plan du cours (4) -...
Post on 25-Mar-2021
3 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Plan du cours (4)
Chapitre IV: Bus AS-i
1. Présentation, historique et types d’intégration.
2. Caractéristiques et performances principales.
3. Eléments constituants d’un bus AS-i.
4. Synthèse et exemple de topologie AS-i.
5. Points forts/points faibles.
67
Présentation
Le système AS-i (Actuators Sensors
Interface) est un bus de terrain simplifié,
permettant un interfaçage facile et rapide
des capteurs et actionneurs avec les
fonctions de traitement logique de
l’automatisme.
Chapitre IV: Bus AS-i
68
Historique
69
Chapitre IV: Bus AS-i
1990: Création du consortium As-i pour définir une interface
« low cost » pour les capteurs/actionneurs.
1992: Apparition des premiers chips, création de l’association AS-i
international et entrée de Schneider dans l’association.
2001: Spécifications AS-i V2 : 62 esclaves, support de produits
analogiques, diagnostic amélioré. Intégration de produits de
sécurité : « Safety at work »
Principaux constructeurs
Chapitre IV: Bus AS-i
70
Types d’intégration (1):
Système AS-i autonome pour machines simples
à automatismes simplifiés
71
Chapitre IV: Bus AS-i
Types d’intégration (2):
système AS-i avec coupleur intégré à l’automate
72
Chapitre IV: Bus AS-i
Types d’intégration (3):
système AS-i avec interfaçage à un bus de terrain ou à un réseau industriel
73
Chapitre IV: Bus AS-i
AS-i est un système maître-esclave. Chaque esclave a sa
propre adresse. Le maître interroge successivement chaque
esclave présent sur le câble et attend sa réponse.74
Chapitre IV: Bus AS-i
Caractéristiques et performances principales (1):
Méthode d’accès
Maitre
Esclave 4 Esclave 5
Esclave 2Esclave 1 Esclave 3
Adresse 1 Adresse 2 Adresse 3
Adresse 4 Adresse 5
Requête Réponse
• Le maître émet une requête et attend la réponse de l’esclave
pendant un certain temps. Au-delà de ce temps, s’il n'a pas
reçu de réponse valide, le maître considère la réponse comme
négative et peut réémettre sa requête, ou envoyer la requête
suivante à un autre esclave.
Transaction AS-i
Chapitre IV: Bus AS-i
6µs x 25 intervalles = 150 µs 75
Maître EsclaveTransfert de 4 bits
(pour la commande des sorties)
Transfert de 4 bits
(pour l’état des entrées)
Caractéristiques et performances principales (2):
Echange de données
Chapitre IV: Bus AS-i
76
77
Chapitre IV: Bus AS-i
Caractéristiques et performances principales (3):
Nombre d’équipements raccordables
• Spécification V2.04:
31 esclaves.
4 entrées et 4 sorties maximum/esclave.
124 capteurs et 124 actionneurs raccordables.
• Spécification V2.1:
62 esclaves.
4 entrées et 4 sorties maximum/esclave.
248 capteurs et 248 actionneurs raccordables.
Asic intégrédans l’esclave
Asic intégrédans le capteur
Capteur standard
Capteur intelligent ou asifié
Caractéristiques et performances principales (4): Type d’équipements raccordables
Chapitre IV: Bus AS-i
78
• L’ASIC est un circuit intégré spécifique qui va gérer toutes les
fonctions d’interfaçage d’un esclave. Son petit volume lui
permet d'être facilement intégré dans le capteur ou l'actionneur.
• Intégré au capteur ou à l’actionneur, l’ASIC permet d’envisager
de nouvelles fonctionnalités, qui enrichiront le dialogue entre
l’automate et ses périphériques.
L’ASIC et l’intelligence des esclaves
Chapitre IV: Bus AS-i
79
• Même si tous les esclaves contiennent l’ASIC, ils n’ont, pourtant, pas
tous les même fonctionnalités. Pour les distinguer, il a été défini des
profils, sorte de carte d’identité, qui rassemble capteurs et
actionneurs en grandes familles.
Les profils
ASi V2 : 4 digits
Profil = IO_code . ID_code . ID1_code . ID2_code
IO_code = indique le nombre d’entrées et sorties de l’équipement (0 to F)
ID_code = indique le type d’équipement (0 to F)
ID1_code = utilisé pour la personnalisation client du produit (0 to F)
ID2_code = indique le sous type du produit (0 to F)
Chapitre IV: Bus AS-i
80
81
Chapitre IV: Bus AS-i
Esclave
RépéteurMaitre
Segmentmax. 100 m
Segmentmax. 100 m
Segmentmax. 100 m
Alim
Répéteur
Alim Alim
Esclave
EsclaveEsclaveEsclave
Caractéristiques et performances principales (5):
Longueur maximale
Longueur max. 300 m
82
Chapitre IV: Bus AS-i
Caractéristiques et performances principales (6):
Débit et temps de cycle
Débit: 167 Kbits/s.
Durée de transaction (requête-réponse): 150 µs.
Temps de cycle: 5 ms pour 31 esclaves.
10 ms pour 62 esclaves.
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (1):
Support physique
• 2 fils non blindés, supportant l’alimentation des périphériques et
les signaux logiques (données transmises).
83
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (2):
Le maître
• Le maître est l'entité intelligente qui gère les échanges interne
au système AS-i. Le système AS-i dispose de deux types de
maîtres:
• Le maître automate programmable: intègre un coupleur de
communication AS-i, qui va rendre la communication
transparente pour le programme automate.
• Le maître passerelle: permet d’interfacer un groupe de
capteurs et actionneurs sur un réseau de niveau supérieur
(FIPIO ou MODBUS par exemple).84
Exemples de maîtres automates
(Produits Schneider)
85
Chapitre IV: Bus AS-i
TSX SAZ 10
TSX MICRO
TSX SAY 100
TSX PREMIUM/ATRIUM
NOI 921 10
TSX QUANTUM
Exemples de maîtres passerelles (Produits Schneider)
86
Chapitre IV: Bus AS-i
TBX SAP 10
Bus FIPIO
XZ ML1 xxxx
Modbus
Modbus +
Profibus DP
DeviceNet
XZ ML14224
Interbus
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (3):
L’alimentation
• Etant donné que les signaux et alimentation transitent par le même support
physique (les deux fils du câble), l’alimentation doit contenir un découplage
pour permettre la superposition des données à la tension d’alimentation.
Tension ~200 – 240 V
Tension DC30 V
87
Exemples d’alimentations
(Produits Schneider)
88
Chapitre IV: Bus AS-i
TSX SUP 02
2.4 A, 30V Bus AS-i
TSX SUP 05
5A, 30V Bus AS-i7A, 24V actionneurs
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (4):
les accessoires de raccordement IP67
• Ils permettent la connexion d’esclaves sur le câble. Ils ne
contiennent pas d’électronique, et sont, donc, passifs.
Té pour câble plat Dérivation câble plat/câble rond
89
Prise vampire
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (5):
les répartiteurs IP67
• Les répartiteurs existent en deux versions :
Répartiteurs actifs: contenant le circuit ASIC, et
destinés aux capteurs traditionnels.
Répartiteurs passifs: sans électronique, destinés
à des capteurs et actionneurs “ asifiés ”.
90
Chapitre IV: Bus AS-i
Exemples de répartiteurs IP67
Répartiteur IP67 passif Répartiteur IP67 actif
(ASI67 Schneider) 91
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (6):
les interfaces IP20
• Basés sur le concept Telefast, ces interfaces sont destinées à
être montées en coffret ou en armoire. Elles permettent le
raccordement des entrées-sorties ToR de capteurs/
actionneurs traditionnels par bornier à vis ou à lames souples.
Elles interfacent jusqu’à 4 entrées et 4 sorties.
92
Chapitre IV: Bus AS-i
Exemples d’interfaces IP20
Interface ASI20
(Schneider)
AS-i interface
(Siemens) 93
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (7):
les capteurs et les actionneurs
• Grâce aux répartiteurs actifs, les capteurs ou actionneurs standards
pouvaient être contrôlés par bus AS-i.
• Les constructeurs offrent, de plus en plus, des capteurs et d’actionneurs
«asifiés » permettant d’accéder directement au bus AS-i:
Démarreurs moteurs.
Variateurs de vitesses.
Détecteurs de proximité inductifs.
Détecteurs photoélectriques. 94
Chapitre IV: Bus AS-i
Exemples de capteurs communicants
sur bus AS-i (Schneider)
Détecteurs de proximité inductifsDétecteur
photoélectrique
XS1 M30AS101 XS· C40AS101 XUJ K······AS
95
Chapitre IV: Bus AS-i
Exemples de démarreurs moteurs
(Schneider)
Démarreur direct en coffret
(LF1/ LF2)
Démarreur modulaire
(Tego Power) 96
Chapitre IV: Bus AS-i
Exemples de variateurs de vitesse(Schneider)
Altivar 18 Altivar 5897
Chapitre IV: Bus AS-i
Eléments constituants un système AS-i (8):
les boîtes à boutons, claviers,
terminaux de dialogue
• Ces éléments constituent des outils de dialogue parfaitement adaptés à un
échange d'informations entre opérateur et machine.
Boîte XAL-S200 Clavier XBL Terminal XBT98
Chapitre IV: Bus AS-i
Synthèse
99
Exemple de topologie en arbre
(sans répéteur)
Chapitre IV: Bus AS-i
100
Points forts
• Temps de cycle rapide et
déterministe
• Facilité de câblage
• Simplicité d ’utilisation car très bien
intégré dans le logiciel PL7
• Evolution facile de l ’architecture
Points faibles
• Quelques bits échangés
• Nombre d ’esclaves limité
• Longueur du bus (100 m). Le
répéteur introduit un retard dans la
transmission des données
• Chute de tension dans la ligne
dépendant de la section du câble
AS-i
Points forts et points faibles
Chapitre IV: Bus AS-i
101
Chute de tension dans un bus AS-i
1.62.75.2
Chute de tension par A sur 100 m
(V)
27
1.5
1652
Résistance
Linéaire (mΩ/m)
2.50.75Section du fil (mm2)
La chute de tension entre l’alimentation et l’esclave le plus
éloigné dans le bus ne doit pas dépasser 3V.
Chapitre IV: Bus AS-i
102
top related