AS-i
AS-Interface（Actuator Sensor Interface，简称ASi）是用在PLC、DCS及PC基础自动化系统上的工业网络方案（含实体层、资料存取方法以及通讯协定）。此协定是用来连接简单的现场I/O设备（例如二进制的ON/OFF设备，例如致动器、感测器、旋转编码器、类比输入及输出、按钮及阀位置感测器，用在用在双导线缆线通讯的离散制造及制程应用中。
AS-Interface是开放式技术，有许多自动化设备的厂家有支援此技术。自从1999年起，AS-Interface已成为国际标准IEC 62026-2。
AS-Interface是现场总线硬接线之外的另一个网络选项，可以和高阶现场总线（如Profibus、DeviceNet、Interbus、工业以太网）并用，提供低成本的远端I/O通讯对策。装瓶机、电子分散控制系统AS-Interface已用在自动化的应用中，例如输送带控制、包装机械（例如Schubert）、过程控制阀、装瓶机、输配电系统、机场的行李分送设备，以及食品生产设备（如2SFG）。
AS-Interface也有机械安全/紧急停止应用会用到的功能安全相关机能。在AS-Interface上通讯的安全设备依照所有正常的AS-Interface资料规则。AS-Interface规范是由AS-International维护，AS-International是由成员赞助的非营利组织，地点在德国的Gelnhausen，目前也在全球各地成立数个分支的组织。
历史
[编辑]AS-Interface是在1980年至1990年代时开始由11家开发感应型感测器、光电感测器、电容式感应及超声波换能器等非接触感测器的公司合作开发推出。在发完成后，就成立了成员组织AS-International。运作的系统最早是在1994年汉诺威工业博览会展示。
2018年在纽伦堡的SPS IPC展展出了新的技术，名称是ASi-5。
用途
[编辑]AS-Interface一开始是要取代传统的并列式感测器及致动器接线，并且有以下的特点：
- 具有弹性
- 低成本
- 简单
- 减少架设上的错误
- 相容性
AS-i的主要应用是在工厂自动化、过程技术以及家庭自动化。
技术
[编辑]AS-Interface是单主站的系统，由一个主站交换所有规划设备的输入输出资料交换。
AS-I的传输介质是未屏蔽的二芯黄色扁平线，不但可以传输讯号，也可以同时提供30V的电源，若通讯设备的功率需求不大（例如光柱）可以直接用AS-I的电源。若其功率需求较大（例如阀门）可以用独立的30V电源线，一般会是黑色的。
感测器或致动器一般会用穿刺技术（piercing technology）的方式连接，会在组装时，有二个穿透性的心轴刺破非对称外形的扁平线，因此在组装时很简单，也节省组装的工作量。若是没有AS-Interface接头的感测器或致动器，可以透过模组连接，若要使用穿刺技术，一定要使用AS-I的扁平线
AS-I的网络可以是线状、星状、环状或是树状的。
ASi-3通讯技术
[编辑]在ASi-3通讯技术中，一个报文中包含四位元的用户资料。主站和设备透过串列通讯协定进行通讯。
ASi-3的每一个设备都会由定圵设备或是主站指定站号。最多可以连接31个（标准设备）或是62个（进阶设备）节点。每一个节点可以配合感测器或致动器，最多有四个输入及（或）四个输出，因此标准设备网络（节点位址1-31）最多可以有124（4 x 31 = 124）个输入及124个输出，在进阶网络（节点位址1A-31A及1B-31B）最多可以有248（4 x 62 = 248）个输入及248个输出。 串列通讯会调变到电源上，会用曼彻斯特编码来通讯。
若网络上有31个设备，其循环周期是5 ms。若有62个设备，需要有二个循环周期是5 ms。
AS-I网络的拓朴可以任意设定，但不能有中继器（repeater）或延伸器（extender），网络长度需在100米以内。若用特殊的终端电阻（其中包括电阻负载及电容负载），可以将长度放宽到300米。
诊断设备或是有内建诊断机能的主站可以简化网络的故障排除。坏掉的设备可以直接用其他设备取代，主站会自动指向新的设备。
工作安全（Safety at Work）是ASi-3技术中机能安全中的概念。像是紧急停止致动器、门互锁或是光栅等安全相关设备可以用AS-i网络一起连接。用的通讯协定是另一个通讯协定，可以和正常的ASi通讯协定用同一条网络线进行通讯，需要独立的安全主站（例如Siemens ASiMon）来配置安全设备。
AS-Interface的安全等级可以到IEC 61508的SIL（安全完整性等级） 3，或是EN ISO 13849-1的性能等级 e（PL e）。
ASi-5通讯技术
[编辑]ASi-5在周期传输（cyclic transmission）时可以存取16个位元，每个设备一次周期传输最多可以传输32个字节。每个设备在非周期（acyclic）通道也可以传输最多256个字节。ASi-5针对每个以太网位址，最多可以提供1536个数位输入及1536个数位输出。 扫描时间若在1.2ms，组成设备数量最多可以到24个。这速度的扫描时间可以用在一些以往只能使用昂贵网络系统的新领域应用。 在ASi-5网络中，可以定址到96个设备，若是96个设备，扫描时间为5 ms。
通讯诊断可以说明连接节点和主站之间的讯息传输资料。系统会不断的监控每一个设备传输讯息的传输品质。系统可以做到单通道的诊断。扰动传输通道（Disturbed transmission channels）会自动进行。 设备诊断可以提供连接设备的资讯。其诊断资料是由设备供应商决定。诊断资料是在非周期服务中传输，最多可以到256个字节。
ASi-5系统可以使用IO-Link的参数界面。IO-Link设备可以用在长距离的应用，可以周期性的传输32个字节。 针对安全相关切换设备（像是紧急停止、光幕、安全开关等设备），最多可以存取16个安全位元。在机能安全等级，可以达到IEC 61508的安全完整性等级（SIL），或是IEC 13849的性能等级（Performance Level） e。 ASi-5使用了先进的通讯方式。ASi-5的技术可以让ASi-3的设备和ASi-5的设备一起使用。若ASi-3设备要和ASi-5的设备一起使用，需要针对这些设备使用新的ASi-3 / ASi-5主站，因此旧系统可以利用一些有新机能的新设备进行升级。新系统也可以用一些已确认可用的ASi-3设备以及新的ASi-5设备来实现。
标准
[编辑]在国际标准IEC 62026-2: 2015中有说明AS-Interface通讯协定，其他国家的相关协定有 Europe: EN 62026-2: 2015 Japan: JIS C 82026-2 (2013) China: GB / T 18858.2 (2002) Korea: KS C IEC 62026-2 (2007)
AS-Interface产品是由AS-International协会认证。透过测试及认证确保不同厂家的产品可以一起运作。
AS-Interface中机能安全的概念已经过TÜV的评估，可以满足相关安全标准的要求。
参考资料
[编辑]- W. Kriesel, O. Madelung (Hrsg.): ASI - Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation. Hanser Verlag, München; Wien 1994, ISBN 3-446-17825-2, 2. Auflage 1999, ISBN 3-446-21064-4.
- W. R. Kriesel, O. W. Madelung (Eds.): ASI - The Actuator-Sensor-Interface for Automation. Hanser Verlag, München; Wien 1995, ISBN 3-446-18265-9, 2. Auflage 1999, ISBN 3-446-21065-2.
- W. Kriesel, H. Rohr, A. Koch: Geschichte und Zukunft der Mess- und Automatisierungstechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1995, ISBN 3-18-150047-X.
- W. Kriesel, T. Heimbold, D. Telschow: Bustechnologien für die Automation - Vernetzung, Auswahl und Anwendung von Kommunikationssystemen. Hüthig Verlag, Heidelberg 1998, 2. Aufl. 2000 ISBN 3-7785-2778-9.
- R. Becker: Automatisieren ist einfach - mit AS-Interface. AS-International Association, Frankfurt a. M. 2008.
- R. Becker: Automation is easy - with AS-Interface. AS-International Association, Frankfurt a. M. 2008.
- W. Weller: Automatisierungstechnik im Überblick. Beuth Verlag, Berlin; Wien; Zürich 2008, ISBN 978-3-410-16760-0 sowie als E-Book.
- W. Wahlster: (R)Evolution 4.0 – Interview. In: trends in automation. Das Kundenmagazin von Festo. Nr. 2, 2012, S. 9–11.