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什么是AS-i总线?它有哪些特点?

工厂自动化系统按照其功能的不同,可分为执行层、现场层、现场控制层、车间控制层及管理层,如下图所示:

factory_levels.png

执行层包括各种执行器(阀、泵、电机等)和传感器,是工厂自动化的肌肉和末梢神经,它们接收来自上层的命令并完成指定的动作。我们在前面的文章曾介绍过执行层的IO-Link协议(什么是IO-Link协议?其接口如何定义?),今天这篇文章我们来介绍下AS-i总线协议。本文包括如下几个主题:

  1. 什么是AS-i总线?

  2. AS-i总线的构成与特点;

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1、什么是AS-i总线?

AS-i是英文"Actuator Sensor interface"的缩写,中文翻译为"传感器/执行器接口"。AS-i总线采用主站/从站(Master/Slave)通信的方式,这一点与IO-Link类似。不过两者之间也有不同:

  • IO-Link是一种点对点的协议,每个IO-Link主站可以有多个接口,但每个接口只能连接一个IO-Link设备;

  • AS-i是总线型协议,每个AS-i主站最多可以连接62个从站,主站采用轮询的方式与从站通信;

  • 最新的AS-i5总线协议已经将IO-Link协议集成到其内部;

2、AS-i总线的构成与特点

AS-i是一种开放的国际总线标准,已被收录到国际标准IEC 62026,它不依赖于具体的供应商。一个AS-i总线网络由如下部分构成:

  • AS-i主站(1个);

  • AS-i从站(最多62个);

  • AS-i电源装置;

  • AS-i网络组件;

2.1、AS-i主站

AS-i主站是AS-i网络的主控单元,它具有如下一些功能:

①管理整个网络的数据,包括参数设置、诊断和监控;

②通过地址访问的方式与AS-i从站交换数据,并且将这些数据上传到其上层总线系统(比如PROFIBUS/PROFINET);

与一些复杂的总线系统相比,AS-i总线基本上不需要太多的设置。AS-i主站自动执行必要的功能及诊断,发现问题并自动纠正(比如重新分配正确的从站地址)。

西门子ET 200SP AS-i主站模块如下图所示:

ET 200SP AS-i master.png

2.2、AS-i从站

标准型AS-i总线最多支持31个从站,通过采用扩展模式,可最多支持62个从站;AS-i主站与标准型从站的最大轮询时间为5ms,与扩展性从站的最大轮询时间为10ms;从站的数据可以是数字量信号,也可以是模拟量信号。西门子AS-i从站(AS-i compact module K60, A/B-Slave, digital, 8 inputs)的外观如下图所示:

G_IC03_XX_30715P.png

2.3、AS-i电源装置

AS-i电源用于给AS-i总线供电,它是标准型AS-i网络必不可少的一部分。标准的AS-i电源的额定电压为30V DC,可为从站的执行器/传感器供电。配合数据解耦模块,可将电源和数据分离,因此能在一条线路上同时传输数据和电能;

另外还有一种名称为【 AS-i Power 24V】的AS-i总线系统,它使用24V电源供电,最大传输距离为50米。对于基于AS-i的小型自动化应用,该方案无需使用30V电源装置,可节省成本;

2.4、网络组件

AS-i总线使用两芯非屏蔽扁平线缆,一般分为两种颜色:黄色和黑色。

  • 黄色线缆的尺寸为2x1.5mm,用来传送AS-i网络数据和电能;

  • 黑色线缆的尺寸为2x1.2mm,用来给执行器供电;

网络组件还包括中继器及从站编址器。中继器用来扩大AS-i网络的传输距离;从站编址器用来设置从站地址,并具有诊断功能。西门子的从站编址器如下图所示:

从站编址器.png

2.5、AS-i总线的特点:

  • 标准传输距离100米。通过使用中继器,可以最大支持600米传输距离;

  • 支持各种总线拓扑结构,比如线型、星型、树型等;

  • 使用ASIsafe可传输安全数据;

好了,关于AS-i总线就先介绍到这里。

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