ASI (Aktor- Sensor- Interface)

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1 ASI (Aktor- Sensor- Interface) Zusammengestellt von: Fach: Dozent: Schule: Fachbereich: P. Mathys Vertiefungsmodul Embedded Control (7. Semester) M. Felser HTI Burgdorf Elektro- und Kommunikationstechnik

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Geschichte Markt und Einsatzgebiete Anwendungsmodelle Technologie Übertragungstechnik ASI Telegramm- Struktur Masteraufruf Slaveantwort Installationstechnik Installation des ASI-Systems Programmierung der Teilnehmer (Slaves) Montage und Verkabelung der Teilnehmer Konfiguration des Masters: ASI-Komponenten Checkliste für Einsteiger und Anwender Zehn wertvolle Montagetipps AS-Interface Systemdaten Quellenverweise P. Mathys E4p 2/15

3 1. Einleitung Die heutzutage ständig komplexer werdenden Maschinen erfordern das Anschliessen von immer mehr Sensoren und Aktoren. Bisher mussten mehradrige Kabel verlegt werden, die einen enormen Verdrahtungsaufwand in Anspruch nahmen. Es ist das Ziel eines Bussystems, diesen Aufwand zu verkleinern, sowie allfällige Erweiterungen zu vereinfachen. ASI ersetzt die bisherige Parallelverdrahtung bei der jeder einzelne Sensor/ Aktor über eine separate Leitung an die Ein-/ Ausgabekarte der Steuerung angeschlossen wird durch eine zweiadrige Leitung, auf der Energie und Information gleichzeitig übertragen werden. Bild links: mehradriges und ASI-Kabel Das ASI-Interface ist vorwiegend zum Anschliessen von Sensoren und Aktoren konzipiert worden. Es soll keine Konkurrenz zu höheren Feldbussystemen darstellen, sondern strebt vielmehr eine Kooperation mit ihnen an. Deutliche Vorteile des AS-Interfaces sind z. Bsp.: 1. Sensoren und Aktoren verschiedener Hersteller lassen sich an einer vereinheitlichten digitalen oder seriellen Schnittstelle anschliessen. 2. Ein mechanisch codiertes Zweileiterkabel verhindert ein Verpolen. Zudem transportiert es Daten und die Sensorenergie (bis zu 8A). Selbstverständlich darf es in jeder beliebigen Topologie verlegt werden. 3. Ganz wesentliches Gewicht wurde bei der Entwicklung auf die absolut einfache Handhabung gelegt. AS-Interface kann vom ungeschulten Monteur mit herkömmlichem Werkzeug, konkret genügt in den meisten Fällen ein Kreuzschlitz-Schraubenzieher, angeschlossen werden. 4. Eine hohe Betriebssicherheit in gestörtem industriellen Umfeld und die rasche Systemreaktionszeit (ca. 5ms für das gesamte Netz) darf als selbstverständlich vorausgesetzt werden. P. Mathys E4p 3/15

4 2. Geschichte Die Erfinder" von ASI sind elf namhafte Hersteller von binären Aktoren und Sensoren. Diese Unternehmen haben 1990 ein Konsortium gegründet und gemeinsam die Entwicklung von ASI betrieben. Die AS-International Association wurde 1991 gegründet. Ihre Aufgabe besteht in der Förderung busfähiger Schnittstellen für binäre Sensoren und Aktoren. Das erklärte Ziel ist es den weltweiten Industriestandard in der unteren Feldebene zu setzen. Parallel zum Konsortium wurde 1991 der ASI-Verein als Nutzerorganisation gegründet. Dadurch hatte ASI die notwendige Unterstützung für eine schnelle Verbreitung - die es nun auch geschafft hat. Mit heute über 150 Mitgliedern hat sich ASI über die ganze Welt verbreitet. Die Technik ist dabei nicht stehen geblieben, seit der Gründung des Vereins wurde der ASI-Bus immer weiter entwickelt. Dabei wurde die Abwärtskompatibilität bis heute immer eingehalten, der Kunde musste also nicht ständig seine älteren Produkte komplett ersetzen. Zu Beginn war nur die Übertragung binärer Daten von 31 Slaves machbar, heute ist die Übertragung von Analogwerten aus 62 Slaves möglich. Es lassen sich jetzt auch sicherheitsgerichtete Anwendungen (ASI- Safety- Komponenten) in das Netz einbinden, was dem System einen zusätzlichen Marktschub verleiht. Seit seiner Einführung im Jahr 1991 ist das AS- Interface zum Marktführer für den Anschluss binärer Sensoren und Aktoren über eine serielle Schnittstelle auf der untersten Feldebene geworden. Um das System noch wettbewerbsfähiger zu machen, wurden die Möglichkeiten des Systems mit der aktuellen AS-Interface-Spezifikation Version 2.1 erweitert. In einigen Anwendungen führte die Begrenzung von 31 Slaves pro ASI-Strang zu Mehrkosten aufgrund der erhöhten Anzahl benötigter ASI- Masters und -Netzteilen pro Strang. Mit der neuen ASI- Version kann man nun bis zu 62 Slaves innerhalb eines Leitungsnetzes anschließen. Die maximale Zykluszeit bleibt für konventionelle Slaves weiterhin 5ms, für die neuen, sog. A- B- Slaves erhöht sie sich auf max. 10ms. Ursprünglich entwickelt, um eine einfache und effektive Übertragung binärer Daten zu ermöglichen, musste das AS-Interface aufgrund von Forderungen des Marktes auch den Datentransfer von analogen Werten implementieren. Mit Version 2.1 wurden die Fähigkeiten des Masters sowie der Übertragungsmodus von Analogwerten verbessert. Die neuen Analogprofile machen die Handhabung von Analogwerten ebenso einfach wie die von binären Daten. Mit der neuen Spezifikation lassen sich endlich auch analoge Werte bis zu 16 Bit direkt über das AS- Interface verarbeiten. Die Analogwerte werden dabei im Zeit- Multiplex-Verfahren vom Sensor direkt in den Master transferiert. Der Umgang mit Analogwerten wird damit genauso einfach, wie man es sich von den binären Daten her gewöhnt ist. P. Mathys E4p 4/15

5 3. Markt und Einsatzgebiete Das System AS-Interface ist modular erweiterbar, d.h. es sind jederzeit Änderungen am Netz machbar ohne dabei die bereits eingesetzten Stränge erneuern zu müssen. Ziel bei der Entwicklung war nicht ein universeller Feldbus für alle Bereiche der Automatisierung, sondern ein wirtschaftlich sinnvolles System für die untere Feldebene. Das AS-Interface wurde entwickelt um binäre Sensoren und Aktoren zu vernetzen und an die höhere Steuerungsebene anzubinden. Wichtige Entwicklungsvorgaben waren die einfache und günstige Montage bei niedrigen Anschlusskosten. Die hohe Integrationsfähigkeit in andere Netze erleichtert den modularen Aufbau von Automatisierungsnetzen - längst gibt es Gateways, Links oder andere Buskoppler zu anderen gängigen Feldbussystemen (z.b. CAN, DeviceNet, Ethernet, Interbus, Profibus). Zudem müssen die zertifizierten ASI-Komponenten gleichen Typs problemlos austauschbar sein ( Interoperabilität ), was für die Kunden von grosser Bedeutung ist. Deshalb wird die Normierung sämtlicher Geräte von AS-International streng überwacht. Hier steht Funktion des Gerätes im Vordergrund, zweitrangig ist, ob die Komponente mechanisch etwas unterschiedlich zu seinem Vorgänger ist. Besonders in rauer Industrieumgebung hat sich der Einsatz der günstigen und robusten ASI- Komponenten als sinnvoll erwiesen. (siehe Beispiele folg. Kap.) P. Mathys E4p 5/15

6 4. Anwendungsmodelle In einer der größten Ölmischereien der Welt, im Hamburger Hafen bei der Deutschen Shell AG, Werk Grasbrook, begann 1998 der sukzessive Umbau einer gesamten Anlage. Es mussten insgesamt über 8000 Feldsignale an die übergeordneten Systeme angeschlossen werden. Von den zu verarbeitenden Signalen waren mehr als 95% digital. Um die Kosten für die Verdrahtung und Installation zu minimieren, setzte Shell konsequent auf den Einsatz von Bussystemen. Auf Wunsch des Kunden sollte Sensorik und Aktorik separat angesteuert werden. Es wurde folgende Lösung realisiert: Die pneumatische Ansteuerung der Schwenkantriebe erfolgt über busfähige Ventilinseln, der Anschluss der Doppelsensoren über ASI- Kompaktmodule. Diese Komponenten befinden sich in direkter Nähe der Schwenkantriebe. Für die Pneumatik bedeutet das kürzere Reaktionszeiten und geringerer Luftverbrauch auf Grund der kurzen Schlauchverbindungen. Bild oben (Hamburger Hafen): Die Schwenkantriebsschalter (oben) werden über ASI-Module (unten) und das gelbe Buskabel mit dem Controller im Schaltkasten vor Ort verbunden. Anwenderbeispiel Nr. 2 ist der riesige Hafen von Rotterdam, wo ebenfalls ein komplexes System mit einer Vielzahl von Ventilen im Einsatz ist. Hier wurde der Güterumschlag vollständig automatisiert. Der Vorteil ist das schnelle und einfache Erweitern der Anlage, sowie die schnelle Reaktionszeit im Fehlerfall. Die Fehler werden via übergeordneten Profibus- DP direkt an die Leitstelle gemeldet. Bild rechts: Die integrierten AS-i-Module werden direkt auf den Antrieben montiert P. Mathys E4p 6/15

7 5. Technologie 5.1 Übertragungstechnik Das ASI- System wurde in erster Hinsicht auf Robustheit entwickelt, da es meist in der Industrie eingesetzt wird. Energie und Daten werden über dieselben Leitungen übertragen, Energie als Gleichspannung, die Daten als Wechselspannung. Ein elektrisches Filter sorgt dafür, dass sich diese beiden Komponenten wieder sauber trennen lassen. Die Daten müssen folglich so codiert sein, dass sie keinen Gleichstromanteil enthalten. Diese Forderung erfüllt die Manchestercodierung, und für diese haben sich die Entwickler auch entschieden. Bei diesem Codierungsverfahren erfolgt in der Mitte jeder logischen 0 ein Übergang von 1 -> 0 und in der Mitte jeder logischen 1 ein Übergang von 0 -> 1. Der Vorteil dieser Kodierung liegt darin, dass während der Übertragung eines jeden Bits mindestens ein Übergang auftritt. Somit kann eine Zeitüberwachung zur Fehlererkennung vorgenommen werden. Anschließend wird die zu übertragende Information auf die Bus-Gleichspannung aufmoduliert. Bilder oben und unten: Manchester- Codierungsverfahren Im Gegensatz zu den meisten anderen Bussystemen sendet das AS-Interface die Bitfolgen in Form von Stromimpulsen, nicht wie üblich mit Hilfe von Spannungen. Darin liegt unter anderem auch die Fähigkeit über Schleifringe zu kommunizieren begründet. Als weitere Spezialität rundet AS-Interface die Flanken der Impulse sin 2 - förmig ab. Man kann zeigen, dass sich damit die unerwünschte Abstrahlung und fast noch wichtiger auch die entsprechende Einstrahlung deutlich verringern lässt. Durch die Einprägung eines Stromes durch den Sender entsteht auf dem Bus wie bereits erwähnt ein sin 2 - förmiges Spannungssignal mit alternierender Pulsfolge. Dieses Verfahren wird auch Alternierende Puls- Modulation (APM) genannt. Der Empfänger gewinnt aus den Pulsen mit Hilfe zweier Komparatoren das manchesterkodierte Signal zurück und kann dieses nun wiederum zu den ursprünglichen Daten dekodieren. P. Mathys E4p 7/15

8 5.2 ASI Telegramm- Struktur ASI verfolgt ein strenges Master- Slave- Konzept. Masteraufruf und -antwort des aufzurufenden Teilnehmers wechseln sich innerhalb eines Zyklusses ab. Die Slaves werden der Reihe nach abgefragt. Verfahren zur Steuerung und Überprüfen der Sendeberechtigung können somit entfallen. Das Datenprotokoll ist dabei sehr konzentriert, was eine hohe Protokolleffizienz ergibt Masteraufruf Das Telegramm des Masteraufrufs besteht aus einem Steuerbit der gerufenen Slaveadresse, einem Informationsteil und einem Paritybit, sowie Start- und Endebit zur Synchronisation. Die folgenden Datenelemente werden dabei vom Master zum Slave übermittelt: St SB A4 A3 A2 A1 A0 I4 I3 I2 I1 I0 PB EB Die Funktionen der Bitfelder im Masteraufruf sind wie folgt festgelegt: Bitfelder Bedeutung Anerkennung ST: Startbit Kennzeichen für den Beginn des Masteraufrufs 0 = Start des Masteraufrufs 1 = inaktiv, keine Übertragung SB: Steuerbit Kennzeichen für die Übertragung von Daten/Parametern oder Kommandos 0 = Daten / Parameterübertragung 1 = Kommandoübertragung im Informationsteil A0...A4: Adresse (5 Bit) zur Auswahl des angesprochenen Slaves 00H = Nulladresse, Voreinstellung für fabrikneuen ASI- Slave 01H..1FH = ASI- Slave 1 bis ASI- Slave 31 I0 I4: Informationsteil Diese 5 Bit enthalten je nach Aufruftyp die Informationen, die an den ASI- Slave übermittelt werden PB: Paritybit Zur Überprüfung des Masteraufrufes im Empfänger wird die Parität der vorangehenden Bits ohne Startbit markiert. Das Paritybit ergänzt den Masteraufruf so, dass mit ihm eine gerade Anzahl von 1 -Symbolen ohne Endebit im Masteraufruf enthalten ist. 0 = gerade Anzahl von 1 -Symbolen 1 = ungerade Anzahl von 1 -Symbolen EB: Endebit Kennzeichen für das Ende des Masteraufrufs 0 = nicht erlaubt 1 = Stoppmarkierung Slaveantwort Die Antwort besteht aus dem Start-, Parity- und Endebit, sowie einem 4 Bit breiten Informationsteil. ST I3 I2 I1 I0 PB EB P. Mathys E4p 8/15

9 Die Funktionen der Bitfelder in der Slaveantwort sind wie folgt festgelegt: Bitfeld Bedeutung Anmerkung ST: Startbit Kennzeichen für den Beginn der Slaveantwort 0 = Start der Slaveantwort 1 = inaktiv, keine Übertragung I0...I3: Informationsteil Diese 4 Bit enthalten je nach Aufruftyp die Informationen, die an den Master übermittelt werden sollen. Einzelheiten sind bei dem jeweiligen Aufruftyp beschrieben. Zur Überprüfung der Slaveantwort im Master wird die Parität der Informationsbits ohne Start- und Endebit markiert. Das Paritybit ergänzt die Slaveantwort so, dass mit ihm eine gerade Anzahl von 1 -Symbolen ohne Endebit in der Slaveantwort enthalten ist PB: Paritybit 0 = gerade Anzahl von 1 -Symbolen 1 = ungerade Anzahl von 1 -Symbolen EB: Endebit 0 = nicht erlaubt 1 = Stoppmarkierung 6. Installationstechnik Entscheidende Kostenvorteile entstehen bei der Montage und Inbetriebnahme. Bei Anwendung aller Möglichkeiten, die ASI bietet, entfallen bzw. verkürzen sich folgende Arbeiten: Schienen ablängen und montieren Klemmleisten montieren und bezeichnen Kabel abisolieren Aderendhülsen anbringen, Adern bezeichnen und anschließen SPS-Ein-/ Ausgänge verdrahten Fehlersuche der Verdrahtung bei der Inbetriebnahme 6.1 Installation des ASI-Systems Die Installation erfolgt in 3 Schritten: Programmierung der Teilnehmer (Slaves) Der ASI- Slave (Sensor mit integriertem Slave oder Koppelmodul) wird auf das Programmiergerät (PG) aufgesteckt. Am PG wird die Adresse eingestellt und durch Betätigen der PRG-Taste an den Slave übertragen. Die korrekte Programmierung wird optisch bestätigt. Zur Kontrolle kann die Adresse mit der LOAD-Taste ausgelesen werden. P. Mathys E4p 9/15

10 6.1.2 Montage und Verkabelung der Teilnehmer Die Sensoren und Aktoren werden montiert. Die Busleitung wird mit Hilfe der Durchdringungstechnik angeschlossen und mit dem restlichen Bussystem an beliebiger Stelle verbunden. Das Netzteil wird einfach mit an das Bussystem angeschlossen. Beim AS-Interface rechnet man durchschnittlich mit 100mA Stromverbrauch pro angeschlossenen Slave. Dieser Wert ist jedoch nicht zwingend einzuhalten, sondern er ergibt sich als Durchschnitt über das gesamte Bussegment. Der Anwender muss allerdings darauf achten, dass die Gesamtbelastung den Maximalwert der Speisung nicht überschreitet! Auf dem Markt sind Speisungen bis zu 8A verfügbar Konfiguration des Masters: Der Master wird anstelle der E/ A-Karte in die SPS gesteckt, mit dem übrigen Bussystem verbunden und in Betrieb genommen. Die angeschlossenen ASI-Teilnehmer und ihre Konfiguration werden im Master gespeichert. Hierfür gibt es zwei Möglichkeiten: 1. Der Master ermittelt selbständig, welche Slaves angeschlossen sind. Durch einen Funktionsaufruf des Masters werden die angeschlossenen ASI-Teilnehmer und ihre Konfiguration ermittelt und in der Liste der projektierten Slaves" gespeichert. Anhand dieser nicht flüchtigen gespeicherten Liste stellt der Master später im Betrieb fest welche Teilnehmer angeschlossen sein sollen. Die in der Liste aufgeführten Teilnehmer werden den E/A-Adressen, die der Master in der Steuerung belegt, zugewiesen. 2. Dem Master wird mitgeteilt, welche Slaves vorgesehen sind. Bei der Anlagenplanung wird festgestellt, welche Teilnehmer verwendet werden sollen und welche Adressen sie erhalten. Damit sind auch der ID-Code und die E/ A-Konfiguration der Teilnehmer festgelegt. Diese Daten werden mit Hilfe der Projektierungssoftware über die SPS im ASI-Master nichtflüchtig gespeichert. Der Master vergleicht die Liste der projektierten Slaves mit den tatsächlich angeschlossenen Slaves. Dadurch werden falsch adressierte oder fehlende Slaves erkannt. 6.2 ASI-Komponenten ASI Netzteil Bei ASI werden Daten und Energie über die gleiche Leitung transportiert. Erst im Slave- Baustein werden Daten und Energie wieder getrennt. Die Energieversorgung wird von einem speziellen ASI-Netzteil übernommen, das 2A pro Busstrang zur Verfügung stellt. Bei einem höheren Strombedarf besteht die Möglichkeit der externen Einspeisung (Koppelmodule). Das ASI Netzteil besteht aus zwei Funktionsblöcken; einem konventionellen Netzteil und einer Datenentkopplung, damit die auf die Betriebsspannung aufmodulierten Daten nicht über das Netzteil kurzgeschlossen werden. Es stellt meist eine Spannung von 24V...30V an seinen Klemmen zur Verfügung. Die Netzteile sind überlast- und kurzschlussfest. ASI Master Versendet Adressnachrichten und erhält direkt die Antwort des angesprochenen Slaves zurück. ASI Sicherheitsmonitor Überwacht die Signale von den sicherheitsgerichteten Komponenten und schaltet die Anlage sicherheitsrelevant entsprechend der definierten Stopp-Kategorie ab. Mit dem Sicherheitsmonitor lassen sich komplexe Schutzabläufe wie NOT-AUS, Zweihandbedienung, Türzuhaltung, Zustimmschaltung oder Vor-Ort-Quittierung realisieren. P. Mathys E4p 10/15

11 ASI Gateway ASI ist auch als Ergänzung zu den höheren Bussystemen wie Profibus, CAN oder Interbus entwickelt worden. Zur Weiterverarbeitung der Daten gibt es so genannte Gateways als Verbindungselement. Sie haben einen ASI Master integriert. ASI Klemmenmodule Die Klemmenmodule dienen dazu, herkömmliche Aktoren und Sensoren an den Bus anzuschließen. Es gibt Eingangs-, Ausgangs- und Mischmodule mit je 4 Anschlüssen. Weiterhin werden Analogmodule (2 Kanäle) und Motormodule angeboten. ASI Sensoren Diese Sensoren haben einen ASI-Chip integriert und können direkt an den Bus angeschlossen werden. Es gibt kapazitive und induktive Näherungsschalter, Endschalter, Lichttaster, Lichtvorhänge und Laserscanner mit ASI-Schnittstelle. Außerdem gibt es NOT-AUS-Taster und Sicherheitspositionsschalter. ASI Aktoren Auch hier steht eine Vielzahl von Geräten zur Verfügung: Meldegeräte (Dauerlicht, Blitzlicht, akustisch), Signalsäulen, Steuerrelais, Motorstarter (Direkt- und Wendestarter). Sicherheitsrelevante Bauteile sind z.b. Schutztürverriegelungen. ASI Repeater Mit dem Repeater kann man die Buslänge um 100m verlängern. Er benötigt keine zusätzliche Spannungsversorgung und belegt auch keine Adresse. ASI Power Extender Damit kann der Abstand zwischen Netzteil und Bussegment verlängert werden. ASI Adressiergerät Mit dem Gerät kann man Module, Aktoren und Sensoren manuell adressieren. Programmiergerät Jedem Slave muss vor dem Betrieb eine gültige Adresse zugewiesen werden. Dafür werden spezielle Programmiergeräte angeboten. Optosensoren mit integriertem Slave werden vor der Montage zum Beispiel einfach auf das Programmiergerät aufgesteckt und adressiert. Kabel ASI verwendet eine ungeschirmte Zweidrahtleitung, auf der Daten und Energie gemeinsam geführt werden. Zur Verdrahtung können Rundkabel verwendet werden. Besondere Vorteile bietet das ASI-Flachkabel. Durch die geometrische Form des Kabels kann es nur seitenrichtig gepolt eingelegt werden. Die Kontaktierung erfolgt über Durchdringungstechnik. Das heißt kein Abisolieren, kein Anbringen von Aderendhülsen und somit eine schnellere Montage.. Bild oben: 2-poliges ASI-Kabel P. Mathys E4p 11/15

12 6.3 Checkliste für Einsteiger und Anwender 1. Wie viele Ein- und Ausgänge werden benötigt? Aus der Anzahl der Ein- und Ausgänge ergibt sich, wie viele AS-Interface-Netze gebraucht werden. 2. Wie viel Strom braucht die Peripherie? Der gesamte Strombedarf der benötigten Module bestimmt die Auswahl des AS-Interface- Netzteils. Da Netzteile nicht parallel geschaltet werden können, muss ein dem Strombedarf entsprechen dimensioniertes Netzteil verwendet werden. 3. Werden Spezialkabel benötigt? Grundsätzlich ist eine Kombination von Flach- und Rundkabeln möglich. Die äußeren Einflüsse bestimmen, ob Kabel aus Gummi, TPE oder PUR erforderlich sind. In jedem Fall müssen bei Kabellängen von mehr als 100m Repeater oder Extender eingesetzt werden. 4. Ist die Adresszuordnung richtig? Für die Übersichtlichkeit sollte unbedingt ein Plan erstellt werden, aus dem klar hervorgeht, welche Adressen welchen Slaves zugeordnet sind, denn Doppeladressierungen werden vom Master eventuell nicht als Fehler erkannt! 5. Welche Module gehören zu welchen Adressen? Die Module bzw. Slaves, die adressiert worden sind, sollten unbedingt sorgfältig beschriftet werden. 6. Wann werden die Module montiert? Erst dann, wenn Regel 4 und Regel 5 beachtet worden sind. Das Kabel selbst kann beliebig verlegt werden. 7. Wie wird konfiguriert? Die Konfiguration wird einfach eingelesen, indem das AS-Interface-Profil je Slave im Master eingetragen wird. Das passiert normalerweise automatisch, kann aber auch manuell über die Steuerungssoftware geschehen. 8. Werden die Slaves erkannt? Zunächst muss gecheckt werden, ob der Master alle seine Slaves erkannt hat. Erst danach darf in den geschützten Betrieb und die Steuerung auf RUN umgeschaltet werden. 9. Wie wird getestet? Ein-/ Ausgabetests werden wie bereits von der SPS bekannt durchgeführt, das heißt, die Sensoren werden vor Ort betätigt und in der SPS kontrolliert. 10. Wie wird das Ganze zum Laufen gebracht? Man kann die Steuerungssoftware entweder wie gewohnt erstellen oder eine bestehende Software übernehmen. Bei Letzterem muss eventuell die symbolische Zuordnung der Adressen angepasst werden. P. Mathys E4p 12/15

13 6.4 Zehn wertvolle Montagetipps Tipp 1 - Netzteil Das AS-Interface darf keinesfalls geerdet werden! Daher kein normales Netzteil verwenden, sondern nur AS-Interface-Netzteil (PELV) mit integrierter Datenentkopplung verwenden und "Ground (GND)" mit der Anlagenmasse verbinden. Tipp 2 - Netzerweiterung Das AS-Interface-Kabel darf ohne Repeater/ Extender nicht länger als 100 m verlegt werden - inklusive aller Abzweige bis zu den Montageklemmen! Soll das Netz erweitert werden, auf Folgendes achten: a) Erweiterung mit Extender: Maximale Leitungslänge zwischen Extender und Master höchstens 100m. Zwischen Master und Extender keine Slaves und kein AS-Interface-Netzteil anschließen. Die Leitungen + und - dürfen nicht vertauscht werden. b) Erweiterung mit Repeater: Es dürfen bis zu zwei Repeater in Reihe geschaltet werden. Leitungslänge höchstens 300m (d.h. 3 Segmente mit maximal 100m). Neben jedem Repeater muss ein AS- Interface-Netzteil angeschlossen werden. Nach einem Repeater darf im Normalfall kein Extender geschaltet werden. Tipp 3 - Slaves Jede Slave- Adresse darf nur einmal auftauchen. Dabei nur Adressen von 1 bis 31 bzw. 1A bis 31B bei der A/B-Technik (Spezifikation 2.1) verwenden. Beachte: Module, die den Chip SAP 4.0 enthalten können maximal 15-mal umadressiert werden, danach behalten sie die letzte Adresse bei. Tipp 4 - zusätzliche Hilfsenergie Wenn Slaves mit einer zusätzlichen Hilfsenergie versorgt werden müssen, sollte bei 24 V DC ein PELV- Netzteil und - wenn möglich - die schwarze profilierte Hilfsenergieleitung verwendet werden. Analog bei 230 V AC sollte - wenn möglich - die rote profilierte Hilfsenergieleitung verwendet werden. Tipp 5 - Verlegung der Leitung Möglichst immer das gelbe profilierte AS-Interface-Kabel verwenden - braun für + und blau für -. Auch wenn die Kommunikation über das AS-Interface-Kabel unempfindlich gegenüber EMV ist, sollte es dennoch getrennt von Leistungskabeln verlegt werden - und das auch im Schaltschrank! Jeder AS-Interface-Strang benötigt sein eigenes Kabel - AS-Interface-Kabel dürfen nicht mit anderen Kabeln in einem Sammelkabel verlegt werden. Wenn doch Einzeladern verwendet werden (z.b. im Schaltschrank), dann immer parallele Adernpaare verlegen. Bei Standardlitzen Einzeladern gemeinsam verlegen oder verdrillen. Tipp 6 - EMV- gerechter Aufbau Alle Induktivitäten, z.b. Schütz- und Relaisspulen, Ventile, Bremsen mit Suppressordioden, Varistoren oder RC- Gliedern beschalten. Beim Einsatz von Frequenzumformern immer Netzfilter, Ausgangsfilter und geschirmte Motorleitungen verwenden. P. Mathys E4p 13/15

14 Tipp 7 - Sensor und Aktorversorgung Sensoren und Aktoren müssen direkt aus dem dazugehörigen Eingang bzw. Ausgang des Slaves versorgt werden. Die Leitungen sollten getrennt von Energiekabeln und so kurz wie möglich gehalten werden - d.h., die Slave- Module sollten so nah wie möglich an den Sensoren oder Aktoren sein. Tipp 8 - Installation von Frequenzumrichtern Aufbaurichtlinien in den Betriebsanleitungen unbedingt beachten. Schirm der Kabel, z.b. zwischen Filter und Frequenzumrichter und zwischen Frequenzumrichter und Motor, direkt beidseitig und großflächig mit der Anlagenmasse verbinden - und zwar mit ausreichendem Querschnitt (mindestens 4 mm²). Tipp 9 - Systemerweiterung 2.1 Der Betrieb von A/ B- Slaves und "neuen" Analog- Slaves ist nur mit Master nach Spezifikation 2.1 möglich. Tipp 10 - Status/Diagnose Für eine schnellere Fehlersuche sollten in der SPS die Status- und Diagnosebits ausgewertet werden. 6.5 AS-Interface Systemdaten Master- Slave- Prinzip Keine Beschränkungen der Struktur Daten und Energie auf einer zweiadrigen Leitung Störsicher Medium: ungeschirmtes Kabel 2 x 1,5 mm² Signale, Daten und Energie bis zu 8 A 4 Eingänge + 4 Ausgänge pro Slave bei über 31 Slaves nur 3 Ausgänge Für Schaltschrank und rauen Industrieeinsatz Schutzart IP 67 Durchdringungstechnik Kabellänge 100m, erweiterbar bis zu 300m über Repeater Hochwirksame Fehlersicherung Einfache Inbetriebnahme Elektronische Einstellung der Adresse über den Busanschluss P. Mathys E4p 14/15

15 7. Quellenverweise 1. Allgemein Aktor-Sensor-Interface (ASI) AS-Interface.net 3. Internet Fieldbus Database INFIDA Fieldbus and Industrial Networks Specifications 5. Industrieautomation und ASI P. Mathys E4p 15/15