Schnell – Gut – Sicher Sicherheitstechnik und mehr in der schnellen Sensor-/Aktuator-Kommunikation

In der Sensor-/Aktuator-Ebene ist AS-Interface seit vielen Jahren ein etablierter Standard. Das Kommunikationssystem vernetzt Sensoren und Aktuatoren schnell und einfach mit der Steuerung. Die kurzen Zykluszeiten ermöglichen effiziente Lösungen. Im Laufe der Jahre sind zahlreiche Entwicklungen in das System eingeflossen, darunter Safety-Integration, umfassende Diagnosemöglichkeiten usw. Aktuelles Entwicklungs-Highlight ist die Einführung von AS-i Power24V. Dadurch können Anwender das bisher notwendige Spezialnetzteil einsparen. Doch hierzu mehr auf S. 59. Grundzüge des Systems AS-Interface ermöglicht kostengünstige Lösungen, die unter verschiedensten Hostsystemen zum Einsatz kommen. Im Hostsystem wirkt AS-Interface wie eine einfache E/A-Karte, die ihre Werte im entsprechenden Adressraum zur Verfügung stellt. Zusätzlich ermöglicht die AS-Interface Technik aber eine umfangreiche Diagnose der angeschlossenen Geräte. Die Vorteile des Systems setzen über 300 Hersteller weltweit in Produkten um. Die AS-Interface Technologie ist ein genormtes System mit den internationalen Normen IEC 62026-2, EN 50295. Diese Normen geben Sicherheit für Hersteller und Anwender. Funktionsweise Die Kommunikation zwischen der Sensor-/Aktuator-Ebene und dem System der Steuerung wird über den AS-Interface Master abgewickelt. Heute gibt es für alle gängigen Systeme Schnittstellen. Dem AS-Interface System ist es gleich welche Systeme die Steuerungsebene verwendet, die Sensor-/Aktuator-Anbindung ist gewährleistet. Im Moment werden zahlreiche Ethernetderivate diskutiert. Welches sich durchsetzen wird ist noch nicht klar. Der AS-Interface ist offen für alle übergeordneten Systeme. Damit ist klar, dass alle Investitionen in der Sensor-/Aktuator-Ebene zukunftssicher sind, da das System die erforderliche Kompatibilität bietet. Wenn übergeordnete Steuerungssysteme erneuert werden, muss nur die Schnittstelle aktualisiert werden. Die Investition in der Sensor-/Aktuator-Ebene kann hingegen weiter genutzt werden. Die Innovationsstufe 3.0 hat AS-Interface um neue Fähigkeiten ergänzt. Die Kompatibilität zu den bewährten Produkten wurde voll erhalten. Die umfangreiche Produktpalette mit bisher über 1200 zertifizierten Geräten ist die Grundlage des weltweiten Erfolges. Schnelle Kommunikation Die AS-Interface Kommunikation basiert auf kurzen Telegrammen damit ist eine schnelle Zykluszeit möglich. Die Antwort eines typischen AS-Interface Moduls wird in 150µs übertragen, bedingt durch die Verarbeitungszeit im Master steht damit dem Hostsystem der Wert nach spätestens 3ms zur Verfügung. Systeme wie etwa Profibus sind mit ihren typischen Zykluszeiten von 10 bis 40ms deutlich langsamer als AS-Interface. Bei einfacher Adressvergabe erreicht AS-Interface ei­ne Zykluszeit von 5ms im Vollausbau. Das heißt zur Abfrage der Werte von 31 Adressen werden maximal 5ms benötigt. Wird die A/B Technik verwendet um doppelt so viele Teilnehmer einzubinden, steigt die vollständige Abfragezeit im Vollausbau auf 10ms. Für diese Technik werden zwei Zyklen benötigt, einer für die A-Adressen und einer für die B-Adressen. Durch diese Spezialität von AS-Interface lassen sich dabei aber immer noch einzelne Module mit dem schnellen Zyklus von nur 5ms abarbeiten. Denn bei der A/B Technik können die Adressen zweimal vergeben werden, einmal als Adresse A und einmal als Adresse B. Der Master fragt zyklisch erst die A Adressen und dann die B Adressen ab, soweit vorhanden. Damit ergibt sich dann die doppelte Zykluszeit wenn beide Adressen genutzt werden. Wenn es sich um einzelne zeitkritische Signale handelt kann man diese Technik also nutzen und die jeweiligen zeitkritischen Adressen nur einmal vergeben. Damit werden dann diese einzelnen oder auch vollen Adressen im A und im B Zyklus mit der Zykluszeit von nur 5ms abgefragt. Schnelle Analog Profile Seit der Version 3.0 verfüg AS-Interface über so genannten combined transaction types. Sie bilden eine Sammlung von Übertragungsprofilen, die Lösungen für die Übertragung der unterschiedlichsten (Analog-)Signale bieten. So ist es z.B. möglich für besonders zeitkritische Prozesse Schwellwerte mit schnellen Schaltsignalen zu definieren und gleichzeitig einen konstanten Datenstrom zu übertragen. AS-Interface kann 16Bit-Werte in nur einem Zyklus (5ms, 31 Teilnehmer) an die Steuerung übergeben. Mit der Innovationsstufe 3.0 wurden auch die Grundlagen der FDT-Technologie bereitgestellt. Safety at Work Die sicherheitstechnische Ergänzung von AS-Interface heißt Safety at Work. Diese Produkte sind bereits seit 2001 verfügbar. Die Vorteile des AS-Interface kommen in der Verdrahtung von sicherheitsrelevanten Geräten besonders zum Tragen und bieten dem Anwender einen erheblichen Zeitvorteil bei der Installation. Die Grundlagen für das sichere Netzwerk bildet ein gewöhnliches AS-Interface Netz. Die Besonderheit liegt im AS-Interface Sicherheitsmonitor, der die sichern Komponenten überwacht und im Fall der Fälle die Abschaltung vornimmt. Der Sicherheitsmonitor überwacht die sicheren AS-Interface Komponenten (BWS, Türschalter, Not-Aus, Schaltmatten…) entsprechend der Konfiguration. Die Konfiguration ist einfach mit einem Computer durchzuführen. Die dezentralen sicheren Ausgängen wurden 2005 entwickelt. Heute bietet Safety at Work die Vorteile von AS-Interface für die vollständige Verdrahtung der Sicherheitstechnik. Zertifizierung Die Kompatibilität, die AS-Interface auszeichnet basiert auf der AS-Interface Zertifizierung. Schon vor 15 Jahren wurde die Zertifizierung mit den ersten Prüfrichtlinien ausgearbeitet. Seit dem zeigt das AS-Interface Zertifikat die Übereinstimmung mit den strengen Regeln der AS-Interface Kommunikation. Das Zertifizierungszeichen auf den Produkten bestätigt die Einhaltung des AS-Interface Standards. AS-Interface hat damit eine durchgängige Systemqualität erreicht, die sich nicht an einzelnen Herstellern festmacht. Fazit 1991 wurde die erste Spezifikation von AS-Interface verabschiedet. Seitdem hat sich nicht nur technologisch viel getan, AS-Interface hat sich am Markt etabliert und ist Marktführer in der Sensor-/Aktuator-Ebene. Es zeichnet sich durch die einfache Anwendung und seine Offenheit aus. In der Sensor/ Aktuator-Ebene ist die Offenheit besonders wichtig, denn nur dann kann erfolgreich mit der Vielfalt der Systeme in der Steuerungs-Ebene kommuniziert werden. AS-Interface bietet heute Gateways zu allen wesentlichen Hostsystemen. Die verschiedenen Hostsysteme, der Geräte- und Steuerungs-Ebene, haben regional eine unterschiedliche Bedeutung, mit lokalen Schwerpunkten. Im Gegensatz dazu hat sich AS-Interface in der Sensor-/Aktuator-Ebene weltweit verbreitet.