Auf der wirtschaftlichen Ideallinie von der Cloud in die Sensor-Aktor-Ebene
ASi-5 erhöht Anwendernutzen deutlich
ASi ist eine einfache und kostengünstige und dabei gleichzeitig leistungsfähige Technologie zur Vernetzung von Sensoren und Aktoren in Maschinen und Anlagen. 1990 gestartet genießt das System heute mit 37 Millionen installierten Knoten auch international eine hohe Verbreitung. Die Übertragung von Daten und Energie auf einer Leitung macht ASi einfach in der Anwendung. Durch die Systemkonstruktion ist es gleichzeitig enorm robust und zuverlässig. Nicht zuletzt spart es Anwendern viel Geld bei der Verdrahtung. Jetzt kommt mit ASi-5 eine neue Version, die die Leistungsdaten des Systems noch einmal weiter nach oben schraubt und konsequent die Anforderungen aus dem Internet der Dinge berücksichtigt. Wir erläutern welche neuen Features ASi-5 hat und was Anwender daraus für Vorteile generieren können.
Bild: AS-International Association e.V.Zunächst ein kleiner Blick in die Vergangenheit: Die Erfolgsgeschichte von ASi beginnt im Jahr 1990, als ein Zusammenschluss (siehe Kasten) von Sensor- und Aktor-Herstellern eine Entwicklungspartnerschaft gründete, mit dem Ziel ein binäres Kommunikationsmittel für die Vernetzung von Sensoren und Aktoren zu schaffen. Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit war ein System, dass es Anwendern noch heute einfach macht, Sensoren und Aktoren - auch in Safety-Anwendungen schnell und einfach zu verkabeln und die Daten der Steuerung zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus werden zahlreiche Zusatznutzen generiert, die den Betrieb einfach und kostengünstig gestalten. Mit heute weltweit mehr als 37 Millionen installierten Knoten und mehr als sieben Millionen sicherheitsgerichteten Schaltgeräten mit AS-Interface Safety at Work wurde damals der Grundstein für einen sehr erfolgreichen Standard gesetzt.
Bild: AS-International Association e.V.Einfachheit von Anfang an
Das verpolungssichere gelbe Kabel ist das typische Kennzeichen für die ASi-Verkabelung. Es überträgt gleichzeitig Daten und Energie und ist damit anderen Systemen um Jahrzehnte voraus. 2018 wurde auf der SPS IPC Drives in Nürnberg ASi-5 vorgestellt. Auch ASi-5 wurde im Rahmen einer Entwicklungspartnerschaft von den namhaften Herstellern der Automatisierungstechnik entwickelt. Mit dem Update auf ASi-5 stellt das System nochmal mehr Leistung und mehr Funktion zur Verfügung. Das Gute vorweg: ASi-5 bleibt voll abwärtskompatibel. Das heißt, bereits vorhandene AS-Interface-Geräte und -Komponenten lassen sich in neue ASi-5-Systeme integrieren. Umgekehrt können Nutzer bisherige AS-Interface-Anwendungen uneingeschränkt weiter nutzen und neue ASi-5-Komponenten in ihre vorhandenen Applikationen integrieren.
Vorteile von ASi heute
Zu den Stärken von ASi gehören heute schon die Übertragung von Daten und Energie auf einem Flachkabel, die Integration von Safety und Standarddaten auf derselben Infrastruktur, eine unkomplizierte und kosteneffiziente Integration von IO-Link, die einfache Installation durch ASi-Piercing-Technologie, die Steckverbindungen in weiten Teilen verzichtbar macht sowie eine frei wählbare Netz-Topologie. Dabei bestand bei jedem Entwicklungsschritt seit Bestehen des Systems eine volle Abwärtskompatibilität der ASi-Geräte.
Entwicklungsziele
Auch bei der Entwicklung der neuen ASi-Version wurde größter Wert darauf gelegt, die bekannten und geschätzten Eigenschaften von ASi auch auf die neue Technologie zu übertragen - allen voran die einfache Installation und die klare Fokussierung auf die Sensor-Aktor-Ebene - aber unter Berücksichtigung neuer Anforderungen, wie die der Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette und der Durchgriff aus der Cloud über das ERP bis hinunter auf einen einzelnen Sensor. Hier war ASi schon seit jeher die geeignete Lösung für entsprechende Anwendungen.
Bild: AS-International Association e.V.Erhöhte Datenbreite
Mit der neuen Technologie von ASi-5 wird die Datenbreite auf 16Bit pro Teilnehmer je Zyklus erhöht, was die Möglichkeiten noch einmal deutlich erweitert. 16 sichere Bits stehen für die Safety-Kommunikation zur Verfügung. Zudem bietet ASi-5 eine schnelle bidirektionale Analogwertübertragung und einen parallelen Parameterkanal. So können Anwender die Sensorik beispielsweise im Falle einer mit einem Produktwechsel notwendigen Formatumstellung an der Maschine neu parametrieren und so vollautomatische Lösungen generieren.
Diagnose
Eine kanalgenaue Diagnose macht das Auffinden von Fehlern im Falle eines Stillstandes oder zu Wartungszwecken deutlich einfacher. Das maximale Prozessdatenabbild pro System beträgt nun 3.072 Byte. Für Anwender ermöglicht das die einfache Anbindung von komplexen Sensoren und Aktoren wie Motoransteuerungen, Frequenzumrichtern, Regelventilen usw. Zudem entstehen erweiterte Parametriermöglichkeiten, die eine tiefgreifendere Automatisierungslösung ermöglicht. Insgesamt wird die Diagnose erheblich erweitert und Methoden wie beispielsweise das Predictive Maintenance möglich. Man erkennt hier aber auch die Ausrichtung an der optimalen Anbindung an Industrie 4.0 und das IIoT.
Bild: AS-International Association e.V.Geschwindigkeit
ASi-5 bringt mit einer Zykluszeit von 1,2ms eine deutlich erhöhte Geschwindigkeit mit sich. Dabei beträgt der Jitter weniger als 10ns. Ein Netz mit 96 ASi-Knoten kann künftig innerhalb von 5ms vollständig aktualisiert werden. Und auch die Analogwertübertragung profitiert von der gestiegenen Leistungsfähigkeit von ASi-5. Für Anwender bedeutet dies eine verbesserte Regelungsgeschwindigkeit mit der damit häufig einhergehenden Qualitätsverbesserung. Die Anlagengeschwindigkeit kann insgesamt gesteigert werden und die schnelle Parametrierung von Geräten verkürzt die Rüstzeiten und steigert die Produktivität von Maschinen und Anlagen.
Anzahl der Teilnehmer
Bis zu 96 Teilnehmer können bei ASi-5 mit einem einzigen Mastern versorgt werden. Dabei ist der Vollausbau sowohl mit Safety- als auch mit Standard-Teilnehmern möglich. Daraus folgen reduzierte Anschaltkosten durch ein verbessertes Master-/Slave-Verhältnis, größere mögliche Netzwerke und eine einzige Ethernet-Adresse für 1.536 binäre Eingänge und 1536 binäre Ausgänge!
IO-Link-Integration
IO-Link ist heute ein verbreiteter Standard für die Punkt-zu-Punkt-Anbindung einfacher Sensorik in Maschinen und Anlagen. Mit ASi-5 werden IO-Link-Geräte Teil des Automatisierungsnetzwerkes. Sie können mit 32 Byte pro Gerät zyklisch integriert werden. Die Parametrierung dieser Geräte erfolgt durch azyklische Dienste. Das macht die Einbindung von IO-Link-Geräten kostengünstig. Die Zahl von 96 IO-Link-Mastern in einem Netzwerk macht deutlich, was hier an Integrationspotenzial möglich wird.
Bild: AS-International Association e.V.Safety
Einer der großen Vorteile von ASi war seit jeher die Kombination von sicheren und nicht-sicheren Teilnehmern an einem Kabel. ASi-5 bringt 16 sichere Bit pro Teilnehmer mit. Dabei können bis zu 96 sichere Knoten in einem Netzwerk betrieben werden. Damit stehen bis zu 1.536 sichere Eingänge und ebenso viele sichere Ausgänge zur Verfügung. Erreicht wird damit SIL 3/Performance Level e. Auch die Integration in sichere Ethernet-Systeme ist mit ASi-5 auf einfache Weise möglich. Für Anwender schaffen diese Leistungsmerkmale die Voraussetzungen für die einfache Integration intelligenter, sicherer Geräte mit der ASi-typischen einfachen Anschlusstechnik, dem reduzierten Verdrahtungsaufwand und vor allem einer vereinfachten Risikobewertung. Die Integration von sicheren und nicht-sicheren Signalen auf einer Leitung und die reduzierten Anschaltkosten für sichere Ein- und Ausgänge machen die Nutzung von deutlich mehr sicheren Geräten als bisher auch wirtschaftlich sinnvoll. Die Funktionalität der Maschinen und Anlagen wird dadurch weiter erhöht und Stillstandszeiten für Betreiber reduziert.
Kompatibilität
Schon immer stand bei jedem Entwicklungsschritt von ASi die Abwärtskompatibilität ganz oben auf der Pflichtenliste der Entwickler. Dabei macht auch ASi-5 keine Ausnahme: Slaves aller Generationen können in ASi-Netzwerke gemeinsam genutzt werden. Bestehende Anlagen können daher ohne weiteres um ASi-5 erweitert werden. Dabei können Master und Slaves aller Generationen auf einer gemeinsamen Leitung genutzt werden. Damit sorgt ASi-5 für den Bestandsschutz bestehender Maschinen und Anlagen und demzufolge für eine hohe Investitionssicherheit. Zudem steht eine enorme Produktpalette für Sensoren, Aktoren und Infrastrukturkomponenten zur Verfügung.
Fazit
AS-Interface hat seinen festen Platz in der Industriekommunikation. Mit dem Update auf ASi-5 stellt das System nochmal mehr Leistung und mehr Funktionalität zur Verfügung. Davon profitieren Integratoren, Maschinen- und Anlagenbauer sowie Betreiber gleichermaßen. Das Gute daran: ASi-5 bleibt voll abwärtskompatibel. Das heißt, bereits bestehende AS-Interface-Geräte und -Komponenten lassen sich in neue ASi-5-Systeme integrieren. Umgekehrt können Nutzer bisheriger AS-Interface-Anwendungen diese uneingeschränkt weiter nutzen und neue ASi-5-Komponenten in ihre vorhandenen Applikationen integrieren. Die Aufwertung von ASi-5 zum Sensor-Aktor-Bus für das Industrielle Internet der Dinge macht dabei die Architektur von Anwendungen deutlich einfacher und wirtschaftlicher und den Durchgriff aus der Cloud in die Anwendung auf der 'wirtschaflichen Ideallinie' möglich. (kbn)
Gründungsunternehmen der Entwicklungspartnerschaft
1990 initiierten die Firmen Balluff, Baumer, Elesta, Festo, IFM Electronic, Leuze Electronic, Pepperl+Fuchs, Sick, Siemens, Turck und Visolux ein System zur Vernetzung von Sensoren und Aktoren. Die Idee zum System AS-Interface war geboren. In einer Entwicklungspartnerschaft begann die Umsetzung zu der einfachen und kostengünstigen Systemlösung. Bereits ein Jahr später wurde der 'Verein zur Förderung busfähiger Interfaces für binäre Sensoren und Aktuatoren e.V.' gegründet, der heute als AS-International Association die Interessen der Mitgliedsunternehmen weltweit vertritt und hierzu Vertretungen in 13 Industrieländern unterhält.
Bild: AS-International Association e.V.Einfachheit von Anfang an
Das verpolungssichere gelbe Kabel ist das typische Kennzeichen für die ASi-Verkabelung. Es überträgt gleichzeitig Daten und Energie und ist damit anderen Systemen um Jahrzehnte voraus. 2018 wurde auf der SPS IPC Drives in Nürnberg ASi-5 vorgestellt. Auch ASi-5 wurde im Rahmen einer Entwicklungspartnerschaft von den namhaften Herstellern der Automatisierungstechnik entwickelt. Mit dem Update auf ASi-5 stellt das System nochmal mehr Leistung und mehr Funktion zur Verfügung. Das Gute vorweg: ASi-5 bleibt voll abwärtskompatibel. Das heißt, bereits vorhandene AS-Interface-Geräte und -Komponenten lassen sich in neue ASi-5-Systeme integrieren. Umgekehrt können Nutzer bisherige AS-Interface-Anwendungen uneingeschränkt weiter nutzen und neue ASi-5-Komponenten in ihre vorhandenen Applikationen integrieren.
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AS-International Association e.V.
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 3 2019 - 06.03.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
