ASI現場總線在殘極洗滌堆垛機組的應用

一、前言

AS-Interface總線技術是一種用單根電纜將傳感器和執行器連接到控制器并傳輸數據、提供電源的智能網絡，可用于較為惡劣的工業環境，能為較少I/O點的設備提高一種低成本的解決方案。在殘極洗滌堆垛機組中，AS-Interface總線的許多優異特性和作用得到了充分發揮。

二、AS-Interface 總線技術特點

AS-Interface（Actuator-Sensor-Interface）是執行器－傳感器－接口的縮寫，ASI現場總線能夠直接連接二進制執行器和傳感器，形成自動化底層控制系統，是屬于現場總線（FIELDBUS）下層設備層的監控網絡系統。

AS-Interface總線體系為主從結構，AS-Interface主機和控制器（IPC、PLC、DC）總稱為系統主站（MASTER）。從站（SLAVE）有兩種，一種是帶有AS-Interface通信芯片的智能傳感器/執行器，另一種是分離型I/O 模塊連接普通的傳感器/執行器。主從站之間使用非屏蔽非絞接的兩芯電纜，其中使用的標準AS-Interface扁平電纜使用專利的穿刺安裝方法，連接簡單可靠。在2芯電纜上除傳輸信號外，還傳輸網絡電源。

AS-Interface總線系統是一個開放的系統，它通過主站中的網關可以和多種現場總線（如FF、Profibus、DeviceNet、Ethernet等）相連接。AS-Interface主站作為上層現場總線的一個節點，同時又可以完全分散地掛接一定量的AS-Interface從站。AS-Interface總線系統的基本技術特性如下：
（1） 傳輸數據量：在一個周期內，每個從站與主站的數據交換程度為4個輸入位和4個輸出位；
（2） 傳輸介質：簡單的非屏蔽2芯電纜或PEC導線，提供傳送數據的同時并提供電源；
（3）通信周期：一個標準的ASI系統最多有31個從站，輪詢周期為5/10ms；一個擴展的ASI系統，最多有62個從站輪詢周期為10ms。
（4）網絡拓撲結構：總線型、星型、樹型等各種拓撲結構；

三、ASI傳輸機制

ASI的消耗調制采用交變脈沖調制方式（APM），是一種基頻進行調制的串行通訊方式。主站發出的請求信號經過編碼轉換為可以執行相位變換的位序列，從而產生了相應的傳輸電流。當傳輸電流通過電感元件時會產生電壓突變，就產生了請求信號電壓，每一個增加的電流產生一貫負電壓脈沖，每一個減小的電流產生一貫正電壓脈沖，通過這種方法得到請求信號。從站接受ASI電纜上的請求信號電壓并轉化為初始的位序列，就完成了一次主站向從站請求信號的轉換過程。

四、殘極洗滌堆垛機組的ASI系統構成

1、系統結構
系統結構上采用分布式控制，主控制器采用美國AB Controllogix-5000的大型PLC，向下以DEVICENET總線聯接 DeviceNET/ AS-Interface網關，構成2條ASI總線ASI1.1和.ASI1.2，通過高度靈活分散的AS-Interface輸入/輸出模塊將分布在現場的I/O接入到系統中，見圖2。ASI總線網關和輸入/輸出模塊以及電源都使用德國公司IFM愛福門公司產品。

2、系統功能
ASI總線通過各種模塊連接現場設備，使殘極洗滌堆垛機組具有操作設備功能，顯示設備運行狀態和故障報警，以及執行生產設備要求等功能。
數字量輸入模塊：按鈕、傳感器包括光電開關、接近開關、限位和光柵以及安全繼電器等。
數字量輸出模塊：指示燈和執行器包括繼電器、電磁閥等。
模擬量輸入模塊：液位、溫度、壓力等。

五、結束語

ASI現場總線于1994年問世以前，每一個信號都需要通過一條獨立的電纜并列布線的方式連接到送往高層控制器，這就在生產現場有大量的電纜，產生巨大的成本支出（電纜和布線成本），同時，系統運行期間潛在的失效和停機事故的數量與接點的數量成正比。AS-Interface總線技術是用單根電纜將傳感器和執行器連接到控制器，并傳輸數據，提供電源的智能網絡，從而取代常規的高成本的并列布線，實現自動化站點的互連。

ASI現場總線具有自動分配地址的功能，當從站出現故障時，將新模塊連接到ASI總線上后，其地址自動分配為故障從站的地址，這個功能有利于系統的維修和維護，方便快捷。ASI現場總線的連接方式采用模塊化技術，電纜采用絕緣穿刺技術連接，在實際安裝中工作簡單，不會出錯。