Interfaz AS

La interfaz de sensor de actuador ( AS-Interface o ASi ) es una solución de red industrial (capa física, método de acceso a datos y protocolo) utilizada en sistemas de automatización basados en PLC, DCS y PC. Está diseñada para conectar dispositivos de E/S de campo sencillos (por ejemplo, dispositivos binarios de encendido/apagado como actuadores, sensores, codificadores rotativos, entradas y salidas analógicas, pulsadores y sensores de posición de válvulas) en aplicaciones de fabricación discreta y procesos mediante un único cable de dos conductores.

AS-Interface es una tecnología abierta compatible con multitud de proveedores de equipos de automatización. AS-Interface es un estándar internacional según la norma IEC 62026-2 desde 1999.

AS-Interface es una alternativa de conexión en red al cableado de dispositivos de campo. Puede utilizarse como red complementaria para redes de bus de campo de nivel superior, como Profibus , DeviceNet , Interbus e Industrial Ethernet , para las que ofrece una solución de E/S remota de bajo coste. Se utiliza en aplicaciones de automatización, incluyendo el control de cintas transportadoras, máquinas de envasado, válvulas de control de procesos, plantas embotelladoras, sistemas de distribución eléctrica, cintas transportadoras de equipaje en aeropuertos, ascensores, líneas de embotellado y líneas de producción de alimentos. AS-Interface proporciona una base para la seguridad funcional en aplicaciones de seguridad de maquinaria y parada de emergencia. Los dispositivos de seguridad que se comunican a través de AS-Interface siguen todas las reglas de datos habituales de AS-Interface. La especificación AS-Interface está gestionada por AS-International , una organización sin ánimo de lucro financiada por sus miembros y con sede en Gelnhausen, Alemania. Existen varias filiales internacionales en todo el mundo.

Historia

AS-Interface fue desarrollado a finales de la década de 1980 y principios de la de 1990 por una alianza de desarrollo formada por 11 empresas, principalmente conocidas por su oferta de dispositivos de detección industrial sin contacto, como sensores inductivos , fotoeléctricos , capacitivos y ultrasónicos . Una vez finalizado el desarrollo, el consorcio se disolvió y se fundó la organización miembro AS-International . El primer sistema operativo se presentó en la feria de Hannover de 1994 .

En 2018, en la feria SPS IPC Drives de Núremberg, se presentó un nuevo avance tecnológico llamado ASi-5. Esta tecnología fue desarrollada por reconocidos fabricantes de tecnología de automatización.

Usar

La interfaz AS (de Actuator Sensor Interface) se ha desarrollado como una alternativa al cableado paralelo convencional de sensores y actuadores y ofrece las siguientes ventajas:

Flexibilidad
Ahorro de costes
Sencillez
Reducción de errores de instalación
Ampliamente distribuido
Las mejores oportunidades para establecer contactos
Compatibilidad

Las principales áreas de aplicación del sistema son la automatización industrial, la tecnología de procesos y la domótica.

Tecnología

La interfaz AS es un sistema maestro único, lo que significa que un dispositivo maestro intercambia los datos de entrada y salida con todos los dispositivos configurados. El medio de transmisión es un cable plano amarillo de dos hilos sin blindaje. Este cable se utiliza para la transmisión de señales y, al mismo tiempo, para la alimentación eléctrica (30 V). Los componentes electrónicos de comunicación y los participantes con bajos requerimientos de energía, como los haces de luz, pueden alimentarse directamente. Los consumidores con mayores requerimientos de energía, como los terminales de válvulas, pueden utilizar un cable plano independiente, generalmente negro, para la alimentación eléctrica (30 V).

Los sensores o actuadores suelen conectarse mediante la tecnología de perforación. El aislamiento del cable plano con polaridad definida se perfora con dos mandriles durante el montaje, lo que facilita una conexión sencilla y reduce el esfuerzo de instalación. Los sensores y actuadores que no disponen de conexión AS-Interface pueden conectarse al sistema mediante módulos. Para los módulos con tecnología de perforación, es necesario utilizar el cable plano AS-Interface.

La topología de las redes AS-Interface es arbitraria. Se pueden construir estructuras lineales, en estrella, en anillo o en árbol.

Tecnología de comunicación y transmisión ASi-3

Un telegrama (trama de mensaje) consta de datos de usuario de 4 bits. El maestro se comunica con los participantes mediante un protocolo de transmisión en serie. A cada suscriptor se le asigna una dirección mediante un dispositivo de direccionamiento o a través del maestro. Se pueden conectar un máximo de 31 (dispositivos estándar) o 62 (dispositivos avanzados) nodos. Cada nodo puede tener hasta cuatro entradas y/o cuatro salidas para actuadores o sensores. Esto proporciona hasta 124 (4 x 31 = 124) entradas y 124 salidas en una red de dispositivos estándar (nodos direccionados del 1 al 31) o 248 (4 x 62 = 248) entradas y 248 salidas en una red avanzada (nodos direccionados del 1A al 31A y del 1B al 31B). La comunicación en serie se modula en la fuente de alimentación. Se utiliza la codificación Manchester para la comunicación. Para 31 participantes, el ciclo es de 5 ms. Para direccionar 62 participantes, se necesitan dos ciclos. La topología de la interfaz AS es arbitraria, pero sin un repetidor o extensor, la longitud del cable no debe superar los 100 m. Sin embargo, gracias a una resistencia de terminación especial (una combinación de carga resistiva y capacitiva), es posible aumentar la longitud máxima del cable hasta 300 m. Los dispositivos de diagnóstico o maestros con diagnóstico integrado simplifican la resolución de problemas de la red. Los esclavos averiados se pueden reemplazar fácilmente, y el maestro los redirige automáticamente. Safety at Work es el concepto de seguridad funcional utilizado en la tecnología ASi-3. Esto significa que los componentes relacionados con la seguridad, como actuadores de parada de emergencia, enclavamientos de puertas o rejillas de luz, se pueden utilizar en la red de la interfaz AS. Este es un protocolo de transmisión diferente superpuesto al protocolo ASi estándar en el mismo cable y requiere un maestro de seguridad independiente, como los dispositivos Siemens ASiMon en los que están configurados sus dispositivos de seguridad. AS-Interface puede proporcionar soporte de seguridad hasta el nivel SIL (Safety Integrity Level) 3 según la norma IEC 61508, así como el nivel de rendimiento e (PL e) según la norma EN ISO 13849-1.

Tecnología de comunicación y transmisión ASi-5

Se dispone de 16 bits para la transmisión cíclica mediante ASi-5. Es posible una transmisión cíclica de hasta 32 bytes por participante. También se dispone de un canal de parámetros acíclico de hasta 256 bytes para cada dispositivo. ASi-5 proporciona un conjunto de hasta 1536 entradas binarias y 1536 salidas binarias por dirección Ethernet. El sistema puede alcanzar un tiempo de ciclo de 1,2 ms para hasta 24 participantes. Este rápido tiempo de ciclo permite nuevos campos de aplicación que antes estaban reservados para sistemas de red costosos. Se pueden direccionar 96 participantes en una red ASi-5. Estos 96 dispositivos tienen entonces un tiempo de ciclo de 5 ms. El diagnóstico de comunicación describe la información sobre la transmisión de mensajes entre los nodos conectados y el maestro. El sistema supervisa continuamente la calidad de transmisión de los mensajes de cada dispositivo conectado. Este diagnóstico de canal único está disponible en el sistema. Los canales de transmisión perturbados se redirigen automáticamente. El diagnóstico del dispositivo proporciona información sobre el dispositivo conectado. Los datos de diagnóstico disponibles los determina el fabricante del dispositivo. Los datos de diagnóstico se pueden transmitir mediante servicios acíclicos con un ancho de datos de hasta 256 bytes. El sistema ASi-5 está abierto al uso de interfaces de parámetros como IO-Link. Los dispositivos IO-Link se pueden recopilar de manera eficiente a largas distancias y se pueden integrar cíclicamente hasta 32 bytes. Se dispone de 16 bits de seguridad para dispositivos de conmutación relacionados con la seguridad, como parada de emergencia, cortinas fotoeléctricas, interruptores de seguridad y similares. Es posible alcanzar el Nivel de Integridad de Seguridad (SIL) 3, Nivel de Rendimiento e, según la norma IEC 13849 para la seguridad funcional. ASi-5 utiliza un método de comunicación innovador. La nueva tecnología ASi-5 permite el uso de componentes ASi-3 junto con componentes de la nueva tecnología ASi-5 en un cable común. Si se van a utilizar dispositivos ASi-3 junto con componentes ASi-5, además de los dispositivos correspondientes, se requiere el uso de un nuevo maestro ASi-3/ASi-5. Los sistemas antiguos se pueden actualizar fácilmente con nuevos dispositivos con funciones adicionales. Es posible instalar nuevos sistemas en un cable utilizando componentes ASi-3 de eficacia probada y nuevos dispositivos ASi-5.

Normalización

La interfaz AS se describe en la norma internacional IEC 62026-2: 2015. Otras normas locales son: Europa: EN 62026-2: 2015 Japón: JIS C 82026-2 (2013) China: GB / T 18858.2 (2002) Corea: KS C IEC 62026-2 (2007)

Los productos de AS-Interface cuentan con la certificación de la Asociación Internacional AS . Las pruebas y certificaciones eV garantizan la compatibilidad entre dispositivos de distintos fabricantes. Los conceptos de seguridad funcional de AS-Interface han sido evaluados positivamente por el TÜV (Asociación de Inspección Técnica) y el Instituto de Seguridad Laboral del Seguro Social Alemán de Accidentes, confirmando el cumplimiento de las normas de seguridad pertinentes.

Referencias

W. Kriesel, O. Madelung (Ed.): ASI - Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation. Hanser Verlag, Múnich; Viena 1994, ISBN 3-446-17825-2, 2.ª edición 1999, ISBN 3-446-21064-4.
WR Kriesel, OW Madelung (Eds.): ASI: la interfaz actuador-sensor para la automatización. Hanser Verlag, Múnich; Viena 1995, ISBN 3-446-18265-9, 2.ª edición 1999, ISBN 3-446-21065-2.
W. Kriesel, H. Rohr, A. Koch: Geschichte und Zukunft der Mess- und Automatisierungstechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1995, ISBN 3-18-150047-X.
W. Kriesel, T. Heimbold, D. Telschow: Bustechnologien für die Automation - Vernetzung, Auswahl und Anwendung von Kommunikationssystemen. Hüthig Verlag, Heidelberg 1998, 2. Aufl. 2000 ISBN 3-7785-2778-9.
R. Becker: La automatización es sencilla con AS-Interface. AS-Asociación Internacional, Frankfurt a. M. 2008.
R. Becker: La automatización es fácil con AS-Interface. AS-International Association, Fráncfort del Meno, 2008.
W. Weller: Automatisierungstechnik im Überblick. Beuth Verlag, Berlín; Viena; Zúrich 2008, ISBN 978-3-410-16760-0sowie als E-Book.
W. Wahlster: (R)Evolución 4.0 – Entrevista. En: tendencias en automatización. La revista Kunden de Festo. Nro. 2, 2012, págs. 9-11.

Enlaces externos

Asociación Internacional AS
Tecnología ASi-5
idw Informationsdienst Wissenschaft