可編程控制器AS-I總線

1、 l重點(diǎn)與難點(diǎn)l AS-I系統(tǒng)組成、AS-I通信原理、AS-I主站模板CP343-2、西門子網(wǎng)關(guān)DP/AS-I Link 20E。 l基本要求l 1熟悉AS-I系統(tǒng)組成和AS-I通信原理；l 2掌握AS-I主站模板CP343-2和SIEMENS網(wǎng)關(guān)DP/AS-I Link 20E； l本章內(nèi)容 l 1AS-I總線概述；l 2AS-I系統(tǒng)組成；l 3AS-I通信原理；l 4AS-I主站模板CP343-2；l 5SIEMENS網(wǎng)關(guān)DP/AS-I Link 20E。 l AS-I AS-I系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成7.2 AS-I AS-I主站模板主站模板CP343-2CP343-27.4 概述概述7.1 A

2、S-I AS-I通信原理通信原理7.3 l 本章小結(jié)本章小結(jié)7.6 SIEMENSSIEMENS網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)DP/AS-I Link 20EDP/AS-I Link 20E7.5 7.1概述l 執(zhí)行器-傳感器-接口（Actuator Sensor-Interface，AS-I）是一種用在控制器（主站）和傳感器/執(zhí)行器（從站）之間雙向交換信息的多站點(diǎn)數(shù)字通信的總線網(wǎng)絡(luò)，它屬于現(xiàn)場(chǎng)總線下面底層的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 l AS-I是單主站系統(tǒng)，作為控制過程或現(xiàn)場(chǎng)的通信處理器（CP）主站由西門子公司提供。通過DP/AS接口鏈路直接連接AS-I到Profibus-DP，從而成為Profibus-DP的子網(wǎng)絡(luò)。 l

3、 AS-I總線的技術(shù)特點(diǎn)如下。 （1）完整的AS-I總線系統(tǒng) （2）應(yīng)用十分簡(jiǎn)便 （3）傳輸快 （4）功能可靠 （5）節(jié)省資金 （6）系統(tǒng)開放7.2AS-I系統(tǒng)組成l AS-I總線系統(tǒng)由主站、從站和傳輸系統(tǒng)三部分組成。而傳輸系統(tǒng)又由兩芯傳輸電纜、AS-I電源和數(shù)據(jù)解耦電路構(gòu)成。 l AS-I現(xiàn)場(chǎng)總線是由網(wǎng)關(guān)、輸入模塊、輸出模塊和AS-I扁平電纜組成。 l 其中，網(wǎng)關(guān)是AS-I傳感器、執(zhí)行器層和上層不同現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的連接點(diǎn)，可使AS-I和上層不同現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，上層總線可以包括DeviceNet、PROFIBUS、Modbus、Interbus、CANopen、CC-Link，其方式如圖7

4、-1所示。 圖圖7-1 AS-I7-1 AS-I現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線 l AS-I主站是AS-I總線系統(tǒng)的核心，它由AS-I主機(jī)和控制器（如：PC、PLC等）組成。 l AS-I主機(jī)可以看作是智能型傳感器/執(zhí)行器和控制器之間的接口，它代替了以往使用的PLC中I/O卡方式，所有輸入/輸出信號(hào)都要和通信報(bào)文中的數(shù)據(jù)位相匹配，此外主機(jī)和控制器配合還要完成相應(yīng)的診斷功能。 l AS-I總線可與不同的自動(dòng)化系統(tǒng)配合使用，根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模，AS-I主機(jī)有兩種不同的使用方式。 l AS-I主機(jī)的硬件電路包括中央處理器（CPU，80C31）、傳輸控制器和模擬電路3大部分。 圖圖7-2 AS-I7-2 AS-I主機(jī)功

5、能模塊圖主機(jī)功能模塊圖 l 1中央處理器l 2傳輸控制器l 3模擬電路l 4主機(jī)與控制器的連接 圖圖7-37-3AS-IAS-I主機(jī)模擬電路方塊圖主機(jī)模擬電路方塊圖7.3AS-I通信原理l AS-I通信協(xié)議把主機(jī)的通信過程分為4 層結(jié)構(gòu)，即傳輸物理層、傳輸控制層、執(zhí)行控制層和主機(jī)接口層。 l 它們分別與ISO/OSI 網(wǎng)絡(luò)參考模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層相對(duì)應(yīng)。各層的對(duì)應(yīng)關(guān)系和主要功能如表7-1所示。 表表7-17-1 AS-I AS-I通信協(xié)議各層的主要功能通信協(xié)議各層的主要功能 l 1傳輸物理層 圖圖7-47-4AS-IAS-I傳輸物理層模塊圖傳輸物理層模塊圖 l 2傳輸控制

6、層 圖圖7-57-5AS-IAS-I報(bào)文傳輸周期報(bào)文傳輸周期 圖圖7-6 7-6 傳輸控制層的工作過程傳輸控制層的工作過程 l 3執(zhí)行控制層l 4主機(jī)接口層7.4AS-I主站模板CP343-2l AS-I接口網(wǎng)絡(luò)是工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的最底層網(wǎng)絡(luò)。使用規(guī)范的兩芯黃色電纜連接大量的傳感器/執(zhí)行器。它采用絕緣穿刺技術(shù)，組裝起來方便高效。 l AS-I網(wǎng)絡(luò)由主站、從站和從站供電單元組成。在有中繼器時(shí)電纜長(zhǎng)度可以達(dá)到300m，每個(gè)中繼器產(chǎn)生的網(wǎng)段必須有自己?jiǎn)为?dú)的電源模塊。 l 主站只能有一臺(tái)，它輪流詢問每個(gè)從站，等待從站的響應(yīng)。AS-I接口技術(shù)V2.1最多允許62個(gè)從站。S7-200和S7-300的PLC均

7、可以作為AS-I主站。 l 采用專用的通信處理器（Communication Processor）模板可組成不同層次的網(wǎng)絡(luò)，與S5/S7 PLC、外部設(shè)備或其他廠家的PLC進(jìn)行通信，這些通信處理器模板都是智能化的，它們能在很大程度上減小CPU模板的通信負(fù)擔(dān)。 圖圖7-7 7-7 西門子的西門子的ISOISO網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)模型7.5SIEMENS網(wǎng)關(guān) DP/AS-I Link 20El DP/AS-I網(wǎng)關(guān)（Gateway）用來連接PROFIBUS-DP和AS-I網(wǎng)絡(luò)。 l 西門子的“LOGO！”微型控制器可以接入AS-I網(wǎng)絡(luò)，西門子提供各種各樣的AS-I產(chǎn)品。 l 西門子的PLC網(wǎng)絡(luò)是為滿足不同控

8、制需要制定的，也為各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次之間提供了互連模塊或裝置，利用它們可以設(shè)計(jì)出滿足各種應(yīng)用需求的控制管理網(wǎng)絡(luò)。 l 西門子的ISO網(wǎng)絡(luò)模型如圖7-7所示，西門子PLC 網(wǎng)絡(luò)性能如表7-2所示。 表表7-27-2西門子西門子PLCPLC網(wǎng)絡(luò)性能網(wǎng)絡(luò)性能續(xù)表本 章 小 結(jié)l 閥、執(zhí)行器和驅(qū)動(dòng)器等大量不同類型的部件工作在現(xiàn)場(chǎng)區(qū)，所有這些傳感器/執(zhí)行器必須接到一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)。 l 如今分布式I/O設(shè)備已用于現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域，作為直接在現(xiàn)場(chǎng)的智能前哨。特別是在現(xiàn)場(chǎng)有為數(shù)眾多的分散的傳感器和執(zhí)行器，作為成束電纜的低成本替代品，AS-I通過2線電纜連接這些器件。 l AS-I是開放的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（EN50295），有傳感器/執(zhí)