- as-i總線概述
- as-i總線的系統組成
- as-i總線的系統編程
- as-i總線的供電單元
- as-i總線的網絡部件
- as-i總線的安全系統
as-i概述
西門子as-i總線特別適用于連接需要傳送開關量的傳感器和執行器系統:傳感器可以是各種原理的位置接近開關以及溫度、壓力、流量、液位開關等;執行器可以是各種開關閥門，聲、光報警器,也可以是繼電器、接觸器等低壓開關電器。同時as-i總線也可以連接模擬量設備,只是模擬信號的傳輸要占據多個傳輸周期。as-i的特性是應用簡捷、成本低、可靠性高、速度快、系統開放。它可以在簡單應用中自成系統，也可以通過連接模塊與各種高層總線連接。它取代了傳統自控系統中繁瑣的底層連線，實現了現場設備信號的數字化和故障診斷的現場化，智能化，大大提高了整個系統的可靠性，節約安裝，調試和維護成本。
as-i的組成
構建一個as-i網絡，須具備四個單元：as-i主站，從站模塊，供電單元，網絡部件[1]。圖1所示為as-i網絡的組態圖。
圖1as-interface組太示例
as-i主站
as-i屬于主從式網絡，每個網段只能有一個主站。主站是as-i總線是網絡通信的中心,負責網絡的初始化以及設置從站的地址和參數等，具有錯誤校檢功能，發現傳輸錯誤將重發報文。主站模塊實質為plc的通信處理模塊，通過它來完成現場數據與plc的cpu的通信。附表是as-i主站模塊的一覽表。
主站由as-i主機和控制器(如pc,plc等)組成。as-i主機的使用方式有兩種：一種是可以集成在可編程控制器上，例如以擴展網絡的形式集成；這種方式適合所需的信號較少的中小型系統。一種是網關，網關可以把as-i系統連接到更高層的網絡中(如profibus、ethernet等)。網關作為as-i主站的同時，也是高層網絡中的從站。大型復雜的分布式監控系統常采用此方式，如圖1中主站單元所示。as-i的網關主要有兩種：dp/as-i網關是用于自profibus到as-interface的數據傳送，ie/as-i用于自工業以太網至as-interface的數據傳送。
[page]
以上兩種方式的硬件連接很簡單，只需要將as-i網絡線連接到cp模塊或dp/as-i上的as-i連接端子即可，連接時應注意電纜的正負特性與接地的連接，如圖2、3所示。
圖2as-interface接線圖
圖3dp/as-i網關
圖4i/o模塊
as-i從站
as-i從站是as-i系統的輸入/輸出通道，僅在被主站訪問時才被激活。其作用是連接現場i/o。根據安裝環境的要求分兩種防護等級：ip20防護等級(用于安裝在控制柜內)、ip65/67防護等級(用于直接安裝在惡劣現場)。
從站也分為兩種，一種是帶有as-interface通信芯片的智能傳感器/執行器，另一種是分離型i/o模塊連接普通的傳感器/執行器。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設備來說，如果想接入as-i系統，必須提供一個帶有asic的as-i模塊，i/o設備與這些模塊連接，如圖4中的i/o模板，傳感器、執行器、開關等元件直接通過電纜插接到模板上即可。
標準的as-i節點(從站)地址為5位二進制數，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總線技術規范2.1版本中，一個主站所能控制的從站數量由31個增加到62個，每個地址連接2個從站(分為a 組)。
供電單元
as-i電源是as-i網絡的一個組成部分。它們提供系統的電子設備(as-i模塊和as-i主站)和連接的傳感器技術。而且，as-i電源的集成數據解耦可以確保數據和電能分隔，因此使as-i能夠在一條線路上傳輸數據和電源，普通標準電源不適合。as-i網絡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。
網絡部件
網絡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，還傳輸網絡電源。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網絡的擴展，使用中繼器時，每個網段不能超過100m，并且每個網段有自己的電源。任何從站和主站之間不允許超過兩個中繼器，所以整個網絡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網絡從站地址、參數的設定，編址器可以與所有as-i從站進行連接，并快速設定as-i從站網絡中的地址。
安全系統
as-interfacesafetyatwork是一個基于as-i系統的通訊網絡，一個可以兼容相關的安全產品，例如急停開關，防護開關，光幕，激光掃描儀，限位開關，并將它們的狀態信號傳送到智能安全繼電器(又稱安全監視器)的網絡。它允許在確定的條件下，緊急停止數字/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從站，并將其象所有常規從站一樣集成到網絡中。標準as-i的傳輸協議和電纜很健全，因而也可用于安全相關報文的傳輸[3]。
應用編程
as-i從站編址
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/asilink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。
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，并對地址進行設定。完成軟件組態以后，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，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、參數以及參數的讀取等。在cpu程序中調用fc7(fcasi_3422可以從西門子網站上下載)通信功能建立cpu與as-i主站cp的通信。
(2)訪問從站數據：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就是cp占有cpu的地址區，大小為16b輸入和16b輸出，每個從站最多占用4個數字量輸入和4個數字量輸出。傳載數據時使用數據裝載(l)與數據傳送指令(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存儲于cp內部的數據記錄區中，cpu需要調用系統功能塊sfc58/sfc59，讀寫cp的數據記錄，訪問b類從站數據，存儲b類從站的數據記錄區為150(96h)，長度為16b。
模擬量從站與訪問b類從站的方法類似，數據存儲于主站cp的數據區140(8ch)中。在cpu中調用sfc58/sfc59，訪問cp數據記錄區中從站數據(2b~128b)。
as-i技術現已廣泛應用于各種工業領域，比如說汽車生產、石油化工、煙草工業、電梯控制系統等等。這主要是因為as-i的接線簡單、數據傳輸可靠、安裝維修方便，而且可以用于較為惡劣的工業環境，能為有較少i/o點的設備提供一種低成本的解決方案。另外，主站編程簡單，節約不少開發時間，是現場總線控制系統的絕佳選擇。
