AS-i网络的基本原理与应用

1.数据传输方式

AS-i是单主站主从式网络，每个网段只能有一个主站（见图9-8）。AS-i通信处理器CP）作为主站，控制现场的通信过程。主站是网络通信的中心，负责网络的初始化，以及设置从站的地址和参数等。

不使用扩展插件时，每个网段最长100m；使用扩展插件时，每个网段最长200m。单方向同时带一个中继器和扩展插件的最大扩展距离为400m；双方向带两个中继器，从站到从站的最大扩展距离600m。传输媒体可以是屏蔽的或非屏蔽的两芯电缆，支持总线供电，即两根电缆同时作信号线和电源线。

图9-8 AS-i网络

AS-i总线采用轮循方式传送数据，AS-i主站严格按照精确的时间间隔轮流询问每一个从站，询问后等待从站的响应。主站循环读取输入数据并向从站发送输出数据。AS-i通过自动重复发送数据和采用附加校验的方法，来提高数据的完整性和准确性。

AS-i使用电流调制的传输技术，以保证通信的高可靠性。主站如果检测到传输错误或从站的故障，将会发送报文给PLC，提醒用户进行处理。在正常运行时增加或减少从站，不会影响其他从站的通信。

可以非循环地交换参数和诊断数据，如果从站支持，主站还可以更改从站的地址。

AS-i网络的通信处理器（CP）用STEP 7或STEP 7-Micro/WIN组态，可以自动读取从站的组态信息，也可以在CP的属性对话框中组态AS-i从站，网络启动时主站自动识别从站。

2.网络结构

AS-i网络可以使用总线型、树形和星形拓扑。AS-i网络包括以下网络组件：

1）铜质电缆（通常是外观呈黄色的扁平电缆）。AS-i子网使用电气总线，不支持光纤和无线网络。

2）用于延长AS-i总线的中继器和扩展插件，中继器还能实现两个网段之间的电气隔离。

3）AS-i从站是AS-i系统的输入通道和输出通道，它们仅在被AS-i主站访问时才被激活。接到命令时，它们触发动作或者将现场信息传送给主站。AS-i从站可以是集成有AS-i接口的传感器/执行器或AS-i模块。没有AS-i接口的传感器和执行器可以通过AS-i模块连接至总线。

模拟量从站是特殊的标准AS-i从站，它们通过特殊配置文件与主站交换模拟量数据。

此外还有计数器模块、接地故障检测模块、过电压保护模块、3SF5按钮单元和指示灯。

4）为传感器和执行器供电的AS-i供电装置。AS-i标准网络（非DC 24V系统）专用的供电电源的额定电压为DC 30V，额定电流为3A、5A和8A。电源具有集成的数据解耦功能，可以确保数据和电能分隔，使AS-i能在一条线路上传输数据和电能。此外电源还有集成的接地故障检测和过载检测功能。

3.ASIsafe(www.xing528.com)

ASIsafe是AS-i与安全有关的版本。ASIsafe的标准数据和与安全有关的数据在同一条总线上传输。ASIsafe允许将面向安全的组件直接集成到AS-i网络中。这些面向安全的组件与符合EN 62026-2标准的AS-i接口组件完全兼容。可以使用ASIsafe执行与安全有关的断电任务，并保持简单经济的接线方式。

故障安全传感器（安全光幕、光阵列和激光扫描器、标准的和带制动栓的位置开关、防护门开关和急停开关等）提供的信号由安全监视器进行处理，在故障出现时将设备切换到安全状态。有基本型安全监视器、增强型安全监视器和模块化安全系统。

ASIsafe需要添加安全从站和安全监视器才能将AS-i接口升级为安全总线，通过安全AS-i从站可以获得与安全有关的输入。由于是对安全逻辑进行编程而不是进行接线，因而增加了灵活性。使用简单的图形工具便可以快速浏览系统的安全功能，集成的诊断功能使维护和停机的时间降到最少。安全监视器可以执行以下任务：监视安全输入，通过可组态逻辑连接安全输入，通过内置的安全继电器安全断电。

4.AS-i的寻址模式

1）V2.0的标准寻址模式最多可以连接31个从站，地址0仅供产品出厂时使用，在网络中应改用别的地址。每一个标准AS-i从站可以接收4位数据或发送4位数据。

对31个标准从站的典型轮询时间为5ms，因此AS-i适用于数字量高速输入输出的场合。

2）在V2.1的扩展寻址模式中，地址相同的两个从站分别作为A从站和B从站，可寻址的从站增加到62个。每个从站最多4点输入和3点输出。

V3.0扩展的寻址模式最多可以寻址62个从站，每个从站最多8DI/8DO。

各种版本的ASIsafe最多31个安全型从站。

5.AS-i主站模块

CP 243-2是S7-200的AS-i主站模块，CP 343-2与CP 343-2P是用于S7-300和ET 200M的AS-i主站模块，DP/AS-i链接器用来连接DP网络和AS-i网络。

参考文献[1]详细介绍了使用CP 243-2、CP 343-2P和DP/AS-i Link 20E作主站的AS-i网络的组态与编程的方法。

6.AS-i从站模块

AS-i有不同I/O点数的DI、DO、DI/DO、AI、AO模块，有8DI和8DI/2DO的模块。从外形看，有扁平型、窄型和紧凑型模块，还有通用模块。防护等级为IP20和IP67的模块的接线方式有M8、M12的插口和螺钉型端子。IP65/67防护等级的AS-i从站模块可以直接安装在环境恶劣的工业现场。

无外壳的印刷电路板的防护等级为IP00，用焊脚连接或PCB插入式插口连接。

带有集成的AS-i接口的传感器和执行器可以直接连接到AS-i网络上。

AS-i有不同的防护等级和多种电压等级的电动机起动器，有紧凑型馈电器、可逆和不可逆起动器、软起动器和星角起动器等类型。