AS-인터페이스
AS-Interface액추에이터 센서 인터페이스(AS-Interface 또는 ASi)는 PLC, DCS 및 PC 기반 자동화 시스템에서 사용되는 산업용 네트워킹 솔루션(물리적 계층, 데이터 액세스 방법 및 프로토콜)이다. 단순한 필드 I/O 장치(예: 액추에이터, 센서, 로터리 인코더, 아날로그 입력 및 출력, 푸시 버튼, 밸브 위치 센서 등 바이너리 ON/OFF 장치)를 단일 2-컨덕터 케이블을 사용하여 이산 제조 및 공정 애플리케이션에서 연결하도록 설계되었다.
AS-인터페이스는 다수의 자동화 장비 공급업체가 지원하는 '개방형' 기술이다. AS-인터페이스는 1999년부터 IEC 62026-2에 따른 국제표준이었다.
AS-인터페이스는 필드 기기의 하드 배선에 대한 네트워킹 대안이다. 저렴한 원격 I/O 솔루션을 제공하는 Profibus, DeviceNet, Interbus, Industrial Ethernet 등 고급 필드버스 네트워크의 파트너 네트워크로 활용할 수 있다. 컨베이어 제어, 포장 기계, 공정 제어 밸브, 병입 공장, 전기 분배 시스템, 공항 수하물 캐러셀, 엘리베이터, 병입 라인 및 식품 생산 라인을 포함한 자동화 애플리케이션에 사용된다. AS-인터페이스는 기계 안전/비상 정지 애플리케이션에서 기능 안전의 기초를 제공한다. AS-인터페이스로 통신하는 안전장치는 모든 일반적인 AS-인터페이스 데이터 규칙을 따른다. AS-인터페이스 규격은 독일 겔하우젠에 위치한 회원 자금 지원 비영리 단체인 AS-인터내셔널이 관리한다. 전 세계에 몇 개의 국제적인 자회사가 존재한다.
역사
AS-인터페이스는 유도 센서, 광전 센서, 용량성 센서, 초음파 센서와 같은 산업용 비접촉 감지 장치를 주로 제공하는 것으로 알려진 11개 회사의 개발 파트너십에 의해 1980년대 후반과 1990년대 초에 개발되었다. 개발이 완료되면 컨소시엄이 해결되고 AS-인터내셔널이라는 회원 기관이 설립되었다. 1994년 하노버 박람회에서 첫 작전체계가 선보였다.
2018년에는 뉘른베르크의 SPS IPC 드라이브에서 새로운 기술 단계가 제시되었다. 이 기술의 이름은 ASi-5이다. ASi-5는 유명한 자동화 기술 제조업체에 의해 개발되었다.
사용하다
(액추에이터 센서 인터페이스에서) AS-인터페이스는 센서와 액추에이터의 기존 병렬 케이블 연결에 대한 대안으로 개발되었으며 다음과 같은 장점을 제공한다.
- 유연성
- 원가절감
- 단순성
- 설치 오류 감소
- 널리 분포되어 있음
- 최고의 네트워킹 기회
- 호환성.
시스템의 주요 적용 분야는 공장 자동화, 프로세스 기술, 홈 오토메이션이다.
기술
AS-인터페이스는 단일 마스터 시스템이며, 이는 마스터 장치가 모든 구성된 장치와 입력 및 출력 데이터를 교환한다는 것을 의미한다. 전송 매체는 차폐되지 않은 2와이어 노란색 플랫 케이블이다. 케이블은 신호 전송과 동시에 전원 공급(30V)에 사용된다. 라이트 빔처럼 전력 요구사항이 낮은 통신전자 및 참가자는 직접 전력을 공급받을 수 있다. 밸브 단자와 같이 에너지 요구량이 높은 소비자는 전원 공급(30V)을 위해 별도의 보통 검은색 플랫 케이블을 사용할 수 있다.
센서나 액추에이터는 흔히 이른바 피어싱 기술을 통해 연결된다. 극성 프로파일링된 플랫 케이블의 절연은 조립 중 두 개의 관통 맨드렐을 통해 관통되며, 이는 조립 작업 감소로 쉽고 간단한 연결을 만든다. AS-인터페이스가 연결되지 않은 센서와 액추에이터는 모듈을 통해 시스템에 연결할 수 있다. 침투 기술이 적용된 모듈의 경우 AS-인터페이스 플랫 케이블을 사용해야 한다.
AS-인터페이스 네트워크의 토폴로지는 임의적이다. 당신은 선, 별, 반지 또는 나무 구조물을 만들 수 있다.
ASi-3 통신 및 전송 기술
전보(메시지 프레임)는 4비트 사용자 데이터로 구성된다. 마스터는 시리얼 전송 프로토콜로 참가자와 통신한다. 각 가입자는 주소 지정 장치 또는 마스터를 통해 주소를 할당받는다. 최대 31개(표준 장치) 또는 62개(고급 장치) 노드가 연결될 수 있다. 각 노드는 액추에이터 또는 센서에 대해 최대 4개의 입력 및/또는 4개의 출력을 가질 수 있다. 이것은 표준 장치 네트워크 (1-31) 또는 248 (4 x 62 = 248) 입력과 248 (4 x 62 = 248) 입력에 최대 124 (4 x 31A 및 1B - 31B)의 출력을 제공한다. 직렬 통신은 전원 공급기로 변조된다. 맨체스터 코딩은 의사소통을 위해 사용된다. 31명의 참가자의 경우 주기는 5ms이다. 62명의 참가자를 다루기 위해서는 2개의 사이클이 필요하다. AS-인터페이스의 토폴로지는 임의적이지만 리피터나 익스텐더가 없는 경우 케이블 길이는 100m를 초과해서는 안 된다. 그러나 특수 종단 저항기(저항 부하와 용량 부하 조합) 때문에 최대 케이블 길이를 최대 300m까지 늘릴 수 있다. 진단 장치 또는 기본 제공 진단이 있는 마스터는 네트워크 문제 해결을 단순화한다. 실패한 노예는 쉽게 교체될 수 있고, 마스터는 자동으로 그들을 리디렉션한다. Safety at Work는 ASi-3 기술에 사용되는 기능 안전의 개념이다. 이는 비상정지 작동, 도어 연동장치 또는 광망과 같은 안전 관련 구성품을 AS-인터페이스 네트워크에서 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 동일한 케이블의 일반 ASi 프로토콜에 중첩된 다른 전송 프로토콜로, 안전 장치가 구성된 Siemens ASiMon 장치와 같은 별도의 안전 마스터가 필요하다. AS-인터페이스는 IEC 61508에 따른 SIL(안전 무결성 수준) 3까지, EN ISO 13849-1에 따른 성능 수준 e(PL e)까지 안전 지원을 제공할 수 있다.
ASi-5 통신 및 전송 기술
ASi-5를 이용한 주기적 전송에는 16비트가 이용 가능하다. 참가자 1인당 최대 32바이트의 주기적 전송이 가능하다. 각 장치마다 최대 256바이트의 주기 매개변수 채널을 사용할 수 있다. ASi-5는 이더넷 주소당 최대 1536개의 바이너리 입력과 1536개의 바이너리 출력을 제공하는 것이다. 시스템에서 1.2ms 사이클 시간을 최대 24명의 참가자에게 제공할 수 있다. 이 빠른 사이클 타임은 이전에 값비싼 네트워크 시스템을 위해 예약되었던 애플리케이션의 새로운 분야를 허용한다. 96명의 참가자는 ASi-5 네트워크에서 연설할 수 있다. 이 96개의 장치는 5 ms의 주기 시간을 갖는다. 통신 진단은 연결된 노드와 마스터 사이의 메시지 전송에 대한 정보를 설명한다. 이 시스템은 연결된 각 장치에서 전송되는 메시지의 품질을 지속적으로 모니터링한다. 이 단일 채널 진단은 시스템에서 사용할 수 있다. 교란된 전송 채널은 자동으로 리디렉션된다. 장치 진단은 연결된 장치에 대한 정보를 제공한다. 사용 가능한 진단 데이터는 장치 제조업체에 의해 결정된다. 진단 데이터는 최대 256바이트의 데이터 너비로 반복 서비스를 통해 전송할 수 있다. ASi-5 시스템은 IO-Link와 같은 매개변수 인터페이스를 사용하기 위해 개방되어 있다. IO-Link 장치는 장거리에서 효율적으로 수집할 수 있으며 최대 32바이트까지 순환적으로 통합할 수 있다. 비상정지, 조명커튼, 안전스위치 등 안전관련 스위칭기기에 16개의 안전비트를 사용할 수 있다. 기능 안전을 위해 IEC 13849에 따라 안전 무결성 수준(SIL)3 성능 수준 e를 달성할 수 있다. ASi-5는 새로운 의사소통 방법을 사용한다. 새로운 ASi-5 기술은 공통 케이블에서 새로운 ASi-5 기술의 구성요소와 함께 ASi-3 구성요소를 사용할 수 있게 한다. ASi-3 장치를 ASi-5 구성 요소와 함께 사용해야 하는 경우, 해당 장치 외에도 새로운 ASi-3/ASi-5 마스터를 사용해야 한다. 오래된 시스템은 추가 기능이 있는 새로운 장치에 의해 쉽게 업그레이드될 수 있다. 검증된 ASi-3 구성 요소와 새로운 ASi-5 장치를 사용하여 케이블에 새 시스템을 설치할 수 있다.
표준화
AS-인터페이스는 국제표준 IEC 62026-2: 2015에 설명되어 있다. 기타 현지 표준: 유럽: EN 62026-2: 2015 일본: JIS C 82026-2(2013) 중국: GB / T 18858.2(2002) 한국: KS C IEC 62026-2(2007)
AS-인터페이스 제품은 AS-국제협회 e.V.의 인증을 받았다. 시험과 인증은 서로 다른 제조업체의 장치가 함께 작동하도록 보장한다. AS-인터페이스의 기능 안전의 개념은 기술 검사 협회(THUV) 또는 독일 사회 사고 보험 산업 안전 연구소에서 긍정적으로 평가하여 관련 안전 표준의 이행을 확인하였다.
참조
- W. Kriesel, O. Madelung (Hrsg.): ASI - Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation. Hanser Verlag, München, Wien 1994, ISBN3-446-17825-2, 2. Auflage 1999, ISBN3-446-21064-4.
- W. R. Kriesel, O. W. Madelung(에드): ASI - 자동화를 위한 액추에이터-센서-인터페이스. Hanser Verlag, München; Wien 1995, ISBN 3-446-18265-9, 2 Auflage 1999, ISBN 3-446-21065-2.
- W. Kriesel, H. Rohr, A. Koch: Geschicht und Zukunft der Mess- und Automatisierungsteknik. VDI-Verlag, Düseldorf 1995, ISBN 3-18-150047-X.
- W. Kriesel, T. Heimbold, D. Telschow: Bustechnologien für die Automation - Vernetzung, Auswahl und Anwendung von Kommunikingssystemen. 휴틱 베를라크, 하이델베르크 1998, 2. 오플 2000 ISBN 3-7785-2778-9
- R. 베커: Automatisieren is einfach - mit AS-Interface. AS-국제 협회, 프랑크푸르트 a. M. 2008.
- R. 베커: AS-인터페이스로 자동화는 쉽다. AS-국제 협회, 프랑크푸르트 a. M. 2008.
- W. 웰러: 오토매티어룽슈니크 임 우버블릭. 베를린의 Beuth Verlag; Wien; Zürich 2008, ISBN 978-3-410-16760-0 sowie als E-Book.
- W. W. Wahlster: (R)Evolution 4.0 – 인터뷰. In: 자동화 동향. 다스 쿤덴마가진 폰 페스토. 2012년 2월 2일 S. 9-11.
