Tema 9.Transp. AS-i - ingeniería de sistemas y automática

Dpto. Ingeniería
Div. Ingeniería de Sistemas y Automática
Sistemas Industriales
Tema 3. AS-i
Actuator Sensor interface
ASAS
-i
1
ISA-UMH ©
Índice
n
n
Introducción
Componentes de la red
n
n
n
n
n
ASAS
-i
n
n
n
n
ASAS
-i
Cable
Conexión de sensores y actuadores
Terminal de direccionamiento
Maestro
Fuente de alimentación
Repetidores y extensores
Comunicación maestro-esclavo
Tipos de Esclavos
Aplicaciones
ISA-UMH ©
2
•1
Introducción
n
AS-Interface: El estándar internacional para el nivel
de campo más bajo EN 50295
n
Surgió en 1990. 75 miembros internacionales, 8
asociaciones de AS-Interface nacionales
ASAS
-i
Bélgica
Alemania
Japón
Francia
Holanda
Gran Bretaña
Suiza
Italia
Estados Unidos
ASAS
-i
3
ISA-UMH ©
Introducción
n
n
Asociación abierta de una gran cantidad de fabricantes
y usarios
Miembros fundadores:
n
n
Miembros posteriores:
ASAS
-i
n
n
ASAS
-i
Festo KG, IFM Efector, Leuze electronic GmbH&Co,
Pepperl + Fuchs GmbH, Erwin Sick GmbH, Siemens
AG, Turck GmbH & Co KG....
Allen Bradley, Datalogic Prod. GmbH, Eaton
Corporation, Endress & Hauser, Groupe Schneider SA,
Honeywell, Itec, Lumberg GmbH & Co, Omron
Electronics Europe,...
www.as-interface.com
ISA-UMH ©
4
•2
Introducción
n
En 1992 se crea una asociación. AS - International
Association e.V.
n
n
n
ASAS
-i
n
Tareas: Difusión, estandarización, certificación
Presidente:
H. Walker, Siemens; D. Staniczek, Festo;
Dr. A. Schiff, ifm; Dr. P. Adolphs, Pepperl+Fuchs
Gerente:Dr. O. W. Madelung
Negociado:
Auf dem Broich 4a, D-51519 Odenthal
Tel.: +49-2174-40756; Fax: +49-2174-41571
e-mail: [email protected]
Fax-on-Demand: +49-2174-74758001
Internet: http://www.as-interface.com
ASAS
-i
5
ISA-UMH ©
Introducción
n
Tareas:
n
n
n
n
ASAS
-i
n
Difundir el concepto AS-i a escala mundial
Proporcionar a los usuarios información constante sobre
los trabajos relacionados con AS-i
Trabajar en la elaboración de los perfiles y
especificaciones AS-i
Certificar los productos adaptados a las normas
unificadas AS-i
Gestionar la normalización de dichas normas
ASAS
-i
ISA-UMH ©
6
•3
Introducción
Miembros: (lista actualizada al 12.6.97)
ASAS
-i
Allen-Bradley
Allen-Bradley D
Amphenol - Tuchel
Andras
AUCOTEC
Balluff
Banner
Baumer electric
Bernstein
Bihl + Wiedemann
Binder
Bosch
Brad Harrison
Bürkert
Carinthian Tech Res.
Crouzet Autom.
Datalogic
eao - Lumitas
Egemin
EMC
Endress + Hauser
Festo
Fuji
FZI Karlsruhe
Gavazzi
(USA)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(USA)
(CH)
(D)
(D)
(D)
(D)
(GB)
(D)
(A)
(F)
(I)
(CH)
(B)
(DK)
(D)
(D)
(JP)
(D)
(CH)
Groupe Schneider
Gebauer & Griller
Harting
Hengstler
HERION
Hirschmann
Honeywell
HTL Oensingen
ifm electronic
Klöckner-Moeller
Kostal
Kuhnke
Lanny
Leuze electronic
Lumberg
Lütze
Melhardt
Mitel
Murrelektronik
Nixdorf Institut
Norgren
Omron
Pepperl+Fuchs
Pepperl+Fuchs NL
Phoenix Contact
ASAS
-i
(F)
(A)
(D)
(D)
(D)
(D)
(CH)
(CH)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(D)
(GB)
(NL)
(D)
(NL)
(D)
Puls
(D)
Pulsotronic
(D)
Rechner
(D)
Schaltbau
(D)
Schiele
(D)
Schmersal
(D)
SGS-Thomson
(D)
Sick
(D)
Siemens
(D)
SMC Pneumatik
(D)
STZ Göppingen
(D)
STZ Leipzig
(D)
STZ Weingarten
(D)
Technikum Kärnten (A)
Technikum Vorarlberg (A)
Thomas & Betts
(L)
TMG i-tec
(D)
TU Brno
(CR)
Turck
(D)
VEGA B
(B)
VEGA NL
(NL)
VisoluxElektronik
(D)
Weidmüller
(D)
WERMA
(D)
Wiechers + Partner
(D)
Wöhner
(D)
7
ISA-UMH ©
Introducción
n
Requerimientos de la red AS-i
n
n
En el nivel más bajo de control hay que cumplir con los
requerimientos para sensores, actuadores, contactores,
arrancadores de motor, columnas de señalización,
botoneras, etc. Estos equipos necesitan normalmente
unos pocos bits de información para poder funcionar en
el sistema.
Los sistemas superiores de bus
n
n
ASAS
-i
n
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Están sobredimensionados o son demasiado potentes
Utilizan cables de conexión demasiado caros o inadecuados
Velocidades de transmisión demasiado elevadas
La electrónica de control esta sobre dimensionada cuando
se utilizan participantes en la red con pocas señales
binarias
8
•4
Introducción
n
n
n
ASAS
-i
n
Debido a esto hay que conectar muchos equipos binarios a
la red à Aumentan costes
La red tiene que ser sencilla de montar y el usuario debe
ser capaz de ponerla en servicio de forma rápida y sin
grandes conocimientos técnicos
Los costes por cada conexión deben ser bajos y acordes
con los datos transmitidos por la red.
La red AS-i tiene que ser capaz de conectar sensores y
actuadores binarios, y debe servir de conexión con los
niveles de control superiores. Todo esto tiene ser
sencillo, económico y adecuado a cada proceso
industrial.
ASAS
-i
9
ISA-UMH ©
Introducción
n
La red AS-i cumple con todos estos requerimientos de una
forma precisa.
n
Aplicaciones con IP-65/HIP-67 ambientes exigentes
Aplicaciones con IP-20 dentro de cuadro
n
Temperaturas entre -25º y +85º
ASAS
-i
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
10
•5
Introducción
AS-Interface - la variante de instalación:
M1
M2
M3
C1
C2
C3
Maestro
ASAS
-i
C4
con mazo de cables
con AS-Interface
ASAS
-i
11
ISA-UMH ©
Introducción
n
Ventajas en reducción de costes
n
Siguiente Transp gráfico
ASAS
-i
n
Según un estudio de la universidad técnica de Munich, en
una máquina fresadora se ahorra hasta un 25% de los
costes de la instalación, si se utiliza la red AS-Interface. A
pesar de que los costes de los módulos de AS-Interface son
en principio superiores a los de los sensores y actuadores
tradicionales, al considerar los costes totales de montaje e
instalación de toda la instalación, el ahorro que se obtiene
suele ser de un 15-30%.
ASAS
-i
ISA-UMH ©
12
•6
ASAS
-i
Introducción
ASAS
-i
13
ISA-UMH ©
Componentes de red
Fuente de alimentación
AS-Interface
Maestro
AS-Interface
Distribuidor
Sonar -BERO
con AS-Interface
Columna de
señalización
Módulo E/A
ASAS
-i
Botonera
SIGNUM 3SB3
UHILF
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Arrancador de motor
14
•7
Componentes de la red
n
Cable plano de AS-i
n
n
n
ASAS
-i
n
n
Codificación mecánica para evitar posibles cambios
de polaridad
Rápida conexión de componentes gracias a la
propiedad de autorregeración del cable
Elevada capacidad de conductividad y flexibilidad
para una rápida instalación
Grado de protección IP 65, apto para ambientes
industriales rudos
Usar un cable redondo estandar
De 2 hilos de 1,5 mm2
ASAS
-i
15
ISA-UMH ©
Componentes de red
Cable plano protegido contra
polaridad incorrecta
Fijar el módulo
de acoplamiento
Conectar el cable
AS-i amarillo
ASAS
-i
Cuchillas de
penetración
Colocar encima el
módulo de acoplamiento,
atornillar los 2 módulos.
¡Ya está listo!
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Electromecánica
AS-Interface
16
•8
Componentes de red
n
Cable perfilado => Protección contra cambio de polaridad
n
Cable de material especial => Autorregenerable
n
ASAS
-i
n
Variantes resistentes contra materiales hostiles:
PUR (Poliuretano): Resistente contra materiales engrasantes
TPE (Elastómero termoplástico): Resistente contra gasolina o
diesel
Suministrable en color:
amarillo
Datos y Energía - 30V DC
negro
Alimentación auxiliar a 24V DC apar esclavo AS-i
para usarlo con los módulos base FK- E
Alimentación auxiliar a 230V AC para esclavos
rojo
ASAS
-i
17
ISA-UMH ©
Componentes de red
n
Topologías de red
n
Se puede montar como una red eléctrica estandar,
debido al robusto principio de funcionamiento sobre el
que se asienta no hay limitaciones en cuanto a la
estructura(topología de la red)
n
n
En el sistema estandar hasta 31 esclavos
(4entradas/4salidas) (124E/124S).
ASAS
-i
n
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Árbol, línea, estrella
Nueva v2.1 62 (4E/3S) (248E/186E)
Los sensores directamente conectables ocupan una
dirección
18
•9
Componentes de red
Estrella
Linea
Rama
Controlador
Controlador
Controlador
Maestro
Maestro
Maestro
Maestro
Arbol
Controlador
Maestro
Maestro
Maestro
Maestro
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
ASAS
-i
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
Esclavo
ASAS
-i
19
ISA-UMH ©
Componentes de Red
Fuente de alimentación
AS-Interface
Maestro
AS-Interface
Distribuidor
Sonar -BERO
con AS-Interface
Columna de
señalización
Módulo E/A
ASAS
-i
Botonera
SIGNUM 3SB3
UHILF
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Arrancador de motor
20
•10
Componentes de red
n
Conexión de sensores y actuadores
n
Chip ASIC
n
n
ASAS
-i
n
n
Los sensores y actuadores desarrollados para el bus AS-i
disponen de un circuito integrado ASIC (Application Specific
Integration Circuit)
Si se desean integrar en el bus sensores o componentes estándar
(finales de carrera, fotocélulas, contactores...) se dispondrá de
una interfaz de conexión que puede admitir hasta cuatro sensores
y cuatro accionadores estándar(componentes no comunicantes)
El ASIC se encarga de gestionar todas las funciones del sensor i
accionador para proporcionar al maestro AS-i información sobre
el estado de las entradas/salidas o bien comunicarle la
disponibilidad de funcionamiento del sensor o del accionador.
Tamaño reducido à Integrar facilmente en el sensor o
accionador.
ASAS
-i
21
ISA-UMH ©
Componentes de red
n
El AS-Interface permite la configuración al montaje
de esclavos integrados
D0 = Señal conmutación
D1 = Señal aviso
una toma
D2 = Indicación de disposición
D3 = Función de prueba
P0 = Temporizador
ASAS
-i
AS-Interface
Esclavo IC
Carcasa
común
ASAS
-i
ISA-UMH ©
P1 = Inversión
P2 = Factor de impulsos
P3 = Función especial
Sensor
o
Actuador
Alimentación eléctrica
22
•11
Componentes de red
ASAS
-i
Barreras de fotocélulas K80
Aparatos
de mando
y señalización
SIGNUM
Arrancadores
de motor
descentralizados
ASAS
-i
23
ISA-UMH ©
Componentes de red
n
El AS-Interface permite la conexión de sensores y
actuadores convencionales:
D0 = Señal de sensor
una toma
D1 = Señal de sensor
D2 = Señal de actuador
ASAS
-i
IC esclavo D3 = Señal de actuador
AS-Interface
P0
1 Carcasa de
módulo
Watchdog
Alimentación eléctrica
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Hasta 4 sensores y/o
4 actuadores
24
•12
ASAS
-i
Componentes de red
ASAS
-i
25
ISA-UMH ©
Componentes de red
n
Terminal de direccionamiento
n
n
n
n
n
n
ASAS
-i
n
n
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Lee direcciones de esclavos 0...31,A,B; muestra la
configuración completa sin desplazarse por la pantalla
Lectura de los códigos IO e ID de los esclavos
(incluyendo los códigos ampliados ID 1 e ID 2)
Modo estándar y extendido de acuerdo a la especificación
AS-Interface version 2.1
Programación de los códigos ID 1
Test funcional de los esclavos
Detección completa de la configuración del sistema
Función de diagnóstico para esclavos digitales y
analógicos
Función de memoria
Función de pasarela-PC
26
•13
Componentes de red
Testeo de AS-Interface
n
Modo Maestro
n
Programación y testeo de esclavos
n
Supervisión del bus
n
Memoria para la configuración y
documentación del sistema
ASAS
-i
n
ASAS
-i
27
ISA-UMH ©
Componentes de Red
Fuente de alimentación
AS-Interface
Maestro
AS-Interface
Distribuidor
Sonar -BERO
con AS-Interface
Columna de
señalización
Módulo E/A
ASAS
-i
Botonera
SIGNUM 3SB3
UHILF
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Arrancador de motor
28
•14
Componentes de red
n
Maestro
n
Dos tipos:
n
n
n
AS-i es un bus con un maestro único que se encarga de
gestionar la comunicación con los esclavos.
n
ASAS
-i
Maestro PLC con tarjeta de comunicación AS-i incorporada
Maestro Pasarela. Transforma el bus AS-i en un simple
nodo de comunicación de un bus de nivel superior. Existen
maestros pasarelas para los buses FIPIO, Modbus,
Profibus, Interbus...
El maestro pregunta sucesivamente a cada esclavo y
espera la respuesta. El ciclo dura 5 ms con 31 esclavos y
10 ms con 62
ASAS
-i
29
ISA-UMH ©
Componentes de red
n
n
En contra posición con otros sistemas de bus más
complejos, la red AS-i se configura de forma automática,
sin que el usuario tenga que utilizar ningún software de
parametrización.
El propio maestro se encarga de realizar el diagnóstico
de todo el sistema. Reconoce los fallos de cualquier
punto de la red, indica que tipo de fallo y determina que
esclavo lo ha producido.
S7-300
S7-200
ASAS
-i
CP 2413 para AT-PC:
ASAS
-i
ISA-UMH ©
DP/AS-i-Link
30
•15
Componentes de red
AS-Interface: Comunicación sencilla
Controlador
Maestro
Llamadas a maestro:
Slave 1
ASAS
-i
Slave 1
Slave 2
Slave 31
Slave 2
Slave 1
Slave 31
Slave 1
Respuestas de esclavo:
Para el usuario: sin programación; sin configuración - ¡¡basta con la dirección!!
ASAS
-i
31
ISA-UMH ©
Componentes de Red
Fuente de alimentación
AS-Interface
Maestro
AS-Interface
Distribuidor
Sonar -BERO
con AS-Interface
Columna de
señalización
Módulo E/A
ASAS
-i
Botonera
SIGNUM 3SB3
UHILF
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Arrancador de motor
32
•16
Componentes de red
n
Fuente de alimentación
n
n
n
Son fuentes específicas. NO FUENTES ESTANDAR.
Fuente de alimentación AS-i suministra una tensión entre
29.5 y 31.5 VDC. Normalmente resistentes a
cortocircuitos y sobrecargas.
Característica fundamental: ACOPLAMIENTO
INTEGRADO DE DATOS
n
n
ASAS
-i
n
n
Superpone la tensión de alimentación a los datos.
Suministra energía a los sensores conectados a la red.
Ojo las salidas de cada uno de los nodos de la red se
alimentan con una fuente auxiliar de 24 VDC (cable negro
perfilado)
Cada segmento de la red AS-i necesita su propia fuente
de alimentación
ASAS
-i
33
ISA-UMH ©
Componentes de red
IP65 AS-i 2,4A
IP20 AS-i 2,4A
• IP20 AS-i 7A
ASAS
-i
• Combi-NT IP20
AS-i 3,5A
+ 24V DC 4,5A
• Dual- NT IP20
2x AS-i 3,5A
ASAS
-i
ISA-UMH ©
34
•17
Componentes de red
n
Repetidores y extensores
La red AS-i funciona sin problemas hasta una longitud de 300
metros (100 metros sin repetidor).
n
n
Repetidor
En caso de que la instalación necesite más de 100 metros, se
puede ampliar la red con 2 repetidores en serie hasta un
máximo de 300 metros, 100 metros por cada nuevo segmento.
El repetidor trabaja como un amplificador de señal.
Los esclavos se pueden conectar en cada uno de los 3
segmentos de la red AS-i. NO AUMENTA EL Nº DE ESCL
Cada segmento necesita su propia fuente de alimentación.
El repetidor se encarga de realizar una separación galvánica
entre ambos segmentos de red, ej. no propaga un corto
n
n
ASAS
-i
n
n
n
ASAS
-i
35
ISA-UMH ©
Componentes de red
F.A . AS-i
SI E ME NS
O WE R S
P
U P P
L Y
S I+
A
S IA
SI EMENS
h irm
c
S
1
2
3
4
5
O WE R S
P
UP P
L Y
6
S I+
A
L 1
S IA
N
h irm
c
S
S c h
ir m
1 2 3 4 5 6
L 1
A I
S
+
S I
A
-
N
S c h
ir m
S I
A
+
W
O
P
S
P
U
S
R
E
W
O
P
S
P
U
S
R
E
1
M
IE
2
6
5
4
3
1
2
6
5
4
3
rm
S
N
E
i
ch
S
Y
L
ir
h
-c
I+
S
A
S
W
O
P
M
IE
P
U
S
R
E
S
N
E
Y
L
ir
h
-c
I+
S
A
1
m
2
6
5
4
3
2
3
4
5
6
U
S
R
E
W
M
IE
Y
L
P
2
5
4
3
6
1
ch
S
irm
L 1
N
W
O
P
S
P
U
S
R
E
1
2
6
5
4
3
M E
IE
S
N
Y
L
I+
S
A
ir
h
c
S
m
1
L
N
i
ch
S
m
1
S c h
ir m
S I
A
+
S I
A
-
ir
h
-c
I+
S
A
rm
L
N
rm
Repetidor
S I+
A
S IA
h irm
c
S
1
S I
A
-
S
N
E
Y
L
N
1
L
IS
A
I+
S
A
I+
S
A
IS
A
IS
A
rm
I+
S
A
-
S
O
P
N
E
S
irm
h
-c
I+
S
A
S
A
+
I
S
-A
I
Repetidor
SI E ME NS
O WE R S
P
U P P
L Y
M
IE
m
N
1
L
i
ch
S
I+
S
A
N
1
L
i
ch
S
Máx. 100m
por segmento
Máx. 100m
por segmento
ASAS
-i
Máx. 100m
por segmento
ASAS
-i
ISA-UMH ©
36
•18
Componentes de red
Máx. 100m
por segmento
F.A . AS-i
SI E ME N
S
O W E R S
P
U P P
L Y
S
A
1
2
3
4
5
I+
S
A
I-
h
c
S
irm
SI E ME NS
O W E R S
P
U P P
L Y
6
L 1
S I+
A
S IA
N
h
c
S
S c h
ir m
1
2
3
4
5
irm
6
L 1
S I
A
+
S I
A
-
N
S c h
ir m
S I
A
+
S I
-A
S
W
O
P
W
O
P
S
P
U
S
R
E
1
1
L
M
IE
2
6
5
4
3
S
N
E
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
1
I
iA
ch
S
N
I+
iA
h
c
S
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
S
N
E
W
O
P
S
P
U
S
R
E
1
1
L
M
IE
2
6
5
4
3
S
N
E
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
m
N
1
L
m
m
N
rm
I+
iA
h
c
S
IS
A
+
rm
S
rm
O
P
IS
A
1
IS
A
1
2
3
4
5
S
A
I+
S
A
I-
h
c
S
irm
Repetidor
6
L 1
N
M
IE
Y
L
P
I+
S
A
2
5
4
3
N
E
6
irm
h
I-c
S
A
S
1
I
irm
S
A
-+
I
O
P
S
U
S
R
E
W
M
IE
Y
L
P
I+
S
A
1
2
5
4
3
6
irm
h
I-c
S
A
Repetidor
SI E ME N
S
O W E R S
P
U P P
L Y
U
S
R
E
W
L
N
A
ch
S
SI E ME N
S
O W E R S
P
U P P
L Y
S
A
I+
S
A
I-
h
c
S
irm
S c h
ir m
1
S I
A
+
S I
A
-
W
O
P
S
P
U
S
R
E
1
1
L
M
IE
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
I+
iA
ch
S
2
3
4
5
6
S
N
E
I+
S
A
Y
L
L 1
m
N
N
rm
IS
A
S c h
ir m
Máx. 100m
por segmento
S
W
O
P
M
IE
P
U
S
R
E
S I
A
+
S I
A
-
S
N
E
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
1
1
L
m
2
6
5
4
3
N
I+
iA
h
c
S
rm
IS
A
L
N
1
A
ch
S
I
irm
S
A
-+
I
N
E
S
ASAS
-i
Repetidor
Máx. 100m
por segmento
ASAS
-i
37
ISA-UMH ©
Componentes de red
F.A . AS-i
Máx. 100m
por segmento
SI EME N S
O
P
W E
R
S
U
P
1
2
4
5
6
L
1
Y
L
A
3
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
N
S
h
c
S
A
ir
m
SI EME N S
O W E
P
R S U P L
Y
S
A
1
2
L
1
3
4
5
A
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
6
I
N
+
I
-
S c
h
ir
m
S I
A
+
S I
A
I
S
W
O
P
1
2
N
M
E
S
Y
L
P
U
S
R
E
I+
S
A
6
5
4
3
irm
h
I-c
S
A
S
N
1
L
I
irA
ch
S
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
rm
W
O
P
m
S
N
E
I
S
W
O
P
m
I+
S
A
N
M
E
S
Y
L
P
U
S
R
E
I+
S
A
1
2
1
L
6
5
4
3
irm
h
c
S
irN
ch
S
m
S
I+
S
A
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
rm
W
O
P
IS
A
+
S
N
E
m
I+
S
A
Repetidor
SI EME N S
O
P
W E
R
S
U
P
1
2
4
5
6
Y
L
A
L
3
Repetidor
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
1
N
S
h
c
S
A
ir
S
A
SI EME N S
O
P
S
W
O
P
1
I
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
S
N
E
m
N
1
L
I
iA
ch
S
W E
R
S
U
P
1
2
4
5
6
L
1
Y
L
A
Máx. 100m
por segmento
m
I
+
-
rm
IS
A
+
3
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
N
S
h
c
S
A
W
O
P
I
S
Y
L
P
U
S
R
E
I+
S
A
1
2
N
M
E
6
5
4
3
irm
h
I-c
S
A
S
A
m
I
I
-
N
1
L
I
irA
ch
S
ir
+
S
m
IS
A
+
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
S
rm
W
O
P
S
N
E
m
I+
S
A
F.A . AS-i
Repetidor
SI EME N S
O
P
W E
R
S
U
P
1
2
4
5
6
Y
L
A
3
I+
S
A
IS
S
i
h
c
SI EME N S
rm
O W E
P
R S U P L
Y
A
L
1
N
S
h
c
S
A
ir
m
ASAS
-i
Máx. 100m
por segmento
S
A
1
2
L
1
3
4
5
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
6
I
N
+
I
-
S c
h
ir
m
S I
A
+
S I
A
I
S
W
O
P
I
S
W
O
P
1
2
N
M
E
S
Y
L
P
U
S
R
E
I+
S
A
6
5
4
3
irm
h
I-c
S
A
N
1
L
I
irA
ch
S
m
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
S
rm
W
O
P
I+
S
A
S
N
E
1
2
m
N
M
E
-
S
Y
L
P
U
S
R
E
I+
S
A
6
5
4
3
irm
h
I-c
S
A
N
1
L
I
irA
ch
S
m
S
IS
A
+
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
rm
W
O
P
IS
A
+
S
N
E
m
I+
S
A
Repetidor
Repetidor
SI EME N S
O
P
W E
R
S
U
P
1
2
4
5
6
L
1
Y
L
A
3
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
N
S
h
c
ir
S
A
I
m
+
I
S
W
O
P
N
M
E
S
Y
L
P
U
S
R
E
I+
S
A
1
2
1
L
6
5
4
3
irm
h
c
S
irN
ch
S
m
S
A
I
-
I+
S
A
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
S
rm
W
O
P
S
N
E
m
I+
S
A
Repetidor
ASAS
-i
ISA-UMH ©
38
•19
Componentes de red
n
Extensor
n
n
El cable AS-i se puede ampliar por medio de un extensor
más un repetidor.
En la config. PLC-extensor-Repetidor
n
n
ASAS
-i
n
No se puede conectar ningún esclavo entre el PLC y el
extensor.
No se necesita ninguna fuente de alimentación entre PLC y
extensor.
Recomendables cuando se tiene mucha distancia (pero
siempre menos de 300 metros) entre la instalación y el
armario de distribución donde esta conectado el PLC
ASAS
-i
39
ISA-UMH ©
Componentes de red
Máx. 100 m
Máx. 100 m
SIEMEN S
POWER SUPPL
Y
SI +
A
SI A
c h irm
S
F.A. AS-i
1 2 3
4 5 6
L1
N
Sc h ir m
SIEMEN S
ASI
+
ASI
-
POWER SUPPL
Y
SI +
A
SI A
c h irm
S
1 2 3
4 5 6
L1
N
Sc h ir m
S IE
M E
N S
O
P
U
S
R
E
W
Y
L
P
2
5
4
3
6
I+
S
A
irm
h
c
S
1
W
O
P
S
P
U
S
R
E
1
M E
IE
S
N
2
6
5
4
3
Y
L
I+
S
A
ir
h
c
S
m
ASI
+
ASI
-
S IE
M E
S
N
W
O
P
P
U
S
R
E
1
2
6
5
4
3
Y
L
I+
S
A
ir
h
c
S
L
N
1
A
h
c
S
I
irm
S
A
-+
I
m
N
1
L
1
L
I
iA
h
c
S
N
i
ch
S
rm
IS
A
+
rm
I+
S
A
-
S IE
M E
N S
O
P
U
S
R
E
W
Y
L
P
1
2
5
4
3
6
I+
S
A
irm
h
c
S
L
N
1
A
h
c
S
I
irm
S
A
-+
I
ASAS
-i
Máx. 100 m
Extensor
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Repetidor
40
•20
Componentes de red
Máx. 100m
por segmento
F.A . AS-i
SI E ME N
S
O W E R S
P
U P P
L Y
S
A
1
2
3
4
5
I+
S
A
I-
h
c
S
irm
SI E ME NS
O W E R S
P
U P P
L Y
6
L 1
S I+
A
S IA
N
h
c
S
S c h
ir m
1
2
3
4
5
irm
6
L 1
S I
A
+
S I
A
-
N
S c h
ir m
S I
A
+
S I
-A
S
W
O
P
S
W
O
P
M
IE
P
U
S
R
E
S
N
E
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
1
1
L
S
N
E
S
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
1
1
L
m
W
O
P
I+
iA
h
c
S
rm
M
IE
P
U
S
R
E
m
S
N
E
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
2
6
5
4
3
1
1
L
rm
I+
iA
h
c
S
N
2
6
5
4
3
N
I+
iA
h
c
S
M
IE
P
U
S
R
E
m
2
6
5
4
3
N
IS
A
S
rm
W
O
P
M
IE
P
U
S
R
E
IS
A
S
N
E
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
IS
A
1
1
L
m
2
6
5
4
3
N
I+
iA
h
c
S
rm
IS
A
Repetidor
Extensor
SI E ME N
S
O W E R S
P
U P P
L Y
S
A
Máx. 100m
por segmento
1
2
3
4
5
I+
S
A
I-
h
c
S
irm
6
L 1
N
S c h
ir m
S
W
O
P
M
IE
P
U
S
R
E
ir
h
I-c
S
A
1
1
L
S I
A
+
S I
A
-
S
N
E
I+
S
A
Y
L
m
2
6
5
4
3
N
I+
iA
h
c
S
rm
IS
A
S
W
O
P
1
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
S
N
E
m
N
1
L
I
iA
ch
S
rm
IS
A
+
Máx. 100m
por segmento
Repetidor
SI E ME NS
ASAS
-i
O W E R S
P
U P P
L Y
S I+
A
S IA
h
c
S
1
2
3
4
5
irm
6
L 1
N
S c h
ir m
S I
A
+
W
O
P
S
P
U
S
R
E
1
1
L
M
IE
2
6
5
4
3
S I
-A
S
N
E
I+
S
A
Y
L
ir
h
I-c
S
A
m
N
I+
iA
h
c
S
rm
S
IS
A
O
P
1
U
S
R
E
W
M
IE
Y
L
P
I+
S
A
2
5
4
3
6
irm
h
I-c
S
A
L
N
1
A
ch
S
I
irm
S
A
-+
I
N
E
S
Repetidor
ASAS
-i
41
ISA-UMH ©
Componentes de red
Máx. 100m
por segmento
F.A . AS-i
SI EME N S
O W E
P
R
S
U
P
1
2
4
5
6
L
1
Y
L
A
3
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
SI EME N S
O W E
P
R S U P L
Y
A
I+
S
A
IS
S
i
h
c
N
S
ch
S
A
ir
m
1
2
3
4
5
rm
6
L 1
I
+
S
A
N
I
-
S c
h ir
m
S I
A
+
S I
A
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
S
rm
W
O
P
S
W
O
P
1
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
S
N
E
m
N
1
L
I
iA
ch
S
S
S
N
E
W
O
P
m
I+
S
A
rm
1
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
S
N
E
m
N
1
L
I
iA
ch
S
rm
S
IS
A
+
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
rm
W
O
P
IS
A
+
S
N
E
m
I+
S
A
Repetidor
Extensor
SI EME N S
O W E
P
R
S
U
P
1
2
4
5
6
L
1
Y
L
A
3
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
N
S
ch
S
A
W
O
P
S
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
I
iA
ch
S
ir
m
I
+
S
N
E
S
A
m
I
-
N
1
L
rm
IS
A
+
S
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
rm
W
O
P
Máx. 100m
por segmento
ASAS
-i
Máx. 100m
por segmento
S
N
E
m
I+
S
A
Repetidor
SI EME N S
O W E
P
R S U P L
Y
A
Extensor
1
2
3
4
5
I+
S
A
IS
S
i
h
c
rm
6
L 1
N
S c
h ir
m
S I
A
+
S I
A
S
W
O
P
1
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
2
6
5
4
3
ir
h
I-c
S
A
S
N
E
m
N
1
L
I
iA
ch
S
rm
IS
A
+
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
1
1
L
2
6
5
4
3
ir
h
c
S
iN
ch
S
S
rm
W
O
P
S
N
E
m
I+
S
A
S
W
O
P
1
P
U
S
R
E
M
IE
I+
S
A
Y
L
2
6
5
4
3
S
N
E
ir
h
I-c
S
A
m
N
1
L
I
iA
ch
S
rm
IS
A
+
Extensor
ASAS
-i
ISA-UMH ©
42
•21
Componentes de red
Repetidor/Extensor
n
Extensor para incrementar la distancia
entre un maestro (máx. 100 m) y un
segmento de AS-i
ASAS
-i
n
Repetidor para extender 100 m el cable
de
AS-i (máx. 300 m)
ASAS
-i
43
ISA-UMH ©
Comunicación maestro-esclavo
n
Los telegramas maestro-esclavo incluyen la pregunta
del maestro y la respuesta del esclavo
n
Estas preguntas respuestas son tramas de dimensiones
reducidas y longitud fija llamadas telegramas.
n
ASAS
-i
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Recogen información útil como la dirección del esclavo, el
valor de sus entradas salidas, su identificación (perfil), su
estado, etc.
Toda esta información resulta accesible a través de los
servicios de lectura/escritura de datos, lectura de status,
lectura de identificación, asignación de dirección, etc. del
maestro AS-i.
44
•22
Comunicación maestro-esclavo
Estructura de un telegrama de AS-i
n
n
n
Maestro 14 bits
Esclavo 7 bits
Telegrama del maestro
Pausa del
Pausa del
maestro Respuesta del esclavo esclavo
0 SB A4 A3 A2 A1 A0 I4 I3 I2 I1 I0 PB 1
ST
EB
ASAS
-i
ST
SB
A4...A0
I4
I3...I0
PB
EB
Bit de comienzo, siempre "0"
Bit de control
0... Petición de datos
1... Función M1
Dirección del esclavo solicitado (5 Bit)
Bits de información
0...Petición de datos
1...Petición de parámetros
Bits de datos netos (4 Bit)
Bit de paridad
Bit de finalización, siempre "1"
0 I3 I2 I1 I0 PB 1
ST
ST
I3...I0
PB
EB
EB
Bit de comienzot, siempre "0"
Bits de datos netos
Bit de paridad
Bit de finalización, siempre "1"
ASAS
-i
45
ISA-UMH ©
Comunicación maestro-esclavo
n
El protocolo AS-i se basa en el funcionamiento en
“polling” maestro/esclavo.
n
ASAS
-i
n
ASAS
-i
El maestro interroga a los esclavos por turno y de forma
cíclica
Existen otros intercambios de datos de tipo no
cíclico, que gestiona el maestro AS-i, para tener en
cuenta los cambios de configuración o incluso las
fases de arranque del bus.
ISA-UMH ©
46
•23
Comunicación maestro-esclavo
n
Normalmente desde la fase de puesta en tensión el
Maestro AS-i gestiona las siguientes etapas:
n
Inicialización
ASAS
-i
n
Durante esta fase, todos los buffers del maestro están en
su estado inicial. Entre los buffers destacan dos tablas de
imágenes de las entradas/salidas y, sobre todo, tres tablas
sobre:
n Lista de los esclavos detectados en el bus
n Lista de los esclavos proyectados, es decir, los esclavos
identificados en la configuración de referencia del
maestro
n Lista de los esclavos activos, es decir aquellos que
pueden intercambiar información con el maestro.
ASAS
-i
47
ISA-UMH ©
Comunicación maestro-esclavo
n
Arranque
n
n
n
Intercambios
ASAS
-i
n
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
En esta etapa se detectan los esclavos conectados al bus;
el maestro los memoriza en la lista de esclavos detectados.
Compara el perfil de los esclavos reconocidos con la
configuración de referencia del maestro (esclavos
proyectados) y elabora la lista de esclavos que deben ser
activados, es decir, aquellos con los que puede dialogar
(esclavos activos).
Finalmente cuando concluye la fase de activación el
sistema se encuentra en estado de funcionamiento normal.
n Intercambio cíclico de datos entre el maestro y el escl
Durante esta fase el maestro puede enviar un comando de
control a un esclavo. Sólo un cmd de ctrl por ciclo.
48
•24
Comunicación maestro-esclavo
n
n
n
LDS ... Lista de esclavos existentes
LAS ... Lista de esclavos activos
LPS ... Lista de esclavos configuracdos
Testeo
de todos
los esclavos
AS-i
LDS
(inteno)
OK
Activación
de los
esclavos
LAS
(interno)
ASAS
-i
Comparación
Lista de
esclavos
deseados
en la red
Error
LPS
(interno)
Error de configuración
No hay activación de
los esclavos
Maestro AS-i (interno)
Usuario
AS-i
AS-
49
ISA-UMH ©
Comunicación maestro-esclavo
n
Intercambio de datos CPU-Maestro-Esclavo
CPU
Maestro AS-i
Datos de
entrada
Esclavos
1
Datos de
entrada
2
Programa
ASAS
-i
3
Datos de
salida
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Datos de
salida
...
50
•25
Comunicación maestro-esclavo
n
Intercambio de información Maestro-Esclavo
0110
Respuesta
Datos de
entrada
Petición
ASAS
-i
1100
Datos de
salida
0
1 Entradas
1
0
1
1 Salidas
0
0
Esclavo
Maestro AS- i
ASAS
-i
51
ISA-UMH ©
Comunicación maestro-esclavo
n
Mapa de memoria de los esclavos en el PLC
Nº de bit E/S
n+15
.
.
.
n+5
n+4
n+3
n+2
ASAS
-i
n+1
Dirección
básica = n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
n+0
S5 - 95U
CP 2433
Esclavo 30
Esclavo 31
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 10
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 8
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 6
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 4
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 2
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Bits de control
Nº de bits E/A 7
6
5
4
Esclavo 11
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 9
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 7
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 5
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 3
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Esclavo 1
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
3
2
1
0
Esclavo Nr. 2
(Dir. 2)
Esclavo Nr. 3
(Dir. 3)
Esclavo Nr. 4
(Dir. 4)
Esclavo Nr. 9
(Dir. 9)
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
52
•26
Tipos de Esclavos
Módulos de usuario
IP65/67
(digitales y neumáticos)
ASAS
-i
Módulos para derivación
a consumidor
Modulos IP20
ASAS
-i
53
ISA-UMH ©
Tipos de Esclavos
ASAS
-i
Barreras de fotocélulas K80
ASAS
-i
ISA-UMH ©
Aparatos
de mando
y señalización
SIGNUM
Arrancadores
de motor
descentralizados
Detectores de proximidad
BERO
54
•27
Aplicaciones
Cintas transportadoras en montaje convencional
ASAS
-i
n
...
ASAS
-i
55
ISA-UMH ©
Aplicaciones
Cintas transportadoras con derivaciones de
consumidor descentralizadas
ASAS
-i
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
56
•28
Aplicaciones
Derivaciones de consumidor en AS-i
n
ASAS
-i
n
Arrancadores de motor como participantes individuales en la
red AS-i
Para accionamientos y señales distribuídas por toda la
instalación
ASAS
-i
57
ISA-UMH ©
Aplicaciones
ASAS
-i
n
Cintas transportadoras con derivaciones de consumidor
descentralizadas
n
El cableado de potencia se reduce a un solo “cable de energía”
n
Se necesitan pocos cables que pesan poco y ocupan lo mínimo:
Las bandejas y las canaletas son más pequeñas
n
Menos cables, con los que se reduce el riesgo de incendios
n
Tiempos de montaje muy cortos para el cable de datos y el de
potencia
n
Se puede realizar la puesta en marcha sin el sistema de control
conectado
n
Todos los módulos de la instalación son estándar (fabricación en
serie)
n
Armarios de distribución más pequeños con menos necesidades de
espacio
n
Reducción de hasta un 30% en los tiempos de parada
ASAS
-i
ISA-UMH ©
58
•29
Aplicaciones
Cintas transportadoras con derivaciones de
consumidor descentralizada en Volkswagen
ASAS
-i
n
ASAS
-i
59
ISA-UMH ©
Aplicaciones
n
Utilización de los actuadores neumáticos hoy en día
n La conexión de un bus de campo reduce hoy por hoy
el cableado de las señales E/A, pero sin embargo:
n
Además, se necesitan módulos de entrada para señalar
el estado de la posición del cilindro neumático
ASAS
-i
n
Los tubos neumáticos siguen de la misma manera:
n Tubos largos = Tiempos de reacción elevados
n Tubos largos = Grandes caudales de aire = Válvulas
más grandes
n Muchos tubos = Estructuras complicadas
n Montaje y puesta en marcha muy costosa
ASAS
-i
ISA-UMH ©
60
•30
Aplicaciones
n
n
n
ASAS
-i
n
La configuración del sistema de válvulas
tiene que ser fijada antes de realizar el
proyecto
No son posibles modificaciones o
ampliaciones del sistema, o son
demasiado caras y costosas
Almacenamiento complicado/Piezas de
repuesto difíciles de conseguir
La reducción de posibles variantes de los
equipos hace que a menudo se
sobredimensione el sistema. Esto
significa en la práctica, que sólo se
emplea aproximadamente el 80% de la
capacidad de las válvulas
ASAS
-i
61
ISA-UMH ©
Aplicaciones
n
As-i
ASAS
-i
Cable AS-Interface
Tubos neumáticos
ASAS
-i
ISA-UMH ©
62
•31
Aplicaciones
n
Módulos AS-i neumáticos
n
Módulos neumáticos como participantes de la red AS-i
n
ASAS
-i
n
Para hasta 2 cilindros de doble efecto, en función del tipo
de módulo
Para cilindros distribuídos de forma esparcida por toda la
instalación
Aire
Cable AS-i
ASAS
-i
63
ISA-UMH ©
Aplicaciones
Ejemplo
ASAS
-i
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
64
•32
ASAS
-i
Aplicaciones
ASAS
-i
65
ISA-UMH ©
Aplicaciones
Selección de botellas vacías en la Bier Schneider, Dortmund
ASAS
-i
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
66
•33
Aplicaciones
n
n
ASAS
-i
n
n
n
La instalación tiene una extensión de 60 x 30 metros
a lo largo de 3 edificios. Se encarga de identificar y
dis-tribuir por hora hasta 6.000 cajas de botellas
vacías de diferentes marcas, y posee 14 líneas de
distribución.
4 S7-300
Más de 100 módulos de 4 entradas, sobretodo
sensores de proximidad ópticos
2 CPs por PLCà 8 redes AS-i de 100 metros
20 modulos neumáticos
ASAS
-i
67
ISA-UMH ©
Aplicaciones
ASAS
-i
VW
Cada día se transportan, se controlan y
se montan 2.000 motores. El control
de las paradas y marcha de los
motores se hace con ayuda de los
arrancadores compactos para ASInterface.
ASAS
-i
ISA-UMH ©
68
•34
Aplicaciones
Bauder
ASAS
-i
n
ASAS
-i
ISA-UMH ©
69
•35