《AS-I现场总线在烟草机械自动控制系统中应用》.pdf
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AS-l现场总线在烟草机械自动控制系统中应用
赵明
(秦皇岛烟草机械有限责任公司,秦皇岛海阳路266号,066001)
【摘要】本文从工业现场总线发展趋势的角度出发,阐述了AS-I现场总线系统的原理
及特性,并说明了这套总线系统在烟草机械的自动化控制系统中的应用.
【关键词】AsII现场总线 推扳式垂直分切机
一、概述
工业现场总线尾应用在生产现场、在控制设备之间实现双向串行多节点数字通信系
统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。其关键是把网络化、信息化
的概念彻底引入到控制领域,构建完整的控制网络和信息网络,实现控制灵活、分散控
制、信息共享、优化企业生产过程,实现企业的量化管理。本文所论述的As—I(As
Interface)现场总线是专门为最低层的自动化系统开发的,是高层控制系统与简单的
数字化的执行器和传感器之间的通讯接口。 用户有高度的系统集成自主权,系统准确、
可靠、稳定、抗干扰能力强,通信速率快, 系统安全符合环境保护要求等特点。
二、AS—I现场总线的原理
1、总线构成
As—I现场总线是由网关、输入模块、输出模块和As—I扁平电缆组成。其中网关是
As—I传感器和执行器层和上层不同现场总线系统的连接点,可使ASinter.face和上层
INTERBUS、CANopen、CC—Link,其方式见下图:
2、网关数据
数据访问:网关数据的发送或接收来自于从站的4位数据。(传感器状态)。
参数访问:网关向从站发送或接收用于远程参数设置的必要的参数位。
地址访问:地址为0的从站被分配新的地址。从站响应一个确认信息。
数据保护:数据传输过程中的抗干扰性是评价总线性能的一个重要因素。在AS-I
中,数据报文用一位保护,增加效率并减少循环时间。能过一种特别的编码方式(APM,
交流脉冲调制)和通过持续监视信号质量,使As—I获得加重平衡距离为4(HD=4),这个
错误检测因子,HD=4,在现场总线中是常用的。
数据编码:用于总线系统的标准曼彻斯特编码在As—I中是通过交流脉冲调制(APM)
实现的。见下图:
信息位
Manchester.编码
电流信号
电压信号
As—I数据报文的传递下降的曼彻斯特斜波=负的APM脉冲,上升的曼彻斯特斜波=
正的APM脉冲。
AS-I通讯优点在于Sin2信号(优于方波)有相对窄的频率范围。这不仅减少了对周
围设备的干扰散发,也有效地过滤外部干扰。正因如此,As—I不需屏蔽电缆。
3、传送速率和周期时间
AS—I系统有一个相对低的传送速率167KBd。这个低速率可以防止导线干扰及复杂
导线配置或终端装置所带来的故障。由于AS-I总线长度被限制在IOOM,所以As—I系统
不需要终端电阻,这样相对来说,简化了安装程度,虽然AS—I网络电缆是非屏蔽的,
但是它有很好的抗干扰功能。当整个系统满负载时,周期时问为5ms,这使得它成为当
市场上最快的总线系统。
4、自由的网络拓扑结构
AS—I系统可以是星型、线型、树形、-总线型等形式,见下图:
星形 线形 总线形 树形
三、AS—I总线出色的特性: .
1.电源和信号在2根导线上传输,减少了接点数目。
2.用电缆穿刺技术减少了电缆连接,电缆的高绝缘性能减少了额外保护并减少了安
装时问。
3.省略了I/O模块,并使数据能通过总线系统传送到PLC,在小的系统中,因为As—I
网关集成了PLC功能,所以可以省略PLC
4.省略了电缆管和减小电控柜尺寸。
5.不改换机架就能扩充I/o数,可在任何时间、任何地方将网络扩展。
四、As—I现场总线系统在烟草机械自动化控制系统中的应用
As—I现场总线系统适用于传感器和执行器较为集中的机械设备,特别在单机上使用
AS—I系统,可以使系统模块化,例如在烟草机械行业中的推板式垂直分切机。推板式垂
直分切机是片烟回潮线上的主机设备,它的作用就是将脱箱后的烟块垂直分切成厚度相
等的几块,以利于叶片的松散和回潮。
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