AS-Interface

В своем первоначальном виде сеть была способна поддерживать до 31 устройства ввода-вывода, каждое из которых могло получать и передавать по 4 бита данных, в результате чего в сети было 124 входа и 124 выхода. Важные функции, такие как автоматическая замена одного узла, уже были частью системы. Время обновления сети легко вычисляется путём умножения количества узлов ввода-вывода с временем обновления для каждого узла.

Стандарт оказался крайне востребованным, что вызвало необходимость в доработке и улучшении. Новая версия стандарта разрешала использование аналоговых устройств ввода-вывода, а также увеличило число таких устройств до 62. Для того чтобы сохранить обратную совместимость размер передаваемых данных не был изменен. Вместо этого, один из четырёх выходных битов был использован, чтобы выбрать между так называемыми узлами А и B. Это позволило использовать каждый из 31 адреса дважды(1А-31А + 1В-31В). Как следствие такого способа увеличения узлов использование всех 4 выходных битов стало невозможно. Поэтому в этом стандарте предусмотрено 248 входов и 186 выходов. Максимальное время обновления сети 10 мс.

К 2005 году появилась необходимость в расширении возможностей протокола. Кроме того возросла потребность в низкоуровневых решениях для промышленных сетей на основе Ethernet, которые компенсировали бы его недостатки. Эта спецификация решала большую часть возникнувших проблем, определяя новые профили связи для цифровых и аналоговых данных, а также возможность серийной передачи данных. Ниже приведен список новых возможностей:

• Цифровые узлы входов/выходов стали поддерживать A/B решение с 4 входными и 4 выходными битами
• Цифровые узлы входов/выходов стали поддерживать A/B решение с 8 входными и 8 выходными битами
• Настраиваемый (8, 12 или 16 бит) быстрый аналоговый канал
• Дуплексный канал передачи данных

С этими новыми возможностями AS-Interface становится идеальным партнером для сетей любого из имеющихся в настоящее время промышленных протоколов на основе Ethernet. Доступны шлюзы к EtherNet/IPTM, PROFINET, Modbus/TCP, SERCOS III и др. Существует мнение, что сетевые решения, построенные на основе AS-Interface и Ethernet, в ближайшие 10 лет не потребуют существенных изменений.

Сканеры и шлюзы выполняют две функции. Обмен данными с модулями и изменение их входных/выходных данных. Функциональность мастера(Сканер/шлюз) определена в Мастер Профиле спецификации AS-Interface. Этот профиль был определен в последней спецификации версии 3.0. Любая сеть может иметь только один сканер. Относительно PLC/DCS или ПК сканер/шлюз является ведомым устройством. AS-Interface сообщества обычно использует слово шлюз, когда AS-Interface мастер подключается к верхнем уровню сети такому как DeviceNet или Profibus.Так как AS-Interface связи основана на Master-Slave способе связи, любая сеть должна иметь только один мастер в один момент времени.

Промышленные модули электропитания Siemens SITOP Power. Нижний правый — БП для AS-i интерфейса

Любой AS-Interface сегмент должен быть включен. Это обычно достигается подключением AS-Interface питания.Эти материалы обладают определенными уникальными характеристиками относительно внутренней схемы и выходного напряжения. Стандартное напряжение 24В устройства не может быть использовано для прямого питания сегмента. Общая протяженность AS-Interface сетевого кабеля в одном сегменте должна быть не более 100 метров. Для увеличения длины могут быть использованы повторители. Распространенное заблуждение существует относительно количества ретрансляторов в сети. Было заявлено, что максимальная длина AS-Interface сети может быть 300 метров, созданные с помощью двух ретрансляторов. Это не совсем так. Важно не то, сколько ретрансляторов используется, а через сколько ретрансляторов пройдет пакет данных от сканера или шлюза, прежде, чем достигнуть узла ввода-вывода. Из-за жестких ограничений сроков определено, что каждый пакет может проходить только по два повторителя до достижения AS-Interface узла. Это имеет следующие последствия:

• Линейная сеть с шлюзом на конце длиной не может превышать 300 м
• Сеть со шлюзом в середине длиной не может превышать 600 метров

Терминаторы специальные устройства которые необходимо располагать на физическом конце сети для предотвращения отражения сигнала. Стабильно работать терминатор будет только если сегмент сети является практически линейным. Это существенный недостаток, т.к. в большинстве случаев необходимо использовать более сложные топологии. Тюнер используется так же, как Терминатор (опять же сегменты должны быть линейными), но отличается в своих электрических характеристиках. Тюнер, после его подключения к сегменту, должен быть активирован (или настроен).Во время этого процесса тюнер активно изменяет значения его внутреннего сопротивления и определяет оптимальные настройки для данного сегмента, т.е. те, которые сводят к минимуму количество ошибок в сети. Хотя эта оптимизация процесса является сильной стороной тюнера и позволяет строить сети большего размера, она является также его большим недостатком. Использование терминаторов не требует дополнительной настройки сети при изменении количества узлов, в то время как при использовании тюнеров необходимо их каждый раз перенастраивать при подключении(отключении) нового узла. При использовании терминаторов и тюнеров в сочетании с повторителями, необходимо учитывать что время распространения сигнала по проводам и через ретрансляторы возрастет. Для решения этой проблемы были разработаны специальные повторители.