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AS-interface

Resumen

En esta práctica se investigara y se estudiará la configuración e implementación de una red AS-Interface. Después de conocer en general las normas y la configuración se realizará un ejercicio comunicando esclavos con el PLC.

Objetivos

  • Aprender a montar una red AS-Interface.

  • Comunicar tres esclavos con un PLC.

  • A través de los esclavos generar una secuencia.

  • Reafirmar nuestro conocimiento adquirido en las prácticas anteriores.

  • Adquirir más conocimiento  y práctica utilizando el software.

Material

  • 1 PLC S7-300.

  • 2 Pares de cable banana-banana.

  • 2 Sensores magnéticos AS-I.

  • 1 Conector vampiro.

  • 1 Desarmador plano.

  • 2 Módulos AS-I.

  • 3 Mangueras.

  • 1 Electroválvula 5/2.

  • 1 Pistón de doble efecto.

  • 1 Botonera.

  • 1 Programador AS-I.

  • 3 Cables banana-M12.

Actividad Previa

Fundadores

Siemens y casi una docena de empresas.

 

Estándar Internacional

Estándar internacional definido por las normas EN 50295 e IEC 62026-2 desde 1999.

 

Versiones del estándar    

BS EN 50295:1999 (año 1999).

 

IEC 62026-2:2000 (año 2000).

IEC 62026-2:2008 (año 2008).

Se agrega AS-I safety system y se duplica el número de esclavos por medio de sub-direcciones.

 

Ventajas sobre el cableado normal

  • Cableado económico

  • Puede conectarse con todos los sistemas bus de campo a través de redes, links.

  • Fácil instalación y bajo costo de conexión

  • Fácil configuración

  • Fácil diagnósticos

  • Ampliación fácil y rápida

  • Un solo cable

  • Instalación rápida y mantenimiento sencillo.

 

Topologías de red

La red AS-I no tiene limitaciones con su estructura, como se puede montar como una instalacion electrica estandar esta se puede montar en árbol, estrella o linea.

 

 

 

 

 

 

 

Topología en línea, estrella o árbol.

 

Componentes de la red AS-i

  • Maestro AS-i

Actualmente existen el estándar y extendidos.Al maestro AS-i estándar se pueden conectar hasta 31 esclavos AS-i estándar o esclavos con espacio de direcciones extendido.

Los maestros AS-i extendidos soportan 31 direcciones, que se pueden utilizar para esclavos AS-i estándar o para esclavos AS-i con espacio de direcciones extendido.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PLC S7-300 maestro.

 

  • Esclavos

Todas las estaciones que se pueden activar desde un maestro AS-i reciben el nombre de esclavo AS-i. Los cuales se conectan a los módulos AS-i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Módulo AS-I.

 

  • Cable ASi

Transmite señales y energía de alimentación para los sensores y actuadores conectados a través de módulos AS-i.

Para el cable de alimentación a 24V DC se utiliza un cable de color negro, y para el cable de alimentación a 230V AC se utiliza el mismo cable pero en color rojo.

No es necesario cortar, pelar ni atornillar el cable.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cables AS-I.

 

  • Fuente de alimentación

Sirve principalmente para suministrar energía a las estaciones conectadas al cable AS-i. Suministra una tensión entre 29,5 V DC y 31,6 V DC.

Los datos transmitidos en la red AS-Interface se envían en forma de impulsos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fuente de alimentación AS-I.

 

Fabricantes

  • SIEMENS

  • PEPPERL+FUCHS

  • Ifm

  • EUCHNER

  • Schneider Electric      

  • IDEC                             

  • Bihl+Wiedemann

 

Método de configuración

El metodo de configuracion para un esclavo es mediante un programador AS-i, mediante este direccionador el usuario le mete la dirección que quiere para cada esclavo, si la dirección que se le asignó a el esclavo es par entonces en el programa se le tiene que sumar 3 al bit y en caso de que sea impar entonces se le tiene que restar 1 al bit en el programa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla de valores para esclavos.

 

Con la cual se obtienen las direcciones y bits a las que se requiere acceder.

Marco Teórico

Características red AS-I

  • Ideal para la interconexión de sensores y actuadores binarios.

  • A través del cable AS-i se transmiten datos y alimentación.

  • Cableado sencillo y económico. Se puede emplear cualquier cable bifilar de 2 x 1.5 mm2 no trenzado.

  • El cable específico para AS-i, el Cable Amarillo, es autocicatrizante y está codificado mecánicamente para evitar su polarización incorrecta.

  • Gran flexibilidad de topologías, que facilita el cableado de la instalación.

  • Sistema mono maestro, con un protocolo de comunicación con los esclavos muy sencillo.

  • Ciclo del bus rápido. Máximo tiempo de ciclo 5 ms con direccionamiento estándar y 10 ms con direccionamiento extendido.

  • Permite la conexión de sensores y actuadores No AS-i mediante módulos activos.

  • Hasta 124 sensores y 124 actuadores binarios con direccionamiento estándar.

  • Hasta 248 sensores y 186 actuadores binarios con direccionamiento extendido.

 

Programador as-i

Cada esclavo conectado al AS-i necesita una dirección. Esta dirección se almacena en la memoria del esclavo. Con el terminal direccionador se programa la dirección de un esclavo.

 

Para programar un módulo se enchufa el mismo al adaptador especial del direccionador. La dirección almacenada se lee tras pulsar la tecla ADR y aparece en el visualizador. La nueva dirección se ajusta con las teclas de flechas. Pulsando la tecla PRG se almacena la nueva dirección en el esclavo.

 

Funciones

OFF: Apagado

AS-iV=: Observa Tensión y Corriente en la red.

ADDR: Direccionamiento sin almacenar configuración.

ADDR + MEM: Direccionamiento con almacenamiento de configuración.

Profile: Leer y Escribir el perfil del esclavo.

Data: L/E datos del esclavo.

Parameter: L/E de parámetros (HEX).

Memory: Cargar, Almacenar, Copiar,Borrar Datos.

COM: Parametrizar y activar interfaz con PG.                                                            Programador.

 

Sensores magnéticos as-i

Los interruptores magnéticos funcionan sin contacto. Los contactos

Reed con accionados por un imán codificado, por lo que resulta casi

imposible manipularlos.

Un concepto que permite con gran facilidad detectar los finales

de carrera de los cilindros neumáticos sin mayor complicación de

montaje.

                                                                                Sensores magnéticos.

 

Conector vampiro

Los contactos del cable AS-i se establecen con ayuda de la técnica de perforación de

aislamiento. Cuchillas de contacto atraviesan el revestimiento de goma del cable y

establecen contacto entre los dos conductores.

Gracias a la forma del conector vampiro es prácticamente polarizar de manera correcta

el cable, dado que es la misma forma irregular del cable AS-i.

 

                                                                                                                                   Diagrama vampiro-cable.

 

Módulos

Todas los elementos que se pueden activar desde un maestro AS-i reciben el

nombre de modulos AS-i.

Se ofrecen con los siguientes espacios de direcciones:

  • Esclavos estándar.

  • Esclavos con espacio de direcciones extendido (esclavos A/B).

 

                                                                                                     Módulos AS-i.

Desarrollo

Para poder desarrollar la práctica de manera correcta, primero se tiene que designar las direcciones a los esclavos, revisar que el CP reconozca las direcciones en los esclavos, que los cables junto con los vampiros hagan continuidad y finalmente que exista una comunicación con el PLC.

 

La programación se hace de la siguiente manera:

 

  1. Conectar los cables al CP con ayuda de los “vampiros”.

  2. Encender la fuente de alimentación.

  3. Conectar el cable del programador a una de las entradas de los esclavos. (Izquierda-parte superior, derecha-parte inferior).

  4. Poner el programador en “ADDR” (Direccionamiento sin almacenar configuración).

    1. Aparecerá “Adress”, después presionar el botón de “Enter”.

    2. Seleccionar la dirección con las flechas de arriba o abajo.

    3. Presionar “Enter”, aparecerá “Setting”.

    4. Presionar “Esc”.

    5. Repetir el mismo proceso con los demás esclavos.

  5. Configurar CP.

    1. Poner el PLC en “Stop”.

    2. Presionar el botón en el CP y se encenderá un LED amarillo.

    3. Esperar y volver a presionar el botón.

    4. Revisar que no esté otro LED encendido.

    5. Revisar que los LEDS de las direcciones de los esclavos se enciendan en el CP.

    6. Poner en “Run” el PLC.

  6. Crear el programa en Step 7.

  7. Cargar el programa al PLC.

 

Programación del código

Es muy importante hablar de la programación en la red AS-i. En esta práctica se programó en “escalera” la secuencia de A+ A- con un pistón de doble efecto, un botón de marcha, uno de paro y una lámpara.

 

Lo importante de la programación de la red AS-i es que al igual que con cualquier otra red, se tiene que revisar la configuración del “Hardware” en el PLC para ver las direcciones.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hardware del PLC.

 

Para poder programar las direcciones de los esclavos, es necesario tener en cuenta las direcciones de la configuración del Hardware y las direcciones de donde se conecten las entradas o salidas de los esclavos físicos. Y con la ayuda de la tabla, saber cómo programarlos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla de direcciones de esclavos.

 

Es muy importante ver en la tabla, que están divididos por pares y nones, esto se refiere dependiendo de la dirección que se haya asignado a los esclavos desde un principio con el programador AS-i. Dependiendo de la dirección asignada, esta se divide en dos y dependiendo el número que se obtenga se ve si es par o non.

Ejemplo1: Dirección 10 en el esclavo por el programador AS-i, dividido entre 2 es 5, por lo tanto es non, y si una salida está conectada al esclavo 2, sería el bit .1.

 

Como dicho anteriormente, se tiene que tomar en cuenta la configuración del hardware del PLC. Anteriormente se había visto que las direcciones empezaban en el 320, (Imagen 1.). Ese valor se tomaría como el inicio, y dependiendo el número que salga de la división de la dirección en el esclavo entre dos, se le sumaría. En el ejemplo anterior sería, 320 + 5=325. Y el bit, o sea, 325.1.

 

Ejemplo 2: En el caso de que la dirección sea impar, el resultado de dividir entre dos será un número con decimales. En este caso, se toma el número entero. Dirección 15, entre 2 es igual a 7.5, se toma el número 7, siendo este impar y teniendo en cuenta que la dirección en el esclavo es 4, el bit sería .3, por lo que la referencia a esa salida o entrada en el esclavo quedaría, 327.3.

Resultados

Como toda programación es necesario crear una tabla de símbolos, en esta se encuentran los botones, sensores, actuadores, marcas y muy importante, los bytes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla de simbolos.

 

En la práctica se utilizaron:

  • 3 cables M12 para las salidas de los esclavos a las válvulas de aire del pistón,uno para la salida y otro para el retroceso y uno para la lámpara. (Actuadores)

  • Sensores magnéticos AS-i para conocer el estado del pistón. (Sensores)

 

Lo importante en esta programación es que para que las direcciones de los esclavos se puedan dar de alta en el programa y utilizar, es necesario moverlas a marcas, utilizando la función “MOVE” y “moverlas a una marca para así poder utilizarlas.

 

En caso de que lo que se quiera programar sea un sensor, sería un input o entrada, y para esto es necesario escribir a la entrada del “MOVE” PIB+(dirección del esclavo). La dirección es la que ya se obtuvo con ayuda de la tabla, (Ejemplo 1 y 2) y finalmente se movería a una marca byte.

Para un Output o salida, el procedimiento es lo mismo, sólo que se escribe la marca en la entrada del “MOVE” y en la salida la dirección del esclavo a la que se moverá con PQB+(dirección del esclavo).

 

Finalmente para llamar ese bit que se quiere utilizar de uno de los sensores o actuadores se utiliza la marca a la que fue movido, ya sea la marca de actuadores o la marca de sensores, y al llamarlo en el diagrama en un contacto, se pone la marca y el bit al que está referenciado ese esclavo como ya calculado en los ejemplos 1 y 2.

 

A continuación se presenta el código comentado.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Programa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Video del funcionamiento.

Conclusiones

Alejandro Islas. La práctica se realizó correctamente y se cumplieron los objetivos, dado que aprendimos a montar una red AS-I, la cual es muy fácil de montar, dado que viene todo indicado también. Se logró realizar la secuencia con ayuda de los esclavos y sensores magnéticos de SIEMENS.

Aprendimos a darle un uso “diferente” a las marcas, ya que estas se utilizaron para enviar el dato de encendido/apagado a los esclavos.

Así mismo reafirmamos los conocimientos adquiridos en las prácticas previas.

 

Daniel Vega. El objetivo de la practica se cumplio debio que aprendimos a montar con éxito una red AS-Interface, comunicamos los tres esclavos que había con el PLC, generamos una secuencia con los esclavos, también adquirimos nuevos conocimientos con esta práctica ya que ahora sabemos que existen otros tipos de sensores magnéticos para los pistones, el saber que el cable AS-I color amarillo requiere un vampiro para poder tener una conexión exitosa con el PLC.

 

Eduardo Chagoyan. La implementación de una red AS-i es bastante sencilla, la conexión de los cables no tiene manera de fallo, la comunicación a diferencia de otras prácticas fue muy concreta sin errores y la manera de programar es bastante sencilla, bit a bit. Lo único que podría decir que es complicado es la tabla para saber el bit al que está referenciado el esclavo. Sin embargo, se siguió trabajando con sensores, actuadores, marcas y funciones las cuales ya se habían trabajado desde la primer práctica y a pesar de eso se siguen aprendiendo nuevas maneras de uso y funcionamiento ante diferentes maneras de comunicación.

Bibliografía

Programar con STEP 7. (2006, Marzo 1). Extraído Octubre 2, 2015, de https://cache.industry.siemens.com/dl/files/056/18652056/att_70833/v1/S7prv54_s.pdf.

 

Dorantes, D., Manzano, M., Sandoval , G., & Vásquez, V. (2008). Automatización y control. México: Mcgraw-hill.

 

AS-INTERFACE SYSTEM DATA. (s.f.). Extraído Octubre 2, 2015, de http://www.as-interface.net/knowledge-base/fakten-und-vorteile.

 

AS-Interface. (s.f.). Extraído Octubre 2, 2015, de http://www.automation.siemens.com/cd-static/material/info/e20001-a550-p305-v4-7800.pdf.

 

Tutorial sobre la Tecnología AS-i. (s.f.). Extraído Octubre 1, 2015, de http://www.smar.com/espanol/asi.

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