Häufig gestellte Fragen

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Übersicht

• AS-Interface System
• Was ist AS-i und wofür kann AS-i eingesetzt werden?
• Was sind AS-i Master und AS-i Slave?
• Was ist der erweiterte Adressmode?
• Was sind die ID-Codes und was geben die erweiterten ID-Codes 1 und 2 an?
• Der AS-i Master IC führt eine Syntaxprüfung des Protokolls durch, leitet es aber an den Ausgang weiter. Was passiert bei einem Protokollfehler?
• Wie können die Signale auf dem AS-i BUS ohne Takt übertragen werden?
• Wie funktioniert die Manchestercodierung?
• Wie lange dürfen die Pausen in der Datenübertragung sein?
• Welche wichtigen elektrischen Parameter gibt es im Netzwerk?
• Wie erfolgt die Übertragung von Daten > 4Bit, z.B. bei intelligenten Sensoren?
• Was sind die Besonderheiten an der ersten negativen Amplitude einer Impulsfolge?
• Warum erzeugen Slaves, die in der Nähe eines AS-i Masters platziert sind kleinere Signalamplituden am Master, als Slaves, die entfernt platziert sind?
• Was bedeutet die Aussage "Slaveausgänge stehen nach Systemstart auf 1"?
• Einsatz von AS-Interface
• Wie lang (m) darf das AS-i Netzwerk werden?
• Ist eine Anordnung von mehreren Repeatern in unterschiedlichen Strängen eines sternförmigen Netzwerks möglich?
• Wie viele Endgeräte können an einem Bus betrieben werden?
• Ein aufgebautes AS-i Netzwerk funktioniert mit einem bestimmten Slave nicht, woran kann das liegen?
• Was muss bei der Adressvergabe beachtet werden?
• Ich möchte eine Slaveadresse z.B. von 25 auf 14 ändern. Warum funktioniert das nicht?
• Ich habe einen Slave an einen Bus angeschlossen kann aber trotz korrekt eingestellter Adresse keine I/O Daten an den Slave übergeben/empfangen?
• Was passiert bei einem Kurzschluss am AS-i BUS?
• Wie wird der Master im Fall eines kurzgeschlossenen AS-i Netzwerkes mit Energie versorgt?
• Darf der ASI-Bus auch mit GND (Anlagen-Erde) verbunden sein?
• Welche Unterschiede gibt es zwischen Master- und Repeatermode?

AS-i (Abkürzung für Aktuator-Sensor Interface) ist ein Bussystem für die unterste Feldebene der Automatisierungstechnik. Unter Verwendung von AS-i Bussystemen wird es möglich, Sensoren und Aktuatoren einfach und kostengünstig anzuschließen, zu betreiben und zu warten.

Ein AS-i Master kommuniziert selbstständig mit dem AS-i Slavemodulen. Er tauscht Daten mit den Slavemodulen aus. Ein Master koordiniert sämtliche Aktivitäten auf dem AS-i Bus. Ein AS-i Slave kommuniziert mit dem AS-i Master nur nach Aufforderung durch den Master. Er gibt angeforderte Informationen der angeschlossenen Peripherie (Eingänge, Ausgänge…) an den Master weiter.

Der erweiterte Adressmode ermöglicht laut AS-i Spezifikation 2.1 das Betreiben von bis zu 62 Slaves an einem Master. Die Zykluszeit erhöht sich bei Vollausbau des Systems auf 10ms. Beim erweiterten Adressmode sind jedoch Einschränkungen in der Parametrisierung und in der Anzahl der verfügbaren Ausgänge hinzunehmen. Der Adressraum von 1 bis 31 bleibt jedoch weiter bestehen. Eine Adresse kann einem Slave im normalen Adressmode oder einem Slave im erweiterten Adressmode (A- oder B-Typ) zugeordnet sein, beziehungsweise zwei Slaves im erweiterten Adressmode (A- und B-Typ).

Die ID-Codes kennzeichnen die Eigenschaften eines Slave. ID-Codes werden entsprechend der AS-i Spezifikationen vergeben. Anhand dieser Codes können Slave-Module unterschiedlicher Hersteller untereinander ausgetauscht werden ("Plug and Play" Funktionalität für Wartungen, Reparaturen und Austausch von Modulen). Der erweiterte ID-Code 1 ist zudem vom Anwender veränderbar und kann damit Anwenderunterschiede darstellen. Er beinhaltet unter anderen Angaben zum Betrieb im erweiterten Adressmode des Slaves. Der erweiterte ID-Code 2 wird vom Hersteller fest vorgegeben und beschreibt erweiterte Identifikationseigenschaften des Slaves.

Jedes empfangene AS-i Telegramm wird auf seinen Synstax geprüft. Im Fall eines Fehlers wird das Manchester Signal auf high gezogen. Des weiteren wird am Ausgang (Parameter Port) kein dazugehöriges Strobe Signal erzeugt. Die übergeordnete Einheit kann daran einen Fehler erkennen.

Die Übertragung der Daten ergibt sich aus den Festlegungen zur Manchester-II Codierung. Dabei geht der Takt aus dem Datenstrom hervor und es kann damit sicher gestellt werden, dass Master und Slave synchron arbeiten.

Die Daten werden in Signalflanken umgesetzt. Dabei entspricht eine steigende Flanke einer logischen "1" und eine fallende Flanke einer logischen "0". Da einem negativen Impuls immer ein positiver folgen muss, werden zur Datendarstellung der Bitfolge Pausenzeiten mit der Länge einer halben Bitzeit in die Impulsfolge eingeschoben.

Für einen Slavezugriff muss eine Zykluszeit von 150µs eingehalten werden. Ein Master muss in einem Netzwerk mit 31 Slaves innerhalb von 5ms jeden Slave ein mal bedienen. Im erweiterten Adressmode (62 angeschlossene Slaves) verlängert sich diese Zeit auf 10ms. Zwischen den einzelnen Telegrammen sind folgende Pausenzeiten definiert:

• Masterpause (Pause vor einem neuen Masteraufruf): 2,5…5,5 Bitzeiten
• Slavepause (Pause zwischen Masteraufruf und Slaveantwort): 1…2 Bitzeiten

Der Bitstrom wird auf mehrere Übertragungssequenzen aufgeteilt. Z.B. kann die erste Slaveantwort das erste Nibble eines Bytes übertragen und im nächsten Zyklus werden dann die restlichen/weitere Bits dieses Bytes übertragen.

Die Schwellwerte für nachfolgende Impulse werden auf 45-55% des Maximalwertes dieser ersten Amplitude gesetzt. Impulse mit einer Amplitude von 80%(Slave)/60%(Master) müssen erkannt werden. Störungen auf dem BUS mit einer Amplitude <30% müssen ignoriert werden.

Da die aufmodulierten Signalimpulse durch die im Netzwerk vorhandene Induktivität (insbesondere durch die Netzteilinduktivität) erzeugt werden, verhalten sich Slaves an verschiedenen Orten im Netzwerk unterschiedlich (Anordnung von Leitungsinduktivitäten, Widerständen, Kapazitäten...).

Der in den Ausgangsstufen integrierte Open-Drain-Transistor ist nicht durchgesteuert, d.h. es gibt keine Verbindung zu GND.

Ein AS-i Netzwerk-Segment kann maximal 100m lang werden.
Repeater:
Unter Verwendung von maximal 2 Repeatern kann das Netzwerk auf bis zu 300m erweitert werden. Nach jedem Repeater muss ein weiteres AS-i Netzteil angeordnet werden.
Extender:
Ein Extender kann eingesetzt werden, wenn AS-i Slaves mehr als 100m vom AS-i Master entfernt sind (z.B. bei einer größeren Entfernung als 100m der Slaves vom Master). Zwischen Master und Extender dürfen keine Slaves angeordnet sein.

Ja, so kann die Buslänge sogar auf bis zu 500m ausgedehnt werden (der Master befindet sich im mittleren Busabschnitt des Bussystems).

Im normalen Adressmode können an einem AS-i Master bis zu 31 Endgeräte (Slaves) angeschlossen werden. Wenn der Netzwerk Master den erweiterten Adressmode unterstützt, ist es möglich, bis zu 62 Slaves an einem Master zu betreiben. Dieser Master muss dann im erweiterten Adressmode betrieben werden.

Werden 2 Slave-Module mit gleicher Adresse (1…31) am BUS angeschlossen kommt es zu Fehlfunktionen. Abhilfe wäre eine Änderung von einer/mehreren. Werden gleichzeitig 2 Module mit der Adresse 0 am den BUS angeschlossen kommt es zu Fehlfunktionen. Die Module müssen nacheinander am aktiven Netzwerk in Betrieb genommen werden (Vorraussetzung ist die automatische Adressvergabe). Slaves mit der Adresse 0 werden nicht mit in die Kommunikation einbezogen.

Die Adressen der Slave-Module müssen entsprechend der im Master projektierten Listen vergeben werden. Für die physikalische Reihenfolge der Adressvergabe am Bus gibt es keine Vorgaben, es kann also ein Slave mit der Adresse 25 neben einem Slave mit der Adresse 14, gefolgt von einem Slave mit der Adresse 30 liegen.

Um eine Slaveadresse zu ändern ist es erst erforderlich die Adresse zu löschen (Adr.=0). Danach kann die neue Slaveadresse (14) im Slave gesetzt werden.

Vor dem aktiven I/O Berieb muss der Slave initialisiert und damit aktiviert werden. Um einen Slave zu aktivieren müssen die Parameterdaten an den Slave gesendet werden.

Der Master reagiert mit einer Meldung "Power-Fail" und geht nach dem Kurzschluss wieder in den Betrieb (Neustart) über.

Da der Master-IC galvanisch von der angeschlossenen übergeordneten Einheit getrennt ist, muss diese Einheit eine eigene unabhängige Stromversorgung besitzen. Damit kann auch ein Power-Fail an das übergeordnete System gemeldet werden.

Nein. Der AS-i Bus ist ein symmetrischer Bus, welcher zu anderen angekoppelten Systemen (mit unabhängiger Stromversorgung) galvanisch getrennt angeordnet sein muss. Um eine hohe Symmetrie herzustellen wird über eine Symmetrieschaltung im AS-i Netzteil ein "Shield"-Punkt generiert, welcher geerdet wird. Die Unsymmetrie eines AS-i Netzteils gegenüber GND darf nicht mehr als 2% betragen, die Unsymmetrie im angeschlossenen Netzwerk nicht größer als 10% sein.

Die unterschiedlichen Modi stellen unterschiedliche Daten und Fehlersignale an den Daten- und Parameterports bereit. Diese können von der übergeordneten Einheit zur Auswertung herangezogen.