I. Einleitung Die AS-Interface-Bustechnologie ist ein intelligentes Netzwerk, das Sensoren und Aktoren über ein einziges Kabel mit einer Steuerung verbindet und so Daten überträgt und Strom liefert. Sie eignet sich für raue Industrieumgebungen und bietet eine kostengünstige Lösung für Geräte mit wenigen Ein-/Ausgängen. In Anlagen zur Restpolaritätsreinigung und in Stapleranlagen kommen die zahlreichen Vorteile des AS-Interface-Busses voll zum Tragen. II. Eigenschaften der AS-Interface-Bustechnologie AS-Interface (Actuator-Sensor-Interface) ist die Abkürzung für Actuator-Sensor-Interface. Der ASI-Feldbus verbindet binäre Aktoren und Sensoren direkt zu einem automatisierten Steuerungssystem auf niedriger Ebene. Er ist ein Überwachungsnetzwerk der unteren Geräteschicht des Feldbusses (FIELDBUS). Die AS-Interface-Busarchitektur ist als Master-Slave aufgebaut. Der AS-Interface-Master und die Steuerung (IPC, SPS, DC) bilden zusammen den Systemmaster. Es gibt zwei Arten von Slaves: intelligente Sensoren/Aktoren mit AS-Interface-Kommunikationschip und separate E/A-Module zum Anschluss herkömmlicher Sensoren/Aktoren. Master- und Slave-Stationen verwenden ungeschirmte, unverdrillte Zweileiterkabel. Das standardmäßige AS-Interface-Flachkabel zeichnet sich durch ein patentiertes Durchdringungsverfahren aus, das eine einfache und zuverlässige Verbindung gewährleistet. Neben der Signalübertragung überträgt das Zweileiterkabel auch die Netzwerkspannung. Das AS-Interface-Bussystem ist ein offenes System, das über das Gateway in der Master-Station mit verschiedenen Feldbussen (z. B. FF, Profibus, DeviceNet, Ethernet) verbunden werden kann. Die AS-Interface-Master-Station fungiert als Knotenpunkt des übergeordneten Feldbusses und kann zudem eine beliebige Anzahl von AS-Interface-Slave-Stationen vollständig verteilt anbinden. Die grundlegenden technischen Merkmale des AS-Interface-Bussystems sind: (1) Datenübertragungsvolumen: Jede Slave-Station tauscht in einem Zyklus Daten mit 4 Eingangs- und 4 Ausgangsbits mit der Master-Station aus. (2) Übertragungsmedium: Einfaches, ungeschirmtes Zweileiterkabel oder PEC-Draht zur Stromversorgung während der Datenübertragung; (3) Kommunikationszyklus: Ein Standard-ASI-System hat maximal 31 Slave-Stationen mit einem Abfragezyklus von 5/10 ms; ein erweitertes ASI-System hat maximal 62 Slave-Stationen mit einem Abfragezyklus von 10 ms. (4) Netzwerktopologie: Verschiedene Topologien wie Bus, Stern und Baum; Tabelle 1: Verbindung der Slave-Stationen III. ASI-Übertragungsmechanismus ASI verwendet alternierende Pulsmodulation (APM), ein serielles Kommunikationsverfahren, das die Basisfrequenz moduliert. Das von der Master-Station gesendete Anforderungssignal wird codiert und in eine Bitfolge umgewandelt, die eine Phasentransformation ermöglicht und dadurch einen entsprechenden Übertragungsstrom erzeugt. Wenn der Übertragungsstrom durch die Induktivität fließt, ändert sich die Spannung, wodurch die Anforderungssignalspannung erzeugt wird. Jede Stromerhöhung erzeugt einen negativen Spannungsimpuls, jede Stromsenkung einen positiven Spannungsimpuls. Auf diese Weise wird das Anforderungssignal erzeugt. Die Slave-Station empfängt die Anforderungssignalspannung über das ASI-Kabel und wandelt sie in die initiale Bitfolge um. Damit ist ein Konvertierungsprozess des Anforderungssignals von der Master-Station zur Slave-Station abgeschlossen. IV. ASI-Systemkonfiguration der Abfallwasch- und Stapelanlage 1. Systemstruktur Das System arbeitet mit verteilter Steuerung. Die Hauptsteuerung ist eine großflächige SPS, AB Controllogix-5000 (USA). Sie ist über einen DeviceNET-Bus mit einem DeviceNET/AS-Interface-Gateway verbunden und bildet so zwei ASI-Busse, ASI1.1 und ASI1.2. Hochflexible und verteilte AS-Interface-E/A-Module verbinden die im Feld verteilten E/A-Geräte mit dem System (siehe Abbildung 2). Das ASI-Bus-Gateway, die E/A-Module und die Stromversorgung stammen von der deutschen Firma IFM. 2. Systemfunktionen Der ASI-Bus verbindet die Feldgeräte über verschiedene Module und ermöglicht so der Abfallwasch- und Stapelanlage den Betrieb der Anlagen, die Anzeige des Anlagenbetriebsstatus und von Fehlermeldungen sowie die Ausführung der Produktionsanforderungen. Digitale Eingangsmodule: Tasten, Sensoren (z. B. Lichtschranken, Näherungsschalter, Endschalter, Lichtschranken, Sicherheitsrelais usw.). Digitale Ausgangsmodule: Kontrollleuchten und Aktoren (z. B. Relais, Magnetventile usw.). Analoge Eingangsmodule: Füllstand, Temperatur, Druck usw. V. Fazit: Vor der Einführung des ASI-Feldbusses im Jahr 1994 benötigte jedes Signal ein separates Kabel für die Parallelverdrahtung, um die übergeordnete Steuerung zu erreichen. Dies führte zu einer großen Anzahl von Kabeln im Produktionsbereich und damit zu hohen Kosten (Kabel- und Verdrahtungskosten). Zudem war die Anzahl potenzieller Ausfälle und Stillstandszeiten im Systembetrieb direkt proportional zur Anzahl der Verbindungen. Die AS-Interface-Bustechnologie verwendet ein einziges Kabel, um Sensoren und Aktoren mit der Steuerung zu verbinden, Daten zu übertragen und Strom zu liefern. So entsteht ein intelligentes Netzwerk, das die herkömmliche, teure Parallelverdrahtung ersetzt und die Vernetzung von Automatisierungsstationen ermöglicht. Der ASI-Feldbus verfügt über eine automatische Adresszuweisung. Fällt eine Slave-Station aus, wird einem neuen, an den ASI-Bus angeschlossenen Modul automatisch die Adresse der ausgefallenen Slave-Station zugewiesen. Diese Funktion vereinfacht die Systemreparatur und -wartung und macht sie komfortabel und schnell. Der ASI-Feldbus nutzt modulare Verbindungstechnik, und die Kabel werden mittels Isolationsdurchdringungstechnik verbunden, was die Bedienung vereinfacht und Fehler bei der Installation vermeidet.