Тривалість роботи

Вхідний контроль, виконання лабораторної роботи, формування отриманих результатів у формі письмового звіту згідно завдання, аналіз результатів роботи та висновки, захист роботи виконуються протягом двох аудиторних занять.

Основні теоретичні положення

AS-інтерфейс (Actuators/Sensors interface - інтерфейс виконавчих пристроїв і датчиків) є відкритою спеціалізованою мережею нижнього рівня систем автоматизації, що призначена для організації зв'язку з виконавчими пристроями й датчиками. AS-інтерфейс дозволяє підключати датчики й виконавчі механізми до системи керування за допомогою одного неекранованого двожильного кабелю, який забезпечує як живлення всіх мережевих пристроїв, так і опитування датчиків і видачу команд на виконавчі механізми. Технічні принципи побудови AS-інтерфейсів забезпечують можливість їхнього гнучкого використання також і в зонах з підвищеною електричною й електромагнітною зашумленістю.

Технічні характеристики системи на базі AS-інтерфейсу:

- топологія - шина, дерево, зірка, кільце;

- принцип організації комунікацій - Master-Slave;

- число ведених пристроїв (Slave) - до 62;

- число датчиків, що підключаються, і виконавчих механізмів -до 4 датчиків і 3 виконавчих механізмів на один ведений пристрій (до 248 датчиків і 186 виконавчих механізмів на один ведучий пристрій);

- адресація - жорстко встановлені адреси пристроїв-вузлів, установка здійснюється за допомогою засобу адресації;

- максимальна довжина лінії зв'язку без повторювачів - до 100 м (з повторювачами - до 300 м);

- електроживлення - через шину AS-інтерфейсу: 2,8 А (ном.) [8 А (макс.) при 29,5 - 31,6 В];

- час циклу відновлення даних при 31 веденому пристрої - не перевищує 5 мс (при 62 ведених пристроях - не перевищує 10 мс);

- функції менеджменту AS-інтерфейсу типу Master- ініціалізація мережі, ідентифікація пристроїв-вузлів, ациклічна передача параметрів пристроям у мережі, діагностика передачі даних і стану пристроїв типу Slave, передача повідомлень про помилки системі керування, адресація замінених пристроїв Slave;

- швидкість передачі даних - до 53 Кбіт/с при загальній пропускній здатності 167 Кбіт/с;

- структура повідомлень - одноадресне повідомлення ведучого пристрою із прямою відповіддю веденого пристрою;

- корекція помилок - ідентифікація помилок і повторний запит з боку ведучого пристрою;

- метод доступу - циклічне опитування (сканування) ведених пристроїв, циклічна передача даних в пам'ять центрального процесора контролера/комп'ютера або пересилання у зворотному напрямку;

- ступінь захисту устаткування системи - до IP67.

При наявності в системі спеціальних модулів AS-інтерфейс дозволяє підключати звичайні широко розповсюджені датчики й виконавчі механізми (рис.1.2). Крім того, в наш час істотно розширюється номенклатура датчиків і виконавчих механізмів з вбудованою в їх електронну частину інтегральною мікросхемою веденого пристрою AS-інтерфейсу (рис.1.3). На рис.1.4 показана схема модуля зв'язку мережі AS-інтерфейсу з датчиками й виконуючими пристроями без вбудованих мікросхем веденого пристрою (із зовнішнім AS-інтерфейсом).

Рисунок 1.2 - Схема підключення пристроїв до AS-інтерфейсу

Рисунок 1.3 - Схема датчика або виконуючого пристрою з інтегрованим AS-інтерфейсом

Рисунок 1.4 - Схема модуля зв'язку мережі AS-інтерфейсу з датчиками й виконуючими пристроями без вбудованих мікросхем веденого пристрою (із зовнішнім AS-інтерфейсом)

Структура AS-інтерфейсу показана на рис. 1.5, а порядок формування повідомлень описаний у таблицях 1.3, 1.4, 1.5

ST - стартовий біт; SB - керуючий біт; A4...A0 - адреса веденого

пристрою; I4...I0 - інформаційна частина (дані) від ведучого пристрою до веденого й від веденого до ведучого; PB - біт паритету; EB - ознака кінця телеграми (кінцевий біт)

Рисунок 1.5 - Структура AS-інтерфейсу

Таблиця 1.3 - Біти запиту ведучого пристрою (master)

ST	Стартовий біт	Маркує початок запиту ведучого пристрою: 0 - дійсний стартовий біт 1 - не допускається
SB	Управляючий біт	Визначає тип запиту (запит даних, параметра і т.д.): 0 - запит даних, параметра, адреса 1 - запит команди
А0 … А4	Адрес	Адрес запитуваного ведучого пристрою (5 розрядів)
І0 … І4	Інформація	5 інформаційних розрядів, які відповідають типу запиту (параметр, команда)
РВ	Біт паритету	Сума всіх «1» в запиті ведучого пристрою повинна бути парною
ЕВ	Кінцевий біт	Формує кінець запиту ведучого пристрою: 0 - не допускається 1 - ознака кінцевого біту

Таблиця 1.4 - Біти відповіді веденого пристрою (slave)

ST	Стартовий біт	Маркує початок відповіді веденого пристрою: 0 - дійсний стартовий біт 1 - не допускається
I0 … I3	Інформація	4 інформаційні розряди вказують, наприклад, параметр, встановлений порт вводу/виводу, статус веденого пристрою
PB	Біт паритету	Сума всіх «1» в відповіді веденого пристрою повинна бути парною
EB	Кінцевий біт	Формує кінець відповіді веденого пристрою: 0 - не допускається 1 - ознака кінцевого біту

Таблиця 1.5 - Запити ведучого пристрою

	ST	SB	5 адресних розрядів	5 розрядів інформації	PB	EB
Запит даних	0	0	A4 A3 A2 A1 A0	0 D3 D2 D1 D0	PB	1
Записати параметр	0	0	A4 A3 A2 A1 A0	1 D3 D2 D1 D0	PB	1
Присвоєння адресу	0	0	0 0 0 0 0	A4 A3 A2 A1 A0	PB	1
Скидання веденого пристрою	0	1	A4 A3 A2 A1 A0	1 1 1 0 0	PB	1
Видалення адреси	0	1	A4 A3 A2 A1 A0	0 0 0 0 0	PB	1
Зчитати конфігура-цію вводу/виводу	0	1	A4 A3 A2 A1 A0	1 0 0 0 0	PB	1
Зчитати іденти-фікаційний код	0	1	A4 A3 A2 A1 A0	1 0 0 0 1	PB	1
Зчитати статус	0	1	A4 A3 A2 A1 A0	1 1 1 1 0	PB	1