管如此电缆本身是可以承受更大电流的。灵敏的设计使得网络中电流超过8A的时候可以通过降低电压来降低电流。这些内容在AS-Interface规范中有详细说明。

 

这会使设计变得很复杂么?

不会的。高功率运行可以负载最多的需求,布线也短;如果需要在长距离上大电流工作,可以使用独立电源(或组合电源)和电缆。即可以使用副供电电缆(黑色),这在AS-Interface电动机械规范之内。黑色电缆有相同的机械外形,他为执行器、继电器等供电。240V的副交流电源使用一种红色电缆。

 

需要什么类型的主站呢?

每一个AS-Interface网络需要一个主站,可以是具备一定功能的本地控制箱。然而更多的主站被集成到一个独立的控制器中——常用PLC——可以加载固定的或者即插即用的模块。也可以使用PC接口卡。PLC或者PC通过主站运行自动控制程序,他们可以发送轮询信号,接受并处理设备返回的信息。一个连接高层总线或者以太网的网关也可以作为AS-Interface主站。通过厂商提供的软件可以很方便的进行设置、控制和远程监控,AS-Interface网络常常被视作具备远程控制能力的I/O系统,性价比很高,且容易对现场或机械布线进行操控。

 

可以连接什么类型的设备?

所有的常用二进制输入输出设备都可以通过“用户模块”连接到网络上,用户模块实际上是一种包含固定芯片的智能从站。许多厂商推出了采用AS-Interface协议的可以独立工作的智能从站,这些智能从站已经不仅仅是一般意义上的开关了。比如:parameterizing a proximity switch on-the-fly。更多的附件产品已经被AS-Interface成员们开发出来,比如T型扩展接口,你可以通过产品搜索获取更多的资料。

 

可以连接多少设备?

初始的AS-Interface规范(V1)允许连接31个从站(用户模块算一个从站),如果你打算仅使用智能设备,比如re-rangebale proximity sensor,那么这就是网络的最大容量。每个用户模块可以提供4路输入和4路输出。如果31个用户模块全部连接,那么一共有124路输入和124路输出,每个网络总共有248路输入输出的容量。智能设备和用户模块是可以混合使用的。最新推出的规范2.1实际上使网络容量翻了一倍。关于V2.1的信息将在后面说明。

 

如果操作网络?

主站对从站发出轮询信号。一个满负荷的V1网络,每个I/O设备的最大的轮询周期为5ms。如果连接的设备较少,就意味着轮询周期更短。AS-Interface报文(主站和从站之间交互的数据信息)有4位可用来控制设备,比如要启动一个电子管或者要关闭一个开关。从站会立即响应,并根据具体的控制程序回复一个4位信息。这4位的输入输出信息也可以被其他程序使用,比如可能应用在V2.1网络中可能存在的信号发生器。再次说明,关于V2.1的信息将在以后说明。一些其他的数据也在轮询中被传送,包括用于故障诊断的数据。

 

网络如何配置?

每一个从站都有唯一的地址,地址可用一个简单的手持设备人工编写,也可以由主站自动分配。作为整个控制策略的一部分,PLC和PC主站还有相应的软件来对网络进行设置和远程控制。

 

V2.1版的规范都有什么内容?

V2.1版的规范相当大地增强了AS-Interface网络的性能,其中最主要的内容是把从站数量扩展到了62个。后台兼容性保持与早期的网络和产品一样。所以一个符合V2.1规范的主站可以轮询到一个早期的从站,一个新的从站也可以被早期的主站操作,但是有些新的特色在以上2种情况中是不会得到体现的。为了能使从站数量翻倍,2.1的主站对每一个从站分配地址的时候都以A和B的形式进行,输出数据中的一位连续变化作为此开关。这需要两轮完整的轮询才能完成所有连接设备的编码,所以满负荷网络的最大轮询周期增加到10ms。I/O总量可以达到186+248=434路。另外还有新的更能,包括更好的错误诊断和标准模拟信号的处理。AS-Interface现在可以传输模拟信号,比如体现在温度感应和微积分控制中的功能。会员可以免费获得V2.1规范。

 

请介绍一下AS-Interface Safety at Work

这是一项能够更好地加强AS-Interface性能的方案,他由热心于machine safety的一些厂商的联盟组织开发,致力于安全网络系统在欧洲市场的推广。有一个称作安全监控器的特殊从站,他的唯一任务就是监控网络中各安全从站的活动情况。比如,安全从站连接着一个安全传感器或者紧急停机按钮,安全信号通过网络可靠地传送到监控器,监控器可以收到来自从站的启动安全程序的信号。安全主站和安全从站可以在网络中与一般设备并存,而且只需要更少电缆、更简单地维护和更低的系统成本。Safety at Work完全符合各项国际标准,比如IEC 61508。Safety at Work不会改变系统开发者和使用者们当前采用的安全策略,但是他会节约成本,特别是在设计和布线方面,并提高机器的操作性。欧洲的Work with Health and Safety组织确定了一种推广安全网络系统进入安全市场的途径,其中包括培训、管理以及统筹全局的能力。

在2004年底,全球有超过8000个Safety at Work网络在运行。目前正在开发的项目包括扩展Safety at Work网络是其能负载32个从站。

 

AS-Interface的控制面板的布线复杂么?

一家日本组织开发出一种简单的AS-Interface芯片,它可以通过网络管理面板上的开关和指示器,以此可以简化面板布线。第一批产品在2003年推出,他们在行业中被称作“SwitchNET”。使用AS-Interface可以给网络管理带来更大效益——更低的设计成本,更少的布线,更简单的维护——这也正是市场所需要的,在一定成本前提下只需要最少的技术投入和员工安排。

 

我听说了一些AS-Interface V3的消息,可以介绍一下么?

V3规范在2004年底发布。他是对V2规范的增强,包括扩展更多的功能以增强连续通信,扩展IO计数,改良的设置和参数,同步输出开关以及其他一些针对特殊市场的开发。根据V3,厂商们可以针对特殊应用设计设备,这为AS-Interface在工业领域的推广开辟了更多的机会。V2.1的特色没有被削弱,而且V3对低版本完全兼容。到现在(2005年5月)还没有V3产品投入市场。第一批产品将在2005年底推出。会员可以免费获得V3规范。

 

AS-Interface是完全开放的么?

是的,你可以从超过100家公司购买兼容性产品,所以你对供应商的选择不会受到任何限制。AS-Interface产品的协同工作的能力已经过一致的测试。AS-Interface遵守的国际标准包括IEC62026和EN50295。AS-Interface规范对所有会员免费提供,使用AS-Interface设备不会产生任何授权费用。唯一不同的是Safety at Work,他需要每一位参与者支付一定的费用以供安全组织进行前沿技术开发的花费。对于制造或销售安全设备的厂商,需要支付一小笔授权费用,用于支付管理和授权证书的成本。AS-Interface国际组织已经审核通过了近300项基于AS-Interface技术的专利技术,这些技术同样不需要授权。只需要支付一笔费用就可以获得这些技术的详细清单。

(AS-i中国专业委员会)

审核编辑(王静)
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