AS-Interface – 智能现场总线标准

AS-Interface (AS-i) 是一种高效且功能强大的总线系统,可将最低现场层的所有传感器和执行器与上层控制系统相连,实现无比的便利性、安全性和集成性。AS-Interface 可作为 PROFIBUS 和 PROFINET 的一种具有成本优势的接口,便于工程组态。该接口根据 IEC 62026-2 实现了标准化。所有部件都符合 AS-i 规范,并相应进行了测试和认证。AS-i 标准不依赖于具体制造商。

AS-Interface 的技术规范

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AS-i 的不同形式

适合各种应用的解决方案

AS-i 可根据任何系统规模和任何安全要求进行完美调整。它甚至适用于功耗较低的小型应用。

AS-Interface – 功能强大的系统,最长距离 600 m

它是需要通过 AS-i 电缆(30 V 额定电压)提供大规模扩展和/或提供较高总电流的 AS-i 网络的最佳选择。

每个 AS-i 基本包括主站、电源以及各种标准和安全型站(从站)。主站通过循环轮询来确保与从站之间的通信。AS-i 电源装置为网络的从站和传感器供电。

 

AS-Interface 网络可极为方便地直接连接到 SIMATIC 控制系统。为此,提供了通信处理器或通信模块。与 SIMATIC 控制系统的其它扩展模块一样,集成十分容易。除直接集成外,还可将 AS-i 链接器作为上层总线系统的馈入装置,分布式使用 AS-Interface。

每个 AS-i 网络的重要数据

  • 从站数:最多 62
  • I/O 数:最多 496 点输入和 496 点输出
  • 拓扑:任意,可组合,无终端电阻
  • 介质:无屏蔽双线电缆,用于传输数据和电能
  • 电缆长度:标准长度 100 m;使用中继器和扩展插头,可扩展至 600 m
  • 循环时间:5 ms(典型)
  • 循环时间:5 ms(典型)
  • 数据传输:数字量和模拟量(16 位)

 

西门子全范围解决方案提供商

AS-i 从站产品系列提供了所需的一切:从适用于现场和控制柜的简单及安全 I/O 模块,到带有 AS-i 接口的按钮和信号柱以及位置开关,直至功能强大的电机起动器和变频器、软件工具 (TIA Portal) 和服务。

 

  • 针对基于总线的标准技术和安全技术,一站式提供全面的 AS-i 产品线
  • 将 AS-i 设备一致集成在 SIMATIC 编程和诊断方案中以及 TIA Portal 工程组态框架中
  • 将 ASIsafe 应用集成在 SIMATIC 安全编程中(例如,Distributed Safety)
  • 在安全评估工具(经过 TÜV 测试)中,基于 ASIsafe 对整个安全链进行规划、计算和验证
  • 将附属 AS-i 网络集成在 PCS 7 过程控制系统中
  • 全球备件物流、咨询与服务

ASIsafe – 集成安全功能

ASIsafe 安全基础 (AS-i Safety at Work) 已成为每个 AS-i 网络不可分割的一部分,可通过专门的 ASIsafe 组件来使用和扩展。这样,标准及安全数据可在同一个 AS-i 总线系统上传输,此系统经过 TÜV 认证,安全等级达到 PL e / Cat. 4 或 SIL 3。ASIsafe 可以从较小的安全岛扩展到由上层安全 PLC来集成的系统级别的的故障安全系统中。

优点:

  • 将安全相关组件(如 EMERGENCY-STOP、防护门)直接集成在 AS-Interface 网络中
  • MSS 支持独立于控制器来实现安全相关功能,或者可使用 SIMATIC AS-i F-Link 全面集成在安全控制系统中
  • 安全等级可达到 PL e / Cat.4 / SIL 3
  • 根据 IEC 62026-2,与所有其它 AS-Interface 组件完全兼容

借助于基于 ET 200SP 的模块化 SIMATIC AS-i Link 链接器,AS-Interface 网络可方便地以故障安全方式连接到安全控制器,如 SIMATIC 或 SINUMERIK。通过 SIMATIC AS-i F-Link 链接器,AS-i 的优势也可在复杂的安全应用中加以利用。它们可促进 AS-Interface 的应用,例如,故障安全 SIMATIC 或 SINUMERIK 控制系统中使用。它们可充当基于总线的安全技术中的链接器,可在两个方向上将 ASIsafe 报文传输给 PROFIsafe 协议。通常,安全信号的检测是通过坚固耐用的 ASIsafe 从站实现的。安全数据在控制器中与标准数据同时进行处理。进行安全处理后,控制器发出安全相关断开命令,这些命令经由 PROFIsafe 传输到安全执行器,如电机起动器。安全相关信号在 ASIsafe 层进一步得到处理,例如,用于断开负载馈电装置中的安全 AS-i 输出。

 

SIMATIC AS-i F-Link – 基于 SIMATIC ET 200SP:

  • 用于较大数量结构的安全传感器和执行器
  • 用于庞大而复杂的安全逻辑
  • 用于大量安全相关断开电路
  • 用于上层现场总线上的进一步安全相关处理

ASIsafe 本地解决方案仅需要几个组件:一个模块化安全系统 (MSS) 或安全监控器和几个安全从站。既不需要故障安全 PLC,也不需要专用主站。MSS 监视安全传感器(如急停按钮),根据设置的安全逻辑对它们进行评估,并确保安全断开。断开是以分布式方式实现的,通过将 ASIsafe 与安全 AS-i 输出相结合,或通过集成在设备内的安全输出。

 

 

MSS 和安全监控器 – 最佳选择:

  • 安全从站具有中等或较小数量结构时
  • 安全断开电路的数量较少时
  • 安全技术和安全相关处理需要有针对性地与上层现场总线或控制系统分离时
  • 具有可管理的安全逻辑连接时

AS-i Power24V – 对对最大距离为 50 m 的小型应用,可实现最高 50% 的节约

使用 AS-i Power24V 时,控制系统的已有电源装置也为现场总线供电!对于最大 50 m 的网络长度,该电压绰绰有余。

 

AS-i Power24V 可用于自动化扩展,特别适合紧凑型机器(如机床);也可以用于控制柜内的应用。通过将已有的24 V 电源装置与数据解耦模块相结合,可以较低成本实现可扩展到 50 m 的 AS-i 网络。

 

借助于数据解耦模块,可以在 AS-i 网络中的同一条线路上传输数据和电能。甚至可以将用于多个 AS-i 网络的几个数据解耦模块连接到一个电源装置,从而获得附加成本优势。

优点:

  • 无需使用 30V AS-i 电源装置,节约了成本与空间
  • 将一个电源装置高效用于多个 AS-i 网络
  • 提高了小型系统中的标准化程度
  • 降低了 AS-Interface 的启动成本
  • 可利用已有的 AS-i 网络优势,例如,数据质量高、扩展诊断与维护信息、集成 ASIsafe 技术、可连接从站的数目不受限制等

产品

电源装置集中为 AS-i 网络和连接的从站供电。它们是 AS-Interface 网络不可分隔的一部分,与数据解耦模块相结合,有利于在同一根两线电缆上同时传输数据和电能。

最多 62 个标准从站或最多 31 个安全从站可连接至一个 AS-i 网络,用于与上层 AS-i 主站交换数据。西门子的 AS-i 从站产品线的范围从简单的 I/O 模块直至电机起动器和变频器。

AS-Interface 网络可极为方便地直接连接到 SIMATIC 控制器或分布式 I/O。为此,提供了通信处理器或通信模块。与 SIMATIC 的其它扩展模块一样,集成十分容易。

根据具体要求,您可以选择“小型”ASIsafe 本地解决方案,或借助于故障安全控制器下面 ASIsafe 与 PROFIsafe 之间的网关的 SIMATIC AS-i F-Link 实现系统范围的跨单元 ASIsafe 集成。

除直接集成外,AS-Interface 也可作为上层总线系统的馈入装置进行分布式使用。借助于 AS-i 网关(链接器),甚至可以在对中央控制器进行全面编程之前,就可以全面组装和调试从属 AS-i 网络。

西门子的系统组件产品线包括用于 AS-i 网络分析、AS-i 从站寻址以及范围扩展的产品。大量的其它附属部件(如分配器、M12 馈电器、安装板和电缆末端件)使该产品线变得十分完整,可用来非常方便和灵活地组装整个 AS-i 系统。

软件

从 SIMATIC STEP 7 V5.4 起,可方便地在系统中配置 AS-Interface 模块。STEP 7 包含一个从站选择对话框,只需点击一下鼠标,模块就会集成在相应 S7 项目中。所有与从站相关的设置(I/O 和 ID 代码)都自动完成。模块是通过选择列表来设置参数的,无需另外在操作指南中寻找参数位。全面的模块描述文本使系统归档变得很容易。

MSS ES 参数设置软件构成模块化安全系统 (MSS) 的中心部分,可用来快速而方便地设置安全功能和各种诊断选项。

AS-Interface 提供全面的诊断数据,可由 SIMATIC STEP 7 系统轻松地立即读出。这些数据可在 STEP 7 程序中互连,以响应系统状态和/或在操作员面板上输出以快速纠正故障。

 

为此,为 6"、8" (10") 和 15" 型彩色图形显示屏提供了一组功能完善的 S7-300/400/1200 函数块和预定义的画面。这些画面可通过 WinCC 针对其它显示器尺寸进行扩展。图形包括 AS-i 主站和从站诊断功能。

 

STEP 7 V5.5 / WinCC flexible

支持以下 AS-i 主站和链接器:

  • CP343-2 (P)
  • IE/AS-i Link PN IO
  • DP/AS-i Link Advanced
  • DP/AS-i Link 20E

 

STEP 7 V11 SPS2 / WinCC V11 SP2

支持以下 AS-i 主站和链接器:

  • CM1243-2
  • CP343-2 (P)

应用介绍

带有集成 PROFINET 接口的 SIMATIC 控制器提供了 Web 服务器功能,可通过工业以太网网络,从任何位置执行诊断。任何 Web 客户端(如 PC、多功能面板或 PDA)都可从标准 Internet 浏览器对模块、程序和诊断数据执行只读访问。借助于用户自定义网页,可以实现一种连续诊断方案。

 

应用介绍

PCS 7 的 AS-i 函数块库集成在 SIMATIC PCS 7 过程控制系统中,它对控制系统进行扩展以集成 AS-Interface 系统。因此,AS-Interface 的优点(如分布式执行器/传感器的布线开销大大降低以及安装极为简单)也可在基于 PCS 7 的系统中加以利用。该库包含用于访问 AS-i 从站的 I/O 数据的模块、用于对 AS-i 系统进行诊断的模块以及 PCS 7 维护站面板。