淺談AS-I總線技術(shù)
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從站也分為兩種，一種是帶有as-interface通信芯片的智能傳感器/執(zhí)行器，另一種是分離型i/o模塊連接普通的傳感器/執(zhí)行器。在智能型裝置中，集成有通用的asic(as-i專用集成電路)，有自己的從站地址。它們可以通過電纜直接連接到as-i中，并具有診斷功能；例如圖1中的邏輯模塊logo!、電機啟動器等。對于普通i/o設(shè)備來說，如果想接入as-i系統(tǒng)，必須提供一個帶有asic的as-i模塊，i/o設(shè)備與這些模塊連接，如圖4中的i/o模板，傳感器、執(zhí)行器、開關(guān)等元件直接通過電纜插接到模板上即可。
標準的as-i節(jié)點(從站)地址為5位二進制數(shù)，每個標準從站占一個as-i地址，最多可以連接31個從站。在最新的as-i總線技術(shù)規(guī)范2.1版本中，一個主站所能控制的從站數(shù)量由31個增加到62個，每個地址連接2個從站(分為a組)。
3.3供電單元
as-i 電源是 as-i 網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分。它們提供系統(tǒng)的電子設(shè)備(as-i模塊和 as-i 主站)和連接的傳感器技術(shù)。而且，as-i電源的集成數(shù)據(jù)解耦可以確保數(shù)據(jù)和電能分隔，因此使 as-i能夠在一條線路上傳輸數(shù)據(jù)和電源，普通標準電源不適合。as-i網(wǎng)絡(luò)的電源模塊的額定電壓為dc24v，為31個從站的最大電流為2a；如果從站帶動的某個執(zhí)行器功率較大,所需電流大于65ma時,則必須外接輔助電源。它的連接方式可由圖2知。
3.4網(wǎng)絡(luò)部件
網(wǎng)絡(luò)部件包括黃色和黑色異形電纜、中繼器/ 擴展器、編址和診斷單元。黃色電纜是2芯的，除傳輸信號外，還傳輸網(wǎng)絡(luò)電源。如圖2所示。黑色的異型電纜用于連接輔助電源和從站。中繼器用于 as-i網(wǎng)絡(luò)的擴展，使用中繼器時，每個網(wǎng)段不能超過100m，并且每個網(wǎng)段有自己的電源。任何從站和主站之間不允許超過兩個中繼器，所以整個網(wǎng)絡(luò)的長度看起來最多為300m，但采取一定措施后，可以達到500m左右。as-i從站地址編址器專門用于as-i網(wǎng)絡(luò)從站地址、參數(shù)的設(shè)定，編址器可以與所有as-i從站進行連接，并快速設(shè)定as-i從站網(wǎng)絡(luò)中的地址。
3.5安全系統(tǒng)
as-interface safety at work是一個基于as-i系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，一個可以兼容相關(guān)的安全產(chǎn)品，例如急停開關(guān)，防護開關(guān)，光幕，激光掃描儀，限位開關(guān)，并將它們的狀態(tài)信號傳送到智能安全繼電器(又稱安全監(jiān)視器)的網(wǎng)絡(luò)。它允許在確定的條件下，緊急停止數(shù)字/邏輯電路的動作。主站采用處理其他任何從站相同的方式識別安全相關(guān)從站，并將其象所有常規(guī)從站一樣集成到網(wǎng)絡(luò)中。標準as-i的傳輸協(xié)議和電纜很健全，因而也可用于安全相關(guān)報文的傳輸[3]。
4應(yīng)用編程
4.1 as-i從站編址[4]
西門子的as-i總線通過兩種方式對從站編址，一種是使用手持編址單元對從站進行站地址分配；若不使用手持單元，也可以通過step7(主站模塊cp243-2、cp343-2及dp/asi link等)或者microwin軟件利用as-i 主站模塊對總線上的從站進行地址分配。
4.2 主站編程
(1) 編輯從站地址：在s7系列as-i主站模塊中，通信處理模塊cp243-2、cp343-2、cp343-2p等可以通過step7軟件進行從站組態(tài)，并對地址進行設(shè)定。完成軟件組態(tài)以后，可以通過命令接口，利用用戶程序完全控制as-i主站的響應(yīng)，例如可以控制as-i主站的操作模式或通過as-i主站修改從站地址、參數(shù)以及參數(shù)的讀取等。在cpu程序中調(diào)用fc7(fc asi_3422可以從西門子網(wǎng)站上下載)通信功能建立cpu與as-i主站cp的通信。
(2) 訪問從站數(shù)據(jù)：主站訪問各種類型從站的方法是不同的。
標準從站或a類從站 對于as-i標準從站或a從站，主站與從站的通信接口區(qū)就是cp占有cpu的地址區(qū)，大小為16b輸入和16b輸出，每個從站最多占用4個數(shù)字量輸入和4個數(shù)字量輸出。傳載數(shù)據(jù)時使用數(shù)據(jù)裝載(l)與數(shù)據(jù)傳送指令(t)進行。
b類從站 對于具有as-i擴展功能的b類從站，相當(dāng)于訪問as-i總線上的32~62號從站；主站與b類從站的通信接口區(qū)存儲于cp內(nèi)部的數(shù)據(jù)記錄區(qū)中，cpu需要調(diào)用系統(tǒng)功能塊sfc58/sfc59，讀寫cp的數(shù)據(jù)記錄，訪問b類從站數(shù)據(jù)，存儲b類從站的數(shù)據(jù)記錄區(qū)為150(96h)，長度為16b。
模擬量從站 與訪問b類從站的方法類似，數(shù)據(jù)存儲于主站cp的數(shù)據(jù)區(qū)140(8ch)中。在 cpu中調(diào)用sfc58/sfc59，訪問cp數(shù)據(jù)記錄區(qū)中從站數(shù)據(jù)(2b~128b)。
5結(jié)束語
as-i技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域， 比如說汽車生產(chǎn)、石油化工、煙草工業(yè)、電梯控制系統(tǒng)等等。這主要是因為as-i的接線簡單、數(shù)據(jù)傳輸可靠、安裝維修方便，而且可以用于較為惡劣的工業(yè)環(huán)境，能為有較少i/o點的設(shè)備提供一種低成本的解決方案。另外，主站編程簡單，節(jié)約不少開發(fā)時間，是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的絕佳選擇。
作者簡介
楊倩(1986-)女在讀碩士機械電子工程方向。
參考文獻
[1] http://www.5iplc.com.cn/?action-blogdetail-uid-422-id-104. as-i總線教程之一(現(xiàn)場總線及as-i概述).[eb/ol]，
[2] 龔仲華，《s7-200/300/400plc應(yīng)用技術(shù)—提高篇》[m]. 北京，人民郵電出版社，2008
[3] 劉非非.淺談安全系統(tǒng)as-interface safety at work》[j].制造技術(shù)與機床，2009(5)
[4] 崔堅. 西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南》[m]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005 電容式接近開關(guān)相關(guān)文章:電容式接近開關(guān)原理
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