ASI現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在殘極洗滌堆垛機(jī)組的應(yīng)用

一、前言

AS-Interface總線(xiàn)技術(shù)是一種用單根電纜將傳感器和執(zhí)行器連接到控制器并傳輸數(shù)據(jù)、提供電源的智能網(wǎng)絡(luò)，可用于較為惡劣的工業(yè)環(huán)境，能為較少I(mǎi)/O點(diǎn)的設(shè)備提高一種低成本的解決方案。在殘極洗滌堆垛機(jī)組中，AS-Interface總線(xiàn)的許多優(yōu)異特性和作用得到了充分發(fā)揮。

二、AS-Interface 總線(xiàn)技術(shù)特點(diǎn)

AS-Interface（Actuator-Sensor-Interface）是執(zhí)行器－傳感器－接口的縮寫(xiě)，ASI現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)能夠直接連接二進(jìn)制執(zhí)行器和傳感器，形成自動(dòng)化底層控制系統(tǒng)，是屬于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（FIELDBUS）下層設(shè)備層的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

AS-Interface總線(xiàn)體系為主從結(jié)構(gòu)，AS-Interface主機(jī)和控制器（IPC、PLC、DC）總稱(chēng)為系統(tǒng)主站（MASTER）。從站（SLAVE）有兩種，一種是帶有AS-Interface通信芯片的智能傳感器/執(zhí)行器，另一種是分離型I/O 模塊連接普通的傳感器/執(zhí)行器。主從站之間使用非屏蔽非絞接的兩芯電纜，其中使用的標(biāo)準(zhǔn)AS-Interface扁平電纜使用專(zhuān)利的穿刺安裝方法，連接簡(jiǎn)單可靠。在2芯電纜上除傳輸信號(hào)外，還傳輸網(wǎng)絡(luò)電源。

AS-Interface總線(xiàn)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，它通過(guò)主站中的網(wǎng)關(guān)可以和多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（如FF、Profibus、DeviceNet、Ethernet等）相連接。AS-Interface主站作為上層現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)又可以完全分散地掛接一定量的AS-Interface從站。AS-Interface總線(xiàn)系統(tǒng)的基本技術(shù)特性如下：
（1） 傳輸數(shù)據(jù)量：在一個(gè)周期內(nèi)，每個(gè)從站與主站的數(shù)據(jù)交換程度為4個(gè)輸入位和4個(gè)輸出位；
（2） 傳輸介質(zhì)：簡(jiǎn)單的非屏蔽2芯電纜或PEC導(dǎo)線(xiàn)，提供傳送數(shù)據(jù)的同時(shí)并提供電源；
（3）通信周期：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的ASI系統(tǒng)最多有31個(gè)從站，輪詢(xún)周期為5/10ms；一個(gè)擴(kuò)展的ASI系統(tǒng)，最多有62個(gè)從站輪詢(xún)周期為10ms。
（4）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線(xiàn)型、星型、樹(shù)型等各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

三、ASI傳輸機(jī)制

ASI的消耗調(diào)制采用交變脈沖調(diào)制方式（APM），是一種基頻進(jìn)行調(diào)制的串行通訊方式。主站發(fā)出的請(qǐng)求信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼轉(zhuǎn)換為可以執(zhí)行相位變換的位序列，從而產(chǎn)生了相應(yīng)的傳輸電流。當(dāng)傳輸電流通過(guò)電感元件時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓突變，就產(chǎn)生了請(qǐng)求信號(hào)電壓，每一個(gè)增加的電流產(chǎn)生一貫負(fù)電壓脈沖，每一個(gè)減小的電流產(chǎn)生一貫正電壓脈沖，通過(guò)這種方法得到請(qǐng)求信號(hào)。從站接受ASI電纜上的請(qǐng)求信號(hào)電壓并轉(zhuǎn)化為初始的位序列，就完成了一次主站向從站請(qǐng)求信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

四、殘極洗滌堆垛機(jī)組的ASI系統(tǒng)構(gòu)成

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采用分布式控制，主控制器采用美國(guó)AB Controllogix-5000的大型PLC，向下以DEVICENET總線(xiàn)聯(lián)接 DeviceNET/ AS-Interface網(wǎng)關(guān)，構(gòu)成2條ASI總線(xiàn)ASI1.1和.ASI1.2，通過(guò)高度靈活分散的AS-Interface輸入/輸出模塊將分布在現(xiàn)場(chǎng)的I/O接入到系統(tǒng)中，見(jiàn)圖2。ASI總線(xiàn)網(wǎng)關(guān)和輸入/輸出模塊以及電源都使用德國(guó)公司IFM愛(ài)福門(mén)公司產(chǎn)品。

2、系統(tǒng)功能
ASI總線(xiàn)通過(guò)各種模塊連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，使殘極洗滌堆垛機(jī)組具有操作設(shè)備功能，顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警，以及執(zhí)行生產(chǎn)設(shè)備要求等功能。
數(shù)字量輸入模塊：按鈕、傳感器包括光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、限位和光柵以及安全繼電器等。
數(shù)字量輸出模塊：指示燈和執(zhí)行器包括繼電器、電磁閥等。
模擬量輸入模塊：液位、溫度、壓力等。

五、結(jié)束語(yǔ)

ASI現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)于1994年問(wèn)世以前，每一個(gè)信號(hào)都需要通過(guò)一條獨(dú)立的電纜并列布線(xiàn)的方式連接到送往高層控制器，這就在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有大量的電纜，產(chǎn)生巨大的成本支出（電纜和布線(xiàn)成本），同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行期間潛在的失效和停機(jī)事故的數(shù)量與接點(diǎn)的數(shù)量成正比。AS-Interface總線(xiàn)技術(shù)是用單根電纜將傳感器和執(zhí)行器連接到控制器，并傳輸數(shù)據(jù)，提供電源的智能網(wǎng)絡(luò)，從而取代常規(guī)的高成本的并列布線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化站點(diǎn)的互連。

ASI現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)具有自動(dòng)分配地址的功能，當(dāng)從站出現(xiàn)故障時(shí)，將新模塊連接到ASI總線(xiàn)上后，其地址自動(dòng)分配為故障從站的地址，這個(gè)功能有利于系統(tǒng)的維修和維護(hù)，方便快捷。ASI現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的連接方式采用模塊化技術(shù)，電纜采用絕緣穿刺技術(shù)連接，在實(shí)際安裝中工作簡(jiǎn)單，不會(huì)出錯(cuò)。