Todo sobre AS-Interface

Un resumen del sistema para principiantesy usuarios avanzados

AplicacionesFundamentos

Ejemplos

Práctica

Montaje

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Cuando se quiere automatizar un proceso, es necesario utilizar unagran cantidad de sensores y actuadores. Por ejemplo, en un centro delogística, donde los detectores de ultrasonidos se encargan de averi-guar la posición de un paquete dentro de la cinta transportadora, o enuna embotelladora de bebidas, donde hay que controlar el nivel de lle-nado, o en una fundición, donde los perfiles en T tienen que ser coloca-dos en su posición correcta. Los sensores son “los ojos y los oídos”para el control del proceso, y están distribuidos en todas las partes dela instalación.El cableado de cada uno de los sensores y actuadores se ha realizadodurante mucho tiempo según la tecnología tradicional: Cada uno de lossensores y actuadores se cablean directamente al PLC de control. Deesta forma es necesario utilizar una gran cantidad de cables, conecta-dos al PLC en su correspondiente armario de distribución. La tecnologíaactual es la denominada técnica de bus, ya utilizada desde hace tiempoen el nivel de fabricación y proceso. Esta tecnología es la empleada conel bus AS-Interface desde mediados de los años 90, para la conexión

en red de sensores y actuadores (nivel Actuador / Sensor).El bus AS-Interface es una red estándar de mercado, robusta y

suficientemente flexible, que cumple con todos los requeri-mientos para un bus de comunicación industrial. Está espe-

cialmente diseñada para el nivel “más bajo” del procesode control. La red AS-Interface representa “los ojos y los

oídos” para el control del proceso, pero utilizando téc-nicas de comunicación industrial.

Hoy en día no hay competencia para la red AS-Interface en el nivelActuador / Sensor. Además existe una organización internacional quese encarga de controlar el desarrollo de la red, y los fabricantes másimportantes en este campo han decidido apostar por la red AS-Interface. Con todo esto se tiene garantizado el futuro de la instalación.La red AS-Interface es un sistema, con el que se pueden conectar ele-mentos de aparellaje sencillos (sensores, actuadores, y aparatos deservicio), dentro del nivel más bajo de automatización. Dentro de todaslas técnicas de automatización, representa la solución más sencilla yeconómica.Esta descripción está pensada tanto para usuarios avanzados de AS-Interface, como para aquellas personas que tengan interés en conocerla.Permite adquirir los conocimientos mínimos necesarios sobre la tecnolo-gía empleada de la red AS-Interface, de una manera rápida y sencilla.

“Los ojos y los oídos” del pro-ceso de fabricación

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Indice

¿Es AS-Interface otro sistema de bus más?Técnica de bus de campo – ¿Porqué utilizar un bus? 4Comunicación industrial 5Nivel superior de gestión 7Nivel medio de proceso y fabricación 7Nivel inferior Actuador / Sensor 7

AS-Interface – La solución perfectaAS-International Association 8Requerimientos en la red AS-Interface 8Sistema maestro simple 9Pequeñas cantidades de datos 10Requerimientos en tiempo real 10Transmisión de datos 10Topologías de red 11

AS-Interface – Sus componentes fundamentalesEsclavos 12Maestro 13Pasarelas 13Cable 14Fuente de alimentación 15Componentes adicionales:Para montaje con ...... Repetidores 16... Extensores 16

AS-Interface – La técnica de conexión más sencillaTécnica de perforación 18Técnica modular 8

AS-Interface en la prácticaLista de comprobación para el principiante 19Configuración 21Direccionamiento de cada participante 21Parametrización 22Servicio 2210 consejos para el montaje 23Qué hacer cuando algo funciona mal 25

AS-Interface en aplicaciones realesSelección de botellas vacías en la cervecería Schneider 27Cadena de montaje en la fábrica de motores de VW en Sachsen 28Módulos neumáticos en la instalación de placas en Bauder 30

AS-Interface y SiemensCertificaciones 34Servicio y Apoyo técnico 34Resumen de producto 35

AS-Interface y las técnicas de seguridadSafety at work 32¿Cómo funciona el sistema y cómo se puede llegar a un sistema seguro? 32

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1.

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Desde 1994 la red AS-Interface ya estáen el mercado. Con ella se puedenconectar señales de proceso digitales yanalógicas. Además, la red AS-Interface representa la interfase univer-sal entre el nivel de control superior(PLC) y el nivel de control inferior(actuadores y sensores).

Técnica de bus de campo – ¿Porqué utilizar un bus?¿Quién es el responsable de que sehaya desarrollado una tecnología comola utilizada por la red AS-Interface?.Está bastante claro que a las técnicasde automatización modernas se lespide que los costes sean cada vez másbajos. También está claro que los cos-tes de cableado, para la conexión delas señales del nivel de campo con elPLC de control, cada vez eran más ele-vados. Esto es debido a que cada sen-sor o actuador, con su respectiva ali-mentación, hay que cablearlo directa-mente al PLC de control. Esto haceque los costes de material y cableadosean cada vez mayores (los cablestambién cuestan dinero).

¿Es AS-Interface otro sistema de bus más?

Hasta hace poco tiempo habíaque cablear cada uno de lossensores al PLC correspondiente(cableado paralelo). Hoy en día los sensores yactuadores de la instalación seconectan entre sí y con el PLCde forma sencilla, por medio deun único cable (el cable de AS-Interface).

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Además los posibles errores que secometen al cablear también son cada vezmayores. En 1997 se estimó que el 36%de los fallos y de las paradas de las máqui-nas eran debidos a fallos durante la insta-lación.La palabra clave para resolver este proble-ma era (y todavía lo es) DESCENTRALIZA-CION. Primero en el mundo de la automa-tización, pero más tarde también en elcampo del aparellaje y los accionamientos.¿Qué se esconde bajo este concepto?.Muy sencillo: El costoso cableado conven-cional en paralelo de las señales de con-trol (sensores y actuadores) se sustituyepor un bus de campo serie, es decir porun único cable a 2 hilos. Con este bus seunen todos los participantes del procesode automatización.La ventaja en la reducción de costes es

muy importante: Según un estudio de launiversidad técnica de Munich, en unamáquina fresadora se ahorra hasta un25% de los costes de la instalación, si seutiliza la red AS-Interface. A pesar de quelos costes de los módulos de AS-Interfaceson en principio superiores a los de lossensores y actuadores tradicionales, alconsiderar los costes totales de montaje einstalación de toda la instalación, el ahorroque se obtiene suele ser de un 15-30%.

Comunicación IndustrialEl montaje completo de un sistema deautomatización complejo es difícil de ver aprimera vista, incluso para un experto.Hay una gran cantidad de equipos de con-trol que trabajan conectados entre sí, utili-zando diferentes redes y distintos proto-colos de datos.

PLC

Cableado

Montaje del cableado

E/S distribuidas: Material

E/S distribuidas: Montaje general

E/S distribuidas: Cableado

E/S distribuidas: Montaje del cableado

Coste de los sensores

Costes actuales: 100 %

Con técnica convencional

26,2 %

Fuente: TU MunichProf. ReinhardProf. Milberg

Con AS-Interface

Comparación de costes entre la técnica convencional y la técnica AS-Interface para una máquina fresadora

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Debido a esto, ya es normal en cual-quier instalación que haya diferentesniveles de control, divididos según unadeterminada jerarquía funcional. Encada nivel hay diferencias en la veloci-dad de transferencia, en el grado deprotección, en el tipo y el uso de los

PROFIBUS

AS-Interface

EthernetEstaciones de controlNivel superior de gestión

Nivel medio de fabricaciónNivel medio de proceso

Equipos de automatización,por ejemplo, SIMATIC S7

Sensores, Actuadores(por ejemplo, BERO‘s

Contractores, Relésde acoplamiento

Nivel inferiorActuador / Sensor

Los distintos niveles de comunicación industrial

datos transmitidos, etc.Para comprender la función de la redAS-Interface y posicionarla dentro deesta jerarquía de automatización, se vana aclarar brevemente las propiedadesfundamentales de cada uno de estosniveles de comunicación industrial.

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Nivel superior de gestiónEn el nivel superior, el nivel de gestión,se conectan entre sí los PCs y las esta-ciones de trabajo de la instalación. Aveces, incluso se conectan PCs dediferentes instalaciones o se conectanPCs con estaciones de trabajo. Todosestos equipos se encargan de supervi-sar y gestionar todo el proceso. El volu-men de datos se mueve en el entornode Megabytes, la velocidad de transmi-sión es muy alta, pero normalmente lafrecuencia de transmisión no es muyelevada.El medio de transmisión empleado es,por ejemplo, el utilizado en Ethernet.

Nivel medio de proceso y fabricaciónEn el nivel de proceso y fabricación seencontraría actualmente la red PROFI-BUS (Process Field Bus). La velocidadde transmisión puede llegar a ser de 12Mbit/s con el protocolo DP. Cumplecon los requerimientos más exigentesen el nivel medio de automatización.También existe una versión de PROFI-BUS adaptada para la instrumentaciónde procesos, la especificación PROFI-BUS PA. En 1999 se han implementa-do nuevas funciones, como el tráfico

cruzado de datos entre esclavos, quehacen que la red PROFIBUS tambiénesté preparada para el futuro, inclusoen aplicaciones de control numérico.

Nivel inferior Actuador / SensorEl nivel Actuador / Sensor es el nivelmás bajo en la automatización de pro-cesos. En este nivel se conectan sen-sores y actuadores binarios (tambiénanalógicos) en el nivel de proceso ycampo. Una gran cantidad de los equi-pos conectados suministra o necesitaseñales binarias (por ejemplo, BEROs,contactores, arrancadores de motor,válvulas magnéticas, válvulas neumáti-cas, etc.). La cantidad de datos necesa-ria en este nivel no es muy elevada. Sinembargo, la velocidad y la frecuenciade transmisión debe ser grande. Estees el campo de aplicación para la redAS-Interface.Desde la introducción de la red AS-Interface en el mercado, se hanimplantado más de un millón nodosAS-Interface en todo el mundo.Además se ha mostrado como la solu-ción más adecuada para el nivelActuador / Sensor: Económica, robustay sin competencia.

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AS-Interface – La solución perfecta

Antes de que se empezase a desarro-llar un sistema de bus para el nivel infe-rior de campo (el cual debe ser abiertoe independiente del fabricante, talcomo sucede como PROFIBUS oEthernet), había que resolver un proble-ma muy normal en el mundo de laautomatización: Los componentes quese debían conectar al sistema de bus,serían fabricados por una gran cantidadde fabricantes diferentes, lo que podríaprovocar que no todos los componen-tes de la red fuesen capaces de funcio-nar a la vez en el sistema.

AS-International AssociationPara que todos los componentes fue-sen compatibles entre sí, en 1990 seprodujo un acuerdo entre los 11 fabri-cantes más importantes en el campoSensor / Actuador.En este primer paso de la red AS-Interface se creó la asociación “AS-Interface Association”. La función prin-cipal de esta asociación es la estandari-zación internacional de la red, el desa-rrollo tecnológico posterior y la certifi-cación de los productos realizados porlos diferentes fabricantes.El usuario puede reconocer que un pro-ducto AS-Interface está probado yhomologado, si tiene el sello “AS-Interface” y su correspondiente núme-ro de prueba.

Requerimientos en la red AS-InterfaceEn el nivel más bajo de control hay quecumplir con los requerimientos parasensores, actuadores, contactores,arrancadores de motor, columnas deseñalización, botoneras, etc. Estosequipos necesitan normalmente unospocos bits de información para poderfuncionar en el sistema.Para este tipo de aplicaciones, los sis-temas superiores de bus ya existentesestán sobredimensionados o sondemasiado potentes, por lo que difícil-mente podían ser utilizados. Utilizancables de conexión demasiado caros oinadecuados para su conexión directaal proceso (por ejemplo, cables de fibrade vidrio, cables apantallados o pocoflexibles), y las velocidades de transmi-sión son demasiado elevadas. Los pro-tocolos de datos no son deterministaso la electrónica de control está sobredi-mensionada cuando se trata de conec-tar participantes de red con pocasseñales binarias. Debido a esto hay queconectar una gran cantidad de equiposbinarios a la red, con el correspondien-te aumento de coste.Además la red tiene que ser sencilla demontar y el usuario debe ser capaz deponerla en servicio de forma rápida ysin grandes conocimientos técnicos.Los costes por cada conexión debenser bajos y deben ser acordes con losdatos transmitidos por la red.La red AS-Interface tiene que ser capazde conectar sensores y actuadoresbinarios, y debe servir de conexión conlos niveles de control superiores. Todoesto tiene ser sencillo, económico yadecuado a cada proceso industrial.

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El resultado técnico es espectacular: Lared AS-Interface cumple con todosestos requerimientos de una forma pre-cisa, tanto en aplicaciones con condicio-nes ambientales exigentes (IP65/HIP67)como dentro de los armarios de distri-bución (IP20). Además puede soportartemperaturas entre -25º y +85º.

Sistema maestro simpleLa red AS-Interface se ha creado comoun sistema maestro simple, utilizandola técnica de polling cíclico. Esto quieredecir que sólo existe un módulo decontrol (el maestro) en toda la red. Estemaestro consulta y actualiza los datosde todos los participantes de la red (losesclavos), empleando para ello un tiem-po fijo y concreto (polling).

Fuente dealimentaciónMaestro

Esclavo

Esclavo

Esclavo

A pesar de que hayapolvo, humedad o temperaturas extre-mas, la red AS-Interface posee ungrado de protecciónIP65 y soporta todo loque le echen.

Configuración mínimapara una red AS-Interface

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Pequeñas cantidades de datosLa red AS-Interface está optimizadapara una pequeña cantidad de datos.Estos datos tienen que ser suficientespara cumplir con los requerimientos enel nivel de campo inferior. Los telegra-mas de datos tienen una estructura fijay una longitud determinada. En cadaciclo de actualización entre el maestroy los esclavos, se intercambian hasta 4bits de datos útiles para cada entrada yhasta 4 bits de datos útiles para cadasalida.

Requerimientos en tiempo realEl tiempo máximo de ciclo, es decir eltiempo máximo que necesita el maes-tro para volver a consultar de nuevo aun esclavo, es de 5 milisegundos, encaso de que el sistema esté ocupado almáximo con 31 esclavos (cada uno deellos gestionando 4 bits de entrada y 4bits de salida). En las redes AS-Interface que cumplen con la nuevaespecificación 2.1, el tiempo máximode ciclo es de 10 milisegundos, utili-zando 62 esclavos con 4 bits de entra-da y 4 bits de salida. Este tiempo esmás que suficiente para la mayoría delos sistemas de control, y se puedeconsiderar como “tiempo real”. El pro-cedimiento de consulta entre el maes-tro y los esclavos es determinista, esdecir, se puede asegurar que el maes-tro va a refrescar los datos de cadaesclavo conectado a la red en un inter-valo de tiempo determinado y conocido.

Transmisión de datosEl cable de transmisión de datos utiliza-do es un simple cable a 2 hilos, sinpantalla y sin hilo PE. Con este cable setransmiten simultáneamente los datosde toda la red y la alimentación a lossensores conectados en ella. El proto-colo de datos es tan sofisticado, quetodo el sistema es completamenteinmune a las perturbaciones electro-magnéticas. Por eso se puede prescin-dir de la pantalla en el cable.El cable característico para la red AS-Interface es un cable plano y perfilado,el cual permite un montaje sencillo yeficiente gracias a un sistema de cone-xión totalmente innovador (la técnicade perforación). Por supuesto que,además del cable plano amarillo, tam-bién se puede utilizar un cable redondoestándar a 2 hilos de 1,5 mm2.Sin embargo, por motivos económicos,se suele utilizar el cable plano amarillo.

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Topologías de redLa red AS-Interface se puede montarcomo una instalación eléctrica están-dar. Gracias al robusto principio de fun-cionamiento sobre el que se asienta,no hay limitaciones en cuanto a laestructura (topología de red). La redAS-Interface se puede montar en árbol,línea o estrella.En un sistema estándar de AS-Interface se pueden conectar hasta unmáximo de 31 esclavos. Cada esclavopuede gestionar hasta 4 señales deentrada y 4 señales de salida (es decir,se pueden tener hasta 124 señales deentrada y 124 señales de salida en todala red). En los sistemas AS-Interfaceque cumplen con la nueva especifica-ción ampliada 2.1, se pueden conectarhasta 62 esclavos A/B. Estos esclavospueden controlar hasta 4 señales deentrada y 3 señales de salida (es decir,se pueden tener hasta 248 señales deentrada y 186 señales de salida en todala red).Los sensores inteligentes, con el chipde AS-Interface integrado, poseen unaúnica dirección de red y se comportancon relación al maestro como esclavos“normales”.

Línea

Estrella

Arbol

Maestro

Maestro

Maestro

La red AS-Interface se puede montar con topología en línea, estrella o árbol.

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AS-Interface – Sus componentes fundamentales

El componente más importante detoda la red AS-Interface es tan peque-ño, que fácilmente cabe en la uña deun dedo. Y, sin embargo, sin él no seríaposible concebir la red tal como es hoyen día. Estamos hablando del chip deAS-Interface.

EsclavosLos esclavos son módulos de E/S des-centralizados, conectados con el pro-grama de control del PLC.El esclavo de AS-Interface reconocelos bits de datos enviados por el maes-tro y le devuelve sus propios datos. Enun esclavo de AS-Interface estándar sepueden conectar hasta 4 sensoresbinarios de entrada y hasta 4 actuado-res binarios de salida. Los esclavosinteligentes son aquellos que ya tienenintegrados el chip de AS-Interface en elpropio sensor o actuador. Para estosesclavos, los costes de la electrónicason muy bajos.Hay esclavos de AS-Interface de todoslos tipos posibles: Módulos normales(módulos digitales, módulos analógi-cos, módulos neumáticos, etc.) omódulos inteligentes (arrancadores demotor, columnas de señalización, boto-neras, etc.). Con los módulos neumáti-cos se pueden controlar cilindros neu-máticos de efecto simple o de efectodoble. Estos módulos no sólo ahorrancableado, sino también elementos delcircuito neumático.

Arranque descentrali-zado de un motor DC:No hay problema utilizando el móduloarrancador DC de AS-Interface.

El arrancador de motor dentro la red AS-Interface lo haceposible: Los motores se pueden proteger yarrancar directamenteen campo.

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MaestroEl maestro de AS-Interface es el quese encarga de recoger los datos de lared y enviárselos al PLC correspon-diente, y viceversa. Él mismo organizael tráfico de datos en el cable AS-Interface y, en caso necesario, ponelos datos de los sensores y actuadoresa disposición del PLC o de un sistemade bus superior (por ejemplo, PROFI-BUS), a través de las denominadaspasarelas DP/AS-Interface.Aparte de la correspondiente consultasobre el estado de las señales de losesclavos, el maestro también es capazde transmitir parámetros de configura-ción a los esclavos, o supervisar la redconstantemente y suministrar datos dediagnóstico.En contraposición con otros sistemasde bus más complejos, la red AS-Interface se configura de forma auto-

mática, sin que el usuario tenga queutilizar ningún software de parametriza-ción. El usuario no necesita realizar nin-gún ajuste, como por ejemplo, dere-chos de acceso, velocidad de red, tipode telegrama, etc.El maestro ejecuta todas sus funcionesde manera automática. Lo cual esabsolutamente necesario para elcorrecto funcionamiento de la red.Además el propio maestro se encargade realizar el diagnóstico de todo el sis-tema. Reconoce los fallos en cualquierpunto de la red, indica el tipo de fallo ydetermina qué esclavo ha sido el quelo ha producido.

PasarelasSi se tienen estructuras de automatiza-ción complejas, la red AS-Interface sepuede conectar a un sistema de bussuperior (por ejemplo, PROFIBUS).Para esto se necesita una pasarela (porejemplo, el DP/AS-i-Link), la cual fun-

Ejemplo de un maestro de AS-Interface: CP342-2 para SIMATIC S7-300

Incluso los PLCs compactos de la familia SIMATIC C7 puede ser maestros de una red AS-Interface.

ciona como maestro de AS-Interface,pero como esclavo del sistema de bussuperior (por ejemplo, PROFIBUS). Lared AS-Interface se encarga de sumi-nistrar sus señales binarias al sistemade bus superior para su posterior trata-miento en el programa de PLC.

CableEl cable plano amarillo es el cableestándar para la red AS-Interface. Estecable tiene una marca especial que locaracteriza. La sección del cable es fijay asimétrica, y se encarga de transmitirlos datos de toda la red y la alimenta-ción a los sensores conectados en lared. Para los actuadores se necesitauna alimentación auxiliar (tensión auxi-liar de 24 V DC o 230 V AC). Para poderutilizar la misma técnica de instalaciónque con el cable amarillo, se utiliza uncable con las mismas característicaspero con un color diferente. Por ejem-plo, para el cable de alimentación auxi-liar a 24 V DC se utiliza un cable planoperfilado de color negro, y para el cablede alimentación auxiliar a 230 V AC seutiliza el mismo cable pero en colorrojo.El aislamiento del cable es normalmen-te un recubrimiento de goma (EPDM).Para aplicaciones que necesiten másrequerimientos ambientales, por ejem-plo más resistencia a productos quími-cos, se utiliza un cable perfilado deltipo TPE (Thermoplastic Elastometer) odel tipo PUR (Poliurethan). Comomedio de transmisión también sepuede utilizar un cable redondo están-dar sin hilo PE.No es necesario que el cable tengapantalla debido a la técnica de transmi-sión empleada.

El cable plano para AS-Interface

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Fuente de alimentaciónLa fuente de alimentación para la redAS-Interface suministra una tensiónentre 29,5 V DC y 31,6 V DC. La fuentecumple con la normativa IEC para “bajatensión con separación galvánica(PEVL)”. La separación galvánica(PEVL) cumple con la normativa IEC742-1. Esta normativa también cumplecon los requerimientos para la resisten-cia contra cortocircuitos permanentesy sobrecargas.

Fuente de alimentación para AS-Interface de la familia SIRIUS

Gracias al acoplamiento integrado dedatos, la fuente de alimentación paraAS-Interface permite transmitir datos ysuministra energía a los sensoresconectados en la red. Para ello, losdatos transmitidos en la red AS-Interface se envían en forma de impul-sos, utilizando una modulación depulso alternativa (APM). Esta modula-ción se encarga de modular la tensióncontinua en la red. Cada segmento dered AS-Interface necesita su propiafuente de alimentación. Normalmentelas salidas de la red se alimentan a tra-vés del cable negro perfilado. Para estecable se puede utilizar una fuente dealimentación normal de 24 V DC quecumpla con la especificación PELV(cable de protección a tierra).También existen fuentes de alimenta-ción mixtas: Con un solo equipo sesuministra la tensión AS-Interface y latensión auxiliar de 24 V DC para lassalidas.

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Componentes adicionales:Para montaje con ...La red AS-Interface funciona sin pro-blemas hasta una longitud de 300metros (sin repetidor hasta 100metros)

… RepetidoresEn caso de que la instalación necesitemás de 100 metros, se puede ampliarla red con 2 repetidores en seriehasta un máximo de 300 metros, 100metros por cada nuevo segmento. Elrepetidor trabaja como un amplifica-dor de señal. Los esclavos se puedenconectar en cada uno de los 3 seg-mentos de la red AS-Interface. Cadasegmento necesita su propia fuentede alimentación. Además el repetidor

Maestro

Fuente de alimentación Fuente de alimentación

Extensor Repetidor

Fuente de alimentación

Esclavo

EsclavoEsclavoEsclavoEsclavo

!

!

Segmentomáximo: 100 m

Segmentomáximo: 100 m

Segmentomáximo: 100 m

Un máximo 31 esclavo (o bien 62 esclavo A/B)

La longitud máxima de cada segmento de AS-Interface es de 100metros. Esta longitud sepuede multiplicar por 3hasta un máximo de 3 segmentos, si se utilizanmódulo(s) repetidores y/o extensor.

se encarga de realizar una separacióngalvánica entre ambos segmentos dered, de tal forma que se aumenta laselectividad en caso de cortocircuito.

… ExtensoresEl cable de AS-Interface se puedeampliar por medio de un extensor másun repetidor. En esta configuración(PLC – Extensor – Repetidor) no sepuede conectar ningún esclavo entre elPLC y el extensor, pero tampoco senecesita ninguna fuente de alimenta-ción en este segmento. Por eso, losextensores son recomendables cuan-do se tiene mucha distancia (perosiempre menos de 300 metros) entrela instalación y el armario de distribu-ción donde está conectado el PLC.

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AS-Interface – La técnica de conexión más sencilla

Técnica modularLa técnica modular es una de las carac-terísticas fundamentales de la red AS-Interface. Los esclavos utilizados en lared poseen 2 partes: La placa de mon-taje en la parte inferior y el propiomódulo en la parte superior. Entreambas se coloca el cable, como si tra-tase de un sándwich.El módulo superior contiene la electró-nica de AS-Interface, así como las cone-xiones para los sensores y actuadores.

Técnica de perforaciónEl cable plano de AS-Interface seconecta a cada uno de los esclavos encualquier posición de la red, de unaforma increíblemente fácil y cumplien-do con todas las normas de seguridad.Todo esto es posible debido a la técni-ca de perforación empleada por losparticipantes de red.

Más fácil imposible:Conexión utilizandola técnica de perforación

Simplemente hay queconectar el cable plano en la placa de montaje: En la foto se puede ver un módulo soporte K45.

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Así funciona: Cada uno de los módulosposee un par de pequeños pinchos, loscuales penetran a través de la gomaaislante que rodea al cable plano deAS-Interface y contactan de formasegura con el hilo de cobre interior. Encaso de que se quite el esclavo de estaposición de la red, se retiran los pin-chos del cable, y los orificios hechosanteriormente en la goma se cierran deforma automática, conservando elgrado de protección en el aislamientodel cable (cable EPDM).Debido a la forma asimétrica del cableplano, no es posible equivocarse en lapolaridad de conexión, ya que en cadaesclavo el cable sólo entra en una posi-ción posible. Además no se necesitaque el cable posea ningún tipo trenza-do o aislamiento adicional.

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AS-Interface en la práctica

La red AS-Interface no sólo se utilizacomo un estándar industrial para laconexión de sensores y actuadoresbinarios. También se puede utilizarpara cualquier otro tipo de aplicación

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Lista de comprobación para el principiantePara aquellas personas que todavía desconozcan la red, se ha confeccionado una listade comprobación con 10 puntos, para que todavía sea más fácil introducirse en elmundo de AS-Interface:

1. ¿Cuántas entradas y salidas se necesitan en la red?Conociendo el número de entradas y salidas en toda la instalación, se puede calcular el número de redes AS-Interface que hay que conectar al PLC (máximo 31 esclavos, con 124 señales de entrada y 124 señales de salida).

2. ¿Cuánto consumo de intensidad necesita la periferia?La fuente de alimentación para AS-Interface tiene que ser cubrir el consumo deintensidad de cada uno de los módulos conectados a la red (incluyendo los sen-sores conectados en estos módulos). Debido a que las fuentes de AS-Interfaceno se pueden conectar en paralelo, hay que diseñar la red y sus correspondien-tes segmentos en función de las necesidades de consumo de la red completa.

3. ¿Se necesita un cable especial?Normalmente se suele montar una configuración mixta de cable plano y cableredondo estándar. Las influencias medioambientales externas determinan si senecesita el cable de goma normal, TPE o PUR. En cualquier caso, si se tiene unalongitud de cable superior a 100 metros, hay que utilizar repetidores o extenso-res (consultar la página 16).

4. ¿Se ha realizado correctamente el direccionamiento?Por motivos de claridad y para evitar que se comentan errores, antes de empe-zar con el direccionamiento de los esclavos, hay que hacer un esquema indican-do qué dirección corresponde con cada esclavo. Si se tiene un doble direcciona-miento de la red, a veces el maestro no es capaz de reconocerlo (en el caso deque los módulos con la misma dirección sean de salida).

5. ¿Qué dirección tiene cada módulo?Los esclavos que se utilicen en la red deben tener un indicativo con su direcciónAS-Interface correspondiente (1-31).

debido a su “sencilla utilización sinnecesidad de tener conocimientos dela red (por ejemplo, para aplicacionesdomóticas)”. La característica funda-mental de la red es su sencillez.

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6. ¿Cuándo se montan los módulos?Sólo después de haber cumplido con los pasos 4 y 5, es cuando hay que montarlos módulos. El cable se puede tirar por cualquier parte de la instalación.

7. ¿Cuándo se ha configurado la red completamente?La configuración se lee automáticamente por parte del maestro. Esto sucede deforma automática en el modo de configuración de la CP de AS-Interface, perotambién se puede hacer con el programa del PLC.

8. ¿Ha reconocido el maestro a sus esclavos?Una vez hecho este último punto, hay que comprobar si el maestro reconoce asus esclavos. En caso afirmativo, se coloca la CP de AS-Interface en el modoprotegido y se pone la CPU en el modo RUN.

9. ¿Cómo se comprueba la red?El test para la comprobación de las entradas y salidas de la red se realiza de formausual desde el programa del PLC. Es decir, se activan los sensores en la red y secomprueba que el programa de PLC realiza el control correcto sobre las salidas.

10.¿Cómo se pone en marcha todo el sistema?Hay que realizar el programa de control correspondiente en el PLC. En caso deutilizar algún programa ejemplo, hay que adaptar el programa a las direccionesde los esclavos AS-Interface que se utilicen en la instalación real.

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ConfiguraciónEn la red AS-Interface la palabra“Configuración” significa que simple-mente hay que crear una lista de losesclavos utilizados, y a continuaciónguardarla en el maestro. Normalmenteesta configuración se realiza por mediodel maestro, es decir, el maestro leeautomáticamente la configuración de lared (el usuario también puede progra-mar en el PLC alguna otra aplicaciónespecial).En esta configuración se determina ladirección de cada esclavo, el tipo deesclavo (ID-Code), la configuración E/S(I/O-Code), y los parámetros del escla-vo (sólo en caso de que los necesite).Con estos datos, el maestro comprue-ba si la configuración proyectada coin-cide con la configuración real en la red.Para poder hacer esto, hay que haberdireccionado antes cada uno de losesclavos.

Direccionamiento de cada participanteLas direcciones de todos los participan-tes hay que asignarlas antes de poneren servicio la red AS-Interface. Esto sepuede realizar en modo OFFLINE conla ayuda de un aparato de programa-ción, o en modo ONLINE por medio delprograma del PLC de la CPU del maes-tro. En algunos esclavos, también sepuede realizar después de su montajeen la red, por medio del conector dedireccionamiento que llevan integrado.Las direcciones de esclavo puedentener un valor entre 1 y 31 (o entre 1Ay 31A, y 1B y 31B, en caso de utilizar elperfil ampliado 2.1). Cualquier esclavonuevo, que no haya sido direccionadonunca, tiene la dirección 0. El maestroreconoce esta dirección y no lo incluyeen el proceso de comunicación normal.La asignación de las direcciones estotalmente libre. Da absolutamente lomismo si un esclavo posee la dirección21 o la 28. También es indiferente elorden de los esclavos en la red. Alesclavo con dirección 21 le puedeseguir el esclavo con dirección 22 ocon dirección 30, por ejemplo.

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ParametrizaciónNormalmente los esclavos no necesi-tan ninguna parametrización. Sólo hayque parametrizar aquellos esclavosinteligentes que posean esta opción.Las instrucciones de servicio de cadaesclavo indican si éste tiene que serparametrizado y qué funciones tienecada parámetro. A pesar de que no semodifique la dirección del esclavodurante el funcionamiento normal de lared, los parámetros de este esclavopueden variar. Por lo tanto, hay quedistinguir entre parámetros fijos y pará-metros variables.Los parámetros fijos sólo se configuranuna vez. Un ejemplo de esto sería unmódulo de entradas analógicas: Hayque configurar en uno de sus paráme-tros si se van a utilizar señales analógi-cas de 0-20 mA o de 4-20 mA.Los parámetros no son más que 4 bitspara cada módulo, los cuales se pue-den ajustar a “0” ó a “1”. El maestrolos transfiere a cada esclavo durante elarranque del sistema.

ServicioUna vez que todo el sistema AS-Interface está completo, es decir, sehan montado todos los componentes,se han direccionado los esclavos (y encaso necesario se han parametrizado),y se ha completado la configuración,entonces es cuando ya se puedeempezar a trabajar: El sistema funcionanormalmente cuando el maestro traba-ja en modo protegido.El maestro puede intercambiar infor-mación con los esclavos que se hanconfigurado. Los esclavos que ahorase inserten en la red (esclavos no con-figurados) provocarán en el maestro unaviso de fallo. Para poder insertar en elsistema a estos nuevos esclavos, hayque cambiar la CP maestra al modo deconfiguración y volver a realizarla.Simplemente hay que activar la función“Configurar esclavos” con la tecla“Esclavo nuevo”.Tanto en el arranque del sistema comodurante el servicio normal, el sistemaestá siendo supervisado constante-mente. La CP maestra recibe los datosde diagnóstico más relevantes:Tensión de red, modo de servicio,fallos de configuración, etc. Estosdatos se transfieren en forma de untelegrama de diagnóstico, y se puedenanalizar con los LEDs frontales de lasCPs maestras o por programa de PLC.

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10 consejos para el montajePara que todo funcione perfectamente durante el montaje, hay que tener en cuentaestos 10 consejos.

Consejo 1 – Fuente de alimentación¡La fuente de alimentación de AS-Interface nunca hay que conectarla a tierra!Por eso no se puede utilizar una fuente de alimentación corriente, sino que hayque emplear una fuente para AS-Interface (PELV), la cual utiliza un acoplamientointegrado de datos y acopla la “tierra GND” con la masa de la instalación.

Consejo 2 – Ampliación de la redEl cable de AS-Interface puede tener una longitud máxima de 100 metros, sin la utiliza-ción de repetidores / extensores (incluidas todas las derivaciones que se realicen en elsegmento). Si hay que ampliar la distancia de la red hay que tener en cuenta lo siguiente:Ampliación con extensor:• La longitud máxima entre el extensor y el maestro tiene que ser de 100 metros.• Entre el maestro y el extensor no se puede conectar ningún esclavo, pero tampocoes necesario conectar ninguna fuente de alimentación de AS-Interface.• No se pueden intercambiar los hilos “+” y “-”.• Después de un extensor se puede colocar un repetidor, pero nunca un extensor.Ampliación con repetidor:• Se pueden conectar hasta 2 repetidores en serie. Con esto se consigue una exten-sión de red de hasta 300 metros (es decir, 3 segmentos de 100 metros).• Junto con el repetidor, hay que conectar una fuente de alimentación AS-Interfacepara ese nuevo segmento.• Después de un repetidor no se puede conectar un extensor.

Consejo 3 – EsclavosCada dirección de esclavo debe ser única en toda la red. Se pueden utilizar direccio-nes de 1 a 31 con los esclavos normales, y de 1A a 31A ó 1B a 31B para los esclavosde norma A/B (especificación 2.1).Cuidado: Los módulos que posean el chip SAP 4.0 (consultar las instrucciones de ser-vicio de cada esclavo) sólo se pueden direccionar un máximo de 15 veces. Despuésde este número el esclavo mantendrá para siempre la última dirección que se asignó.

Consejo 4 – Alimentación auxiliar adicionalSi hay que utilizar esclavos que necesiten alimentación auxiliar (por ejemplo, escla-vos que posean salidas), se puede utilizar lo siguiente:• Para módulos que necesiten alimentación a 24 V DC se puede utilizar una fuente de ali-mentación corriente (PELV), y si es posible el cable plano negro de alimentación auxiliar.• Para módulos que necesiten alimentación a 230 V AC se puede utilizar, si es posi-ble, el cable plano rojo de alimentación auxiliar.

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Consejo 5 – Tendido del cableEn el tendido del cable en la red AS-Interface hay que tener en cuenta lo siguiente:• Siempre que sea posible, es mejor utilizar el cable plano amarillo de AS-Interface(el hilo marrón es el “+”, y el hilo azul es el “-”).• A pesar de que la comunicación por el cable AS-Interface es casi inmune a las pertur-baciones electromagnéticas, se recomienda que se haga el tendido del cable separadode los cables de potencia, incluso dentro del armario de distribución.• Cada segmento de AS-Interface y sus derivaciones necesitan su propio cable, esdecir, no se pueden utilizar 2 hilos, que formen parte de un cable cualquiera, comocable de AS-Interface.• Sin embargo, cuando simplemente se utilicen 2 hilos como cable de AS-Interface(por ejemplo, dentro del armario de distribución), siempre hay que tender cablesparalelos por separado.

Consejo 6 – Montaje contra las perturbaciones electromagnéticasEn todos los elementos inductivos de la instalación (contactores, bobinas de relé,válvulas, frenos, etc.) siempre hay que conectar diodos de supresión, varistores ocircuitos RC.Si se utilizan convertidores de frecuencia en la instalación siempre hay que conectarfiltros de red, filtros de salida, y los cables del motor deben estar apantallados.

Consejo 7 – Alimentación de los sensores y actuadoresLos sensores y los actuadores tienen que ser alimentados directamente decada entrada o salida del esclavo correspondiente. Estos cables deben ser lomás cortos posible y tienen que estar separados de los cables de potencia. Enresumen, los módulos esclavos tiene que estar colocados lo más cerca posiblede los sensores o los actuadores.

Consejo 8 – Instalación de convertidores de frecuencia• Hay que seguir estrictamente las indicaciones dadas en las instrucciones deservicio del convertidor.• Hay que conectar ambos lados de la pantalla de los cables directamente, y conla mayor superficie posible, a la masa de la instalación (por ejemplo, los cablesentre los filtros y el convertidor de frecuencia, o entre el convertidor de frecuen-cia y el motor). Además el diámetro del cable de conexión a la masa debe sersuficientemente grande (por lo menos, 4 mm2).

Consejo 9 – Ampliación del sistema a la versión V2.1Los esclavos A/B y los “nuevos” esclavos analógicos sólo se pueden utilizar conlos maestros que posean la especificación 2.1.

Consejo 10 – Estado / DiagnósticoPara buscar de forma rápida los posibles fallos en la instalación, hay que exami-nar y analizar los bits de estado y diagnóstico en el programa de PLC, o consul-tar los LEDs en la parte frontal de la CP maestra.

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Qué hacer cuando algo funciona malUn sistema AS-Interface tiene que fun-cionar perfectamente, pero a vecespueden surgir algunos fallos. Estosfallos suelen ser fácilmente reconoci-bles y por tanto se pueden resolverrápidamente. El único fallo que no sepuede reconocer es el fallo de un sen-sor o un actuador binario conectado aun esclavo. El sistema reconoce si elesclavo funciona bien o mal, pero no siel sensor o actuador funciona correcta-mente. Esto hay que analizarlo con elprograma de PLC.Si un esclavo está defectuoso, simple-mente hay que cambiarlo por unonuevo.

Si el cable de AS-Interface se corta, losesclavos que estén a continuacióndarán indicación de fallo. Conociendo laposición de los esclavos en la red, sepuede conocer el punto donde se haproducido la rotura, ya que en estecaso el maestro de la red no es capazde contactar con los esclavos que seencuentran después del corte delcable.Si se produce un cortocircuito, existe laposibilidad de que haya una fuerterepercusión negativa en el sistema. Elmaestro reconoce el cortocircuito pormedio del bit APF (fallo de alimenta-ción en la red AS-Interface) y lo notificainmediatamente. En este caso, todoslos esclavos pasan automáticamente alestado “No activo”, es decir, no hayflujo de intensidad por la red.

Bien elegido:Selección de botellas vacías en la Bier Schneider, Dortmund

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AS-Interface en aplicaciones reales

6.

Con la ayuda de 3 ejemplos realespuede usted ver lo flexible y variableque puede llegar a ser la red AS-Interface en la práctica: En la selecciónde botellas vacías, en la cadena demontaje de una fábrica de motores, o

en la utilización de módulos neumáti-cos en fábricas de placas de montaje.En todos los casos, la red AS-Interfacedemuestra su flexibilidad ilimitada y sueficiencia en el ahorro de costes.

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La empresa Dr. Wiewelhove deTelgte ha proyectado y construido enla distribuidora de cerveza de BierSchneider en Dortmund una de lasinstalaciones más grandes en su día,para la selección de botellas vacías:La instalación tiene una extensión de60 x 30 metros a lo largo de 3 edifi-cios. Se encarga de identificar y dis-tribuir por hora hasta 6.000 cajas debotellas vacías de diferentes marcas,y posee 14 líneas de distribución.La instalación posee 4 PLCs SIMATICS7-300, a los cuales están conectadoslas señales de periferia de toda la insta-lación por medio de redes AS-Interface.La CP 342-2 es la CP maestra de las dis-tintas redes AS-Interface y se encargade transferir las señales de la red a laCPU del S7, y viceversa. En las redesAS-Interface se utilizan más de 100módulos con 4 entradas digitales, paraconectar las señales distribuidas detodos los sensores al PLC. Sobre todose utilizan detectores de proximidad

ópticos para controlar el avance de lascajas sin que se produzcan atascos enlas bandas. Hay 2 CP 342-2 por cada S7-300, es decir, se tienen 8 redes AS-Interface de 100 metros de longitud.También se utilizan 20 módulos neu-máticos compactos de AS-Interfacedentro de la instalación. Gracias a lareducción de cableado en toda la insta-lación, ahora sólo se utiliza el cable AS-Interface, el conducto principal de aireneumático y el circuito de desconexiónde emergencia. Además la instalaciónse ha dividido en varias partes diferen-tes y fácilmente visibles. Lo másimportante para el responsable eléctri-co de la instalación, el Dr. Pelz, fue elgran ahorro en el montaje y la puestaen marcha que se obtuvo al utilizar lared AS-Interface: “Gracias a la utiliza-ción de AS-Interface se pudo montar lainstalación en el plazo previsto y deforma muy económica. También influ-yó la reducción de tiempo que tuvimosen la fase de configuración”.

Sobre una superficiede 900 m2 se extien-de la instalación deselección de botellasvacías de una de lasempresas másimportantes deAlemania. En total hay 8 redesAS-Interface con unalongitud máxima de100 metros por red.Estas redes se encargan de conectartodas las señales deperiferia de la instalación.

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Derivaciones de consumidor, por ejem-plo arrancadores de motor, directa-mente en campo. Es decir, también sepuede aprovechar una red de comuni-cación para el control de la parte depotencia de una instalación. Los ele-mentos de protección y conexión se

montan junto a los motores, de talforma que los cables de potencia almotor son mucho más cortos cortos.La energía que necesitan los arranca-dores de motor se transmite a travésdel llamado “bus de energía”.Este concepto de arrancador de motordescentralizado se utiliza en la fábricade motores de automóvil de la empre-sa Volkswagen en Sachsen. La cintatransportadora colgante de forma circu-lar, a través de la cual se transportandiariamente más de 2.000 motores,representa el núcleo central de toda lainstalación. Se encarga de unir la zonade montaje, el área de pruebas de losmotores, y el departamento de envíofinal.Todas las señales de periferia, comopor ejemplo las señales de entrada ysalida o los arrancadores de motor, sehan montado de forma totalmente des-centralizada. Sólo se han conservadoalgunos pocos elementos de controlcentralizados en pequeños armarios dedistribución, como por ejemplo algunoselementos de seguridad o de alimenta-ción. El desplazamiento de los motoresestá controlado a través de cada zona

Un negocio redondoCadena de montaje con AS-Interface en la fábrica de motores de VW en Sachsen

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de producción de la cinta transportado-ra. Su procesamiento y desplazamientose guía a través de lectores de códigode barras.Para garantizar que entre cada motorse tiene una distancia segura, se utili-zan finales de carrera, los cuales soncapaces de parar cada motor dentro dela cinta transportadora.Los arrancadores de motor compactosde AS-Interface se encargan de realizaresta parada. La posibilidad de poderconectar hasta 7 arrancadores con el“bus de energía”, reduce considera-

blemente la planificación, montaje ypuesta en servicio de la instalación.Además la configuración HW se pudorealizar en muy poco tiempo, debido ala estandarización de los módulos deE/S, de los arrancadores compactos yde los elementos de servicio SIGNUMa través de la red AS-Interface.

Cada día se trans-portan, se controlany se montan 2.000motores. El controlde las paradas ymarcha de losmotores se hacecon ayuda de losarrancadores compactos para AS-Interface.

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La empresa Bauder, cuya sede centralestá situada en Stuttgart Weilimsdorf,es un fabricante de sistemas de fabri-cación y tratamiento para placas demontaje. Desde noviembre de 1994 laempresa Bauder utiliza la red AS-Interface en todos sus procesos defabricación, debido a sus ventajas eco-nómicas respecto de las técnicas con-vencionales de cableado.

Las ventajas de la red AS-Interfaceestán especialmente aprovechadas enlos procesos de fabricación de laempresa Bauder. Utilizan de forma efi-ciente desde la transferencia de valo-res analógicos, hasta el control de cilin-dros neumáticos con la ayuda demódulos neumáticos para AS-Interface. Se gana fundamentalmenteun montón de espacio en el armario dedistribución, gracias al ahorro de cable-ado.Los esquemas de conexión ya sólo sonnecesarios en pequeña medida, ahorase hacen sencillas listas de cableadoque pueden ser configuradas de formarápida y sencilla. En el servicio normal,la red AS-Interface se ha mostradoespecialmente eficiente en la rápidabúsqueda de fallos y en el sencillointercambio de equipos en la red (téc-nica de perforación).Los tiempos de reparación se han dis-minuido drásticamente con la red AS-Interface. Ya no es necesario que elpersonal de mantenimiento poseaconocimientos técnicos especiales.

Perfectamente apiladasMódulos neumáticos en la instalación

de placas de Bauder

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En la empresa Bauder se utilizan masi-vamente desde hace tiempo los módu-los neumáticos de AS-Interface, para elcontrol de los tanques y depósitos dela instalación.Las experiencias positivas que se hantenido en esta parte de la instalación, lacual es muy exigente en sus necesida-des, han hecho que la empresa Baudertambién utilice esta tecnología para elcontrol de las máquinas de todo el pro-ceso. En este caso utilizan los nuevosmódulos neumáticos.Estos nuevos módulos neumáticoscompactos, los cuales poseen válvulasintegradas de 4/2 recorridos y un flujode 550 l/min, sustituyen a las válvulasconvencionales de hace 13 años. Elmontaje se realizó sin problemas y,gracias a los conectores rápidos de 8mm, la instalación se montó de formarápida, flexible y sin pérdidas.

Debido a que en los módulos neumáti-cos está todo “integrado”, ya no esnecesario pedir más accesorios. Parainstalar estos módulos neumáticos nose necesitó ningún conocimiento técni-co especial.Gracias a la utilización de AS-Interface,se han reducido a la mitad los costesen cables flexibles y conduccionesneumáticas, lo cual es un punto decisi-vo en el balance de costes durante lasreparaciones o ampliaciones.

La empresaBauder confíadesde hace muchotiempo en la redAS-Interface.Utilizan los módu-los neumáticoscompactos conválvulas 4/2.

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7.AS-Interface y las técnicas de seguridad

Con los componentes relevantes parala seguridad en una automatizaciónde procesos, como por ejemplo lassetas de emergencia, las columnasde seguridad, los contactos deseguridad para puertas o lasmallas de seguridad, no sepuede tener ningún riesgo. Laseguridad absoluta y total de

que cada función de seguridad tiene quetener la máxima prioridad. De estaforma se protege a las personas y la ins-talación de daños irreparables. Durantemucho tiempo, esta necesidad ha hechoque las señales de seguridad estuviesenprohibidas para su tratamiento por partede un PLC, con lo que las empresas sedecantaban por el cableado convencio-nal de las señales de seguridad.

Safety at workCon los componentes “Safety atWork” la red AS-Interface ya cumplecon los requerimientos que se le pide auna red de seguridad. Las E/S digitales,seguras y normales, puede convivir yser transportadas por la misma red AS-Interface.

¿Cómo funciona el sistema y cómose puede llegar a un sistema seguro?Junto con los componentes tradiciona-les de la red AS-Interface (maestro,esclavos, fuente de alimentación, etc.),ahora existen también los esclavosseguros y el llamado monitor de seguri-dad. Todos estos componentes sepueden utilizar en la misma red AS-Interface.El maestro trata a los esclavos deseguridad como a cualquier otro escla-vo normal, y los conecta a la red comoa un esclavo más.

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El protocolo de transmisión y el cableestándar de AS-Interface es tan robus-to, que también es adecuado para tras-mitir los telegramas de seguridad. Laseguridad en la instalación se consiguegracias a una transmisión adicional deseñales entre los esclavos seguros y elmonitor de seguridad. El monitor deseguridad “espera” de cada esclavo deseguridad un telegrama de 4 bits, elcual cambia constantemente según undeterminado algoritmo. Si se produceuna perturbación (rotura del cable, acti-vación de una seta de seguridad), estetelegrama no se envía al monitor deseguridad o envía constantemente gru-pos de 4 ceros.

PLC estándar

Monitor de seguridad

Esclavo deseguridad

Esclavo estándar

Esclavo Esclavo Esclavo

Maestro

Esclavo

Safety at Work: El monitor deseguridad y los esclavos deseguridad hacen que la red AS-Interface pueda trabajar con señales de seguridad.

En este momento el monitor de seguri-dad reconoce el fallo, y activa la salidaconectada al elemento de seguridad,en menos de 45 ms (tiempo de reac-ción total). La instalación se encuentraahora en estado seguro, y se envía unaviso al maestro para que reconozcaeste estado.El sistema funciona de forma tan segu-ra, que puede ser utilizado en aplicacio-nes que necesiten categoría 4 de segu-ridad, según la norma EN 954-1.Además está certificado por los orga-nismos TÜV y BIA.

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8.AS-Interfacey Siemens

Siemens posee todos los componentesnecesarios para la instalación, servicio ymantenimiento de una red AS-Interface.La oferta de Siemens es infinitamentevariada y cumple con las necesidadesmás exigentes de los clientes. Desderedes sencillas hasta las soluciones másespecíficas y complicadas, en las que lared AS-Interface funciona con otrasredes de campo u otros elementos decontrol, Siemens tiene todos los com-ponentes necesarios.También es posible la integración de lared en soluciones descentralizadas conaccionamientos, por ejemplo el controlde contactores o arrancadores demotor directamente en campo.Además ya están desarrollados loscomponentes necesarios para integrarelementos neumáticos en la red AS-Interface, con lo que se abren grandesposibilidades para la utilización deestos actuadores. Junto con los módu-los con grado de protección IP67 parasu montaje directo en campo, Siemenstambién ofrece módulos en IP20 parasu montaje en armarios de distribu-ción, e incluso módulos especiales quegarantizan un montaje más económicoy sin tantas necesidades de espacio.Por tanto, Siemens apoya desde hacetiempo la red AS-Interface, y colaboraen el desarrollo de nuevas ampliacionesen su funcionalidad. Además siemprese garantiza que los equipos de todoslos fabricantes sean compatibles entresí. Un ejemplo de esto es el desarrollodel nuevo chip para AS-Interface SAP4.1, el cual amplia la funcionalidad de lared enormemente. Por ejemplo, enlugar de 31 esclavos, se pueden contro-lar hasta 62, con lo que se aumentanlas posibilidades y se reducen los cos-tes considerablemente.

CertificacionesTodos los componentes de Siemenspara AS-Interface están aprobadossegún las diferentes normas naciona-les e internacionales (por ejemplo, ULy CSA, para USA y certificacionesmarinas).

Servicio y Apoyo técnicoSiemens siempre está por delante delas demás empresas en desarrollo tec-nológico, y ofrece la posibilidad de daruna solución global a cualquier usuario.Los usuarios disponen de todo elapoyo y el servicio técnico para la reali-zación de su solución de automatiza-ción, o para realizar cualquier tipo deconsulta sobre la red. Con el conoci-miento de los especialistas deSiemens, con la tecnología de AS-Interface, con la probada calidad denuestros productos, y con nuestroapoyo y servicio, el usuario de AS-Interface tiene la completa seguridadde poder resolver su sistema de auto-matización en el menor tiempo posibley con el mejor resultado. De estaforma aumenta su productividad.

Nos puede encontrar en Internet:www.siemens.es

Maestros para SIMATIC S7Existe una CP de AS-Interface para elPLC S7-200. Esta CP se ocupa deenviar todas las señales de la red a laCPU del S7-200. Además existe otraCP de comunicaciones para el S7-200que es esclava de PROFIBUS-DP ymaestro de AS-Interface a la vez.Para el S7-300 también existe una CPmaestra de AS-Interface. Sin embargono existe ninguna CP maestra de AS-Interface que se pueda conectar direc-tamente a un S7-400. Para estos equi-pos hay que utilizar las pasarelasDP/AS-Interface, y de esta formaconectar las señales de la red con laCPU.También existe un equipo integrado, elC7-621 AS-Interface. Es la soluciónperfecta para pequeñas aplicaciones,ya que lleva integrado en un solo equi-po la CPU, el OP y la CP maestra deAS-Interface.

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La oferta de componentes para la redAS-Interface por parte de Siemens estan amplia, que no sería posible incluir-la es esta breve descripción. Todos losproductos y sus datos técnicos se pue-den consultar de forma sencilla en elcatálogo ST PI 1999 “Componentes debus de campo” o en el catálogo NSK“Aparellaje de baja tensión”. Tambiénse puede consultar toda esta informa-ción en Internet (consultar la página34).A continuación, se van a presentar deforma resumida los grupos de produc-tos más importantes que poseeSiemens para la red AS-Interface.

Maestros de AS-InterfaceHay una gran cantidad de maestros deAS-Interface para una gran cantidad deaplicaciones. Las CPs maestras de AS-Interface se pueden conectar directa-mente a los PLCs de Siemens (SIMA-TIC S5, SIMATIC S7-200, SIMATIC S7-300), a PCs compatibles AT, o a redesDP como esclavos. Por ello se puedenrealizar todo tipo de soluciones deautomatización con los requerimientosmás exigentes, independiente del con-trol, utilizado.

Maestros para SIMATIC S5Siemens ofrece tarjetas de comunica-ción maestras de AS-Interface para lafamilia S5, incluidos los equipos deperiferia ET200U. Con estas CPs sepueden controlar hasta 31 esclavos enla red. También existe una CP para S5que puede controlar hasta 2 redes AS-Interface, es decir 62 esclavos. D

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Resumen de producto

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El sistema de periferia descentralizadade PROFIBUS-DP SIMATIC ET 200Xtambién se puede conectar a la red AS-Interface, por medio de una CP decomunicaciones especial para este sis-tema. Esta CP se conecta por mediode un conector especial de 2 hilos.

Advertencia: Para poder utilizar lanueva funcionalidad ampliada de la redAS-Interface, se necesita utilizar forzosa-mente un maestro de AS-Interface quesoporte esta nueva especificación 2.1.

Pasarela PROFIBUS DP/AS-InterfaceExisten pasarelas DP/AS-Interface congrado de protección IP20 ó IP65(DP/AS-Interface Link). Estas pasarelasson esclavos de la red PROFIBUS-DP ya la vez maestros de AS-Interface. Estoaumenta la flexibilidad y el campo deaplicación de la red AS-Interface. Porejemplo, servirían para conectar un S7-400 a AS-Interface a través de PROFI-BUS-DP.

Tarjeta de PCPor medio de la CP 2413 (formato ATcorto) se puede conectar un PC a la redAS-Interface. El cable perfilado de AS-Interface se conecta directamente a laCP. En cada PC se pueden conectarhasta 4 CPs. Los drivers están disponi-bles para MS-DOS, Windows 3.1,Windows 95/98 y Windows NT.

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Esclavos de AS-Interface para el arma-rio de distribución

Módulos Slim LineEn los armarios de distribución se pue-den montar configuraciones descentra-lizadas compactas, con la ayuda de losmódulos de forma constructiva delga-da (Slim Line) y grado de protecciónIP20. Los módulos se pueden montarsobre perfiles DIN estándar o se pue-den atornillar directamente a una placade montaje, lo mismo que con cual-quier otro elemento de aparellaje.

Módulos de derivación a consumidorCon las derivaciones a consumidor paraAS-Interface se puede tener totalmenteprecableado el circuito de mando de laderivación. Este módulo está pensadopara utilizar derivaciones a consumidorde la familia SIRIUS 3R, con los tama-ños constructivos S00 y S0.Existen 4 módulos de derivación a con-sumidor para AS-Interface diferentes. Sepueden utilizar para arranque directo,arranque inverso, como arrancadordirecto doble o como combinación dearranque para conmutación de polos.Con las entradas de AS-Interface se pue-den consultar los estados de servicio delos interruptores automáticos o de loscontactores de la derivación. Las salidasde AS-Interface se utilizan para el controldirecto de la bobina del contactor.

LOGO! para AS-InterfaceEl LOGO! se puede conectar a la redAS-Interface como esclavo. Se tratadel primer esclavo “inteligente” paraAS-Interface. El LOGO! es capaz derealizar pequeñas tareas de automati-zación de forma descentralizada ytransferir 4 bits de entrada y 4 bits desalida a la CP maestra de AS-Interface.El LOGO! ofrece una gran cantidad defunciones integradas estándar oampliadas: Por ejemplo, funciones OR,AND NOR, NAND, funciones de retar-

do a la conexión o a la desconexión,contadores, temporizadores, reloj entiempo real, y muchas más.Con este equipo es un juego de niñosrealizar pequeñas automatizacionesde forma descentralizada y sus posi-bles ampliaciones. En caso de que elmaestro de AS-Interface o la propiared falle, el LOGO! puede seguir fun-cionando sin problemas, ya queposee inteligencia propia y la alimen-tación es diferente a la de la red. Lautilización conjunta del maestro deAS-Interface y esclavos inteligentesLOGO! abre nuevas posibilidades ennuevas aplicaciones, pequeñas peromuy distribuidas a lo largo de toda lainstalación.

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Esclavos de AS-Interface para utili-zar en campo

Módulos compactosLos módulos compactos de AS-Interface pertenecen a una nuevageneración de módulos con grado deprotección IP67. Existen módulos digi-tales, analógicos, neumáticos y dearrancador de motor a 24 V DC. Poseenun tamaño constructivo K45 (45 mm

de ancho) o K60 (60 mm de ancho),con lo que se tienen varias posibilida-des a la hora del montaje.Tienen un conector de direccionamien-to integrado, el cual posibilita el direc-cionamiento del módulo cuando yaestá montado en campo. Sobre esteconector de direccionamiento sepuede colocar un tapón protector quegarantiza el grado de protección IP67.Poseen una gran cantidad de LEDspara poder efectuar un diagnósticoinmediato del estado del módulo.Una particularidad de esta familia es la

posibilidad de utilizar módulos analógi-cos en la red. Estos módulos analógi-cos ya vienen configurados para suconexión a los PLCs de la familiaSIMATIC S7, pero se puede cambiaresta configuración.Los módulos analógicos poseen 2 cana-les y se dividen en 5 tipos: Módulos deentrada para sensores por corriente,módulos de entrada para sensores portensión, módulos de entrada para medi-das de temperatura con termoresisten-cias, módulos de salida para actuadorespor corriente y módulos de salida paraactuadores por tensión.

Módulos para controles neumáticosAl igual que hoy en día se puede colo-car la derivación a consumidor junto almotor correspondiente en campo, tam-bién se pueden montar válvulas juntocon sus cilindros neumáticos directa-mente en campo. Para ello se utilizanlos módulos neumáticos para AS-Interface. Es decir, en un solo módulose tienen las salidas que activan las vál-vulas neumáticas integradas y variasentradas que sirven para conectar lossensores de posición del cilindro

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Arrancador compactoEl arrancador de motor compacto paraAS-Interface es un arrancador directo oinverso totalmente precableado en unsolo módulo, para controlar y protegermotores trifásicos de hasta 5,5 kW a400/500 V AC. Estos módulos poseenun grado de protección IP65.Normalmente los motores a los queestán conectados son motores trifási-cos normalizados para arranque directoo inverso.Hay 2 variantes: Una variante com-puesta de una combinación de equiposde aparellaje electromecánicos (paraun máximo de 5,5 kW) y otra variantecompuesta de un relé de sobrecargaelectrónico y un interruptor automático(para un máximo de 2,2 kW). El direc-cionamiento del módulo se puede rea-lizar cuando el módulo ya esté comple-tamente montado.

correspondiente. Siemens ofrece 2tipos de módulos neumáticos:Módulos de usuario neumáticos con 2válvulas integradas de 3/2 caminos, ymódulos neumáticos compactos con 2válvulas integradas de 4/2 caminos.Estos módulos neumáticos se puedenutilizar para cilindros de efecto simpleo de efecto doble.

Arrancadores de motorEl arrancador de motor para AS-Interface es un arrancador directo oinverso dentro de un solo módulo.Sirve para controlar y proteger moto-res de hasta 4 kW. Estos módulosposeen un grado de protección IP65,gracias a la carcasa de metal que pose-en. El aparellaje utilizado en su interiorpara controlar el motor son contacto-res e interruptores automáticos de lafamilia SIRIUS 3R.Cada módulo posee 2 ranuras para laconexión de cable plano de AS-Interface,una ranura para el cable de datos y otrapara la conexión del cable de alimenta-ción auxiliar (24 V DC ó 230 V AC). Estoscables se colocan en cada ranura sinnecesidad de herramientas y sin quehaya que cortarlos, ya que utilizan la téc-nica de perforación ya explicada.

Arrancador de motor DC 24VCon el arrancador de motor DC 24V paraAS-Interface se pueden conectar direc-tamente a la red motores de corrientecontinua de hasta 70 Vatios, es decir, lazona más baja de potencia para estosmotores. Tienen un tamaño constructi-vo K60 y los sensores que necesitanpara su funcionamiento se puedenconectar a la red de forma sencilla y rápi-da. Hay 3 variantes en total para estearrancador de motor.

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Botoneras y columnas de señaliza-ciónLas botoneras SIGNUM 3SB3 para AS-Interface poseen toda la funcionalidadde comunicación. A través de sumódulo de 4 E/S integrado se puedenconectar estas señales a la red, con unmínimo gasto en montaje y cableado.Los botones luminosos se alimentandirectamente del cable amarillo de red.También es posible conectar botone-ras individuales estándar a través deun módulo espacial para AS-Interface,con alimentación auxiliar externa paralas salidas (De esta forma se podríanconectar con un mismo módulo hasta28 pulsadores, de los cuales 7 podríanser luminosos).La familia SIGNUM 3SB4 es un siste-ma interfase Hombre-Maquina com-pleto con capacidad de conexión a lared AS-Interface.

Arrancadores electrónicos de motorLos arrancadores electrónicos demotor SIKOSTAR se utilizan para elarranque y freno suave de motores tri-fásicos asíncronos, con el consiguien-te ahorro de energía. Se pueden utili-zar en aplicaciones como máquinaherramienta, cintas transportadoras,ventiladores, compresores o bombas.A cada arrancador se le puede añadirun módulo de control para AS-Interface. Con esto se consigue quelas señales de arranque y motor, asícomo las señales acuse de tales accio-nes, se puedan transmitir a través dela red.

Detectores de proximidad para AS-InterfaceLos detectores de proximidad BEROse pueden conectar directamente a lared AS-Interface o través de móduloscompactos o de usuario. Para la cone-xión directa a la red, se utilizan detec-tores BERO inductivos, ópticos o deultrasonidos adecuados para ello.Estos detectores poseen el chip deAS-Interface ya integrado, y ademásindican información adicional (porejemplo, mediciones de llenado, fallode bobina, etc.). Estos detectores inte-ligentes se pueden programar directa-mente a través del cable de red.

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directamente sobre el aparato dedireccionamiento y otros se hace a tra-vés del cable amarillo. Por tanto, exis-ten varias formas de direccionar losequipos de la red.

Fuentes de alimentación,Repetidores, ExtensoresPara la red AS-Interface se pueden utili-zar varias fuentes de alimentación congrado de protección IP20 e IP67. Estasfuentes se encargan de alimentar lared y de posibilitar el tráfico de datosen ella. Por supuesto, también existenrepetidores y extensores para ampliarla longitud de la red a más de 100metros. D

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Componentesadicionales

Aparato de direccionamientoPara asignar las direcciones a losesclavos de nueva generación, hayque conectar el aparato de direcciona-miento con el módulo a través de uncable especial de direccionamiento.Algunos otros módulos se direccionan

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CablesEl cable característico para la red AS-Interface está disponible en varias ver-siones para su utilización en las másdiversas aplicaciones. Existen versionesdel cable con recubrimiento de goma,TPE o PUR, para diferentes aplicacionesy diferentes condiciones de funciona-miento. Incluso existe una versión espe-cial aprobada por el organismo TÜV,adecuada para montajes marinos.Además del cable amarillo de red parala transmisión de datos y alimentaciónde los sensores conectados a la red,también existen el cable negro para ali-mentación de salidas a 24 V DC y elcable rojo para la alimentación de sali-das a 230 V AC. Estos sólo se diferen-cian del amarillo en el color.

ContactosSi usted tiene todavía más preguntassobre la red AS-Interface, Siemens poseeexpertos y ayuda técnica que le serviránde ayuda. Se nos puede localizar en:

Teléfono: 91.514 7120 / 7113 / 4718 / 7090 / 7054

Fax: 91.514 7019 / 7020 / 7029

E-Mail: Ps.simatic.comunicaciones@ssa.siemens.esPs.profibus@ssa.siemens.esPs.ethernet@ssa.siemens.esIavargas@ssa.siemens.esJlheras@ssa.siemens.esIpperez@ssa.siemens.es

Internet:www.siemens.es

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Todo sobre AS-Interface

Editado porSiemens AktiengesellschaftGrupo Automatización y Accionamientos (A&D),Erlangen

Responsables del contenido técnicaB. Salzer, U. Schirmer-Kaegebein

Publicado porPublicis MCD Werbeagentur GmbH, Verlag, ErlangenRedacción: Dr. B. Bellinghausen, C. Manegold

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