Los Esclavos contienen la electrónica de AS-Interface y también posibilidades de conexión para sensores y actuadores, y pueden usarse en el campo o en el armario eléctrico. Los esclavos intercambian cíclicamente sus datos con un maestro, el cual será el encargado de gestionar el tráfico de datos a través de la red.
En un bus AS-i pueden conectarse hasta 62 esclavos. Las estructuras compactas y descentralizadas son posibles tanto en armarios eléctricos como a pie de máquina, p. ej., en módulos con un alto grado de protección.
Los esclavos As-i pueden conectarse al bus de tres formas:
Existen dos tipos de Módulos:
Los Módulos se dividen en dos partes:
Esclavos Analógicos.- Son esclavos AS-i estándar.
Tanto los módulos activos como los sensores y actuadores integrados en AS-i poseen un chip cuyas ventajas son:
Las Fuentes de Alimentación para el bus AS-i son específicas, ya que deben proporcionar potencia a los esclavos conectados y realizar el acoplamiento de los datos sobre la alimentación.
Proporcionan tensiones entre 29.5 y 31.5 V DC.
Como cable de red puede emplearse cualquier bifilar de 2 x 1.5 mm2 sin apantallamiento ni trenzado, sin embargo, se recomienda utilizar el Cable Amarillo por sus virtudes:
Otros Cables Auxiliares utilizables en AS-i son:
As-i es una red monomaestro, es decir, sólo permite la existencia de un maestro en la red. Esto posibilita que el protocolo de comunicación de la red sea mucho más sencillo, simplificando la electrónica de red.
El Maestro de una red AS-Interface es el encargado de recibir todos los datos que viajan a través de la red y enviarlos al PLC correspondiente. También es el que organiza todo el tráfico de datos y en caso de que fuera necesario pone los datos de los sensores y actuadores a disposición del PLC o de un sistema de bus superior (por ejemplo, PROFIBUS), a través de las pasarelas.
Además de todo esto, los maestros envían parámetros de configuración a los esclavos y supervisan la red constantemente suministrando datos de diagnóstico, por lo que son capaces de reconocer fallos en cualquier punto de la red, indicar de qué tipo de fallo se trata y determinar el esclavo que lo originó.
Los Maestros AS-i pueden ser de dos tipos: estándar o extendidos. En el primer caso, podrán direccionar 31 esclavos de tipo estándar. En el segundo caso, el maestro será capaz de direccionar hasta 62 esclavos extendidos, aunque por supuesto también permite la conexión de esclavos estándar.
En función de las capacidades del maestro se distinguen los modelos M0, M1 y M2 para los maestros estándar y M0e, M1e, M2e para los extendidos.
Algunos maestros AS-i pueden ser simultáneamente esclavos Profibus (o de otra red de nivel superior), facilitando la tarea de comunicación entre niveles, ya que hace las veces de pasarela sin la necesidad de realizar una configuración adicional.
Existen dos tipos de módulos conectables a la red AS-Interface:
Cada módulo se divide en dos partes:
El procedimiento para montar los módulos AS-i es el siguiente:
Frente al peligro que en una red supone una sobretensión eléctrica proveniente de descargas atmosféricas, contactos con cables de potencia o sobretensiones de la red de transpote de energía eléctrica, nace la necesidad de proteger a todos los dispositivos que componen la red. Para ello, existen módulos de Protección contra Sobretensiones.
Un módulo de Protección contra una sobretensión tiene un funcionamiento muy sencillo, el cual se reduce en derivar a tierra cualquier sobretensión detectada por dicho dispositivo dentro de la red mediante un cable que está fijado al módulo y a la tierra de la instalación.
Existen otros dispositivos cuya función es detectar algún defecto que se derive a tierra en algun cable de la red AS-i y en sensores o actuadores alimentados por dicho cable. Estos módulos son los denominados módulos de Detección de Defecto a Tierra.
El funcionamiento de estos dispositivos se basa en detectar una derivación a tierra y conmutar un relé interno que puede utilizarse para eliminar la alimentación del cable. Dicho defecto es memorizado en el módulo hasta que éste se resetea (pulsando Reset 2 segundos o aplicando 24VDC a la entrada Reset).
Si tenemos una red lo suficientemente compleja coo para tabajar con varios sistemas de buses, como por ejemplo AS-Interface y Profibus necesitaríamos de una Pasarela.
La Pasarela, es el dispositivo que permite conectar una red tipo AS-Interface con otra de nivel superior (Profibus, DeviceNet, FIPIO, Interbus,...).
Como ejemplo, tenemos el modelo DP/AS-i LINK Advanced de Siemens (ver imagen), el cual funciona como maestro para una red AS-i y al mismo tiempo como esclavo del sistema para un bus tipo Profibus. El funcionamiento de este dispositivo se basa en suministrar señales binarias al sistema de bus superior para su posterior tratamiento con el programa del PLC.
Si en la Red, se requiere prolongar la longitud del cable por una distancia superior a 100m necesitaremos de un Repetidor. Éste componente actúa como un amplificador de señal y requiere de una fuente de alimentación en cada extremo. Además permite conectar esclavos en cada lado del mismo. Tanto el Extensor como el Repetidor, pueden alcanzar un máximo de 300 metros.
Es posible conectar varios repetidores en paralelo o (un máximo de 2) en serie, de modo que la extensión máxima de red de una AS-Interface aumente de los 100m convencionales hasta 500m.
Los beneficios del uso de un Repetidor son:
Cuando en una Red AS-i un dispositivo que actúa como maestro está alejado del resto de sensores y actuadores, puede ser necesario añadir un Extensor. Éste, es un componente pasivo que tiene como función duplicar la longitud máxima que puede tener el cableado de un sensor o actuador en un segmento AS-Interface, es decir, tiene la capacidad de ampliar un tramo de red de 100 a 200 metros.
Además, para alimentar a los esclavos conectados al segmento de hasta 200 metros de largo no se requiere más que una fuente de alimentación, la cual, se conectará al punto más alejado de la red As-i.
(Modelo Extension Plus de Siemens)
Para el caso del extensor de la figura, el dispositivo cuenta con un conector macho M12 que permite conectarlo rápidamente con la derivación AS-Interface M12 en un grado de protección IP67.
El extensor "Extension Plug" lleva integrado un detector de subtensión que vigila la tensión del AS-Interface a fin de garantizar que al final del cable de bus aún siga habiendo la tensión necesaria. En caso de que no la hubiera, el alargador Extension Plug lo señaliza con un LED de diagnóstico situado en la parte superior del dispositivo.
Los esclavos por defecto traen almacenada la dirección '0'. Como cada esclavo en una Red AS-i necesita de una dirección propia, (ya que en el caso de que varios de ellos tengan una misma dirección se producirán errores en la red) se necesita de un dispositivo capaz de asignar a cada esclavo una dirección única. Esa tarea es la labor del Terminal de Direccionamiento.
El terminal de direccionamiento reconoce al esclavo y le asigna una dirección comprendida entre la 01 y la 31. Además, incorporan un conector M12 para sensores o actuadores inteligentes.
Otras características que tienen los Terminales de Direccionamiento son: