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TECNOLOGÍA AS-INTERFACE.José Lucero, jlucero@est.ups.edu.ec.

Christian Uriguen, curigue@est.ups.edu.ecUniversidad Politécnica Salesiana

Sede CuencaRedes de Computadora III.

Resumen—En el siguiente documento se desarrollara un resu-men en lo que corresponde a características, aplicaciones de latecnología AS-Interface.

Index Terms—Repetición, Distancia.

I. OBJETIVO GENERAL

•Revisar las características de AS-Interface.

II. AS-INTERFACE BASIC.II-A. Modelo de Referencia ISO/OSI.

Al igual que en todos los sistemas de comunicación, AS-Interface se puede discutir en términos del modelo de refe-rencia ISO/OSI, donde al igual que otros buses de campoAS-Interface sólo implementa las capas 1, 2 y 7 del modeloISO/OSI. Las otras capas no se aplican debido a la estructurasimple de la red.

Véase en la Figura 1 los niveles del modelo OSI.

Figura 1. Modelo ISO/OSI.[1]

III. CAPA FÍSICA.III-A. Cable AS-Interface.

El cable plano de dos conductores de color amarillo esel más adecuado para la configuración de las redes AS-Interface. Es el corazón de la solución electromecánico quepermite AS-Adaptador para su uso en aplicaciones de IP67y permite además el uso de la tecnología de perforacióneficiente. Los conductores tienen una sección transversal de1, 5mm2o aproximadamente 15 AWG[1].

Los criterios importantes para la elección de un medio detransmisión adecuado para AS-Interface:

Resistencia de la CC para la transferencia de energía.Propiedades de transmisión en la banda de frecuenciasutilizadas para la comunicación

Datos Caractersiticos del cable AS-Interface.R′ < 90mΩ/mL′400...1300nH/mC ′ < 80pF/mG′ < 5mS/mImpedancia Wave|Z| entre 70 y 140ΩGrupo retrasot′ < 8,3ns/m

III-B. Red AS-Interface .

El comportamiento de la transmisión de la red AS-Interfaceestá influida considerablemente por el cable que se utiliza,donde dicho cable no debe cargar la red más allá de un límitepermisible, ademas de no distorsionar la transferencia de datos.

Las impedancias se seleccionan de manera que 1 maestroy un máximo de 62 esclavos no excedan los límites de cargade la red. La transmisión de datos AS-Interface utiliza unabanda de frecuencia de 50 kHz a 300 kHz. Con este ancho debanda y reduciendo la duración total de la red a 100 metros,los reflejos y la atenuación son manejables y, por lo tanto, nohay limitaciones en relación con la topología[1].

III-C. Fuente de alimentación AS-Interface.

Desde AS-Interface transmite los datos y la energía a travésdel mismo cable, la fuente de alimentación es parte de lacapa física, donde las principales funciones de la fuente dealimentación AS-Interfaceson :

Suministro de la red con una tensión nominal de 24VCC.Asegurar la separación.Para equilibrar la red.Datos de desacoplamiento.

Se especifica la fuente de alimentación con una tensión nomi-nal de 30 V con el fin de garantizar la tensión de alimentaciónde 24 V DC, esta especificación permite una caída de tensiónde alrededor de 3V a lo largo del cable AS-Interface y una3V adicional en el esclavo donde los datos y la energía debendesacoplarse. [1]

III-D. Proceso de modulación AS-Interface.

AS-Interface se utiliza el método APM ("alterna modulaciónde impulsos") para la transferencia de datos. Este metodo demodulación no utiliza frecuencias portadoras.

Caracteristicas de la modulación AMP.

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La modulación se lleva a cabo en la banda de base, noes necesario de ninguna frecuencia portadora.El proceso de modulación es DC.La señal sólo ocupa una banda de frecuencias estrecha.Las emisiones de señales son bajos.El transmisor y el receptor para el método de APM seintegran fácilmente en un circuito integrado.

La duración de un pulso de corriente en el cable AS-Interfacees 3µs. Sin embargo, desde un poco consiste en ya sea unapausa más un impulso o dos impulsos, el tiempo de bites 6µs. Por lo tanto, la velocidad de transferencia bruta es167kBit/s.[1]

III-E. Proceso de modulación AS-Interface.

Limites permitidos del método APM.La amplitud de la transmisión de datos AS-Interfazvaría entre límites relativamente grandes donde segunlas propiedades de cable permite la dispersión dentro demárgenes relativamente grandes.Ciertos distorsiones de impulsos y las sobretensionespueden ocurrir, la especificación AS-Interface define loslímites que se muestran en los diagramas. Las amplitudesde un telegrama completo pueden variar entre 3 V pp y8V pp.[1]

IV. CAPA DE ENLACE DE DATOS.

Propiedades de la capa de enlace de datos AS-Interface.Método de acceso al bus de AS-InterfaceMensajes de AS-InterfaceProtección de datos

IV-A. Método de acceso al bus de AS-Interface

El método de acceso al medio utilizado para AS-Interfacees un método maestro-esclavo con sondeo cíclico, donde:

Maestro envía telegrama con una cierta dirección delesclavo.El esclavo direccionado responde dentro del plazo espe-cificado (acuse de recibo del mensaje).Los mensajes se consideran enviado con éxito si laconfirmación se recibió correctamente.Si el maestro no recibe una respuesta o si la respuestano puede ser decodificada sin errores por el maestro, eltelegrama se puede repetir.[1]

IV-B. Mensajes de AS-Interface.

El mensaje de AS-Interface consiste en una llamada delmaestro, de una breve pausa, una réplica de esclavos, asícomo otra pequeña pausa.Todas las llamadas de maestro son exactamente un inter-valo de 14 bit de largo.Todas las respuestas esclavos tienen un intervalo de 7 bit.

La diferencia entre la llamada del maestro y de la respuestadel esclavo es la dirección y la información de control.[1]

IV-B1. Estructura de una llamada de un maestro a unesclavo.:

Bit de inicio (ST) marca el inicio de una llamada master= 0: bit de inicio válida = 1: no permitido.Bit de control (CB) marca un da-to/parámetro/llamada/dirección o de control = 0:llamada de datos / parámetros / dirección de llamada decontrol: 1Dirección (A0. .. A4) dirección del esclavo llamado (5bits).Información (I0. .. I4) Dependiendo del tipo de la lla-mada, los bits de información desde I0...I4 contienen lainformación para el esclavo AS-Interface.Bit de paridad (PB) la suma de todos los "1" en lallamada del maestro debe ser par.Bit End (EB) marca el final de la llamada del maestro =0: no permitido = 1: bit de finalización válida.[1]

IV-B2. Estructura de respuesta de esclavos :

(ST) marca el inicio de una respuesta esclavo = 0: bit deinicio válida = 1: no permitidoInformación (I0. .. I3) 4 bits de información(PB) Bit de paridad, la suma de todos los "1" en larespuesta esclavo debe ser par.Bit End (EB) marca el final de la llamada del maestro =0: no permitido = 1: bit de finalización válida

En el modo de direccionamiento extendido sólo los 3 bitsneto pueden ser transferidos desde el maestro al esclavo. Sinembargo, el esclavo todavía responde con 4 bits de datos netos.

El modo de direccionamiento extendido crea la posibilidadde utilizar una dirección para dos esclavos en vez de por unesclavo estándar.

El bit de dirección adicional que se utiliza para diferenciarentre un esclavo ’A’ y un esclavo ’B’ se llama ’select’ bits.[1]

IV-B3. Protección de Datos.: Utiliza las propiedades decapa 2, así como las propiedades de la capa 1 del modelo dereferencia ISO / OSI.

Iniciar de error de bit: Si el valor del bit de inicio no es"0", no es un error de código.Pausa error: Una pausa más de 4 ms constituye un errorde código.Error Duración: Una llamada de maestro más corto o máslargo que 84 ms o un esclavo respuesta más corto o máslargo que 42 ms, constituye un error de código.Error de paridad: Si la comprobación de paridad salenegativo, existe un error de código.Error de bit final: Si el bit final no es "1", hay un errorde código.[1]

V. CAPA DE APLICACIÓN.

Propiedades de la capa de aplicación:

Mensajes de AS-InterfaceRutina funcional en el módulo esclavoRutina funcional en el módulo maestroPerfiles de dispositivos

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V-A. Mensajes de AS-Interface.

Transacciones individuales: Transmisión máximo de 4bits de información del maestro al esclavo (informaciónde salida) y del esclavo al maestro (información deentrada)Operaciones combinadas: Transmisión con más de 4 bitsde información coherente, integrado por una serie dellamadas de maestro y las respuestas de esclavos en uncontexto definido.

Mensajes individuales AS-interface contienen un mínimo de4 bit de información. Si hay más de 4 bits de informacióncoherente tiene que ser transferido, un conjunto adicional denormas debe ser acordado para controlar la transferencia dedatos. Para este fin se utilizan 5 tipos diferentes combinadosAS-Interface de transacción (CTT).[1]

V-A1. Flujo funcional en un dispositivo maestro.:

Fase de intercambio de datos: se intercambian datoscon todos los esclavos conectados en la topologia.Fase de gestión:se pueden intercambiar mensajes acícli-cos cuando sea necesario.Fase de iniciación:utiliza las llamadas "Leer ID" o "Leerestado" para comprobar si hay participantes nuevos quese conectan a la red. De este modo, la información deestado de los esclavos conectados se recogen durante estafase.

V-A2. Ciclo de AS-Interface.: Tiempo de ciclo máximo.

Número máximo de mensajes * Duración máxima de losmensajes = Tiempo de ciclo máximo

Ejemplo:

Para determinar el tiempo de ciclo máximo, se supone 33mensajes por ciclo. Cada mensaje tiene una duración máximade 154µs. Esto se traduce en un tiempo máximo de 5.08mspor ciclo.[1]

33 mensajes * 154µs= 5,08 ms

VI. CAMPO DE APLICACIÓN.

El AS-Interface o Interfaz de Actuador/Sensor – es unsistema de enlace para el nivel más bajo de procesos en ins-talaciones de automatización. Los mazos de cables utilizadoshasta ahora en este nivel son reemplazados por un único cableeléctrico el cual es el cable AS-I. Por medio del cable AS-iy del maestro AS-i se acoplan sensores y actuadores binariosde la categoría más simple a las unidades de control a travésde módulos AS-i en el nivel de campo.

Véase en la Figura 2 la integración básica de los productosAS-Interface o AS-i en el área de la automatización.

Figura 2. AS-Interface Integración Básica.[2]

VI-A. AS-Interface características fundamentales:

AS-Interface es idóneo para la conexión de actuadores ysensores binarios. A través del cable AS-i tienen lugartanto el intercambio de datos entre sensores/actuadores(esclavos AS-i) y el maestro AS-i como la alimentacióneléctrica de los sensores y los actuadores.Cableado sencillo y económico; montaje fácil con técnicade perforación de aislamiento, gran flexibilidad gracias alcableado tipo árbol.Reacción rápida: el maestro AS-i necesita como máximo5 ms para el intercambio de datos cíclico con hasta 31estaciones conectadasLas estaciones (esclavos AS-i) conectadas al cable AS-i pueden ser sensores/actuadores con conexión AS-iintegrada o módulos AS-i, a cada uno de los cuales sepueden conectar hasta ocho sensores/actuadores binariosconvencionales.Con módulos AS-i estándar pueden funcionar hasta 124actuadores y 124 sensores conectados al cable AS-i.Si se utilizan módulos AS-i con un espacio de direccionesampliado, es posible la operación de hasta 186 actuadoresy 248 sensores con un maestro extendido.Maestros AS-i de SIMATIC NET extendidos soportanuna posibilidad de acceso especialmente sencilla a senso-res/actuadores analógicos o a módulos que trabajen segúnel perfil de esclavo AS-Interface 7.3/7.4. [2]

VI-B. Componentes del sistema en la red AS-i:

Maestro AS-iEsclavo AS-i; por su técnica de construcción, hay quedistinguir entre – módulos AS-i – sensores/actuadorescon conexión AS-i integrada.Cable AS-iFuente de alimentación AS-iDireccionadorSCOPE para AS-Interface.

VI-C. Maestro AS-i estándar

Al maestro AS-i estándar se pueden conectar hasta 31esclavos AS-i estándar o esclavos con espacio de direccionesextendido (sólo esclavos A).

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VI-D. Maestros AS-i extendidos

Espacio de direcciones Los maestros AS-i extendidossoportan 31 direcciones, que se pueden utilizar paraesclavos AS-i estándar o para esclavos AS-i con espaciode direcciones extendido, los esclavos AS-i con espaciode direcciones extendido se pueden conectar por parejas(programados como esclavos A o B) con la mismadirección a un maestro AS-i extendido. Con esto aumentael número de esclavos AS-i direccionables a 62. En elcaso de esclavos con espacio de direcciones extendido,con la necesaria extensión de direcciones se reduce elnúmero de salidas binarias a 3 por cada esclavo AS-i.[2]Transmisión integrada de valores analógicos para escla-vos AS-i según perfil 7.3/7.4 Los maestros extendidosde SIMATIC NET soportan la transmisión integrada deesclavos analógicos AS-Interface que trabajen según elperfil 7.3/7.4 de la especificación de AS-Interface. [2]

VI-E. Construcción de los esclavos AS-i

Se ofrecen esclavos AS-i en las siguientes variantes deconstrucción: _ Módulos AS-i Módulos AS-i son esclavos AS-i a los que se pueden conectar hasta 4 sensores convencionalesy hasta 4 actuadores convencionales. _ Sensores/actuadorescon conexión AS-i integrada Sensores/actuadores con cone-xión AS-i integrada se pueden conectar directamente al AS-Interface. [2]

VI-F. Espacio de direcciones

Se ofrecen esclavos AS-i con los siguientes espacios dedirecciones

Esclavos estándar Cada esclavo estándar ocupa una di-rección en AS-Interface. Se pueden conectar hasta 31esclavos estándar a AS-Interface.Esclavos con espacio de direcciones extendido (esclavosA/B) Esclavos con espacio de direcciones extendido sepueden operar por parejas con una misma dirección enun maestro AS-i extendido. Con esto se duplica a 62 elnúmero de esclavos AS-i que se puede actuar en total.Un esclavo AS-i de cada pareja se tiene que programarpor medio del programador de direcciones como esclavoA y el otro como esclavo B. Por la necesaria ampliaciónde direcciones se reduce el número de salidas binarias a3 por cada esclavo AS-i.[2]

VI-G. Esclavos analógicos

Esclavos analógicos son esclavos AS-i estándar especialesque intercambian valores analógicos con el maestro AS-i. Seofrecen esclavos analógicos con los siguientes perfiles:

Esclavos analógicos según perfil 7.1/7.2: Los esclavosanalógicos según el perfil 7.1/7.2 necesitan en el progra-ma de usuario partes especiales (controlador, bloques defunciones) que realizan la transferencia secuencial de losdatos analógicos.[2]Esclavos analógicos según perfil 7.3/7.4: Los esclavosanalógicos según el perfil 7.3/7.4 están previstos para laoperación con maestros AS-i extendidos. Los maestros

AS-i extendidos desarrollan automáticamente la trans-ferencia de datos con estos esclavos. No se necesitancontroladores ni bloques de funciones especiales en elprograma de usuario. [2]

VI-H. Fuente de alimentación AS-i

La fuente de alimentación AS-i sirve en primer lugar parasuministrar energía a las estaciones conectadas al cable AS-i. Para actuadores con gran demanda de energía se requiereademás la conexión de una fuente de alimentación de corrientede carga adicional (p. ej. a través de módulos de usuarioespeciales). [2]

Direccionador:el direccionador permite programar confacilidad las direcciones de los esclavos AS-i.

VII. PROPIEDADES DEL SISTEMA Y DATOS CLAVE.

El funcionamiento del sistema AS-Interface/AS-i reúne lassiguientes características:

Método de acceso maestro-esclavo AS-Interface: lla-mado, ”sistema Single Master”, lo que significa que porcada red AS-i sólo existe un maestro, que controla el in-tercambio de datos. Este maestro llama consecutivamentea todos los esclavos AS-i y espera su respuesta. [2]Seguridad de funcionamiento y flexibilidad: El mé-todo de transmisión utilizado (modulación de corriente)garantiza un alto grado de seguridad de funcionamiento.El maestro supervisa la tensión en la línea así comolos datos transmitidos. Detecta errores de transmisión aligual que el fallo de esclavos, y los comunica al PLC(SPS). El usuario puede reaccionar a estos avisos. [2]

VII-A. Características de diseño

Las características de diseño más importantes del AS-Interface y sus componentes son:

Cable bifilar para datos y energía auxiliar Para la inter-conexión en la red se puede utilizar cable bifilar con unasección de 2 x 1,5 mm2 . Por este cable se transportantanto los datos como la energía. La magnitud de laenergía disponible depende de la fuente de alimentaciónAS-i utilizada.Red con estructura de árbol para longitudes de cablehasta 100 m La ”estructura de árbol” del AS-Interfacepermite utilizar cada punto de un tramo de cable comoprincipio de una nueva ”rama”. La longitud total de todaslas secciones puede alcanzar los 100 m. [2]

VII-B. Datos cuantitativos

Tiempo de cicloMáx. 5 ms caso de esclavo AS-i estándar.Máx. 10 ms caso de esclavo AS-i con espacio de direc-ciones extendido.

AS-Interface/AS-i utiliza longitudes de mensajes constantes.Gracias a ello es posible que un maestro consulte todos losesclavos estándar a él conectados en 5 ms como máximo,pudiendo actualizar también en ese tiempo los datos en el

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maestro y en el esclavo. Si en el caso de esclavos AS-icon espacio de direcciones extendido sólo se encuentra unesclavo en una dirección, este esclavo es consultado comomínimo cada 5 ms. Si dos esclavos extendidos (esclavo A yB) comparten una dirección, el ciclo de consulta máximo esde 10 ms. (Esclavos B sólo se pueden conectar a maestrosextendidos.) [2]

Número de esclavos AS-i conectablesComo máximo 31 esclavos estándarComo máximo 62 esclavos con espacio de direccionesextendido.

Los esclavos AS-i son los canales de entrada y salida delsistema AS-Interface/AS-i. Sólo se activan tras ser llamadospor el maestro AS-i. Cada esclavo AS-i está identificadopor su propia dirección (1..31). A un maestro extendido sepueden conectar como máximo 62 esclavos con espacio dedirecciones extendido. Cada pareja de esclavos con espaciode direcciones extendido ocupa una dirección, lo que significaque las direcciones 1..31 pueden ser utilizadas por partidadoble en el caso de esclavos extendidos. Si se conectanesclavos estándar a un maestro extendido, cada esclavo ocupauna dirección completa, por lo que como máximo se puedenconectar 31 esclavos estándar a un maestro extendido. [2]

Número de entradas/salidas utilizables.Como máximo 248 entradas y salidas binarias en el casode módulos estándar.Como máximo 248 entradas / 186 salidas en el caso demódulos con espacio de direcciones extendido.

Cada esclavo AS-i estándar puede recibir 4 bits de datos yemitir 4 bits de datos. Módulos especiales permiten utilizarcada uno de estos bits para un actuador binario o para unsensor binario. De este modo pueden existir en un cable AS-i con esclavos AS-i estándar como máximo 248 conexionesbinarias (124 entradas y 124 salidas). [2]

VIII. MAESTROS AS-I.

VIII-A. Maestros AS-i para SIMATIC S7-200

VIII-A1. CP 242-2 (Maestro AS-i estándar) : El móduloCP 242-2 permite conectar un segmento de AS-i al sistema deautomatización S7-200. El CP 242-2 cubre toda la gama defunciones de la especificación de maestro AS-i para maestrosAS-i estándar

El CP 342-2 ocupa en el área analógica del control 16 bytesde entrada y 16 bytes de salida, a través de los cuales se puedenleer los datos de entrada y se pueden poner los datos de salidade los esclavos.[2]

VIII-A2. CP 243-2 (Maestro AS-i extendido) : El móduloCP 243-2 permite conectar un segmento de AS-i a la nuevaserie S7-200 (CPU 222, CPU 224, etc.). El CP 243-2 esun maestro extendido según el perfil M1e, lo que significaque cubre toda la gama de funciones de la especificación demaestro AS-i para maestros AS-i extendidos. [2]

VIII-A3. CP 242-8 (Maestro AS-i estándar) : El CP 242-8incluye, además de las funciones del CP 242-2, una conexióna PROFIBUS-DP (esclavo DP). [2]

VIII-B. Maestros AS-i para SIMATIC S7-300.

El CP 342-2 ocupa en el área analógica del control 16 bytesde entrada y 16 bytes de salida, a través de los cuales se puedenleer los datos de entrada y se pueden poner los datos de salidade los esclavos. [2]

VIII-B1. CP 343-2 (Maestro AS-i extendido): El CP 343-2 ocupa en el área analógica del control 16 bytes de entraday 16 bytes de salida a través de los que es posible actuaresclavos AS-i estándar y esclavos AS-i A. Para esclavos AS-iB se dispone de un área adicional de E/S, accesible a travésde SFCs. [2]

VIII-C. Maestros AS-i para SIMATIC S5-SPS de la gama derendimiento superior.

VIII-C1. CP 2430 (Maestro AS-i estándar) : El CP 2430es un maestro doble que opera dos redes AS-i independientescon un máximo de 31 esclavos cada una. En el PLC, el maestroAS-i se puede utilizar opcionalmente como un módulo deentrada/salida para direccionar los datos de entrada y salidade los esclavos AS-i. En el espacio de direcciones del PLCocupa por cada segmento de AS-i 16 bytes de entrada y 16de salida, es decir, en total 32 bytes de entrada y 32 de salidacomo máximo. [2]

VIII-D. Maestros AS-i para SIMATIC S5-SPS de la gama derendimiento Inferior.

VIII-D1. CP 2433 (Maestro AS-i estándar).: En el sis-tema PLC, el maestro AS-i se utiliza como un módulo deentrada/salida para direccionar los datos de entrada y salidade los esclavos AS-i. En el espacio de direcciones del PLCocupa 16 bytes de entrada y 16 de salida. [2]

IX. PASARELAS DE RED AS-I.

IX-A. DP / pasarela AS-i

En caso de utilizar la periferia descentralizada PROFIBUS-DP es ventajoso el uso de AS Interface. En este caso, la in-terconexión de la periferia de procesos se puede extender másallá de PROFIBUS hasta el nivel de actuadores/sensores. Parala transición a PROFIBUS se pueden utilizar los siguientesaparatos:

DP/AS-Interface Link 20 (Link en construcción IP 20para acoplamiento de AS-Interface a PROFIBUS-DP)DP/AS-Interface Link 20E (Link en construcción IP 20con funciones de maestro AS-i extendido para acopla-miento de AS-Interface a PROFIBUS-DP)CP 242-8 (acoplamiento simultáneo de S7-200 aPROFIBUS-DP y AS-Interface)CP 142-2 en ET 200X _ CP 342-2 en ET 200M _ CP343-2 en ET 200M (maestro extendido)CP 2433 en ET 200U _ SPS S5-95U con interfacePROFIBUS y CP 2433AS 300 / CPU 315-2 DP con CP 342-2 o DP343-2DP/AS-Interface Link (Link en construcción IP 65 paraacoplamiento de AS-Interface a PROFIBUS-P) [2]

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IX-A1. Maestro AS-i para ET 200X: CP 142-2 (MaestroAS-i estándar) El módulo CP 142-2 (Maestro AS-i estándar)se puede operar en la unidad periférica descentralizada ET200X. Permite la conexión de un segmento AS-i a la unidadperiférica. Una particularidad de la unidad periférica ET 200Xes su construcción robusta en los grados de protección IP 65,IP 66 y IP 67. [2]

IX-A2. Maestro AS-i para PC-AT : CP 2413 (MaestroAS-i estándar) El CP 2413 (Maestro AS-i estándar) permiteconectar AS-Interface a PCs. El hardware del maestro AS-i seha realizado como tarjeta PC-AT corta. Con un PC se puedenoperar hasta cuatro CPs de maestros AS-i en paralelo. Conesto, el maestro AS-i-PC de Siemens es apropiado tambiénpara realizar tareas de control complejas. [2]

X. OTROS COMPONENTES DEL SISTEMA AS-I.

X-A. El cable AS-i.

Con el cable AS-i (cable perfilado) es posible el montajesencillo y rápido de un sistema AS-i. El cable AS-i se haejecutado como cable bifilar engomado (2 x 1,5 mm2). Elperfil especial impide que se puedan conectar estaciones conla polaridad incorrecta. Los contactos del cable AS-i se esta-blecen con ayuda de la técnica de perforación de aislamiento.[2]

X-B. Uso de otros cables bifilares.

Además del cable AS-i especial se puede utilizar cualquiercable bifilar con una sección de 2 x 1,5 mm2. No se requiereapantallamiento ni trenzado.

X-C. Módulos AS-i: elementos de los esclavos AS-i.

En el sistema AS-i, los módulos AS-i son comparablescon módulos de entrada o salida. Forman, junto con losactuadores o sensores, los esclavos AS-i y enlazan éstos conel maestro AS-i. Los actuadores/sensores se conectan a travésde conectores M12. [2]

X-D. Módulos activos y pasivos

Módulo AS-i activo con chip AS-i integrado:

con él se pueden conectar sensores y actuadores convenciona-les. Todo actuador o sensor ”normal” se puede interconectarasí en una red a través del AS-Interface.

Módulo AS-i pasivo:

No contiene electrónica integrada y permite la conexión desensores y actuadores AS-i con chip AS-i integrado. Losmódulos se han concebido de manera que pueda establecerseuna interfaz electromecánica Unificada con el cable AS-i.

Figura 3. Imagen de un módulo.[2]

XI. REPETIDOR / EXTENSOR DE AS-INTERFACE

Campo de aplicaciónEl repetidor / extensor de AS-Interface está previsto para eluso en un entorno de interfaz de actuadores/sensores, se utilizapara franquear la limitación de la longitud del AS-Interface, de100m. De este modo, un segmento existente de 100m se puedeextender en como máximo otros dos segmentos de 100m.[2]

XI-A. Uso del repetidor

El repetidor AS-Interface se utiliza si deben funcionaresclavos en todos los segmentos del Cable.

Características1. es posible la prolongación de la longitud del cable a un

máximo de 300m;2. pueden utilizarse esclavos a ambos lados del repetidor;3. se requiere una fuente de alimentación de corriente a

cada lado del AS-Interface;4. separación galvánica de los dos tramos de cable;5. indicación separada de la tensión correcta en cada lado;6. está integrado en la caja del módulo de usuario estándar.

Figura 4. Utilización de un repetidor.[2]

XI-B. Uso del extensor

El extensor AS-Interface cubre aplicaciones en las que elmaestro está colocado a gran distancia de la instalación deAS-Interface propiamente dicha.

1. Los maestros se pueden montar alejados hasta 100 mdel segmento AS-Interface;

2. sólo se pueden utilizar esclavos en el lado del extensorapartado del maestro;

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3. sólo se necesita una fuente de alimentación de corrienteen el lado apartado del maestro;

4. no hay separación galvánica de los dos tramos del cable;5. indicación de la tensión correcta;

Figura 5. Utilización de un extensor.[2]

XII. DIRECCIONADOR

XII-A. Campo de aplicación

Cada esclavo conectado al AS-i necesita una dirección. Estadirección se almacena en la memoria del esclavo. Con elterminal direccionador se programa la dirección de un esclavo.

XII-B. Manejo

El direccionamiento de los sensores/actuadores inteligentestiene lugar del mismo modo que el de los módulos de usuario.La conexión con el terminal direccionador se establece aquícon un conector macho M12. El direccionador tiene incor-porado a tal fin un conector hembra M12. La alimentacióneléctrica del terminal direccionador corre a cargo de pilasrecargables incorporadas, que se recargan a través de unafuente de alimentación enchufable externa. En caso de no serutilizado, el terminal se desconecta automáticamente despuésde un cierto tiempo. [2]

Figura 6. Imagen de un direccionador.[2]

XIII. SOFTWARE DE DIAGNÓSTICO SCOPE PARAAS-INTERFACE

Es un programa monitor que puede registrar y evaluar eltráfico de datos en redes AS-i durante la puesta en servicio yel funcionamiento.

XIII-A. Funciones

SCOPE para AS-Interface ofrece en lo esencial las siguien-tes funciones:

1. indicación en línea de todos los datos útiles de maestrosy esclavos, como panorámica (monitor de datos);

2. supervisión de las actividades de los esclavos;3. indicación en línea de valores estadísticos esenciales del

tráfico de datos a través del bus;4. funciones de disparo y filtro para el registro;5. registro de todo el tráfico de datos en un búfer de anillo;6. funciones de documentación.

XIV. EL MODO MAESTRO – COMANDOS, PROCESOS,PROGRAMACIÓN.

XIV-A. Principio Maestro-Esclavo

FuncionamientoEl AS-Interface trabaja según el principio Maestro-Esclavo.Esto significa que el maestro AS-i conectado al cable AS-icontrola el intercambio de datos con los esclavos AS-i a travésde la interfaz con el cable AS-i.

A través de la interfaz existente entre la CPU del maestro yel CP del maestro se transmiten los datos de los procesos y co-mandos de La ilustración siguiente muestra las dos interfacesdel CP maestro AS-i:

1. parametrización.2. A través de la interfaz existente entre el CP maestro

y el cable AS-i se intercambian informaciones con losesclavos AS-i.

Figura 7. Interfaces del CP maestro AS-i.[2]

XIV-B. Tareas y funciones del maestro AS-i

Para maestros AS-i estándar y maestros AS-i extendidosse distinguen respectivamente tres clases distintas de maestros(M0, M1, M2 para maestro estándar, M0e, M1e, M2e paramaestro extendido).

A grandes rasgos, los perfiles tienen el siguiente significadopráctico:

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XIV-B1. Perfil de maestro M0 / M0e:: El maestro AS-i puede intercambiar datos de E/S con los distintos esclavosAS-i. El maestro se configura tomando como “configuraciónnominal” la configuración de esclavos existentes ya en elcable.

XIV-B2. Perfil de maestro M1 / M1e:: Este perfil abarcatodas las funciones correspondientes a la especificación delmaestro AS-i.

XIV-B3. Perfil de maestro M2 / M2e:: Las funcionesequivalen a las del perfil de maestro M0 / M0e, pero comple-mentadas con la posibilidad de parametrización de esclavosAS-i por el maestro AS-i.

Maestros AS-i extendidos se diferencian de los maes-tros AS-i estándar esencialmente por que soportan la cone-xión de hasta 62 esclavos AS-i con espacio de direccionesextendido.[2]

Los maestros AS-i extendidos de SIMATIC NET ofrecenademás un acceso particularmente fácil para esclavos AS-Interface analógicos según el perfil 7.3/7.4.

XIV-C. Funcionamiento del esclavo AS-iXIV-C1. Datos de E/S: En las salidas de datos se encuen-

tran los datos útiles para los componentes de automatización,transmitidos desde el maestro AS-i al esclavo AS-i. Losvalores presentes en las entradas de datos son puestos adisposición del maestro AS-i por el esclavo AS-i a petición.[2]

XIV-C2. Parámetros: El maestro AS-i puede transmitir através de las salidas de parámetros del esclavo AS-i valores nointerpretables como datos útiles. Estos valores de parámetrosse pueden utilizar para el control y la conmutación entre losmodos internos de los sensores o actuadores.[2]

XIV-C3. Configuración: La configuración de entradas ysalidas (brevemente: configuración de E/S) muestra qué cablesde datos del esclavo AS-i se utilizan como entradas o salidasy cuáles se utilizan como salidas bidireccionales. [2]

Además de la configuración de E/S, el tipo de un esclavoAS-i se describe con un código de identificación (ID Code)o, en el caso de esclavos AS-Interface más recientes, con trescódigos de identificación (ID Code, ID1 Code, ID2 Code).

XV. TRANSMISIÓN DE DATOS

XV-A. Estructura de informaciones / datosse proyectan en la ilustración siguiente los campos de datos

y las listas del sistema en el diagrama de la estructura delsistema

Figura 8. Estructura de informaciones / datos

XV-B. Las fases operativas

Figura 9. Fases operativas

Modo de inicialización

La inicialización tiene lugar tras la conexión de la tensión dealimentación o en caso de rearranque durante el funcionamien-to. Durante la inicialización se ponen al valor ”0” (inactivo)los representadores de todas las entradas de esclavos y losdatos de salida desde el punto de vista de la aplicación. [2]

Fase de arranque

1. Fase de identificación: identificación de esclavos AS-ien la fase de arranque

el maestro AS-i pasa por una fase de arranque en la que sereconoce qué esclavos AS-i están conectados al cable AS-i yde qué ”clase” son estos esclavos.

Fase de activación: activar esclavos AS-i

En la activación de los distintos esclavos se distinguen dosmodos del maestro AS-i:

• Maestro en el modo de configuración: Se activan todoslos esclavos identificados

• Maestro en el modo protegido: Sólo se activan los esclavosque se ajustan a la configuración nominal

Modo normal

1. Fase de intercambio de datos2. Fase de gestión3. Fase de registro

XVI. FUNCIONES DE INTERFAZ

Para el desarrollo del control maestro/esclavo desde elprograma de usuario se dispone de diversas funciones en lainterfaz. Primero se representan las operaciones posibles y ladirección de flujo de datos a ellas vinculada.

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Figura 10. Interfaz maestro - esclavo

Leer / escribiral leer, los parámetros se transmiten desde el esclavo o desdela representación de parámetros del CP a la CPU.

Leer y almacenar (proyectar) datos de configuraciónLos parámetros o los datos de configuración proyectados seleen de la memoria no volátil del CP o respectivamente sealmacenan en la memoria no volátil del CP.

Configuración proyectable realAl leer, los parámetros y los datos de configuración se leendel esclavo y se almacenan en forma no volátil en el CP.

Suministrar parámetros proyectados a esclavosLos parámetros proyectados (configurados) se transmiten des-de el área no volátil del CP a los esclavos.

REFERENCIAS

[1] AS-interface Academy[2] AS-Interface – Introducción y fundamentos Manual de Sie-

mens.