Aktuator-Sensor-interface (ASi) Dezentrale Automatisierungssysteme

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1 Aktuator-Sensor-interface (ASi) Installationsbus ASi-Aufbau ASi-Funktionsweise CP242-8 Digital- und Analogmodul Programmierung Analogwertübertragung Wolfgang astner, Institut für Rechnergestützte Automation, TU Wien Dezentrale Automatisierungssysteme Führungs- und Leitebene (Workstations für CAD, CAM, CAO,...) Steuer- und Zellebene (Speicherprogrammierbare Steuerungen und Embedded Systems für Steuerungen und Regelungen) Installationsebene (Sensorik und Aktuatorik zur opplung an den technischen Prozeß) 1

2 ASi-Positionierung omplexität osten/anschluß Sensor/Aktorbus Feldbus Factory-Bus MAP EIB Profibus Bitbus CAN Interbus-S ASi Funktionalität binäre Teilnehmer, verteilte E/A Multiplexer Task-Task ommunikation Virtuelle Geräte onfiguration Echtzeitmeldungen Standardisiertes File- Message-Passing Transfers Anforderungen an Installationsebene Sensoren und Aktuatoren verschiedener Hersteller an vereinheitlichten digitalen Schnittstelle anschließbar einfache Handhabung bei Verkabelung Netztopologie ohne Beschränkung Signale und Stromversorgung über einziges abel Höchste Betriebssicherheit auch in gestörter industrieller Umgebung urze Systemreaktionszeit Geringe Nettodaten je Teilnehmer Geringes Bauvolumen Geringe Anschlußkosten Einfache Handhabung bei Inbetriebnahme und Störungsbeseitigung 2

3 ASi-Prinzipaufbau Steuerung ASi-Master Netzgerät ASi Leitung ASi-Slave Modulschaltung ASi-Slave Sensor/ Aktuator S/A S/A S/A S/A ASi-Eckdaten Netzstruktur beliebig max. 100m, dann Verlängerung durch Repeater Übertragungsmedium ungeschirmte und unverdrillte Zweidrahtleitung für Daten und Energie Übertragungsprinzip und Adreßierung Single Master System mit zyklischem Polling eine fixe Adresse pro Slave max. 31 Slaves pro Strang bis zu 4 digitale Sensoren und/oder Aktuatoren pro Slave Nutzdaten und Zykluszeit 4 Bit Richtung Master Slave, 4 Bit Richtung Slave Master 5 ms Zykluszeit 3

4 ASi-oppelmodule D0 = Sensorsignal 1 Anschluß D1 = Sensorsignal D2 = Aktuatorsignal 1 Modulgehäuse ASi Slave IC D3 = Aktuatorsignal P0 Watchdog Energieversorgung bis zu 4 Sensoren oder/und 4 Aktuatoren ASi-Slave D0 = Schaltsignal D1 = Warnsignal 1 Anschluß D2 = Bereitschaftsanzeige D3 = Testfunktion gemeinsames Gehäuse ASi Slave IC P0 = Timer P1 = Invertierung P2 = Tastabstand P3 = Sonderfunktion Energieversorgung Sensor oder Aktuator 4

5 Zusammenfassung ASi Master-Slave Prinzip bis zu 31 Slaves an einer Leitung bis zu 4 Eingänge + 4 Ausgänge pro Slave zusätzlich 4 Parameterbit bis zu 248 binäre Ein- und Ausgänge pro Netz analoge E/A möglich elektronische Einstellung der Adresse über den Busanschluß Ungeschirmtes 2-Draht abel Information und Energie auf einer Leitung 100 m Leitungslänge (300 m mit Repeater/Extender) kein Abschlußwiderstand nötig freie Netztopologie Zykluszeit < 5 ms hochwirksame Fehlersicherung ommunikationsprozessor Profibus-DP Slave Digitalmodul (8DE/8DA) Statusinformation Steuerinformation Analogmodul (8AE/8AA) ASi Eingangsdaten ASi Ausgangsdaten ASi-Master 5

6 Statusbyte (Digitalmodul, 8DE) Aufbau: 0 ASi-RESP DP DP DP DP CP_Ready ASi-MODE ASi-RESP 0/1 Antwortbit für ASi-ommandoschnittstelle (für LU nicht relevant) DP 0 Profibus-DP spezifisch (für LU nicht relevant) CP_READY 0 ist noch nicht betriebsbereit 1 ist betriebsbereit Auswertung der E/A-Daten ist zulässig ASi-MODE 0 Geschützter Betrieb 1 Projektiermodus Digitalmodul EB2 Systemhandbuch : 2-11, 2-12 Steuerbyte (Digitalmodul, 8DA) Aufbau: PLC_RUN ASi-COM DP 0 BS3 BS2 BS1 BS0 PLC_RUN 1 Signalisierung an, daß sich die im Zustand RUN befindet. WICHTIG: Das Anwenderprogramm muß dieses Bit im Anlauf (SM0.1) auf 1 setzen! ASI_COM 0 Auftragsbit für ASi-ommandoschnittstelle (für LU nicht relevant) DP 0 Profibus-DP spezifisch (für LU nicht relevant) BS3 0 Bankauswahl BS2 0 Bankauswahl BS1 0 Bankauswahl BS0 0 Bankauswahl Digitalmodul AB2 Systemhandbuch : 2-13,

7 Bankauswahl 8AEW 8AEW: AEW0 AEW2 AEW4 AEW6 AEW8 AEW10 AEW12 AEW14 Systemhandbuch : 2-18 Bank 0 Bank 1 Bank 2 Bank 3 Bank 4 Bank 5 Bank 6... Bank 10 Bank 11 Bank 12 Bank 13 Bank 14 Bank 15 ASi-Slave-Eingänge ASi-Diagnose ASi-Antwort-Daten ASi-Antwort-Daten ASi-Antwort-Daten ASi-Antwort-Daten DP-Status Bankauswahl 8AAW 8AAW: AAW0 AAW2 AAW4 AAW6 AAW8 AAW10 AAW12 AAW14 Systemhandbuch : 2-20 Bank 0 Bank 1 Bank 2 Bank 3 Bank 4 Bank 5 Bank Bank 11 Bank 12 Bank 13 Bank 14 Bank 15 ASi-Slave-Ausgänge ASi-ommando-Daten ASi-ommando-Daten ASi-ommando-Daten ASi-ommando-Daten 7

8 ASi-Eingänge (Analogmodul AEW0-AEW14) Offset N Nibble High (Bit 7-4) Nibble Low (Bit 3-0) N+0 Reserviert Slave 1 N+1 Slave 2 Slave 3 N+2 Slave 4 Slave 5 N+3 Slave 6 Slave 7 N+4 Slave 8 Slave N+12 Slave 24 Slave 25 N+13 Slave 26 Slave 27 N+14 Slave 28 Slave 29 N+15 Slave 30 Slave 31 AEW0 AEW2 AEW12 AEW14 Systemhandbuch : 3-3 ASi-Ausgänge (Analogmodul AAW0-AAW14) Offset N Nibble High (Bit 7-4) Nibble Low (Bit 3-0) N+0 Reserviert Slave 1 N+1 Slave 2 Slave 3 N+2 Slave 4 Slave 5 N+3 Slave 6 Slave 7 N+4 Slave 8 Slave N+12 Slave 24 Slave 25 N+13 Slave 26 Slave 27 N+14 Slave 28 Slave 29 N+15 Slave 30 Slave 31 AAW0 AAW2 AAW12 AAW14 Systemhandbuch : 3-4 8

9 omponenten (Schematisch) Beispiel Aufgabe: Wenn Tast_0/1 gedrückt, dann Lampe_1/2 an. OB1 SBR0 9

10 ASi-Analogwertübertragung (Eingang) (Anwenderprogramm) X X X Start (analnummer) 4. Datentripel 3. Datentripel 2. Datentripel C E2 E1 E0 C E2 E1 E0 C C D12 D11 D10 D12 D11 D C D9 D8 D7 C D9 D8 D7 C C D6 D5 D4 D6 D5 D4 ASi-Analogwertübertragung (Eingang) (Anwenderprogramm) D6 D5 D4 1. Datentripel SOV-Tripel analnummer (Start) C D3 D2 D1 C D3 D2 D1 C C S O V S O V C E3 E2 E1 C E3 E2 E1 usw. 10

11 ASi-Analogwertübertragung (Ausgang) (Anwenderprogramm) X X X Start analnummer X X X X X X C C C E3 E2 E1 C E3 E2 E Datentripel D12 D11 D10 D12 D11 D10 C C Datentripel C D9 D8 D7 D9 D8 D7 C ASi-Analogwertübertragung (Ausgang) (Anwenderprogramm) Datentripel 1. Datentripel D6 D5 D4 D6 D5 D4 C C C D3 D2 D1 D3 D2 D1 C SOV-Tripel S O V S O V C C usw. 11

12 Tips und Tricks für ASi-Analog Protokoll sehr fehlerempfindlich! ein falsches Bit setzen ein R/W zuviel! Analogwertübertragung (Eingang): Protokoll muß immer vollständig durchgeführt werden beide anäle müssen gelesen werden! Analogwertübertragung (Ausgang) Protokoll muß unbedingt zyklisch durchlaufen werden Bei richtigem Ansprechen des Moduls wird (oberste) ASi-LED grün und (mittlere) FAULT-LED erlischt maximaler Wert ist 0xD80 (nicht FFF) Systemhandbuch ASi-Interface Analogmodule Analogwertübertragung: Eingang: Ausgang: Weiterführende Information Betreute Übungszeit und Tutoren S7-200 CPU 214 Handbuch (ap. 10) Handbuch (ap. 3.2 und 3.3) ASi-Analog Module (ap. 10) Information im Netz (http://www.tilab.tuwien.ac.at/sa) Forum 12

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