AS I匯流排的特點以及在工業自動化中的應用場合

2021-10-06 10:53:14 字數 3030 閱讀 4181

一、 什麼是as-i匯流排

as-i(actuator sensor inte***ce)是感測器/執行器介面的縮寫。

as-i 簡介as-i是直接連線現場感測器,執行器的匯流排系統。生產過程的自動化是絕對離不開感測器和執行器的。例如,在乙個傳輸中心需要用光柵去檢測傳送帶上包裹的位置;灌裝車間需要檢測液位的高低;鋼材加工車間需要識別正確的切割位置,等等。

感測器作為過程控制的"視覺和聽覺"是無處不在的。as-i匯流排使靠近現場的簡單模組(感測器、執行器和操作員終端等)能夠連線成底層控制系統,這是自動化技術的一種最簡單、成本最低的解決方案。 成本優勢是非常可觀的:例如,根據德國慕尼黑工業大學的研究結果,在乙個銑床上採用as inte***ce 後,可以節約至少25%的安裝費用。儘管採用as inte***ce 模組的初始成本比較高,但通常獲得15%~30%的成本節約是沒有問題的。

二、 as-i匯流排的構成

構建乙個最小的as-i網路,必須具備四類產品:

(1) as-i 主站as-i匯流排網路為單主站系統,主站在精確的時間間隔內向其它站點從站傳送資料。

(2) 從站模組 i/o 從站模組-用於連線現場普通i/o。

(3) 供電單元 用於對從站供電,電壓等級為30vdc。as-i電源必需能夠同時保證資料解耦和從站供電(普通標準電源不適合)。

(4) 網路部件 電纜:黃色和黑色異形電纜 中繼器/ 擴充套件器 編址和診斷單元。

注:ip20 防護等級:用於安裝在控制櫃內

ip65/67 防護等級:用於直接安裝在惡劣現場智慧型從站-這類感測器內建as-i晶元,有自己的從站位址,按鈕/ 指示燈,訊號燈柱,感測器電機起動器,邏輯模組:logo!

三、 as-i有哪些技術特點?

(1)兩線制匯流排系統 :電源和訊號在一根電纜中傳輸,一根匯流排上可同時傳輸 496個 i/o訊號。

(2)安裝:採用針刺式連線 ,安裝方法簡單靈活 ,防護等級可達 ip67,ip68,ip69k,具有自密封特性的扁平電纜即使多次刺穿也同樣可以達到 ip67的防護等級要求。

(3)降低成本 :對於工程專案可大量節省設計和安裝除錯費用, 對於維護,可大大降低勞動強度,減少維護時間。

(4)應用:整合了不同的匯流排介面 (profibus-dp,device net,eathernet …方)便整合到各種控制系統中。 as-i系統不需要專門的程式設計軟體 ,所有程式設計在上一級控制系統內完成。

(5)系統的相容性 :通過不同介面的閘道器可以整合到任何品牌的 plc系統中。

(6)as-i產品的全開放性 :as-i產品都是遵循同乙個標準,不同廠家相同功能 的產品之間可以完全替代,使使用者擺脫對某乙個**商的依賴。

(7)安裝方便性 :模組都是採用標準化的設計,即ip67的模組都是採用 m12的介面,方便現場感測器的連線。模組與 as-i匯流排的連線採用針刺式。

(8)操作簡單 :as-i產品只是改變了控制系統的佈線方式,其本身不需要任何 的軟體程式設計工作,方便使用者的掌握。

(9)網路結構多樣 :它可以應用星形、線形、樹形和環形結構。

(10)as-i系統易於維護 :as-i產品具有故障診斷的功能,可實現故障的準確定位,方便現場的維護。

四、as-i通訊特點:

通過匯流排直接與現場感測器/執行器進行連線二進位制執行器和感測器;也可以接模擬量訊號,占用多個傳輸週期;

序列的現場匯流排;優勢:減少電纜與而佈線成本,費用降低;

乙個 as-i匯流排上只能有乙個主站;

資料結構:4bit輸入/4bit輸出;

asi傳輸速率 167 kb/s ,即每傳輸1bit需要 6us 時間;

asi週期:31個站週期:5ms,62個站週期:10ms;

擴充套件asi距離:標準從站100m,使用中繼器可擴充套件100m,擴充套件外掛程式達到200m; 使用2個中繼器和3個擴充套件外掛程式最多擴充套件600m;

需要使用 30v 解耦電源;

電纜:非遮蔽兩線電纜,同時供電與傳送資料。

五、網路結構

乙個完整的 as-i 網路由 as-i 電源,as-i 主站和 as-i 從站組成,如圖2所示:

圖2. 基本網路結構

可能的網路結構有總線形、星形和樹形,如圖3、圖4、圖5所示:

圖3. 總線形結構

圖4. 星形結構

圖5. 樹形結構

六、應用領域案例

(1)****: ku ka 公司在英國 rover 專案中採用 as-i 匯流排的方式,將原來16天的安裝除錯的工作量縮減到在不到 16個小時的時間內完成。

(2)物流行業: ups的物流輸送系統在進行裝置改造時,採用 as-i系統僅用兩 周時間,就完成了整個控制系統的改造, 而對物流系統正常執行未造成任何的影響。

(3)機場行李輸送:當墨爾本機場需要擴建時,其 150,000平方公尺的面積,每天輸送的行李多達 50,000件,而擴建時間只有 10個月,關鍵裝置允許停機的時間只有 30分鐘。通過採用 as-i系統成功的完成該專案。

(4)啤酒廠應用:現場裝置大量的反饋訊號通過 as-i 匯流排傳送到中控室,在操作站上可實時監控現場裝置執行狀態。通過 as-i匯流排這種方式大量減少了現場 接線連線的工作,有效降低了故障發生的概率,大大降低了維護的成本。

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