AS-Interface Safety at Work
(ASIsafe) 2
Les composants système AS-i 3
Le mode maître – commandes,
fonctionnement, programmation 4
Annexe
Bibliographie A
Glossaire B
Index
SIMATIC NET
AS-Interface - Introduction et notions élémentaires
Edition 04/2006
C79000-G8977-C089-04
Manuel
vante :
!
Dangersignifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées conduit à la mort ou à des lésions corporelles graves.!
Attentionsignifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut conduire à la mort ou à des lésions corporelles graves.!
Avertissementavec panneau de danger signifie que la non-application des mesures de sécurité appro- priées peut conduire à des lésions corporelles légères.
Avertissement
sans panneau de danger signifie que la non-application des mesures de sécurité appro- priées peut conduire à des dommages matériels.
Remarque
signifie que le non respect de ces informations peut se traduire par un résultat ou un état indésirable.
Nota
doit vous rendre tout particulièrement attentif à des informations importantes sur le produit, sur les manipulations à effectuer avec le produit ou sur la partie de la documentation corres- pondante, la prise en compte de ces informations étant recommandée pour les avantages qui en découlent.
dont l’utilisation par des tiers pour leur compte peut enfreindre les droits du propriétaire.
Consignes de sécurité concernant votre produit :
Avant de mettre en oeuvre le produit décrit ici, tenez compte impérativement des consignes de sécurité ci-après.
Personnel qualifié
La mise en service et l’utilisation de la console ne doivent être effectuées que par des personnes qualifiées. Il s’agit de personnes qui ont l’autorisation de mettre en service, de mettre à la terre et de repérer des appareils, systèmes et circuits électriques
conformément aux règles de sécurité en vigueur.
Utilisation conforme des matériels
Tenez compte des points suivants :
!
AttentionLe matériel ne doit être utilisée que pour les applications spécifiées dans le catalogue ou dans la description technique, et exclusivement avec des périphériques et composants re- commandés par Siemens.Le transport, le stockage, le montage, la mise en service ainsi que l’utilisation et la mainte- nance adéquats de la console sont les conditions indispensables pour garantir un fonction- nement correct et sûr du produit.
Avant d’utiliser les exemples de programme fournis ou des programmes que vous avez conçus, veuillez vous assurer qu’ils ne risquent pas de provoquer des dommages corporels ou matériels.
Note CE : La mise en service est interdite tant qu’il n’a pas été vérifié que la machine dans laquelle ce composant doit être intégré, est bien conforme aux dispositions de la directive 89/392/CEE.
Utilisation conforme des logiciels
Tenez compte des points suivants :
!
AttentionLe logiciel ne doit être utilisé que pour les applications spécifiées dans le catalogue ou dans la description technique, et exclusivement avec des logiciels, périphériques et -composants recommandés par Siemens.Avant d’utiliser les exemples de programme fournis ou des programmes que vous avez conçus, veuillez vous assurer qu’ils ne risquent pas de provoquer des dommages corporels ou matériels.
Il convient de tenir compte avant la mise en service des informations contenues dans la do- cumentation correspondante en vigueur. Pour la référence de commande de la documenta- tion, veuillez consulter le catalogue ou vous adresser à l’agence SIEMENS locale.
Exclusions de responsabilité Copyright E Siemens AG 2001-2006 All rights reserved
Objet du manuel
Ce manuels fournit, en plus des indications d’ordre général, une introduction au système AS–Interface et à ses composants.
Il est indispensable de l’avoir lu pour bien comprendre les manuels livrés avec les composants du système AS-i et notament de ceux du maître AS-i .
Cette édition du manuel contient des compléments qui se rapportent à l’extension de la spécification du maître AS-i et à l’extension de la gamme de produits SIMATIC NET qui en découle.
On notera en particulier :
S Le nouveau concept des “Comined Transactions” permet de connecter des esclaves possédant jusqu’à 8 entrées TOR et 8 sorties TOR (496 entrées et sorties par réseau).
S Simplification de la transmission de données analogiques S Transmission de toutes les données série
S Diagnostic amélioré
S Nouvelle spécification de câble (câblage en armoire).
AS-Interface
AS–Interface est conforme à la norme internationale EN 50 295. Les principaux
constructeurs mondiaux de capteurs et d’actionneurs sont favorables à AS–Interface. Les spécifications électriques et mécaniques sont communiquées aux entreprises intéressées.
Informations complémentaires - Interlocuteur
Adressez-vous à votre agence Siemens pour toute question technique concernant l’utilisation du produit décrit à laquelle vous ne trouveriez pas de réponse dans la documentation papier ou dans l’aide en ligne.
Vous trouverez des informations complémentaires en annexe sous “Support technique et formation”
Références bibliographiques
Veuillez également tenir compte des informations qui sont jointes aux composants AS-i de SIMATIC NET ainsi que des documents mis à disposition sur Internet.
http://www.siemens.com/as -interface
Tenez également compte de la bibliographie en annexe du présent manuel.
-
Sommaire. . . 7
1 AS-Interface (AS-i) . . . 8
1.1 Domaine d’application. . . 9
1.2 Présentation des composants système AS-i . . . 12
1.2.1 Maître AS-i. . . 14
1.2.2 Esclaves AS-i . . . 15
1.2.3 Autres composants système AS-i . . . 16
1.3 Propriétés et principales caractéristiques du système . . . 19
2 AS-Interface Safety at Work (ASIsafe) . . . 22
2.1 ASIsafe - Le concept de sécurité . . . 23
3 Les composants système AS-i . . . 25
3.1 Maître AS-i. . . 26
3.2 Modules AS-i : Composants des esclaves AS-i . . . 28
3.3 Le câble AS-i . . . 30
3.4 Montage d’un module AS-i . . . 32
3.5 Répéteur AS-Interface / Extender / Extension Plug . . . 33
3.6 Console d’adressage . . . 37
3.7 Appareil de diagnostic - Analyseur AS-Interface . . . 39
4 Le mode maître - commandes, fonctionnement, programmation . . . 40
4.1 Principe maître/esclave . . . 41
4.1.1 Tâches et fonctions du maître AS-i . . . 42
4.1.2 Fonctionnement de l’esclave AS-i . . . 43
4.2 Transmission de données . . . 44
4.2.1 Les phases de fonctionnement . . . 46
4.2.2 Fonctions d’interface. . . 49
4.2.3 Utilisation d’esclaves AS-i étendus connectés à des maîtres AS-i standard . . 50
A Bibliographie . . . 51
B Glossaire . . . 53 Index
-
S le domaine d’application couvert par AS–Interface ; S les composants système disponibles sur AS–Interface ; S les caractéristiques système propres à AS–Interface.
1.1 Domaine d’application
Bus de terrain standardisé
AS-Interface est le seul bus de terrain orienté bit standardisé à l’échelle mondiale.
Le câble AS-i remplace les ”faisceaux de câbles”
L’AS-Interface ou interface actionneur/capteur, désignée par le sigle AS-i, est un système d’interconnexion destiné au niveau de process, c.–à–d. au niveau d’automatisation le plus bas. Les faisceauxde câbles rencontrés jusqu’à présent à ce niveau sont remplacés par un seul câble électrique, à savoir le câble AS-i . Le câble AS-i et le maître AS-i relient via des modules AS-i, des éléments de commande simple, des moteurs triphasés régulés en vitesse, des barrières photoélectriques, des capteurs de proximité inductifs, voire des vannes de process complexes aux automates du niveau terrain.
AS-Interface permet de transmettre sur un même câble des données standard et des données liées à la sécurité. Le câblage d’arrêt d’urgence d’une machin ou d’une installation peut ainsi être réalisé à l’aide du système AS-i.
AS-Interface dans la gamme SIMATIC
AS-Interface est la désignation de produit SIMATIC de la technologie AS-i.
Siemens distribue sous la désignation AS–Interface des coupleurs maître AS–i destinés aux automates programmables. La gamme des coupleurs maître est en permanente évolution.
Les informations de dernière date vous serons fournies par votre agence Siemens.
La figure ci–dessous présente le positionnement de principe de AS–Interface ou AS–i dans le contexte de l’automatique.
Figure 1-1
Principales caractéristiques de l’AS–Interface :
S AS–Interface a été optimisé en vue de la connexion d’actionneurs et de capteursTOR et analogiques. La ligne AS-i assure aussi bien l’échange des données entre les
actionneurs/capteurs (esclaves AS-i ) et le maître AS-i , que l’alimentation électrique des capteurs/actionneurs.
S Câblage simple et peu coûteux ; montage simple par connexion de type vampire ; grande souplesse grâce à un câblage arborescent.
S Temps de réponse courts : Le maître AS–i ne nécessite pas plus de 5 ms pour assurer l’échange de données cyclique avec au plus 31 abonnés (10 ms pour 62 abonnés).
S Les abonnés (esclaves AS-i) connectés à la ligne AS-i peuvent être soit des
actionneurs/capteurs à connexion AS-i intégrée soit des modules AS-i conçus pour la connexion d’au maximum huit actionneurs/capteurs TOR.
S Les modules AS-i standard permettent d’exploiter jusqu’à 124 actionneurs et 124 capteurs connectés à la ligneAS-i.
S L’utilisation de modules AS-i à zone d’adressage étendue permet d’exploiter jusqu’à 248 actionneurs et 248 capteurs à l’aide d’un maître étendu. En cas d’utilisation du profil d’esclave S-7.A.A avec 8E/8S vous pouvez exploiter jusqu’à 496 actionneurs et 496 capteurs.
S Les maîtres AS-i étendus selon la spécification V2.11sont conçus pour la mise en oeuvre d’une procédure particulièrement simple d’accès aux actionneurs/capteurs analogiques et aux modules fonctionnant selon le profil d’esclave AS-Interface 7.3/7.4.
Les maîtres AS-i étendus selon la spécification V3.0 prennent également en charge les profils
- S-7.5.5 (transmission bidirectionnelle 100 bit/s ; 2EN/2SN), - S-7.A.5 (transmission bidirectionnelle 50 bit/s ; 2EN/2SN), - S-B.A.5 (transmission bidirectionnelle 50 bit/s ; 20 caractères/s), - S-7.A.7 (4EN/4SN),
- S-7.A.A.(8E/8S),
- S-7.A.8 (1 canal analogique ; 1 SN), - S-7.A.9 (2 canaux analogiques), - S-6.0 (Super Fast Analog).
AS-i - un standard ouvert pour systèmes d’interconnexion au niveau process
Les spécifications électriques et mécaniques de l’AS-i ont été établies par 11 constructeurs d’actionneurs et de capteurs binaires. Les spécifications sont communiquées aux
entreprises intéressées. AS-i reste ainsi un standard ouvert non propriétaire. AS-Interface est le système conforme au standard AS-i, proposé par Siemens.
L’association ”Verein zur Förderung busfähiger Interfaces für binäre Aktoren und Sensoren e.V.” (AS Internationa Association e.V.) s’est donné pour tâche de promouvoir l’application et la diffusion du système AS-i, c’est-à-dire de promouvoir plus particulièrement la
spécification, la standardisation, la certification et l’information générale des utilisateurs.
Récapitulatif des spécifications
Depuis le lancement de l’AS-Interface, l’AS International Association a publié trois
spécifications introduisant des fonctionnalités étendues et perfectionnées de l’AS-Interface.
Le tableau ci-après en donne un récapitulatif :
Tableau 1-1 Spécifications AS-i
Version V2.0 V2.11 V3.0
Année 1994 1998 2004
Maître M0, M1, M2 M3 M4
Esclave tous les autres esclaves
(tous les autres profils) S-X.A, S-7.3, S-7.4 S-7.5.5, S-7.A.5, S-B.A.5, S-7.A.7, S-7.A.A, S-7.A.8, S-7.A.9, S-6.0
Nouvelles
caractéristiques 62 esclaves,
codes ID étendus, erreurs de périphérie, etc.
synchronisation, nouveaux types de communication, etc.
Normes EN 50295:1998
IEC 62026-2:2000
IEC 62026-2:200X
1.2 Présentation des composants système AS-i
Composants système du réseau AS-i : S Maître AS-i
S Esclaves AS-i ; parmi lesquels on distingue selon leur conception - les modules AS-i
- les capteurs/actionneurs à connexion AS-i intégrée S Câble AS-i
S Bloc d’alimentation AS-i
S Console d’adressage (en partie intégrée au maître) S Appareil de diagnostic
S Safety Monitor S Répéteur S Extender
S Extension Plug (connecteur d’extension)
La figure ci-après illustre une possibilité d’interconnexion de composants AS-i dans une structure arborescente.
Figure 1-2
Nota
Le développement des composants du système AS-i étant en permanente évolution, nous ne pouvons pas fournir ici une description exhaustive de tous les composants actuellement disponibles. Veuillez consulter à ce sujet les catalogues système ou contacter votre agence Siemens.
1.2.1 Maître AS-i
Siemens propose actuellement les types de maître AS-i suivants : S Maître AS-i standard
Jusqu’à 31 esclaves AS-i standard ou esclaves AS-i à zone d’adressage étendue (uniquement esclaves A) peuvent être connectés à un maître AS-i standard.
Des maîtres AS-i standard sont disponibles pour la connexion aux système suivants : - SIMATIC S5
- SIMATIC S7 - SIMATIC C7
- Périphérie décentralisée - SIMOTION C
S Maîtres AS-i étendus - Zone d’adressage
Les maîtres AS-i étendus prennent en charge 31 adresses pouvant être utilisées pour des esclaves AS-i standard ou des esclaves AS-i à zone d’adressage étendue (extended addressing mode). Les esclaves AS-i à zone d’adressage étendue peuvent être connectés par paire (programmés comme esclave A et esclave B) avec la même adresse à un maître AS-i étendu. Le nombre d’esclaves AS-i adressables passe ainsi à 62.
L’extension requise de l’adresse réduit le nombre de sorties TOR des esclaves AS-i Slaves à zone d’adressage étendu selon la spécification V2.11 à 3 sorties par esclave AS-i . Cette restriction n’existe pas pour les esclaves selon la spécification V3.0.
De plus, les nouveaux maîtres AS-i prennent en charge les profils S-7.5.5, S-7.A.5 et S-B.A.5 (serial Protocol) ainsi que S-7.A.7 et S-7.A.A (4I/4O, 8I/8O) selon la spécification AS-i V3.0.
- Transmission de valeurs analogiques pour esclaves AS-i
Les maîtres étendus SIMATIC NET supportent la transmission intégrée (ne nécessitant pas de pilotes spécifiques) d’esclaves analogiques AS–i conformes au profil S-7.3/7.4 de la spécification AS-Interface. L’accès du programme utilisateur aux esclaves analogiques fonctionnant selon ce profil est particulièrement simple.
DP/AS-i LINK Advanced et IE/AS-i Link prennent également en charge les profils S-7.A.8 et S-7.A.9 (Fast Analog) ainsi que S-6.0.X (Super Fast Analog) selon la spécification AS-i V3.0 de même que le profil maître AS-i M4.
Des maîtres AS-i étendus sont disponibles pour la connexion aux systèmes suivants : - SIMATIC S7
- périphérie décentralisée.
Nota
La gamme des maîtres AS-i proposée est régulièrement complétée. Veuillez consulter à ce sujet les catalogues système ou contacter votre agence Siemens.
1.2.2 Esclaves AS-i
Tous les abonnés adressables par le maître AS-i sont appelés esclaves AS-i.
Conception des esclaves AS-i
Les conceptions d’esclaves AS-i proposées sont les suivantes : S Modules AS-i
Les modules AS-i sont des esclaves AS-i auxquels peuvent être connectés des capteurs et des actionneurs conventionnels.
S Capteurs /Actionneurs à connexion AS-i intégrée
Les capteurs /Actionneurs à connexion AS-i intégrée peuvent être directement raccordés à l’AS-Interface.
Selon leur emploi, les capteurs et actionneurs sont répartis en modules de terrain et modules d’armoire.
Zone d’adressage
Les esclaves AS-i sont proposés avec les zones d’adressage suivantes:
S Esclaves AS-i standard
Les esclaves AS-i standard occupent respectivement une adresse de l’AS-Interface. Il est donc possible de connecter jusqu’à 31 esclaves standard à l’AS-Interface.
S Esclaves AS-i à zone d’adressage étendue (esclave A/B)
Les esclaves AS-i à zone d’adressage étendue peuvent être connectés par paire à un maître AS-i étendu. Le nombre total d’esclaves AS-i adressables passe ainsi à 62.
L’un de ces esclaves AS-i doit être programmé comme esclave A et l’autre comme esclave B à l’aide de la console d’adressage. En l’absence de console de d’adressage, les esclaves AS-i peuvent également être programmés individuellement par le maître au moyen d’un programme utilisateur. L’extension requise de l’adresse, selon spécification V2.11, réduit le nombre de sorties TOR à 3 sorties par esclave AS-i.
Si l’esclave AS-i est conforme à la spécification V3.0, le nombre des sorties TOR n’est pas réduit (8 sorties TOR maximum) à condition d’utiliser un maître selon profil M4.
Les esclaves A peuvent également être connectés à un maître AS-i standard (voir section 4.2.3).
Pour plus de détails concernant ces fonctions, veuillez vous référer au point Maître AS-i de la section précédente.
Esclaves AS-i analogiques
Les esclaves analogiques sont des esclaves AS-i standard particuliers qui échangent des données analogiques avec le maître AS-i. Les profils d’esclaves analogiques proposés sont :
S esclaves AS-i analogiques selon le profil S-7.1/S-7.2
Les esclaves analogiques selon le profil S-7.1/S-7.2 nécessitent, dans le programme utilisateur, la présence de sous-programmes particuliers (pilotes, blocs fonctionnels) qui assurent le transfert séquentiel des données analogiques.
S esclaves AS-i analogiques selon le profil S-7.3/S-7.4
Les esclaves analogiques selon le profil S-7.3/S-7.4 sont prévus pour une utilisation avec des maîtres AS-i étendus. Les maîtres AS-i étendus gèrent automatiquement le transfert des données analogiques de ces esclaves. Il n’est pas nécessaire de prévoir dans ce cas des pilotes ou blocs fonctionnels particuliers dans le programme utilisateur.
S esclaves AS-i analogiques selon le profil S-7.A.8/S -7.A.9 et le profil S-6.0.X
Les esclaves Fast Analog selon le profil S-7.A.8/S -7.A.9/S -6.0.X sont conçus pour être connectés à des maîtres AS-i étendus. Ils offrents les possibilités suivantes :
- transmission rapide de valeurs analogiques par adressage étendu (1 valeur analogique/cycle)
- transmission simultanée de valeurs analogiques et de données binaires
- transmission bidirectionnelle de données binaires (lecture d’entrées / écriture sur sorties)
- tranmission de plusieurs voies analogiques en technologie A/B S Esclaves combinés (Combi Field Devices) selon le profil S-7.A.5/S -7.5.5
Les esclaves combinés selon le profil S-7.A.5/S -7.5.5 sont des esclaves qui émettent et/ou traitent aussi bien des données série que des données numériques.
1.2.3 Autres composants système AS-i
Câble AS-i
Le câble AS-i, constitué d’une paire non blindée, transmet les signaux et l’énergie d’alimentation aux actionneurs et capteurs connectés via les modules AS-i.
L’interconnexion n’est pas liée à un type de câble particulier. Si cela s’avère nécessaire, il est également possible de passer à un simple câble à deux conducteurs à l’aide de modules ou de connecteur en ”T”.
Nota
Il conviendra de tenir compte à cet égard des paramètres techniques tels que section de conducteur, chute de tension et longueur de ligne, de la spécification AS-i (voir /1/ et /2/).
Bloc d’alimentation AS-i
Le bloc d’alimentation AS-I assure en premier lieu l’alimentation des abonnés AS-I
connectés à la ligne. En présence d’actionneurs gros consommateurs d’énergie, il convient de prévoir la connexion d’une alimentation complémentaire en courant de charge (via des modules d’application particuliers p. ex.).
Console d’adressage
La console d’adressage permet de programmer facilement les adresses des esclaves AS-i.
(partiellement intégrée au maître AS-i. Permet de se passer d’une console d’adressage distincte.)
Analyseur AS-Interface
L’analyseur AS-Interface permet de contrôler les réseaux AS-i. Cet appareil détecte p. ex.
les défauts d’installation tels que les faux contacts ou perturbations CEM sous charge extrême. Il sert en outre à évaluer la qualité de réseaux complets. L’analyseur AS-Interface permet par ailleurs de documenter la mise en service et les dépannages par l’établissement de journaux de contrôle.
Safety Monitor
Le moniteur de sécurité est la pièce maîtresse de Safety at Work (voir chapitre 2). La configuration d’une application sécurisée s’effectue sur PC au moyen du moniteur de sécurité. Il permet de sélectionner plusieurs modes de fonctionnement selon l’application (fonction d’arrêt d’urgence, blocage et sélection de la catégorie d’arrêt 0 ou 1).
Pour exploiter toutes les possibilités de diagnostic, le moniteur peut également être utilisé avec une adresse AS-Interface.
Répéteur
Le répéteur élargit les possibilités de mise en oeuvre de l’AS-Interface en prolongeant le segment AS-i d’où une plus grande liberté de conception de l’installation. Il contribue par ailleurs à réduire les temps d’immobilisation et de réparation en cas de panne, la tension AS-Interface étant affichée séparément pour chaque côté (alimentations séparées).
Autres caractéristiques du répéteur :
S Possibilité d’utiliser des esclaves en amont et en aval du répéteur.
S Séparation galvanique des deux segments de câble profilé AS-i.
S Montage en série d’au maximum deux répéteurs (longueur max. de câble 300 m).
S Possibilité de montage en parallèle de plusieurs répéteurs (possibiliité de configuration en étoile).
Extender
L’extender est mis en oeuvre pour accroître la distance entre le maître et le segment AS-i jusqu’à 100 m max. Il n’est cependant pas nécessaire d’utiliser une alimentation distincte du côté maître. L’extender élargit, comme le répéteur, les possibilités d’utilisation de
l’AS-Interface. Mais les esclaves ne peuvent être connectés qu’en aval de l’extender (vu du maître).
Autres caractéristiques de l’extender :
S En cas de montage parallèle de répéteurs, la longueur de câble admissible est nettement supérieure à 300 m. L’extension maximale est de 500 m.
S Le maître peut être monté à 100 m max. du segment AS-i proprement dit.
S Pas de séparation galvanique des deux segments de câble profilé AS-i.
Extension Plug
L’utilisation du connecteur d’extension permet de multiplier par deux la longueur de câble d’un segment AS-Interface en la faisant passer de 100 à 200 mètres.
Le connecteur d’extension est un composant passif qui se connecte dans le réseau AS-Interface à l’emplacement le plus éloigné du bloc d’alimentation.
Un seul bloc d’alimentation est nécessaire pour l’alimentation des esclaves du segment pouvant atteindre une longueur de 200 m. Une détection de sous-tension, intégrée au connecteur d’extension, surveille la tension AS-i et signale par une LED de diagnostic la présence ou non d’une tension suffisante à l’extrémité de la ligne de bus.
1.3 Propriétés et principales caractéristiques du système
Mode de fonctionnement
Le fonctionnement du système AS-Interface/AS -I est caractérisé par : S La méthode d’accès maître-esclave
L’interface AS-Interface/AS -i est un système dit ”monomaître” c.-à-d. que sur un câble-bus la gestion des échanges de données est assurée par un seul maître. Il appelle successivement chaque esclave AS-i et attend leur réponse.
S La définition électronique des adresses
L’adresse de l’esclave AS-i est son signe d’identification. Elle est unique au sein d’un système AS-Interface. La définition de l’adresse s’effectue à l’aide d’une console
d’adressage particulière ou d’un maître AS-i. Elle est enregistrée dans une mémoire non volatile de l’esclave AS-i. A la livraison, tous les esclaves AS-i possèdent l’adresse ”0”.
S La fiabilité et flexibilité
Le procédé de transmission utilisé (modulation de courant) est le garant d’un fonctionnement fiable. Le maître surveille la tension de la ligne et les données
transmises. Il détecte les erreurs de transmission ainsi qu’une défaillance des esclaves et transmet l’information à l’API. L’utilisateur peut donc réagir aux messages émis.
L’échange ou la connexion d’un nouvel esclave AS-i durant le fonctionnement ne perturbe pas les communications en cours avec les autres esclaves AS-i.
Caractéristiques de conception
Principales caractéristiques de conception du système AS-Interface et de ses composants : S Câble à 2 conducteurs pour les données et l’énergie auxiliaire
L’interconnexion peut s’effectuer à l’aide d’une simple paire électrique de section 2 x 1,5 mm2. Il n’est pas nécessaire qu’elle soit blindée ni torsadée. Le câble assure la
transmission aussi bien des données que de l’énergie. L’énergie disponible est fonction du bloc d’alimentation AS-i utilisé.
Le câblage peut cependant être optimisé à l’aide du câble AS-i détrompé qui empêche toute inversion de polarité et simplifie la connexion des modules AS-i par système vampire.
Le câble AS-i (câble profilé) prévue pour le câblage en armoire (IP20) présente une section de 2 x 0,8 mm2.
S Réseau arborescent d’une longueur totale jusqu’à 100 m(300 m)
La ”structure arborescente” de l’AS-Interface permet d’utiliser chaque point d’une ligne comme départ d’une nouvelle ”branche”. Un segment de 100 m peut être complété par deux répéteurs max. pour atteindre une longueur de 300 m max. (voir 3.5).
S Intégration directe
L’électronique requise pour un esclave a été intégrée en quasi totalité sur un CI spécifique.Il est par conséquent possible d’incorporer la connexion AS-i directement dans un actionneur ou un capteur binaire. Tous les composants nécessaires sont intégrables dans un espace d’environ 2 cm3 .
S Plus de fonctionnalités, plus d’avantages pour le client
L’intégration directe permet de doter les équipements d’un plus grand nombre de
fonctionnalités. Le système met à disposition 4 lignes de données et 4 lignes de paramétrage. Les actionneurs et capteurs ”intelligents” qui en résultent offrent de nouvelles possibilités telles que la surveillance, le paramétrage, le contrôle d’usure et d’encrassement, etc.
S Alimentation électrique additionnelle en cas de besoins énergétiques importants Une source de tension auxiliaire peut être prévue pour les esclaves gros consommateurs d’énergie (voir /1/).
Capacités fonctionnelles S Temps de cycle
- max. 5ms pour esclaves AS-i standard
- max. 10 ms pour esclaves AS-i à zone d’adressage étendue
AS-Interface/AS -i transmet toujours des informations de longueur identique. Les procédés complexes de commande d’émission et d’identification des longueurs d’information et formats de données sont donc superflus. Le maître est ainsi en mesure d’interroger en 5 ms maximum tous les esclaves connectés et de mettre à jour les données côté maître et côté esclave.
Si, dans le cas d’esclaves AS-i à zone d’adressage étendue, une adresse n’est occupée que par un seul esclave, ce dernier sera interrogé au moins toutes les 5 ms.
Si 2 esclaves étendus (esclaves A et B) se partagent une adresse, le temps de cycle max. sera de 10 ms (40 ms pour 8E/8S selon spécification V3.0).
Les esclaves B ne peuvent être connectés qu’à des maîtres étendus.
Pour les applications à temps critique, les données d’entrée/sortie 16 bits peuvent être transmises en 5 ms max. On utilise dans ce cas pour un seul esclave AS-i la bande passante pouvant être normalement utilisée par quatre esclaves.
S Nombre d’esclaves AS-i connectables - 31 esclaves standard max.
- 62 esclaves max. à zone d’adressage étendue
Les esclaves AS-i sont les canaux d’entrée et de sortie du système
AS-Interface/AS -i. Ils ne sont activés que sur appel du maître AS-i. Sur ses ordres, les esclaves déclenchent des actions ou informent le maître d’une réaction.
Chaque esclave AS-i est identifié par une adresse qui lui est propre (1 à 31). Un maître étendu admet la connexion de 62 esclaves max. à zone d’adressage étendue.
Les paires d’esclaves à zone d’adressage étendue occupent une même adresse c.–à–d. les adresses 1..31 font double emploi dans le cas d’esclaves étendus.
En cas de connexion d’esclaves standard à un maître étendu, les esclaves occupent chacun une adresse complète c.–à–d. qu’îl est possible de connecter au maximum 31 esclaves standard à un maître étendu.
S Nombre d’entrées/sorties utilisables
- 248 entrées et sorties binaires max. avec des modules standard - 496 entrées et sorties avec des modules à zone d’adressage étendue
Chaque esclave AS-i peut émettre et recevoir des données sur 4 bits.
Des modules spéciaux permettent d’utiliser chacun de ces bits pour un actionneur ou un capteur TOR. Une ligne AS-I avec des esclaves AS-i standard pourra donc comporter jusqu’à 248 connexions binaires (124 entrées et 124 sorties). Tous les actionneurs et capteurs courants peuvent être connectés au système
AS-Interface/AS -i de cette manière. Les modules sont utilisés dans ce cas comme entrées/sorties décentralisées.
En cas d’utilisation de modules à zone d’adressage étendue, chaque module dispose d’au maximum 8 entrées et 8 sorties. En d’autres termes, les modules à zone
d’adressage étendue permettent d’exploiter jusqu’à 496 entrées et 496 sorties.
Appareils de terrain combinés (Serial Protocol)
Les appareils de terrain combinés utilisent le Serial Protocol selon la spécification V3.0. Ces appareils sont capables d’émettre et/ou de traiter aussi bien des données série que des données numériques. Il s’agit p. ex. de
S modules d’affichage de texte (env. 20 caractères/seconde),
S modules compteurs (lecture du compteur, émission des données de paramétrage, signalisation des valeurs limites),
S valeurs analogiques lentes lors de la surveillance de température (lecture de la température mesurée, signalisation des valeurs limites) ou de
S capteurs de pression (lecture de la mesure de pression, signalisation des valeurs limites).
Possibilités de diagnostic
Un appareil de terrain combiné conforme à la spécification V3.0 peut être configuré de sorte à échanger avec le maître des données binaires à un ou deux bits tout en mettant à
disposition parallèlement un canal de données par lequel pourront être transmises
cycliquement des données de mesure et/ou de réglage ou acycliquement des données de paramétrage ou de diagnostic. En d’autres termes, il est ainsi possible de lire/écrire de nouveaux paramètres en cours de fonctionnement et, si nécessaire, de requérir des données de diagnostic actuelles. Le volume de données en question est défini par l’utilisateur ; la seule limite réside dans la vitesse de transmission relativement faible (50 bits/seconde).
Fonctions des cartes maître
Les fonctions des cartes maître AS-i sont définies dans la spécification du maître AS-i (voir /1/ et /2/). Vous trouverez une vue d’ensemble de ces fonctions dans l’annexe A (PICS) du manuel concerné.
-
ou rideaux photoélectriques de sécurité. Le système principal continuant ce faisant à fonctionnement normalement. Les signaux des capteurs de sécurité sont traités par un moniteur de sécurité. Des sorties TOR permettent de mettre les machines et installation en configuration de sécurité.
2.1 ASIsafe - Le concept de sécurité
AS-Interface permet, avec la fonction ”Safety at Work” de transmettre sur un même câble des données standard et des données liées à la sécurité. La base de la transmission sécurisée est un protocole de transmission sûr dynamisé entre les esclaves sécurisés et le moniteur de sécurité.
ASIsafe est certifié par le TÜV (organisme de contrôle et de certification). En garantissant une mise hors tension sûre avec un seul câble, ASIsafe est à la fois une solution fort rentable et unique en son genre sur le marché. Dans le domaine de la technique de sécurité mais pouvez par conséquent également profiter de l’énorme potentiel d’économie qu’offre l’AS-Interface.
Figure 2-1 Safety at Work
Configuration
L’extension est simple à réaliser. Vous avez simplement besoin de deux composants supplémentaires pour transformer l’AS-Interface en bus de sécurité :
S un moniteur de sécurité ainsi
S que des esclaves sécurisés.
Vous n’avez pas besoin d’API de sécurité ni de maître spécifique.
Les esclaves AS-i sécurisés permettent l’acquisition d’entrées sécurisées. Le moniteur de sécurité surveille quant à lui les entrées sécurisées, leur applique des fonctions logiques paramétrables et assure, au moyen de relais de sécurité intégrés, une coupure sûre.
Les interrupteurs darrêt d’urgence, rideaux photoélectriques, scanners laser et de nombreux autres modules d’E/S peuvent ainsi être connectés simplement, directement et en toute sécurité à l’AS-Interface jusqu’à la catégorie 4 de la norme EN 954-1 ou SIL3 selon CEI 61508. Les applications existantes peuvent aussi être facilement et rapidement complétées à l’aide d’ASIsafe par des fonctions de sécurité.
Fonctionnement
La base de la transmission sécurisée est un protocole de transmission sûr dynamisé entre les esclaves AS-i sécurisés et le moniteur de sécurité. Le moniteur de sécurité attend la réception cyclique d’un télégramme spécifique de chaque esclave, ce télégramme
changeant en permanence selon un algorithme défini. Un logiciel de configuration permet de paramétrer la logique de coupure du moniteur de sécurité.
Le moniteur de sécurité peut ainsi réagir de manière différenciée au déclenchement des abonnés sécurisés. Si, suite à un incident ou à une alarme, le moniteur de sécurité ne reçoit pas le télégramme attendu, il déclenche rapidement et fiablement une mise hors tension au bout de 40 ms max. (worst case) via ses circuits de déconnexion à deux canaux.
Groupage de composants
ASIsafe permet de former des groupes de signaux sécurisés. On affecte pour ce faire à chaque partie de l’installation un moniteur de sécurité qui assurera la coupure sûre en cas de besoin. Ceci permet de procéder à une coupure sélective de l’application sécurisée.
L’affectation d’esclaves sécurisés aux moniteurs de sécurité au sein d’un réseau
AS-Interface s’effectue simplement à l’aide du logiciel de paramétrage convivial du moniteur de sécurité.
Diagnostic
La reqête de maître typique AS-Interface permet au moniteur de sécurité de recevoir les informations de sécurité des esclaves sécurisés.
Avantages : Un câblage supplémentaire des composants de sécurité pour les besoins du diagnostic n’est plus nécessaire. Un système de contrôle-commande permet en outre d’analyser les événements touchant à la sécurité.
-
communications de process et de terrain.
Il existe en outre des passerelles qui se comportent comme des maîtres AS-i et permettent d’accéder aux actionneurs et capteurs à partir de PROFIBUS DP ou de PROFINET p. ex.
Le système AS-Interface comporte, les composants du système de transmission AS-i, des maîtres AS-i et des esclaves AS-i.
Les sections ci-après donnent un aperçu des principales caractéristiques de ces composants et de leur interaction.
Nota
La gamme des composants système AS-i proposée est régulièrement complétée. Veuillez consulter à ce sujet les catalogues système ou contacter votre agence Siemens.
Vous trouverez les composants système AS-i de Siemens et des informations détaillées sur l’utilisation, la configuration et la programmation sur le SIMATIC NET Manual CD et dans les manuels.
3.1 Maître AS-i
Le maître AS-i constitue le lien avec le niveau de commande supérieur. Il organise le trafic de données sur la ligne AS-i et délivre les signaux des capteurs et actionneurs à une interface vers un système de bus de niveau supérieur (PROFIBUS, PROFINET p. ex.). Le maître assure la lecture des signaux mais aussi la transmission des paramétres destinés aux abonnés, la surveillance permanente et le diagnostic du réseau.
Contrairement aux systèmes de bus plus complexes, AS-i est quasi autoconfigurant. Vous n’avez pas besoin d’effectuer de paramétrages (autorisations d’accès, vitesse de
transmission, type de télégramme p. ex.). Le maître exécute automatiquement toutes les fonctions nécessaires au bon fonctionnement de l’AS-Interface. Il permet en outre
d’autodiagnostiquer le système. Il détecte les défauts et affecte automatiquement l’adresse correcte à un esclave échangé dans le cadre de la maintenance.
La figure ci-dessous présente deux exemples de mise en oeuvre de maîtres AS-i dans un système automatisé.
Figure 3-1 Exemples de configuration
3.2 Modules AS-i : Composants des esclaves AS-i
Conception
Au sein du système AS-i, les modules AS-i sont comparables à des cartes d’entrée/sortie.
Ils constituent avec les actionneurs et capteurs les esclaves AS-i et les relient au maître AS-i. La connexion des actionneurs/capteurs s’effectue à l’aide de connecteurs M12. Le brochage des connecteurs est conforme à la norme DIN CEI 947 5-2. Les modules (IP67) dont l’encombrement est d’environ 45 x 45 x 80 mm, sont implantés ”sur site” à proximité de la machine. Ils sont interconnectés par le câble AS-i.
Modules actifs et passifs On distingue :
S Le module AS-i actif à puce AS-i intégrée :
Il permet de connecter des actionneurs ou capteurs classiques. Tout actionneur ou capteur ”standard” peut ainsi être interconnecté via le réseau AS-interface.
S Le module AS-i passif :
Il ne contient pas d’électronique et permet de connecter des actionneurs ou capteurs AS-i à puce AS-i intégrée.
Selon la conception du maître AS-i standard ou étendu (voir chap. 1.2), les puces AS-i sont utilisées avec la fonction standard ou étendue.
Les modules sont conçus de sorte à établir d’une part une interface électromagnétique uniforme avec le câble AS-i. Cette fonction est assurée par la partie inférieure uniforme du module qui est appelé pour cette raison module de connexion.
Cette partie inférieure est complétée d’autre part par une partie supérieure spécifique appelée module d’application. Les variantes de ce composant vont du simple couvercle de répartiteur de ligne AS-i au module d’application à puce AS-i intégrée permettant de connecter jusqu’à quatre actionneurs ou capteurs classiques.
Exemple
La figure ci-après présente un exemple de module AS-i actif à 4 connexions.
Profilé symétrique Partie inférieure 35mm
(module de connexion)
Partie supérieure (module d’application)
Connecteur M12 pour actionneur/
capteur
Témoin de module d’application Témoin du signal de
commutation actionneur/capteur
Câble AS-i
Figure 3-2
Nota
Pour les autres modules AS-i (modules 4E/4S p. ex.), veuillez vous adresser à votre agence Siemens.
3.3 Le câble AS-i
Câble AS-i profilé pour mise en oeuvre au niveau terrain
Le câble AS-i (câble profilé) a été conçu pour la réalisation simple et rapide d’un système AS-i. Il se présente sous la forme d’un câble AS-i à deux conducteurs (2 x 1,5 mm2) sous gaine de caoutchouc. Son profil particulier empêche toute inversion de polarité lors de la connexion d’un abonné.
Le câble AS-i est connecté par système vampire (IDC). Les lames de contact perforent la gaine de caoutchouc et entrent en contact avec les deux conducteurs.
Cette méthode garantit une faible résistance de contact et donc une liaison de données fiable. Il n’est pas nécessaire de couper, dénuder et raccorder le câble. Il existe des modules de couplage conçus pour cette technique de connexion.
La gaine du câble AS-i est en caoutchouc. Le déplacement d’un module après connexion au câble AS-i ne pose aucun problème. Le câble AS-i est autocicatrisant. En d’autres termes, les trous
percés dans la gaine de caoutchouc par les lames de contact se referment automatiquement et rétablissent le degré de
protection IP67. Lors du montage du câble dans un module AS-i, la gaine obture les trous de passage. La connexion est ainsi conforme au degré de protection IP67.
Câble AS-i profilé pour utilisation en armoire électrique
Un autre câble profilé d’une section de 2 x 0,8 mm2 est disponible pour le câblage des produits AS-i conçus pour un montage
en armoire électrique. Du fait de sa section plus faible, il est plus maniable, moins cher et en outre optimisé pour l’emploi de la technique vampire (degré de protection IP20).
Utilisation d’autres câbles à deux conducteurs
Hormis le câble AS-i, vous pourrez utiliser tout type de paire électrique à section de 2 x 1,5 mm2. Il n’est pas nécessaire qu’elle soit blindée ni torsadée. Un module sans électronique intégrée a été spécialement conçu pour assurer la transition du câble spécifique AS-i à un autre câble (câble rond standard) (raccordement du câble AS-i à quatre connecteurs M12 et raccordement du câble AS-i à un connecteur M12).
10 mm
6,5 mm
4 mm
4 mm
2 mm
Câbles AS-i profilés EPDM, TPM, PUR
Les câbles AS-i profilés se distinguent par la matière de leur enveloppe : S Caoutchouc EPDM
- Utilisations en environnement protégé à faibles agressions chimiques S TPE - élastomère thermoplastique à base de PVC
- Pour applications soumises à des agressions chimiques plus importantes - Homogologation UL/CSA
S PUR - Polyuréthane
- Pour applications soumises à des agressions chimiques plus importantes - Domaine alimentaire
- Câble pour chaînes porte-câble (faible abrasion) - Homologation construction navale
3.4 Montage d’un module AS-i
Le montage d’un module AS-i sur le câble AS-i est particulièrement simple grâce à la mise en oeuvre de la technique de connexion décrite précédemment. Cette technique est illustré par la figure ci-dessous :
Figure 3-3
1. Le module de connexion est fixé par vis ou enclipsé sur un profilé symétrique 35 mm.. Le module de connexion est doté de 4 bouchons. Ils permettent d’obturer les passages de câble non utilisés.
Figure 3-4
2. Le câble AS-i est mis en place. Il s’emboîte au-dessus des lames de contact dans un logement qui le maintient en place. Le contact électrique n’est pas encore établi. Posez deux bouchons dans les passages de câble non utilisés.
Figure 3-5
3. Par le vissage du module d’application, le câble AS-i est pressé sur les lames de contact. Ces dernières percent la gaine en deux endroits et établissent un contact fiable avec les conducteurs.
Si le montage est correctement effectué, le module possède le degré de protection IP67.
3.5 Répéteur AS-Interface / Extender / Extension Plug
Domaine d’application
Le répéteur AS-Interface, l’extender et l’extension plug sont utilisés pour s’affranchire de la limitation à une longueur de 100 m de l’AS-Interface. Tout segment de 100 m peut ainsi être prolongé par au maximum 2 nouveaux segments de 100 m (soit au total 300 m).
Mise en oeuvre du répéteur
Le répéteur AS-Interface est utilisé lorsqu’on souhaite exploiter des esclaves sur tous les segments de câble. Il est alors nécessaire de connecter un bloc d’alimentation AS-Interface distinct à chaque segment AS-Interface (en amont et en aval du répéteur). Le répéteur possède les caractéristiques suivantes :
S Prolongation de la longueur de câble à 300 m max. (2 répéteurs max. en série) ; S Possibilité d’utiliser des esclaves en amont et en aval du répéteur ;
S Nécessité d’une alimentation électrique en amont et en aval de l’ AS-Interface ; S Séparation galvanique des deux segments de câble ;
S Affichage de la tension correcte en amont et en aval ; S Intégration dans le boîtier du module d’application standard.
Figure 3-6 Mise en oeuvre du répéteur
Mise en oeuvre de l’extender
L’extender AS-Interface est dédié aux applications au sein desquelles le maître est implanté à une distance importante de l’installation AS-Interface proprement dite.
L’extender possède les caractéristiques suivantes :
S Possibilité d’utilisation du maître jusqu’à une distance de 100 m du segment AS-Interface ;
S Esclaves uniquement utilisables du côté de l’extender éloigné du maître ; S Une alimentation électrique n’est nécessaire que du côté opposé au maître ; S Pas de séparation galvanique des deux segments de câble ;
S Affichage de la tension correcte ;
S Intégration dans le boîtier du module d’application standard ;la partie inférieure du boîtier est constituée par le module de couplageFK-E
Figure 3-7 Figure 3-8 Mise en oeuvre de l’extender
Mise en eouvre de l’extension plug
L’utilisation du connecteur d’extension permet de multiplier par deux la longueur de câble d’un segment AS-Interface en la faisant passer de 100 à 200 mètres.
Le connecteur d’extension est un composant passif qui se connecte dans le réseau AS-Interface à l’emplacement le plus éloigné du bloc d’alimentation. Il est doté d’un connecteur mâle M12 et peut ainsi être rapidement connecté à la dérivation M12 AS-Interface en degré de protection IP67.
Un seul bloc d’alimentation est nécessaire pour l’alimentation des esclaves du segment pouvant atteindre une longueur de 200 m.
Une détection de sous-tension, intégrée au connecteur d’extension, surveille la tension AS-Interface et signale par une LED de diagnostic la présence ou non d’une tension suffisante à l’extrémité de la ligne de bus.
Le connecteur d’extension possède les caractéristiques suivantes :
S Multiplication par deux de la longueur de ligne par segment AS-Interface de 100 à 200 m S Extension des possibilités d’utilisation et plus de souplesse lors de la conception
d’installation par le doublement du segment AS-Interface
S Permet de réaliser, en relation avec des répéteurs, un réseau AS-Interface étendu à 600 m max.
S Surveillance simple par détection de sous-tension intégrée
Figure 3-9 Mise en oeuvre du connecteur d’extension
Etendue maximale du réseau avec répéteurs et connecteurs d’extension
La longueur de ligne maximale admissible peut être étendue pour les réseaux AS-Interface de grande envergure par l’emploi de répéteurs et de connecteurs d’extension.
Nota
Notez cependant qu’en cas de mise en oeuvre combinée de répéteurs et de connecteurs d’extension vous ne pouvez pas monter des répéteurs en série.
On obtient ainsi une distance maximale entre le maître et un esclave de 400 m et une longueur absolue maximale de 600 m. Il est possible de monter les répéteurs en parallèle dans le cadre d’une structure en étoile avec des segments d’une longueur de 200 m chacun.
Figure 3-10 Mise en oeuvre combinée de répéteurs et de connecteurs d’extension
3.6 Console d’adressage
Domaine d’application
Chaque esclave connecté à l’AS-Interface doit posséder une adresse. Cette adresse est mémorisée dans l’esclave. La console permet de programmer l’adresse de l’esclave.
Ceci s’effectue comme suit :
S hors ligne sur console d’adressage
S en ligne par le maître du système AS-Interface.
Les valeurs d’adresse admissibles sont 1 à 31 (ou 1A à 31A et 1B à 31B pour la spécification étendue).
Figure 3-11 Console d’adressage
Fonctions
S Lecture de l’adresse d’esclave 0 à 31, A/B S Lecture des codes IO et ID des esclaves S Codes ID1 et ID2 standard et avancé
S Modes d’adressage standard et étendu selon AS-Interface version 2.11 S Programmation du code ID1
S Contrôle de fonctionnement des esclaves AS-i:
Lecture des entrées et écriture des sorties d’esclaves numériques et analogiques.
S Test AS-Interface :
Mesure de la tension (plage de 0 à 35 V) et
de la consommation de courant (plage de 0 à 100 mA) du bus AS-Interface.
S Enregistrement : des configurations d’installation complètes peuvent être enregistrée (profls des esclaves, également avec extension selon spécification AS-Interface 2.11).
S Détection d’équipement de l’installation
Zones d’adressages
Tout nouvel esclave non encore adressé possède l’adresse 0. Il est détecté par le maître comme nouvel esclave non encore adressé et, du fait de cet état, n’est pas encore intégré dans la communication normale.
L’affectation des adresses est parfaitement libre, c.-à-d. que vous pouvez commencer par affecter à un esclave l’adresse 21 ou bien commencer effectivement par l’adresse 1 pour le premier esclave.
Nota
La fonctionnalité d’adressage proprement dite est également disponible sur chaque maître AS-i. L’adresse peut s’effectuer sur le maître à l’aide du clavier et du visuel ou bien à l’aide du serveur Web intégré (WBM) ou encore au moyen du programme utilisateur (STEP 7).
3.7 Appareil de diagnostic - Analyseur AS-Interface
L’analyseur AS-Interface permet de contrôler les réseaux AS-Interface. Il permet de procéder à une localisation systématique des pannes et facilite la surveillance permanente.
Cet appareil détecte p. ex. les défauts d’installation tels que les faux contacts ou
perturbations CEM sous charge extrême. Il sert en outre à évaluer la qualité de réseaux complets.
L’analyseur AS-Interface permet par ailleurs de documenter la mise en service et les dépannages par l’établissement de journaux de contrôle.
Les utilisateurs expérimentés d’AS-Interface ont accès à des diagnostics détaillés grâce à des fonctions de déclenchement. En tant qu’abonné passif, l’analyseur AS-Interface est à l’écoute des communications sur le réseau AS-Interface. Il est également alimenté par le câble AS-i. Ce moniteur de bus interprète les signaux physique et enregistre les
communications.
Les données acquises sont transmises via une interface RS 232 à un PC où elles sont analysées par le logiciel de diagnostic fourni. Ce mode procure un rapide aperçu de l’état du système AS-Interface. La configuration des esclaves et les données actuellement
transmises sont clairement présentés. Les statistiques avancées permettent de consulter les données numériques des télégrammes transmis.
Figure 3-12 Mise en oeuvre de l’analyseur AS-Interface
-
Vous trouverez dans ce qui suit une description de principe des tâches et fonctions d’un maître AS-i.
La présente section est importante pour la bonne compréhension des fonctions, modes de fonctionnement et interfaces propres aux modules maître AS-i. Ces fonctions et interfaces sont décrites dans les manuels des différents CP.
Vous trouverez des informations détaillées sous /1/
4.1 Principe maître/esclave
Mode de fonctionnement :
L’AS-Interface fonctionne selon le principe du maître-esclave. Ceci signifie que le maître AS-i connecté au câble AS-i pilote, via l’interface avec le câble AS-i, les échanges de données avec les esclaves AS-i.
La figure ci-dessous présente les deux interfaces du CP maître AS-i :
S L’interface entre la CPU maître et le CP maître assure le transfert des données de processs ainsi que des commandes de paramétrage.
Des appels de fonctions et mécanismes sont mis à disposition des programmes d’application pour la lecture et l’écriture de cette interface.
S L’interface entre la CPU maître et le câble AS-i assure le transit des informations vers et en provenance des esclaves AS-i.
API / PC CPU
E/S
ETER Configuration
Adresse
Câble AS-i
Esclave AS-i
Programme utilisateur
CP maître AS-i
Interface avec le programme utilisateur
Paramè -tres
Figure 4-1
4.1.1 Tâches et fonctions du maître AS-i
Performances échelonnées - Définition de profils selon spécification AS-i La spécification de maître AS-i établit une distinction entre les maîtres en fonction du nombre de fonctions proposées, c.-à-d. par la ”définition de profils”.
Il existe différentes classes de maître respectivement pour les maîtres AS-i standard et les maîtres AS-i étendus (M0, M1, M2 pour les maîtres standard, M3, M4 pour les maître étendus). La spécification AS-i définit clairement les fonctions que doit posséder un maître dans une classe donnée (voir annexe A (PICS) du manuel du CP utilisé).
D’une manière générale, les profils correspondent aux fonctionnalités suivantes : S Profil maître M0 :
Le maître AS-i échange des données d’E/S avec les différents abonnés AS-i. Le maître adopte comme ”configuration demandée”, la configuration des abonnés connectés au réseau.
S Profil maître M1 :
Ce profil couvre intégralement les fonctionnalités de la spécification de maître AS-i.
S Profil maître M2 :
Cette fonctionnalité correspond à celle du profil M0 avec en plus la possibilité de paramétrer les esclaves via le maître.
S Profil maître M3 :
Cette fonctionnalité correspond à celle du profil maître M2 mais en plus avec la
possibilité de paramétrer des esclaves complexes avec le maître AS-i et des entrées ou sorties 16 bits.
S Profil maître M4 :
Cette fonctionnalité correspond à celle du profil maître M3 mais en plus avec la possibilité de paramétrer des esclaves combinés avec le maître AS-i, le transfert de données séries, une zone d’adressage étendue (8 E/S), des entrées 16 bits dans la zone d’adressage étendue et une transmission rapide/super rapide de valeurs analogiques.
Les maîtres AS-i étendus se distinguent des maîtres AS-i standard essentiellement par le fait qu’ils admettent la connexion de 62 esclaves AS-i à zone d’adressage étendue. Les maîtres AS-i étendus SIMATIC NET sont en outre conçus pour la mise en oeuvre d’une procédure particulièrement simple d’accès aux esclaves analogiques AS-Interface selon le profil 7.3/7.4.
Les maîtres étendus selon la spécification V3.0 offre un accès particulièrement rapide aux esclaves analogiques (également aux esclaves A/B) selon le profil S-7.A.8, S-7.A.9, S-6.0.X.
Nota
Si vous avez l’intention de n’utiliser que les fonctions du profil maître M0 (mode de fonctionnement standard), vous pouvez sauter les autres sections de ce chapitre. Lisez
4.1.2 Fonctionnement de l’esclave AS-i
Connexion au câble AS-i
L’esclave AS-i est équipé d’un circuit intégré (puce AS-i ; voir chapitre 3.2) qui assure la connexion d’un équipement AS-i (actionneur/capteur) au câble-bus de liaison au maître AS-i. Le circuit intégré possède :
S 8 entrées/sorties de données configurables S 4 sorties de paramètres
S 2 canaux analogiques (16 bits)
Les paramètres de fonctionnement, données de configuration avec affectations des E/S, codes d’identification et adresses d’esclave sont sauvegardés dans une mémoire additionnelle (EEPROM).
Données d’E/S
Les sorties de données délivrent les données utiles destinées aux composants
d’automatisation et transmises par le maître AS-i à l’esclave AS-i. Les valeurs aux entrées de données sont, sur demande, mises à la disposition du maître AS-i par l’esclave AS-i.
Paramètres
Les sorties de paramètres de l’esclave AS-i permettent au maître AS-i de transmettre des valeurs qui ne seront pas interprétées comme des données utiles. Ces paramètres peuvent être utilisés pour le pilotage et la commutation des modes internes des capteurs ou
actionneurs. On peut également envisager par ex. d’utiliser ces paramètres pour la
correction d’une grandeur de calibrage dans les différentes phases de fonctionnement. Cette fonctionnalité est réalisable sur des esclaves à connexion AS-i intégrée à condition qu’ils supportent cette fonction. De plus, la fonction Lire des valeurs des paramètres permet de requérir des données de diagnostic actuelles. Le volume de données en question est défini par l’utilisateur.
Configuration
La configuration d’entrée/sortie (abrégée : configuration d’E/S) définit les lignes de données de l’esclave AS-i utilisées comme entrées, comme sorties ou comme sorties
bidirectionnelles. La configuration d’E/S (4 bits) est définie par le constructeur de l’esclave et est spécifiée dans la documentation de l’esclave AS-i (un synoptique des codages se trouve en /1/).
Le type d’un esclave AS-i est défini par la configuration d’E/S mais aussi par un code d’identification (code ID) ou par trois codes d’identification sur les esclaves AS-Interface récents (code ID, code ID1, code ID2).
Ces codes d’identification figurent dans la documentation du constructeur.
Si vous effectuez la configuration avec STEP 7 (V5.4 et suivantes) et si vous utilisez des esclaves AS-i Siemens, vous n’avez pas à réaliser ces paramétrages car ils sont intégrés au système.
4.2 Transmission de données
Structure d’information / des données
Avant de traiter des différentes phases de fonctionnement et de leurs fonctions, il est nécessaire de présenter la structure d’information du système maître/esclave AS-Interface.
La figure ci-dessous montre les composants système dans lesquels les champs de données et listes du système ont été enregistrés. Les champs de données et listes sont décrits ci-après.
API / PC Esclave
AS-i CPU
Données d’E/S Paramètres
Données de configuration Paramètres act.
Données de config.
actuelle LDS s LAS
Images données
Données config (EEPROM)
Paramètres LPS
Données de config.
demandée Données d’E/S
Adresse Programme
utilisateur
CP maître AS-i
Données diagnost.
Figure 4-2
On distingue dans le maître AS-i : S Images de données
Il s’agit d’informations en mémoire volatile : - Paramètres actuels
Les paramètres actuels sont l’image des paramètres momentanément actifs de l’esclave AS-i.
- Configuration actuelle
Après lecture des données dans les esclaves AS-i, les configurations d’E/S et codes d’identification de tous les esclaves AS-i connectés sont inscrits dans le champ des données de configuration actuelle.
- Liste des esclaves AS-i détectés (LDS)
La LDS mentionne les esclaves AS-i détectés sur le bus AS-i.
- Liste des esclaves AS-i activés (LAS)
La liste mentionne les esclaves AS-i activés par le maître AS-i. L’échange de données d’E/S n’a lieu qu’avec des esclaves AS-i activés.
S Données d’E/S
Les données d’entrée et de sortie du process.
S Données de configuration
Il s’agit de données sauvegardées en mémoire non volatile (dans une EEPROM par ex.) qui restent disponibles après coupure de l’alimentation.
- Données de configuration demandée
Il s’agit de valeurs de comparaison qui permettent de contrôler les données de configuration d’un esclave AS-i détecté.
- Liste des esclaves AS-i configurés (LPS)
Cette liste définit des esclaves AS-i que le maître AS-i s’attend à trouver sur la ligne AS-i. Le maître AS-i vérifie en permanence la présence des esclaves AS-i
mentionnés dans la LPS ainsi que la conformité de leurs données de configuration avec la configuration demandée.
On distingue sur l’esclave AS-i : S Les données d’E/S
S Paramètre
S Les données de configuration
Les données de configuration comprennent la configuration d’E/S et les codes d’identification de l’esclave AS-i.
S Adresse
Les esclaves AS-i sont livrés avec l’adresse ’0’. Afin qu’un échange de données soit possible, les esclaves AS-i doivent être programmés avec une adresse différente de ‘0’.
L’adresse ‘0’ est réservée à des fonctions spécifiques.
4.2.1 Les phases de fonctionnement
La figure ci-dessous présente les différentes phases de fonctionnement.
Initialisation
Phase de détection Phase de
démarrage
Phase échange données Fonctionnement
normal
Phase de gestion
Phase enregistrement Phase offline
Phase d’activation en mode protégé
”Mise en service avec données configurées”
Phase d’activation en mode de configuration
”Mise en service sans données config./Détermin. données config.”
Figure 4-3
Initialisation
L’initialisation - également appelée phase offline - constitue l’état fondamental du maître.
Le maître est initialisé à la mise sous tension ou à la suite d’un redémarrage en cours de fonctionnement. Durant l’initialisation les images de toutes les entrées d’esclave et les données de sortie, du point de vue de l’application, sont remises à ”0” (désactivées).
Après la mise sous tension, les paramètres configurés sont copiés dans le champ des paramètres de sorte que l’activation consécutive est exécutée à l’aide des paramètres prédéfinis. Si le maître AS-i est réinitialisé durant le fonctionnement, les valeurs du champ de paramètres, éventuellement modifiées entre temps, sont conservées.
Phase de démarrage
S Phase de détection : Détection d’esclaves AS-i en phase de démarrage
Après l’initialisation ou réinitialisation, le maître AS-i passe en phase de démarrage au cours de laquelle il détecte les esclaves AS-i connectés à la ligne AS-i ainsi que le ”type”
d’esclaves dont il s’agit. Le ”type” d’esclave est défini par les données de configuration qui sont ”gravées” sur l’esclave AS-i lors de la fabrication et que le maître peut scruter.
Les fichiers de configuration déterminent l’affectation des E/S de l’esclave AS-i et son type d’esclave (codes d’identification).
Les esclaves détectés sont inscrits par le maître dans la liste des esclaves détectés (LDS).
S Phase d’activation : Activation des esclavesAS-i
Après identification des esclaves AS-i, ceux-ci sont activés par le maître qui leur
transmet un appel spécifique. Lors de l’activation des esclaves, on distingue deux modes de fonctionnement du maître AS-i :
- Maître en mode de configuration :
Tous les esclaves détectés (à l’exception de l’esclave à adresse ”0”) sont activés. Ce mode permet de lire des valeurs actuelles et de les mémoriser pour une configuration (-> mode de configuration).
- Maître en mode protégé :
Seuls sont activés les esclaves conformes à la configuration demandée sauvegardée (”configurée”) dans le maître AS-i. Si la configuration actuelle détectée sur la ligne AS-i diffère de la configuration demandée, le maître AS-i en avertit l’utilisateur.
Les esclaves AS-i activés sont inscrits par le maître dans la liste des esclaves activés (LAS).
S Fonctionnement normal
Dès que la phase de démarrage est achevée le maître AS-i passe en Fonctionnement normal.
- Phase d’échange de données
En fonctionnement normal, le maître transmet cycliquement des données (données en sortie) aux différents esclaves AS-i et reçoit les télégrammes d’acquittement (données en entrée). Si une erreur est détectée durant la transmission, le maître renouvelle l’appel concerné.
- Phase de gestion
Au cours de cette phase, les contrats éventuels issus de l’application de gestion de niveau supérieur sont exécutés et transmis. Exemples de contrats :
Transmission de paramètres :
Transmission à un esclave de quatre bits de paramètres (3 bits de paramètre pour les esclaves AS-i à zone d’adressage étendue selon la spécification V2.11) qui peuvent être utilisés par ex. pour définir un seuil.
Le canal de données mis à disposition permet de transmettre cycliquement des données de mesure et de réglage ou acycliquement des paramètres et des données de diagnostic (Fonction : Lire paramètres).
Modification des adresses d’esclave :
Cette fonction permet de modifier des adresses d’esclaves AS-i à partir du maître à condition que l’esclave AS-i supporte cette fonction.
- Phase d’enregistrement
Au cours de la phase d’enregistrement, les esclaves AS-i nouvellement connectés sont inscrits dans la liste des esclaves AS-i détectés. Si le maître se trouve en mode de configuration, ces esclaves sont également activés (à l’exception des esclaves à adresse ”0”). S’il se trouve en mode protégé, seuls sont activés les esclaves conformes à la configuration demandée (”définie”) du maître AS-i. Ce mécanisme reprend également en compte les esclaves temporairement défaillants.
