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.

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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

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Historique

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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

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Types d’intégration (1):

Système AS-i autonome pour machines simples

à automatismes simplifiés

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Chapitre IV: Bus AS-i

Types d’intégration (2):

système AS-i avec coupleur intégré à l’automate

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Chapitre IV: Bus AS-i

Types d’intégration (3):

système AS-i avec interfaçage à un bus de terrain ou à un réseau industriel

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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

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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

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• 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

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• 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

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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

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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).

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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)

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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 ”.

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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

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Exemple de topologie en arbre

(sans répéteur)

Chapitre IV: Bus AS-i

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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

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