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AS-Interface

AS-Interface – 智能通信標(biāo)準(zhǔn)，用于現(xiàn)場層至控制器系統(tǒng)的通用連接

AS-Interface (AS-i) – 更準(zhǔn)確地說，是執(zhí)行器-傳感器接口 – 是一種現(xiàn)場級智能總線系統(tǒng)。該總線系統(tǒng)可以比任何一種其它系統(tǒng)更簡便、更靈活、更高效地將現(xiàn)場中的全部傳感器和執(zhí)行器連接層控制系統(tǒng)。

復(fù)雜自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并非總能一眼看出。帶大量具備實時性要求的設(shè)備的現(xiàn)場級，尤其必須擁有清晰的結(jié)構(gòu)。

這正是 AS-I 現(xiàn)場總線可以提供的：AS?i 網(wǎng)絡(luò)中，采用簡單的雙芯電纜（一種黃色的 AS?i 電纜），多可將 62 個總線節(jié)點連接至 AS?i 主站，而且，還可以同時向該些主站和總線節(jié)點供電。該標(biāo)準(zhǔn)適用于實現(xiàn)惡劣環(huán)境中的可靠數(shù)據(jù)傳輸，而且，還對 AS-interface 提供了高程度的保護(hù)功能。

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西門子公司的 AS-I 產(chǎn)品具有各種優(yōu)勢

• 一站式提供基于總線標(biāo)準(zhǔn)和安全技術(shù)的全部 AS-I 系列產(chǎn)品
• 在系統(tǒng)范圍內(nèi)將 AS-i 設(shè)備集成到 SIMATIC、SINUMERIK 以及 TIA Portal 工程組態(tài)框架中
• 將 ASIsafe 應(yīng)用程序集成到 SIMATIC F 控制器安全編程中
• 在 TIA Portal 和 STEP 7 Classic 中集中組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù) – 控制器、AS-i 和安全功能只需一個工程組態(tài)框架
• 通過 Web 瀏覽器、HMI 或 TIA Portal 快速診斷主站和從站組件
• 在安全評估工具（已經(jīng)獲得 TÜÖ¤£©ÖлùÓÚ ASIsafe ¶ÔÕû¸ö°²È«Á´½øÐй滮¡¢ÆÀ¹ÀºÍÑéÖ¤
• 下位 AS-I 網(wǎng)絡(luò)與 PCS 7 過程控制系統(tǒng)之間的集成
• 化的備件供應(yīng)、咨詢和維護(hù)服務(wù)

• AS-Interface 提供了具有通訊功能的簡單執(zhí)行器和傳感器，這對于直接現(xiàn)場總線連接來說是不可能也是不經(jīng)濟(jì)的。
• 數(shù)據(jù)和輔助電源都經(jīng)過一根公用電纜傳輸
• 通過與現(xiàn)有 SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)的兼容性，可將 AS-Interface 集成到西門子通訊產(chǎn)品系列當(dāng)中。

AS-i Power 24 V 的 AS-Interface 數(shù)據(jù)解耦模塊：S22.5 數(shù)據(jù)解耦模塊

DCM 1271 數(shù)據(jù)解耦模塊，用于 SIMATIC S7-1200

并行接線通常主要用于帶極少E/A的應(yīng)用。盡管 AS-Interface 同樣適用于小型應(yīng)用，但是，其所要求的 30V AS-Interface 電源單元的成本通常限制了其應(yīng)用范圍。

采用 AS-Interface Power24V 對 AS-Interface 進(jìn)行擴(kuò)展后，AS-Interface 就可以使用 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)中已有的 24 V DC 標(biāo)準(zhǔn)電源單元，因此，對于預(yù)算受限的應(yīng)用，AS-Interface 現(xiàn)在也同樣極有吸引力。

標(biāo)準(zhǔn) AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)迄今為止的數(shù)據(jù)和電源

AS-Interface 的一是：僅需一根非屏蔽雙芯電纜，就可以既傳輸數(shù)據(jù)，又向所連接的從站和傳感器提供電源。這一優(yōu)點得益于采用了久經(jīng)驗證的 AS-Interface 電源模塊。該電源模塊具備集成數(shù)據(jù)解耦、過載與短路保護(hù)和集成接地故障監(jiān)控等功能。

新技術(shù)

通過使用 AS-Interface Power24V 來擴(kuò)展 AS-Interface，現(xiàn)在還可以在 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)中使用 24 V 標(biāo)準(zhǔn)電源。AS-Interface 通信技術(shù)具有同等水平的運(yùn)行質(zhì)量，工作電壓可使用 30 VDC 和 24 VDC。

AS-Interface Power24V 網(wǎng)絡(luò)使用要求

• 在使用 24 V 電源時，必須注意 50 m 的大網(wǎng)絡(luò)范圍，以便為從站和傳感器提供充分高的電壓（至少 18 V）。
• 電源模塊必須符合 PELV（保護(hù)特低電壓）或 SELV（安全特低電壓）標(biāo)準(zhǔn)，殘余波紋 < 250 mVpp，并且在發(fā)生故障的情況下必須將輸出電壓限制到高 40 V。建議使用 SITOP 電源； 請參見“電源模塊和數(shù)據(jù)解耦”→“24 V 電源模塊”→“SITOP 電源”。
• 在與標(biāo)準(zhǔn) 24 V 電源裝置結(jié)合使用時，每個 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)都需要將 AS-i Power24V 與數(shù)據(jù)分離，并具有適應(yīng)性接地故障檢測； 請參見“從站”→ “特殊功能模塊”→“接地故障檢測模塊”。
• 為使帶 24 V 電壓的 AS-i 網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行，必須確保主站模塊、從站模塊和其它部件通過 AS-i Power24V 認(rèn)證。AS-i Power24V capable AS-i 部件可用于標(biāo)準(zhǔn) 30 V AS-i 網(wǎng)絡(luò)而無任何約束。
• 不允許將中繼器或拓展插頭用于AS-Interface Power24V 網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)勢

在AS-i Power24V 網(wǎng)絡(luò)中，因為可以任何方式使用現(xiàn)有24 V 電源裝置，AS Interface 電源裝置不產(chǎn)生額外費用。由于去除了此壁壘，用戶可以幾種方式直接受益：

• 可進(jìn)一步提高此類小型應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
• 可大程度獲得現(xiàn)代化通信系統(tǒng)在調(diào)試、維護(hù)和振動方面的附加優(yōu)點。

應(yīng)用

AS-i Power24V 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

使用 AS-Interface DCM 1271 數(shù)據(jù)解耦模塊和 S7-1200 構(gòu)建 AS-i Power24V 網(wǎng)絡(luò)（簡單網(wǎng)絡(luò)）

通過 ASIsafe，可將急停按鈕、防護(hù)門開關(guān)或安全光柵等安全型部件直接集成在 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)中。這些部件與大家熟悉的 AS-Interface 組件（主站、從站、電源、中繼器等） 兼容，符合 IEC 62026-2 標(biāo)準(zhǔn)，并且可以在黃色 AS-Interface 電纜上一起運(yùn)行。

久經(jīng)驗證的安全性

針對安全等級達(dá)到 EN ISO 13849-1 和 (IEC 61508/EN 62061) 的應(yīng)用，提供了適用于安全相關(guān)信號的傳輸方法。

上層控制

AS-Interface 總線上的節(jié)點仍然通過上層 SIMATIC(F) CPU 或 SINUMERIK 控件實施運(yùn)行控制。

組態(tài)安全功能

為了執(zhí)行安全功能，必須對來自安全節(jié)點和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點的信息進(jìn)行邏輯組合，并進(jìn)一步設(shè)置參數(shù)。安全功能的組態(tài)取決于所使用的安方案：

• 采用 F-CPU 的 AS-Interface 安方案
  與通過在 ET 200SP 站中組合 CM AS-i 主站 ST 和 F-CM AS-i Safety ST 模塊形成的模塊化安全 AS-i 主站相結(jié)合，可通過 STEP 7 組態(tài)所有安全功能和組合并通過故障安全程序在控制器 (F-CPU) 中進(jìn)行處理。
• 由 MSS 執(zhí)行邏輯分析的 AS-Interface 安方案：
  與模塊化安全系統(tǒng)結(jié)合使用時，可使用 MSS ES 軟件來組態(tài)所有安全功能及其組合，并在 MSS 模塊中進(jìn)行處理。

采用 FCPU 的 AS-Interface 安方案

通過 ET 200SP 中的 AS-Interface 主站模塊進(jìn)行 AS-Interface 組態(tài)

ET 200SP 中的 AS-i 通信模塊能夠促進(jìn) AS-Interface 在故障安全 SIMATIC 或 SINUMERIK 控制器下的使用。

任務(wù)的分配如下：

• 通過 AS-Interface 總線上的安全輸入從站模塊采集安全信號。
  其它信號可通過 SIMATIC 的其它 FDI 模塊來檢測。
• 通過現(xiàn)有故障安全 SIMATIC 或 SINUMERIK 控制器來分析和處理信號
• 通過 ASInterface 總線上的安全輸出模塊 
  或者其它 SIMATIC FDQ 模塊給出響應(yīng)

通過在一個 ET 200SP 中簡便組合 CM AS-i Master ST 和 F-M AS-i Safety ST 模塊，可產(chǎn)生功能*， safety-oriented router between 安全路由器之間 PROFINET（或 PROFIBUS）和 AS?Interface，并可進(jìn)一步以模塊化方式進(jìn)行擴(kuò)展。

通過這種方式，可針對幾乎每種應(yīng)用實現(xiàn)擴(kuò)展配置。此外，還可以實現(xiàn)帶或不帶故障安全功能的單一 AS-Interface 主站、雙主站、三主站或通常的多個主站。

由 MSS 執(zhí)行邏輯分析的 AS-Interface 安方案：

含有 3RK3 模塊化系統(tǒng) (MSS) 的 AS-Interface 結(jié)構(gòu)

本地 AS-Interface 安方案使用 3RK3 模塊化安全系統(tǒng) (MSS) 來進(jìn)行安全型處理。在這種情況下，一個標(biāo)準(zhǔn)控制器（即，沒有 F-CPU）和一個標(biāo)準(zhǔn) AS-Interface 主站就足夠了。

任務(wù)的分配如下：

• 通過 AS-Interface 總線上的安全輸入從站模塊采集安全信號。
  通過模塊的 F-DI 輸入或 MSS 的擴(kuò)展模塊，檢測其它信號。
• 通過 MSS 的模塊來分析和處理信號
• 經(jīng)由 AS-i 總線、通過安全輸出模塊
  或通過 MSS 的模塊或擴(kuò)展模塊的 F-DQ 輸出進(jìn)行響應(yīng)

優(yōu)勢

• 簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)源于標(biāo)準(zhǔn)化的 AS 接口技術(shù)。
• 安全與非安全數(shù)據(jù)都在同一總線上傳輸。
• 能快速而簡單地擴(kuò)展現(xiàn)有的系統(tǒng)。
• 把安全信號集成進(jìn)了工廠的診斷概念中。
• 將安全信號包括在工廠診斷中以及現(xiàn)有的 HMI 面板上
• 經(jīng)認(rèn)證符合 EN ISO 13849-1 的 PL 或 IEC 61508 的 SIL 3
• 工作時的安全被* （TUV 認(rèn)證）
•  

MSS ASIsafe 基本型（左）和帶兩個擴(kuò)展模塊的 MSS ASIsafe 擴(kuò)展型（右）

模塊化安全系統(tǒng) (MSS) 是 ASIsafe 本地解決方案的核心。使用它，可對來自 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)中連接的 ASIsafe 節(jié)點（如輸入模塊、急停按鈕或安全開關(guān)）的信號產(chǎn)生安全型響應(yīng)。

因此，MSS 支持安全等級達(dá)到 EN ISO 13849-1 的 Cat4 或 IEC 62061 的 SIL 3 的安全型應(yīng)用。

通過 MSS 的本地安全輸出或通過 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)中的分布式安全 AS-Interface 輸出實現(xiàn)安全斷開。

使用 SIRIUS Safety ES 組態(tài) MSS 中的安全功能。通過系統(tǒng)接口并借助于 PC 電纜或存儲模塊，可在 MSS 中直接傳輸組態(tài)。如果使用 DP 接口模塊，則還可通過 PROFIBUS DP 傳輸組態(tài)。

MSS 支持大量不同的安全功能。根據(jù)具體需要，可用現(xiàn)成功能塊的形式對這些功能進(jìn)行定制。

支持的安全功能包括：

• 緊急停機(jī)按鈕
• 開關(guān)墊
• 防護(hù)門監(jiān)控
• 防護(hù)門鎖銷機(jī)構(gòu)
• 認(rèn)證開關(guān)
• 雙手控制系統(tǒng)
• BWS 監(jiān)控
• 暫時失效
• 操作模式選擇開關(guān)

應(yīng)用

支持 AS-Interface 總線的所有模塊化安全系統(tǒng) (MSS) 都支持相同的安全功能。差別在于輸入/輸出以及可連接的擴(kuò)展模塊的數(shù)量，從而獨立使能電路的數(shù)量。

在同一條 AS-Interface 總線上，可連接多個 MSS。

AS-Interface 具有以下幾種類型：

MSS ASIsafe 基本型

• 總共有多達(dá) 10個獨立的（雙通道）啟動回路
  • 其中 2 個啟動回路通過安全輸出集成到模塊中
  • 另外 8 個使能電路通過 ASIsafe 輸出（例如,本地安全 AS-Interface 輸出）進(jìn)行連接

MSS ASIsafe 擴(kuò)展型

• 總共有多達(dá) 20 個獨立的（雙通道）啟動回路
  • 其中 2 個啟動回路通過安全輸出集成到模塊中
  • 此外，通過多 2 個擴(kuò)展模塊，可有多達(dá) 8 個使能電路
  • 另外 10 個使能電路通過 ASIsafe 輸出（例如,本地安全 AS-Interface 輸出）進(jìn)行連接

MSS 增強(qiáng)型

• 總共有多達(dá) 50 個獨立的（雙通道）啟動回路
  • 其中 2 個啟動回路通過安全輸出集成到模塊中
  • 此外，通過多 36 個擴(kuò)展模塊，可有多達(dá) 9 個使能電路
  • 另外 12 個使能電路通過 ASIsafe 輸出（例如,分布式安全 AS-Interface 輸出）進(jìn)行連接

可擴(kuò)展性

上面所有類型都可通過添加 DP 接口模塊和診斷模塊加以擴(kuò)展。此外，還可以為 MSS 選擇各種安全和非安全擴(kuò)展模塊，并將它們以任意組合方式使用。請參見“Industrial Controls”（工業(yè)控制產(chǎn)品）→“Safety Technology”（安全技術(shù)）。

DP/ASInterface Link 20E 可連接 PROFIBUS DP 與 AS-Interface，并具有以下特點：

• PROFIBUS DP 從站和 AS-Interface 主站
• 可以連接多 62 個 AS-Interface 從站（每個帶 4 點數(shù)字量輸入和 4 點數(shù)字量輸出）以及模擬量從站。
• 集成模擬傳輸（所有模擬量行規(guī)）
• 根據(jù) AS-Interface 技術(shù)規(guī)范 V3.0，支持所有 AS-Interface 主站功能
• 從 AS-Interface 電纜供電；因此無需附加電源
• 適合 AS-Interface Power24V（產(chǎn)品版本 V2 / 固件版本 V3.1 及以上）和標(biāo)準(zhǔn) AS-Interface（30 V）
• 支持使用 STEP7 V5.2 及以上版本上載 AS-Interface 組態(tài)

設(shè)計

• 小型塑料外殼，防護(hù)等級 IP20，用于標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝
• 前面板上的 LED 指示燈，可顯示所有連接從站的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行就緒情況
• 可通過按下按鈕對 PROFIBUS DP 地址進(jìn)行設(shè)定
• LED 指示 PROFIBUS DP 從站地址、PROFIBUS DP 總線故障和診斷
• 提供有兩個按鈕，用于切換運(yùn)行模式，設(shè)定現(xiàn)有 ACTUAL（實際）組態(tài)為DESIRED（期望）組態(tài)。

功能

通信

使用 DP/AS-Interface Link 20E，DP 主站可以訪問一個 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)的所有從站。

在保存所連接 AS-Interface 從站（標(biāo)準(zhǔn)和 A/B 從站）的 I/O 數(shù)據(jù)的 DP 主站中，DP/AS-Interface 鏈接器 20E 占用了 32 字節(jié)輸入數(shù)據(jù)和 32 字節(jié)輸出數(shù)據(jù)。

可以壓縮輸入/輸出圖像的尺寸，因此，在 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)中，只擁有實際要求的 I/O 地址區(qū)。

模擬量 I/O 數(shù)據(jù)可通過用于讀/寫數(shù)據(jù)記錄的 S7 系統(tǒng)功能來訪問。

組態(tài)

如下組態(tài) DP/AS-Interface Link 20E：

• 帶 STEP 7（經(jīng)典版），V5.1 SP2 或更高版本；或 STEP 7 (TIA Portal)，V12 或更高版本：
  對于 STEP 7 組態(tài)，可以在 STEP 7 V5.2 或更高版本中上傳 AS-Interface 組態(tài)。也可以在 HW Config（從站選擇對話框）中方便地組態(tài)西門子 AS-Interface 從站。
• 通過前面板上的 SET 按鈕采用 AS-Interface 的實際組態(tài)
• 另外，還可以在工程工具（例如，用于 STEP 7 V5.1 和較低版本，或者用于非西門子的工程工具）中通過 PROFIBUS GSD 文件對 DP/ASInterface Link 20E 進(jìn)行集成。