BUS DE CAMPO ASI

Las siglas significa interface sensor actuador

Este es un sistema de transmisión de información y alimentación manipulado por control de bajo nivel que reduce el proceso demonitorización y manejo de equipamientos industriales.

El cableado no se permite superar los 100 metros, este sistema se aplican a elementos de control como finales de carrera sensores electroválvulas y cualquier elemento de dos posiciones (on / off)

Este sistema estáconformado por un ASIC este es un circuito integrado de aplicación específica que tiene como función mostrar los estados de los equipos, maquinarias o elementos en cualquier momento lo que es capaz de realizar gracias a sus entradas y salidas.

Elementos que se utilizan para un ASI:

Cable

Es un cable de dos hilos plano tiene una cubierta codificada mecánicamente lo que se hace para evitar confusiones con las polaridades.

Son de color marrón para terminal positivo ASI

Son de color azul para terminal negativo ASI

Son de color amarillo para los datos

Son de color negro para alimentación auxiliar de 24 VDC

Son de color rojo para alimentación auxiliar de 230 VAC

Se pueden colocar hasta 62 equipos en un mismo tramo de este cable y para la canalización se prefiere que no estén cerca de cables de potencia.

El maestro AS-i

El maestro AS-i se encarga de gestionar los esclavos, en donde el maestro pregunta sucesivamente a cada uno de los esclavos conectados al bus y espera la respuesta, también realiza algunas funciones adicionales de configuración y diagnóstico(Acceso a todos los parámetros del bus ) de la red AS-i.

La puesta en marcha del Bus se lleva a cabo mediante los siguientes pasos

1. Durante este proceso se inicializa y es puesto en “cero” las entradas inactivas, y en “uno” las salidas inactivas, lo que garantiza un estado inicial conocido para todos los puertos de datos de los esclavos.

2. Los esclavos son detectados primero y después activados. En la fase de detección el maestro envía solicitudes de lectura de los esclavos. Los esclavos

que responden correctamente a las solicitudes son considerados detectados, y pasan a ser parte de la lista de esclavos detectados

3. Lo más recomendable es ubicar al maestro en un extremo de cable para facilitar las tareas de diagnóstico.

Tipos de Esclavos

Esclavo convencional: Son Sensores o actuadores como por ejemplo finales de carrera, electroválvulas etc. Que necesitan un módulo de interface para comunicarse con el bus AS-i.

Esclavo convencional comunicante: Sensores o actuadores convencionales con capacidad de comunicación, se conectan directamente al bus AS-i mediante una interface dedicada.

Esclavo AS-i: Sensores o actuadores integrables en AS-i. Se conectan directamente al bus. Pueden contener parámetros configurables desde el maestro.

Los esclavos AS-i se identifican mediante un código de entrada y salida e identificadores (ID), el tipo de esclavo se identifica mediante un código ID de 4 bits y la configuración de entradas y salidas se identifican mediante un código IO de 4 bits, por ejemplo “4E perfil 0”

Comparación entre versiones 2.1 y 3.0.

Básicamente se conoce dos versiones operativas de AS-Interface que son las versiones 2.1 y la 3.0. Existen algunas diferencias entre ellas, aunque son totalmente compatibles.

En la versión 2.1 pueden existir dos esclavos con la misma dirección, pero se diferencian porque existe uno que sería esclavo “A” y otro que sería esclavo “B”, en la que cada uno de ellos puede contener como máximo 4 señales de entrada + 3 señales de salida. Por tanto, en el caso de un maestro de la versión 2.1 podrá controlar una red formada como máximo por 62 esclavos (dirección 1A a 31A Y 1B a 31B) con un total de 248 señales de entrada +128 señales de salidas.

Mientras que en la versión 3.0

Nodos de entradas y salidas discretas soportando direccionamiento extendido

(A/B) con 4 entradas y 4 salidas.

Nodos de entradas y salidas discretas soportando direccionamiento extendido

(A/B) con 8 entradas y 8 salidas.

Canal analógico configurable (8, 12 o 16 bits)

Canal de datos discreto con comunicación serial full-dúplex.

ALIMENTACION

La alimentación tiene unas características, no tiene conexión a tierra, porque las tensiones son muy bajas por seguridad.

Tienen separación galvánica, que los protege de sobrecargas y cortocircuitos.

La alimentación es de una tensión de 30V DC a 8A.

Se divide en dos bloques:

Alimentación 24 V DC marcado como positivo y negativo, en caso de corriente elevada y cables importantes.

Filtro. El sistema de filtrado permite transmisión de datos y suministro de corriente

ESCLAVOS

Los esclavos con consumo elevado (mayor que 100mA), para realizar controles.

TOPOLOGIA

Define la disposición de los diferentes equipos alrededor del medio de transmisión de datos, haciendo una red característica.

Debemos tener en cuenta los límites máximos de 100 m y 300 m con repetidor.

REPETIDORES

Se utiliza para más de 100 metros, para distancia mayores se necesita un modulo que regenere la señal de bus (1 repetidor)

Un sistema con más de 2 repetidores, provoca un fallo time out por parte del maestro al tardar la respuesta del esclavo mas lo permitido.

PASARELAS

Si tenemos el autómata a una distancia mayor que la permitida del punto de aplicación del bus AS-I, podemos trasladar el maestro mediante un enlace RS485.

Podemos aplicar el bus añadiendo pasarelas, consiguiendo tantas redes AS-i como los números de pasarelas.

Ampliaciones

Frente a los sistemas tradicionales, AS-i presenta una serie de ventajas a la hora de pensar en las modificaciones de la instalación.

De programa

Cambios en el tratamiento de las señales de entrada o modificaciones del control de las señales de salida.

De cableado

AS-i permite la conexión y desconexión rápida y sencilla de todos sus componentes. Las conocidas propiedades del cable (tomas vampiro y cable autocicatrizable) permiten cambios sin necesidad de tener un cuidado especial.

Si lo que queremos es ampliar la red actual, debemos tener en cuenta las limitaciones del bus.

- Hasta 62 esclavos por red- Hasta 100 metros por segmento- Hasta 3 segmentos- Consumo eléctrico garantizado por la fuente.

Determinación de las direcciones de los elementos del bus

- Mediante instrucciones especiales provenientes de un maestro de bus con capacidad de direccionamiento.

- Utilizando el aparato de programación manual específico para AS.i. el método de direccionado puede ser simple y la consola no necesita tener grandes prestaciones.

Instalar o modificar una red AS-i es un proceso rápido y sencillo que no requiere profundos conocimientos.

Funcionamiento

La implementación de diferentes mecanismos de detección de errores hacen q el bus AS-i sea un sistema de transmisión de información excepcionalmente fiable.

La concepción de los elementos AS-i aseguran su funcionamiento en condiciones difíciles:

- Fuente protegida frente a cortocircuitos, sobretensiones y caídas de tensión.- Los problemas de un esclavo no influyen en el resto de la red.- Un esclavo puede soportar caídas de tensiones breves(<1 milisegundo)- Un esclavo se detiene si su alimentación cae por debajo de 14v- Los esclavos están protegidos contra inversiones de polaridad

Los datos son modulados sobre señal continua, tiene una alta inmunidad a las interferencias electromagnéticas, el rendimiento real del sistema de transmisión es de 53,3 kbit/s

Los bits a transmitir

- Se codifican sin retorno a cero (NRZ)- Se convierten a código Manchester(emisión de parásitos reducida)- Se transmiten mediante modulación de pulsos alternados. El ancho de banda

es reducido y la señal es de tipo sin2, lo que reduce los fenómenos de radiación del cable.

- A cada impulso negativo le sigue uno positivo.

Estas técnicas de tratamiento de la señal y los algoritmos de detección y corrección de errores garantizan la información al 99,999%

Las herramientas de diagnóstico permiten recabar información sobre:

- Esclavos con problemas - Defectos transitorios debido a causas externas(suciedad, interferencias)- Falta de esclavos- Fallos en la alimentación del bus- Diferencias entre la red programada (configuración nominal) y la real.