Стандартизированный AS-i кабель имеет специальный профиль, исключающий возможность неправильного подключения сетевых компонентов. Большая часть сетевых компонентов подключается к кабелю методом прокалывания изоляции. Острые игольчатые контакты прорезают резиновую изоляцию кабеля и соприкасаются с обеими жилами. Кабель не требуется резать, не нужно удалять с него изоляцию. Оболочка кабеля AS-i выполнена из «самовосстанавливающейся» резины. Это означает, что отверстия, прорезанные острыми контактами в резиновой оболочке кабеля, при демонтаже кабеля вновь сомкнутся, и будет восстановлен тип защиты IP67.

Кроме профилированного кабеля в AS-i используется и круглый кабель, ориентированный на специальные модули.

 

Рис.75 AS-i кабель. Подсоединение компонентов к кабелю.

Источник: http://autoworks.com.ua/setevye-resheniya/as-interface/

 

Рис.76 Размеры кабеля AS-i. Подсоединение к кабелю AS-i.

Источник: SIMATIC NETAS-Interface - Introduction and Basics

http://www.fieldnets.narod.ru/10ASi.html

 

 

Размер сети AS-interface варьируется в пределах 31 или 62 устройства в сегменте.

До 2000 года к одному ведущему (Master) устройству в сети ASI можно было подключить 31 ведомое устройства(Slave). Затем количество ведомых устройств в одной сети было увеличено до 62 за счет разделения адресного пространства ведущего сетевого устройства на две под области A и B. AS-i использует циклический опрос ведомых устройств ведущим.

Скорость передачи данных достигает 167 кбит/с. При опросе системы с 31 ведомым устройством время цикла не превышает 5 мс. При числе устройств с сети 62 - время цикла опроса не превышает 10 мс. Общая длина линий связи на сегмент без повторителей достигает 100м, с повторителями - 300 м.

Адресация в сети может происходить и автоматически. Новое устройство имеет сетевой адрес 0 и не распознается ведущим устройством AS-interface.

Для включения в работу ведомому устройству надо задать адрес из диапазона от 1 до 31 для стандартной (31-Slave) или от 1А до 31А и от 1В до 31В для расширенной (62-Slave) версии. Порядок присваиваемых адресов может быть произвольным. Установка сетевых адресов может выполняться с помощью ведущего сетевого устройства или с помощью специального прибора для адресации и диагностики модулей AS-i .

Топология сети может быть любая: «шина», «звезда», «кольцо» или «дерево».

 

Рис.77 Топология сети AS-i.

Источник: www.cta.ru/cms/f/340835.pdf    

На рис.78     представлена схема сети ASI на одной шине с прямым подсоединением к ведущим устройствам(Master) - программируемому контроллеру  S7-1200 в комплекте с модулем питания PM 1207 и коммутационными  модулями DCM 1271 и СМ 1243-2 AS-interface. К кабелю ASI   подключены I/O модули, к которым подключаются ведомые устройства(Slaves) – датчики и исполнительные механизмы. На рис.79   показана Структура АS-i  сети с ответвлением через повторитель/репитер.

 

Рис. 78  Схема линейной (шина) АSI сети.

Источник: http://www.automation.siemens.com/mcms/industrial-controls/en/industrial-communication/as-interface/asi-power24/

Pages/tabcard.aspx#content#conten

 

Рис.79 Структура АSI сети. 

Источник:   http://www.fieldnets.narod.ru/10ASi.html

 

 

 

Общая длина линий связи, на одного Master, без повторителей достигает 100м, с повторителями – 300 м. Под общей длиной понимается сумма всех ветвей сети, обслуживаемая одним ведущим (Master) устройством. Если требуется большая длина, то можно использовать до двух повторителей (Repeater) Рис.80  . Это позволяет увеличить  суммарную   длину до 300 м. При этом каждый сегмент требует своего источника питания(AS-i power unit). Надо иметь в виду, что гальванической развязки между кабелями нет.

К кабелю подсоединяются модули ввода/ вывода (I/O modul-Slave), к которым подключаются датчики, исполнительные механизмы, кнопки управления, сигнальные устройства и д.р.

К одному модулю можно подсоединить до 8-ми устройств. Модули и подсоединяемые к ним устройства могут быть активными т.е. со встроенными AS-i микросхемами (with As-i chip), так и пассивными, без микросхем (without As-i chip). Активные могут подключаться к сети непосредственным образом, пассивные - через коммуникационный модуль.

 

Рис.80  Схема сети с повторителем (Repeater)

Источник:  SIMATIC NETAS-Interface - Introduction and Basics. Release 04/2006.

Для большего удлиннения сети  при одном ведущем устройстве используется удлиннитель сегмента AS-i(Extension Plug), позволяющий удлинить сеть до 600м Рис. 81.

 

Рис.81   Схема с удлиннителями сегмента AS-i 

Источник:  SIMATIC NETAS-Interface - Introduction and Basics. Release 04/2006.

 

 

Основные компоненты входящие в сеть АSi:

• Ведущее устройство AS–интерфейса - Master
• Ведомые устройства AS–интерфейса.

 

Ведомые устройства AS–интерфейса разделяются на следующие устройства в зависимости от конструкции:

• Модули AS–интерфейса свстроенными ASi микросхемами и без, к которым подключаются кнопки управления, сигнальные устройства, датчики, ИМ идр.
• Датчики/исполнительные механизмы со встроенным Asi микросхемами, т.е Asi-интерфейсом.

 

Дополнительное борудование Asi-интерфейса:

• Кабель AS–интерфейса
• Блок питания AS–интерфейса, на каждый сегмент свой
• Прибор для задания адресов, м. б. встроен в Master
• Прибор диагностики
• Монитор аварий
• Разветвители на А и B группы ведомых устройств
• Повторитель/удлиннитель/репитер, создаёт новый сегмент, можно удлиннить сеть до 100м
• -длиннители сегмента AS-i, для удлиннения сегмента до 200м.

 

На рис. 82 показано, как описанные компоненты могут быть соединены между собой. На схеме видна древовидная структура сети.

 

Рис.82 Схема ASi сети с некоторыми подсоединённими компонентами.

Источник: http://www.automation.siemens.com/mcms/industrial-communication/en/support/ik-info/Documents/SYH_asi_grundlagen-76.pdf

SIMATIC NETAS-Interface - Introduction and Basics. Release 04/2006.

При построении комплексных систем автоматического управления очень часто возникают задачи построения сложных коммуникационных систем, поддерживающих обмен данными между Industrial Ethernet, PROFIBUS, AS-Interface и другими сетями. В системах автоматизации SIMATIC межсетевой обмен данными может поддерживаться компьютерами, программируемыми контроллерами или специализированными коммуникационными модулями.  В компьютерах и программируемых контроллерах для решения подобных задач используются встроенные коммуникационные интерфейсы или коммуникационные модули соответствующих типов.

 Через модуль DP/AS-I Link Advanced,сеть Asi подсоединяется к сети PROFIBUS. В сети PROFIBUS этот модуль выполняет функции ведомого DP устройства, а в сети AS-Interface выполняет функции ведущего устройства. Он реализует одно или два ведущих устройства AS-Interface. При работе с одним встроенным интерфейсом ведущего устройства AS-Interface он способен обслуживать до 62, а с двумя встроенными интерфейсами ведущего устройства AS-Interface – до 124 ведомых устройств и в этом случае два сегмента сети AS-Interface работают независимо друг от друга. 

Модуль DP/AS-I Link 20E обеспечивает доступ к 62 ведомым устройствам, но не может работать в сочетании с повторителями RS485. Конфигурирование модуля может выполняться дистанционно через сеть PROFIBUS или локально спомощью встроенных в модуль кнопок.

Через модуль IЕAS-i LINK PN IO сеть AS-i можно подсоединить к сети PROFINET, где он будет ведомым, а в сети AS-i ведущим устройством

Таким образом, AS-i сеть становится подсистемой общей сети автоматизированного производства.

 

 

Рис.83    Пример конфигурации подсистемы AS-i в общей сети.

Источник:  SIMATIC NETAS-Interface - Introduction and Basics.

Release 04/2006

Модули IE/PB Link и IE/PB Link PN IO используются для организации обмена данными между сетями Industrial Ethernet и PROFIBUS, обеспечивая передачу данных на самый верхний уровень компьютерно автоматизированной системы

 

Для кодирования данных используется известный Манчестерский код, в котором «1» и «0» кодируются  не по импульсу или его отсутствию, а по восходящему и нисходящему фронту импульса в середине стробирующего такта Т.

 

Рис.84  Манчестерский код.

Источник: http://nongreedy.ru/embedded/2012/10/07/manchester-code-for-dummies/ 
 

Такой тип кодирования снижает влияние на ASI-кабель внешних помех,так ткак влияни помехи на фронт импульса значительно меньше, чем на сам импульс.
Адрес каждого сетевого устройства записывается в его постоянной памяти.
С тем чтобы обеспечить короткий AS-i  цикл на низкой скорости передачи, был выбран наиболее компактный формат протокола:

 

Рис.85  Структура протокола As-i.

Источник:  www.cta.ru/cms/f/340835.pdf                                                                                                

 

Протокол AS-Interface (Рис.85 ) состоит из запроса ведущего устройства, паузы ведущего устройства, ответа ведомого устройства и, соответственно, паузы ведомого устройства

Все запросы ведущего устройства имеют длину 14 бит, все ответы ведомого устройства занимают 7 бит.

При этом период времени передачи одного бита составляет 6 мкс. Пауза ведущего устройства может занимать по времени от 3 до 10 тактов передачи бита.

Если ведомое устройство было синхронизировано, то есть приняло сообщение ведущего устройства и ответило, то это позволяет начать передачу ответа ведомого устройства через 3 такта.

Если ведомое устройство не было синхронизировано, например, это первый запрос в адрес данного ведомого устройства или запрос после воздействия помехи, то требуется на два такта больше, чем это было необходимо в первом случае.

Если ведущее устройство после 10 тактов не приняло стартовый бит ответа ведомого устройства, можно сделать заключение, что ответ не проходит, и ведущее устройство может послать следующий запрос, например, ведомому устройству с более высоким адресом.

Условные обозначения:

ST — стартовый бит «0»;

SB — управляющий бит (0-это данные или параметр; 1-это команда);

A4…A0 — адрес ведомого(1-31) устройства;

I4…I0 — информационная часть (данные) от ведущего устройства к ведомому и от ведомого к ведущему;

PB — бит паритета;                                                                                                            

EB — признак конца телеграммы (конечный, стоп бит «1»).

 

 

Для осуществления сети АS-Interface фирма SIEMENS разработала и выпускает полный комплект оборудования обеспечивающего работоспособность сети.

Источник для рисунков 86: http://www.automation.siemens.com/mcms/industrial-controls/en/industrial-communication/as-interface/asi-power24/Pages/tabcard.aspx?tabcardname=Products

Ведущие устройства: контроллеры, модули коммуникации. Ими могут быть S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, IPC с коммуникационными модулями.

 

Master S7-1200 с коммуникационными модулями.

Gateway – межсетевой интерфейс.

DP/AS-i LINK Advanced и SIMATIC DP / AS-i F-Link (ASIsafe).

Slaves – ведомые устройства.

I/O модули полевые, для пультов, кнопки управления, датчики, ИМ, сигнальные устройства.

Блоки питания.

AS-i POWER.

Системные устройства, приборы.

Повторители, удлинители, устройства адрессации, I/O модули, анализаторы и др.

ASI safe - Устройства для зон повышенной опасности.

 

Рис.86 I/O модули, модули коммуникации, кнопки, ключи и др.

Некоторые электрические характеристики: общий ток в системе ограничен 2А, к каждому узлу должно быть подано до 24 В.