Réseaux AS-I: Caractéristiques et Fonctionnalités

Industrie 4.0 et Supervision Industrielle

• L'industrie 4.0 utilise des technologies comme l'IOT, la robotique, le CRM, l'infonuagique, la mobilité, l'ERP et la cybersécurité pour améliorer la supervision industrielle.

Élément 1 : Industrie 4.0

• La définition du réseau AS-I
• Les composants d'un réseau AS-I
• La configuration AS-I
• Les principes de fonctionnement AS-I
• La programmation AS-I

Définition AS-I

• AS-I signifie "Actuator Sensor Interface".
• C'est une interface de capteur et d'actionneur.
• C'est un protocole de communication pour la couche la plus basse de la pyramide d'automatisation, destiné aux appareils de terrain.

3 Couches Utilisées + Des Profils

• Les trois couches utilisées sont Application, Présentation et Réseau.
• Interfaces génériques, Capteurs TOR, Départ moteurs, E/S analogiques.

Définition AS-I (suite)

• AS-I a été créé pour connecter les capteurs et les actionneurs avec un coût de matériel et d'installation faible, ainsi qu'une utilisation et maintenance aisées.
• Caractéristiques principales de l'AS-I :
  • Un câble AS-I est utilisé pour le transfert de données entre les capteurs/actionneurs (esclaves) et le maître AS-I, et pour alimenter les capteurs/actionneurs.
  • Une méthodologie de transmission des données fiable dans un environnement industriel, sans nécessiter une bande passante élevée.
  • Un câblage simple et économique, avec une technique de "pénétration" et une grande flexibilité avec un câblage arborescente.

Définition AS-I (suite)

• Caractéristiques principales de l'AS-I :
  • Temps de réaction rapides : le maître AS-I nécessite un maximum de 5 ms pour l'échange cyclique de données.
  • Les nœuds (esclaves AS-I) peuvent être des capteurs/actionneurs avec un connecteur AS-I intégré, ou des modules AS-I auxquels jusqu'à 4 capteurs/actionneurs binaires peuvent être connectés.
  • Les modules AS-I standard peuvent fonctionner jusqu'à 124 actionneurs et 124 capteurs.
  • Module AS-I avec adressage étendu permet l'exploitation de 248 actionneurs et 248 capteurs avec une interface S7.A.A, jusqu'à 496 actionneurs et 496 capteurs.

Composants Réseau AS-I

• Les composants principaux du réseau AS-I incluent:
  • Maître AS-I, Esclaves AS-I (Modules AS-I ou Capteurs/actionneurs avec connecteur AS-I)
  • Câble AS-I
  • Bloc d'alimentation AS-I
  • Unité d'adressage
  • Unité de diagnostic
  • Moniteur de sécurité
  • Répéteur
  • Fiche d'extension

Maître AS-I

• Il existe 2 types de maîtres AS-I: Maître standard et Maître étendu
• Le maître standard permet de raccorder jusqu'à 31 esclaves AS-I.
• Le maître étendu permet de raccorder jusqu'à 62 esclaves AS-I.

Esclave AS-I

• Il existe 2 types d'esclaves AS-I : Modules AS-I et les capteurs/actionneurs avec un connecteur AS-I intégré.
• Deux canaux analogiques de 16 bits sont disponibles.

Unité d'alimentation AS-I

• L'unité d'alimentation AS-I fournit une tension (30V) aux nœuds AS-I connectés au câble AS-I. Pour les capteurs/actionneurs ayant des besoins importants en puissance, une alimentation supplémentaire (220V/110V) peut être nécessaire.

Câble AS-I

• Le câble AS-I est un câble à 2 fils non blindé.
• Il est utilisé pour le transfert des signaux et l'alimentation des capteurs et actionneurs connectés via des modules AS-I

Répéteur

• Le répéteur étend la capacité de l'interface AS-I en étendant le segment AS-I et en augmentant la capacité du système d'automatisation.
• Une fiche d'extension peut étendre le câble AS-I de 100 mètres à 200 mètres.

Unité d'adressage

• Permettre une programmation simple des adresses des esclaves AS-I.

Extendeur

• Étendre la distance entre le maître et le segment AS-I jusqu'à 100 mètres maximum.

Unité de diagnostic

• Permettre de tester les réseaux AS-Interface et les erreurs.

Moniteur de sécurité

• Une application sûre sur un PC est configurable pour un meilleur travail dans la sécurité (Safety at work).

Configuration AS-I

• Temps de cycle (standard et étendu)
• Nombre d'esclaves (standard et étendu)
• Nombre d'entrées et de sorties (standard et étendu)

Principes de fonctionnement AS-I :

• Technique d'accès maître-esclave: Un seul maître contrôle l'échange de données en interrogeant tous les esclaves et attendant une réponse.
• Réglage d'adresse électronique : Un identifiant d'esclave est une adresse unique, stockée en permanence sur l'esclave. L'adresse d'usine est "0".
• Fiabilité de fonctionnement et flexibilité : Le maître surveille la tension et les données transférées, détecte les erreurs et envoie un message à l'automate. Le remplacement d'esclaves ne perturbe pas la communication.
• Principe maître-esclave : Les données de processus et les commandes de paramétrage sont transmises via l'interface entre la CPU maître et le CP maître AS-I.
• Les programmes utilisateur disposent d'appels de fonctions et de mécanismes adaptés pour la lecture et l'écriture via cette interface. L'échange d'informations s'effectue entre le CP maître AS-i et le câble AS-i.
• Profil maître : La spécification maître AS-i distingue les maîtres avec différentes gammes de fonctions appelées « profils » (MO, M1, M2 pour les maîtres standard et M3, M4 pour les maîtres étendus).
• Profil maître spécifiques : MO, M1, M2, M3, M4.

Principes de fonctionnement AS-I (suite)

• Fonctionnement en phases (Startup, Detection, Activation, Data Exchange, Management, Inclusion).

Fonctions d'interface

• Lecture/écriture (Read / write) de donnée
• Lecture/enregistrement (Read/store) des données de configuration
• Configuration (Configure actual) des données actuelles
• Configuration (Config data, Exp. configuration data, Parameter, LAS)

Transfert de données

• Le transfert entre PLC/PC et AS-I slave se fait à travers des images de données, des données d'E/S, des données de diagnostic, des données de paramètres, des données de configuration et des adresses.

Logiciel

• La présentation ne mentionne pas spécifiquement de logiciel.

Fonction Esclave

• Connexion au câble AS-I (Un circuit intégré sur l'esclave permet la connexion au bus commun maître AS-I).
• 8 entrées et sorties configurables
• 4 sorties de paramètres
• 2 canaux analogiques 16 bits
• Paramètres de fonctionnement, configuration E/S, code d’identification et adresse esclave stockés dans une mémoire (ex: EEPROM).
• Données E/S mises à disposition du maître AS-I lors de l'interrogation.

Paramètre

• Les sorties de paramètres permettent au maître AS-i de transférer des valeurs non traitées comme simples données.
• Ces valeurs sont utilisées pour contrôler et commuter les modes de fonctionnement
• Configuration des entrées/sorties (E/S): Indication des lignes de données utilisées en entrée, sortie ou sortie bidirectionnelle.
• Codage d'identification AS-i (code ID, ID1, ID2) pour identifier les esclaves AS-I récents.

Transfert de données

• Descriptions des données échangées entre le PLC/PC et le maître AS-i ainsi que entre le maître AS-i et les esclaves AS-i.

Phase de fonctionnement

• Description des phases de démarrage, initialisation, fonctionnement normal, échange de données, gestion et inclusion (définissant étapes de démarrage, configuration, fonctionnement et inclusion de nouveaux périphériques).

Fonction d'interface

• Décrire les différentes opérations de lecture, d'écriture, de lecture/enregistrement de données de configuration et les fonctions de mise en configuration des périphériques (esclaves) sur le système.

Programmation

• Cette section se concentre sur le sujet de la programmation.

Testez vos connaissances sur le réseau AS-I, ses principales caractéristiques et ses composants. Ce quiz aborde des questions sur le rôle des maîtres et esclaves AS-I ainsi que la méthodologie de transmission des données. Préparez-vous à explorer les subtilités de cette technologie de communication.