AS-I总线通信原理.doc

AS-I总线教程ASI通信原理1 AS-I通信过程当AS-I主站上电时，在设定阶段它将轮询访问各个已连接的从站（1-31）。如果从站有所响应，主站将对从站建立地址和行规的列表。行规（Profile）是对设备的一种描述和规定。AS-I的行规不仅对I/O做了规定，也对数据位和参数位的用途和功能也做了规定。行规使得有关设备具有了互操作性，即不同厂商的统一规格产品可互相替代。行规是由AS-I国际组织制定的，分为主站行规和从站行规两种。不同的行规编号有不同的定义，通过行规可以看出主、从站设备的特性。比如只能型电感传感器的行规是1.1。当访问过所有从站后，AS-I主站对从站建立了完整的地址列表。开始正常工作后，主站会定期按照列表访问各从站，当发现从站实际地址和行规与列表中的信息不同时，会向PLC发送地址错误或参与者不可用的故障信息。该通信按照一定周期进行，每次访问的时间最多5ms。所有存在的从站都将在这个时间内被访问一次，访问的内容包括从站地址信息、参数信息和诊断信息。AS-I主站采用轮询方式访问，即按照顺序一个一个的对从站进行访问。这个顺序就是在上电时，主站第一次访问时建立的地址列表。如果在访问时，从站在规定时间内没有对主站的请求作出响应，主站会立即重复访问一次。还没有响应的话，主站将访问下一地址。在后面的两个周期内，主站会继续尝试访问先前丢失的地址，如果依然没有回应，故障错误位会被置位，并将该信息发送给PLC。再者，在每个周期内主站都将访问从站的参数信息。同样，每一次还要访问诊断信息。当AS-I主站发现系统中出现了一个在列表中未曾出现的地址后，在随后的30 个周期（最多150ms）也同样读出了这个地址，便会将该地址写入列表并报告给PLC。2 AS-I的拓扑结构AS-I网络的拓扑结构包括总线型、星型和树型结构，可以完全适应各种工业场合。每个网段的最大长度不能超过100m，最大从站数量为31，如果按照AS-IV2.1版本，最大数量为62。如果网络段很长，就要使用中继器延长。但即使使用中继器，最大从站数量也不可能增加。总线型拓扑星型拓扑树型拓扑3 AS-I通信原理AS-I的数据通信是通过非屏蔽双芯电缆完成的，它与30VDC连接。信号以电压信号方式传送。为了满足传送的安全性，信号频率不能太高，以防止信号扩散，而且非屏蔽双芯电缆只适用于低频范围。除此之外，AS-I通信还采用了与PROFIBUS不同的调制技术，即APM。在数据收发过程中，发送装置所传输的数据按顺序被转换成Manchester码，然后经过正弦（sin）二次方信号脉冲调制，被平滑调制成电流信号，解耦装置最终会把电流信号转化为电压信号供接收装置接收。APM是在Manchester码的电平发生跳变时才产生脉冲，即在上跳变时产生一个正向正弦二次方脉冲，在下跳变时产生一个负向正弦二次方脉冲，解耦装置在最后把电流信号转换成所有装置都能接收的电压信号。当电流通过解耦装置内的电感元件时会产生电压突变，增加的电流产生负向电压信号，减少的电流产生正向电压信号。接收装置再按照相反的过程进行解码，将电压信号转换成原始数据。4 AS-I报文AS-I网络中的主站通过轮询方式访问从站，每一次访问都是主站发送请求报文，从站检测到后，在一定时间内必须对此作出响应，发送一个响应报文。主站收到响应报文后，再访问下一站点。ST=起始位，总为SB=控制位。为时，表示报文为数据、参数或地址报文。为时，为控制命令报文。A4A0=从站地址 (5 bit)I4I0=主站发送给从站的信息(5 bit)I3I0=从站发送给主站得信息(4 bit)PB=奇偶校验位EB=结束位，总为由于只能是主站发起通信请求，数据报很短，协议要求也不像高级总线那样复杂。再加上从站数量的限制，以致于输入输出数据吞吐量小，传送速度非常快。这也是AS-I受电磁干扰的影响很小的原因。除了价格便宜外，AS-I设备还非常的皮实，以适应在各种环境（包括恶劣环境）下安全可靠地使用。AS-I中的主站和从站的数据交换按下列方式进行：主站请求起始位ST表示主站请求的开始（ST=0）。控制位SB为时，表示报文为数据、参数或地址报文；为时，为控制命令报文。A4A0，个位表示被呼叫的从站地址。I4I0，个位表示主站发送给从站的信息。奇偶校验位PB表示主站请求信息中“”的数量，如果报文没有错误，从站会识别出这个位。结束位EB表示主站请求完毕（EB=1）。主站空闲的时间在310个码元时间内，以保证传输的安全性。从站响应起始位ST表示从站响应的开始（ST=0）。I3I0，4个位表示从站对主站的响应信息。奇偶校验位PB表示从站响应信息中“1”的数量，如果报文没有错误，主站会识别出这个位。结束位EB表示从站响应完毕（EB=1）。从站空闲时间在310个码元时间内，以保证传输的安全性。通过上述的传输规则，可以获得非常高的传输安全性。任何情况下，都可以检测出1个，2个或3个错误。甚至对4-5个错误的检测