Xem mẫu
- Hệ thống
thông tin công nghiệp
6.4 AS-Interface
4/28/2006
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 6.4 AS-Interface
1. Giới thiệu chung
2. Kiến trúc giao thức
3. Cấu trúc mạng và cáp truyền
4. Cơ chế giao tiếp
5. Cấu trúc bức ₫iện
6. Mã hóa bit
7. Bảo toàn dữ liệu
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 2
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu chung
Kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sản xuất
các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành của
châu Âu (Siemens, Schneider Electric, Moeller,
Festo, Bürkert, Pepperl & Fuchs...)
Chuyên dùng cho ghép nối bộ ₫iều khiển trực tiếp
với các thiết bị logic (rơ-le ₫óng cắt, van on/off,
cảm biến chuyển mạch bằng một ₫ường cáp duy
nhất
Chuẩn EN 50295, IEC 62026-2
Hiệp hội ASI International Association hỗ trợ phát
triển và ứng dụng
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 3
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 4
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Yêu cầu & ₫ặc ₫iểm chung
Yêu cầu lưu lượng dữ liệu thấp, tính thời gian thực
ngặt nghèo
Đơn giản, tiện dụng, giá cả hợp lý
Khả năng ₫ồng tải nguồn cho toàn bộ các cảm biến
và một phần lớn các cơ cấu chấp hành.
Bền vững trong môi trường công nghiệp nhưng
không ₫òi hỏi cao về chất lượng ₫ường truyền
Cấu trúc mạng tương ₫ối linh hoạt: ₫ường thẳng,
cây, hình sao
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 5
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- PLC víi giao
PLC PLC víi giao
diÖn bus tr−êng diÖn AS-i
PS CPU PS CPU PS CPU
Thực tế của phương pháp nối dây truyền
thống: 36% mọi sự cố nhà máy, máy móc là
Vμo/ ra ph©n t¸n
do lỗi lắp ₫ặt, ₫i dây (số liệu 1997, TU
München)
ASI giúp tiết kiệm tới 25% chi phí cáp truyền
và 30% chi phí tổng thể
C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh
a) Nèi ®iÓm-®iÓm cæ ®iÓn b) Bus tr−êng víi vμo/ra c) AS-Interface
ph©n t¸n
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 6
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Kiến trúc giao thức
Đặc ₫iểm hạn chế ở việc trao ₫ổi dữ liệu thuần
túy và lượng dữ liệu trao ₫ổi rất nhỏ.
Toàn bộ việc xử lý giao thức ₫ược gói gọn chỉ
trong lớp 1 (lớp vật lý) theo mô hình OSI.
Phương pháp mã hóa bit hoàn toàn mới ₫ể thích
hợp với ₫ường truyền 2 dây ₫ồng tải nguồn và
không dựa vào chuẩn truyền dẫn RS-485 thông
dụng ở các hệ thống bus khác.
Chức năng ₫iều khiển truy nhập bus và bảo toàn
dữ liệu cũng ₫ược thực hiện ở lớp 1.
Phương pháp ₫iều khiển truy nhập bus chủ/tớ
thuần túy ₫ể
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 7
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3. Cấu trúc mạng & cáp truyền
Cấu trúc ₫ường thẳng, cây, hình sao
Không yêu cầu trở ₫ầu cuối
Chiều dài tổng cộng của cáp truyền cho phép tối
₫a là 100 mét.
Số trạm tớ tối ₫a trong một mạng là 31, tương
ứng với tối ₫a 124 thiết bị (mỗi trạm tớ ghép nối
₫ược tối ₫a 4 thiết bị).
Version 2: Tối ₫a 64 trạm/mạng
Tốc ₫ộ truyền 167 kbit/s, tương ₫ương với thời
gian bit là 6 μs.
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 8
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- AS-i Master
(PC, PLC,
CNC,. ..)
Nguån
DC
AS-i Slave Bé chia
Bé nèi
tÝch cùc
S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A
C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh th«ng th−êng C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh lμ AS-i Slave
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 9
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 4. Cơ chế giao tiếp
Chủ-tớ, phương pháp hỏi ₫áp tuần tự (polling), tuần
hoàn
Chủ yếu là dữ liệu logic (tối ₫a 4 bit dữ liệu vào/ra
trong một bức ₫iện)
Thời gian một chu kỳ bus tối ₫a ₫ược ₫ảm bảo không
lớn hơn 5 ms (với 31 trạm tớ)
Version 2.0: Cho phép truyền dữ liệu tương tự (7 chu
kỳ bus x 5 = 35 giây)
Trạm chủ cũng có thể gửi kèm các thông báo khác mà
không gây ảnh hưởng ₫áng kể tới thời gian chu kỳ bus.
(9 loại thông báo có hai loại phục vụ truyền dữ liệu và
tham số, hai loại dùng ₫ể ₫ặt ₫ịa chỉ trạm tớ, năm loại
₫ược sử dụng ₫ể nhận dạng và xác ₫ịnh trạng thái các
trạm tớ).
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 10
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 5. Cấu trúc bức ₫iện
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 11
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 12
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 6. Mã hóa bit
APM (Alternate Pulse Modulation): kết hợp giữa
AFP và mã Manchester
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 13
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- D·y bit göi ®i 0 0 1 0
Bªn göi M· Manchester
60mA
Dßng ph¸t
+2V
TÝn hiÖu ®iÖn ¸p trªn
®−êng truyÒn
-2V
Xung ©m ®−îc
ph¸t hiÖn
Bªn nhËn Xung d−¬ng
®−îc ph¸t hiÖn
D·y bit ®−îc
t¸i t¹o
0 0 1 0
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 14
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 7. Bảo toàn dữ liệu
Lớp 1 chịu trách nhiệm hoàn toàn trong việc kiểm
tra lỗi, dựa vào bit chẵn/lẻ kết hợp với phương
pháp mã hóa bit hợp lý.
Trong một chu kỳ bit (6 μs) tín hiệu trên ₫ường
truyền ₫ược bộ thu lấy mẫu 16 lần => Nhận biết
dạng tín hiệu theo mã APM
Mỗi bức ₫iện ₫ều có chiều dài cố ₫ịnh, có bit ₫ầu,
bit cuối, ngăn cách bằng một thời gian nghỉ
Kiểm tra bằng một bit chẵn lẻ.
Tỉ lệ lỗi còn lại rất thấp. Ví dụ, tỉ lệ bit lỗi là
0.0012 (tức khoảng 200 lỗi/s) thì TMTBF các bức
₫iện trạm chủ lớn hơn 10 năm.
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 15
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Ví dụ với 31 trạm tớ, trong trường hợp truyền
không có lỗi thì trong một chu kỳ bus có 33 bức
₫iện kể cả 2 bức ₫iện thông báo tham số ₫ược trao
₫ổi
Thời gian chu kỳ bus sẽ là:
33 x 25 bit x 6μs/bit = 4.95 ms
Nếu xuất hiện trung bình một bức ₫iện bị lỗi và
phải gửi lại trong mỗi chu kỳ (khoảng 200 lỗi trong
một giây), chu kỳ bit sẽ kéo dài:
34 x 25 bit x 6μs/bit = 5.1 ms
Trong trường hợp mười bức ₫iện bị lỗi phải gửi lại
trong một chu kỳ, thời gian chu kỳ bus sẽ là:
43 x 25 bit x 6μs/bit = 6.45 ms
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 16
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
nguon tai.lieu . vn
