Actuator Sensor Interface ( AS-Interface o ASi ) es una solución de red industrial (capa física, método y protocolo de acceso a datos) que se utiliza en PLC, DCS y sistemas de automatización basados en PC. Está diseñado para conectar dispositivos de E / S de campo simples (por ejemplo, dispositivos binarios de ENCENDIDO / APAGADO como actuadores, sensores, codificadores giratorios, entradas y salidas analógicas, botones pulsadores y sensores de posición de válvulas) en aplicaciones de proceso y fabricación discretas utilizando dos -cable conductor.
AS-Interface es una tecnología 'abierta' respaldada por una multitud de proveedores de equipos de automatización. AS-Interface es un estándar internacional según IEC 62026-2 desde 1999.
AS-Interface es una alternativa de red al cableado de dispositivos de campo. Se puede utilizar como una red asociada para redes de bus de campo de nivel superior, como Profibus , DeviceNet , Interbus e Industrial Ethernet , para quienes ofrece una solución de E / S remotas de bajo costo. Se utiliza en aplicaciones de automatización, incluido el control de cintas transportadoras, máquinas de envasado (por ejemplo, Schubert), válvulas de control de procesos, plantas de embotellado, sistemas de distribución eléctrica, carruseles de equipaje de aeropuerto, elevadores, líneas de embotellado y líneas de producción de alimentos (por ejemplo, 2SFG). AS-Interface proporciona una base para la seguridad funcionalen aplicaciones de parada de emergencia / seguridad de maquinaria. Los dispositivos de seguridad que se comunican a través de AS-Interface siguen todas las reglas de datos normales de AS-Interface. La especificación AS-Interface es administrada por AS-International , una organización sin fines de lucro financiada por miembros ubicada en Gelnhausen / Alemania. Existen varias subsidiarias internacionales en todo el mundo.
Historia
AS-Interface se desarrolló a finales de la década de 1980 y principios de la de 1990 mediante una asociación de desarrollo de 11 empresas, principalmente conocidas por su oferta de dispositivos de detección sin contacto industriales como sensores inductivos , sensores fotoeléctricos , sensores capacitivos y sensores ultrasónicos . Una vez que se completó el desarrollo, se resolvió el consorcio y se fundó una organización miembro, AS-International . El primer sistema operativo se mostró en la feria de Hannover de 1994 .
En 2018, se presentó un nuevo paso tecnológico en SPS IPC Drives en Nuremberg. Esta tecnología se llama ASi-5. ASi-5 fue desarrollado por conocidos fabricantes de tecnología de automatización.
Usar
AS-Interface (de Actuator Sensor Interface) se ha desarrollado como una alternativa al cableado paralelo convencional de sensores y actuadores y ofrece las siguientes ventajas:
- Flexibilidad
- Ahorro de costes
- Sencillez
- Reducción de errores de instalación
- Ampliamente distribuido
- Las mejores oportunidades de networking
- Compatibilidad
Las principales áreas de aplicación del sistema son la automatización industrial, la tecnología de procesos y la domótica.
Tecnología
AS-Interface es un sistema de un solo maestro, esto significa que un dispositivo maestro intercambia los datos de entrada y salida con todos los dispositivos configurados. El medio de transmisión es un cable plano amarillo de dos hilos sin blindaje. El cable se utiliza para la transmisión de señales y al mismo tiempo para la alimentación (30 V). La electrónica de comunicación y los participantes con requisitos de baja potencia, como haces de luz, se pueden alimentar directamente. Los consumidores con un mayor requerimiento de energía, como los terminales de válvulas, pueden usar un cable plano separado, generalmente negro, para el suministro de energía (30 V).
Los sensores o actuadores se conectan a menudo a través de la denominada tecnología de perforación. El aislamiento del cable plano perfilado de polaridad se perfora por medio de dos mandriles penetrantes durante el montaje, esto hace una conexión fácil y sencilla con reducidos esfuerzos de montaje. Los sensores y actuadores que no tienen una conexión AS-Interface se pueden conectar al sistema a través de módulos. Para módulos con tecnología de penetración, se debe utilizar el cable plano AS-Interface.
La topología de las redes AS-Interface es arbitraria. Puede construir estructuras de líneas, estrellas, anillos o árboles.
Tecnología de transmisión y comunicación ASi-3
Un telegrama (telegrama) consta de datos útiles de 4 bits. El maestro se comunica con los participantes con un protocolo de transmisión en serie. A cada abonado se le asigna una dirección mediante un dispositivo de direccionamiento o mediante el maestro. Se pueden conectar un máximo de 31 (dispositivos estándar) o 62 (dispositivos avanzados) nodos. Cada nodo puede tener hasta cuatro entradas y / o cuatro salidas para actuadores o sensores. Esto proporciona hasta 124 (4 x 31 = 124) entradas y 124 salidas en una red de dispositivo estándar (nodos direccionados 1-31) o 248 (4 x 62 = 248) entradas y 248 salidas en una red avanzada (nodos direccionados 1A - 31A y 1B - 31B). La comunicación en serie se modula en la fuente de alimentación. La codificación Manchester se utiliza para la comunicación. Para 31 participantes, el ciclo es de 5 ms. Para dirigirse a 62 participantes, son necesarios dos ciclos. La topología de AS-Interface es arbitraria, pero sin repetidor ni extensor, la longitud del cable no debe superar los 100 m. Sin embargo, debido a una resistencia de terminación especial (una combinación de carga resistiva y capacitiva), es posible aumentar la longitud máxima del cable hasta 300 m. Los dispositivos de diagnóstico o maestros con diagnósticos integrados simplifican la resolución de problemas de red. Los esclavos averiados se pueden reemplazar fácilmente, el maestro los redirige automáticamente. La seguridad en el trabajo es el concepto de seguridad funcional utilizado en la tecnología ASi-3. Esto significa que en la red AS-Interface se pueden utilizar componentes relacionados con la seguridad, como accionamientos de parada de emergencia, enclavamientos de puertas o rejas fotoeléctricas. Este es un protocolo de transmisión diferente superpuesto al protocolo ASi normal en el mismo cable y requiere un maestro de seguridad separado, como los dispositivos ASiMon de Siemens, en los que están configurados sus dispositivos de seguridad. AS-Interface puede proporcionar soporte de seguridad hasta SIL (Safety Integrity Level) 3 según IEC 61508, así como Performance Level e (PL e) según EN ISO 13849-1.
Tecnología de transmisión y comunicación ASi-5
Hay 16 bits disponibles para transmisión cíclica usando ASi-5. Es posible una transmisión cíclica de hasta 32 bytes por participante. También hay disponible un canal de parámetros acíclico con hasta 256 bytes para cada dispositivo. ASi-5 proporciona un conjunto de hasta 1536 entradas binarias y 1536 salidas binarias por dirección Ethernet. El sistema puede lograr un tiempo de ciclo de 1,2 ms para hasta 24 participantes. Este tiempo de ciclo rápido permite nuevos campos de aplicaciones que antes estaban reservados para costosos sistemas de red. Se pueden abordar 96 participantes en una red ASi-5. Estos 96 dispositivos tienen entonces un tiempo de ciclo de 5 ms. El diagnóstico de comunicación describe la información sobre la transmisión de mensajes entre los nodos conectados y el maestro. El sistema monitorea continuamente la calidad de transmisión de los mensajes de cada dispositivo conectado. Este diagnóstico de canal único está disponible en el sistema. Los canales de transmisión perturbados se redirigen automáticamente. El diagnóstico del dispositivo proporciona información sobre el dispositivo conectado. Los datos de diagnóstico disponibles los determina el fabricante del dispositivo. Los datos de diagnóstico se pueden transmitir a través de los servicios acíclicos con un ancho de datos de hasta 256 bytes. El sistema ASi-5 está abierto para el uso de interfaces de parámetros como, por ejemplo, IO-Link. Los dispositivos IO-Link se pueden recopilar de manera eficiente a largas distancias y se pueden integrar cíclicamente hasta 32 bytes. Hay disponibles 16 bits de seguridad para dispositivos de conmutación relacionados con la seguridad, como parada de emergencia, cortinas de luz, interruptores de seguridad y similares. Es posible alcanzar el nivel de integridad de seguridad (SIL) 3, el nivel de rendimiento e según IEC 13849 para seguridad funcional. ASi-5 utiliza un método de comunicación novedoso. La nueva tecnología ASi-5 permite el uso de componentes ASi-3 junto con componentes de la nueva tecnología ASi-5 en un cable común. Si los dispositivos ASi-3 se van a utilizar junto con los componentes ASi-5, entonces, además de los dispositivos correspondientes, se requiere el uso de un nuevo maestro ASi-3 / ASi-5. Los sistemas antiguos se pueden actualizar fácilmente con nuevos dispositivos con funciones adicionales. Se pueden instalar nuevos sistemas en un cable utilizando componentes ASi-3 probados y nuevos dispositivos ASi-5.
Estandarización
AS-Interface se describe en la norma internacional IEC 62026-2: 2015. Otras normas locales son: Europa: EN 62026-2: 2015 Japón: JIS C 82026-2 (2013) China: GB / T 18858.2 (2002) Corea : KS C IEC 62026-2 (2007)
Los productos AS-Interface están certificados por AS-International Association eV Las pruebas y certificaciones garantizan que los dispositivos de diferentes fabricantes funcionen juntos. Los conceptos de seguridad funcional en AS-Interface han sido evaluados positivamente por la TÜV (Asociación de Inspección Técnica) o el Instituto de Seguridad Laboral del Seguro Social de Accidentes de Alemania y han confirmado el cumplimiento de las normas de seguridad relevantes.
Referencias
- W. Kriesel, O. Madelung (Hrsg.): ASI - Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation. Hanser Verlag, München; Viena 1994, ISBN 3-446-17825-2 , 2. Auflage 1999, ISBN 3-446-21064-4 .
- WR Kriesel, OW Madelung (Eds.): ASI - La interfaz actuador-sensor para la automatización. Hanser Verlag, München; Viena 1995, ISBN 3-446-18265-9 , 2. Auflage 1999, ISBN 3-446-21065-2 .
- W. Kriesel, H. Rohr, A. Koch: Geschichte und Zukunft der Mess- und Automatisierungstechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1995, ISBN 3-18-150047-X .
- W. Kriesel, T. Heimbold, D. Telschow: Bustechnologien für die Automation - Vernetzung, Auswahl und Anwendung von Kommunikationssystemen. Hüthig Verlag, Heidelberg 1998, 2. Aufl. 2000 ISBN 3-7785-2778-9 .
- R. Becker: Automatisieren ist einfach - mit AS-Interface. AS-Asociación Internacional, Frankfurt a. M. 2008.
- R. Becker: La automatización es fácil, con AS-Interface. AS-Asociación Internacional, Frankfurt a. M. 2008.
- W. Weller: Automatisierungstechnik im Überblick. Beuth Verlag, Berlín; Viena; Zúrich 2008, ISBN 978-3-410-16760-0 Sowie als E-Book.
- W. Wahlster: (R) Evolution 4.0 - Entrevista. En: tendencias en automatización. Das Kundenmagazin von Festo. Nr. 2, 2012, págs. 9-11.