Tratamiento distribuido
Ciertos aparatos se pueden completar con un tratamiento lógico
situado entre el componente AS-i y la parte sensor/accionador. Este nivel
permite utilizar localmente funciones particulares del aparato de forma
descentralizada.
Las funciones locales se dirigen desde la unidad
de control (módulo AS-i del TSX Micro, por ejemplo) utilizando
distintos parámetros del esclavo AS-i.
Gracias a este
principio se optimiza el tiempo de respuesta del producto con respecto a
las funciones durante el tratamiento del maestro AS-i y se mejora la
fiabilidad y flexibilidad de la instalación.
Por ejemplo:
·
los detectores fotoeléctricos de tipo XUJ pueden gestionar la señal
de presencia de objeto en modo directo o inverso simplemente configurando
el parámetro P1,
· los detectores de proximidad inductivos
de tipo XS de una instalación se pueden localizar de forma dinámica
gracias al parpadeo del LED amarillo (configuración del parámetro
P3).
Distintos tipos de servicio
a) Modos de funcionamiento del maestro
El bus
AS-i ofrece dos modos de funcionamiento distintos:
· "Modo
configuración": en este modo, todos los esclavos
conectados al bus están activados.
El maestro no tiene en
cuenta ninguna configuración de referencia y dialoga directamente
con la configuración detectada.
En este modo no se puede
realizar ningún direccionamiento automático.
·
"Modo protegido": este es el modo por defecto y el más
utilizado. En este caso, el maestro sólo dialoga con los esclavos
proyectados en la configuración y detectados en la red.
Este es el único modo en el que se puede realizar direccionamientos
automáticos.
b) Estados del esclavo
Durante
la fase de detección de los esclavos conectados, el maestro
establece la tabla de esclavos DETECTADOS.
Según el tipo
de funcionamiento de la red, existen dos posibilidades:
· en
el "Modo configuración" todos los esclavos detectados están
ACTIVADOS,
· en el "Modo protegido" únicamente
están ACTIVADOS los esclavos detectados, proyectados y cuya
configuración es equivalente a la proyectada.
Durante la
fase cíclica de intercambio de datos, el maestro sólo
interroga a los esclavos activos.
c) Direccionamiento automático
El
direccionamiento automático consiste en asignar una dirección
a los aparatos nuevos del bus que sustituyen a los aparatos defectuosos,
de forma transparente para el usuario, siempre que tengan el mismo perfil.
El
maestro gestiona el nuevo direccionamiento sin necesidad de que intervenga
el usuario (no se necesita un terminal de direccionamiento).
El
direccionamiento automático sólo es efectivo si la red se
encuentra en modo protegido. Para realizar esta función se necesita
ademas un maestro con un perfil M2 como mínimo y que disponga de
información sobre la configuración de la red (tipo, dirección
y perfil de los esclavos).
Cuando falla un esclavo, se sustituye
por un producto nuevo con el mismo perfil y de dirección nula (todo
producto AS-i debe ser suministrado por el fabricante con dirección
nula).
El maestro lo detecta automáticamente y le atribuye
la dirección y los parámetros del aparato defectuoso
utilizando las tablas adecuadas (ver apartado "principios
del bus: protocolo AS-i").
Este
proceso sólo es válido si el aparato defectuoso y aquél
por el que se sustituye tienen el mismo perfil.
La asignación
de una dirección se realiza en varios ciclos. En los capítulos
anteriores se ha visto que el maestro solo puede transmitir una orden
especifica (fase de dirección y fase de inclusión en cada
ciclo y que entre la detección de un cambio de producto y su "entrada"
real en la fase de intercambio de datos, pueden transcurrir varias decenas
de ciclos AS-i.
El principio del direccionamiento automático
sólo funciona si los esclavos se retiran y son remplazados de uno
en uno.
d) Control y diagnóstico del maestro
El
maestro AS-i puede transmitir a la unidad de tratamiento (por ejemplo,
API) el estado de la configuración existente. De este modo se sabe
cuáles son:
· los esclavos activos del bus,
·
los esclavos detectados pero no activados,
· los esclavos
proyectados pero no detectados.
Toda esta información
figura en las tablas del maestro, que se pueden utilizar:
·
en las aplicaciones de nivel superior,
· bajo forma de
visualización,
· para el diagnóstico,
·
para el mantenimiento preventivo, etc.
También es posible
transmitir información sobre el estado del maestro (modo de
funcionamiento, fase de trabajo en la que se encuentra) (inicialización,
intercambio de datos, etc.).
Seguridad de funcionamiento
La seguridad es un tema con entidad propia dentro del
concepto AS-i; se han realizado gran número de pruebas que
confirman la teoría según la cual el funcionamiento de AS-i
es excepcionalmente fiable, aunque el telegrama aislado reconstruido sólo
se someta a un control de paridad.
Esta propiedad es el resultado
de mecanismos de detección de fallos que empiezan a actuar antes de
que se reconstruya el telegrama y mejoran la fiabilidad de AS-i varios
grados, sin necesidad de añadir y utilizar un código de
control complejo.
a) Certificado de los productos AS-i
El certificado AS-i de los aparatos garantiza el respeto a las normas y la
posibilidad de intercambiarlos con otros productos con el mismo perfil.
b)
Protección de los productos
Aunque ya se han descrito
las precauciones adoptadas para proteger los elementos contra los
cortocircuitos y las sobretensiones, conviene recordar que en determinados
casos:
· si se produce un cortocircuito o una sobretensión
en un esclavo, éste se detiene (volviendo a la posición de
reposo, según el tipo de producto) y no interfiere en la comunicación
entre el maestro y los demás esclavos,
· un cortocircuito
o una sobretensión en las conexiones externas del esclavo no altera
la comunicación entre el maestro y los demás esclavos, ni
tampoco aumenta el consumo de corriente,
· los esclavos toleran
las caídas de tensión muy breves (inferiores al mínimo
de tensión autorizado) durante 1 ms sin alteración de sus
funciones,
· las inversiones de polaridad en un esclavo no
resultan perjudiciales para éste,
· cuando la tensión
de alimentación es inferior a 26,5 V, todas las funciones lógicas
del esclavo siguen siendo funcionales. Unicamente el emisor del esclavo
detiene la transmisión i cuando la tensión sea de
aproximadamente 14 V; el "reset" tiene lugar cuando se superan
los 14 V,
· la alimentación está protegida contra
los cortocircuitos, las caídas de tensión y las
sobretensiones.
c) Transmisión y codificación
de la señal
Las tramas, tal y como se describe en el
apartado sobre tramas, incluyen escasa información de servicio, en
especial la referida al control de fallos (un solo bit de paridad). Pero
gracias a otros mecanismos, como la codificación Manchester o la
emisión de señales con la forma *?sin2, la transmisión
resulta muy eficaz.
Tiene un rendimiento muy elevado: 167 Kbits/s
sin tener en cuenta los intervalos bit durante las transacciones, el
rendimiento real (incluyendo las pausas del maestro y de los esclavos) es
de 53,3 Kbits/s.
La serie de bits que se va a transmitir se
codifica primero en SRC (Sin Retorno a Cero) y a continuación se
convierte al código Manchester (ver apartado "principios
del bus: protocolo AS-i" ); esta técnica
genera pocos parásitos pero requiere un circuito desacoplador en
relación con la fuente de alimentación continua (ver capítulo
sobre la alimentación). Todas estas operaciones son transparentes
para el usuario.
La transmisión se realiza gracias a la
corriente portadora con la técnica de modulación por
impulsos alternativos (APM). Este procedimiento utiliza un ancho de banda
de transmisión pequeño y una señal en sin2 con un armónico
de baja frecuencia que reduce al mínimo los problemas de radiación
del cable.
Durante la transmisión, a cada impulso negativo
sigue un impulso positivo (redundancia implícita), lo que permite
controlar la trama de forma permanente y completa. Además, la
simetría del cable contribuye a una mayor integridad de los datos.
El
receptor comprueba la amplitud de la señal y los impulsos parásitos
de todos los telegramas entre el maestro y los esclavos.
Todas
estas técnicas de tratamiento de la señal y los procesos de
control de fallos garantizan una detección al 99,999%;
concretamente, los telegramas que contienen uno, dos o incluso tres
errores de impulso se detectan siempre. Los telegramas con cuatro o cinco
errores se detectan con un porcentaje de éxito del 99,999%.
Los
procesos de comprobación resultan pues muy eficaces.
d)
Comportamiento en caso de mensaje erróneo
Estos son
los errores detectables:
· error en bit de inicio,
·
error de alternancia,
· error de información,
·
error de pausa,
· error de paridad,
· error en bit de
final,
· error en la extensión del mensaje.
Cuando
aparece uno de estos errores, el mensaje es erróneo, y el maestro
puede volver a transmitir su petición hasta tres veces más.
Si no obtiene respuesta, la operación se considera fallida.
Esta
nueva emisión influye muy poco sobre la duración del ciclo
(aproximadamente 0, 15 ms más).
La siguiente tabla
presenta de forma global la probabilidad de errores a partir de la cual no
se garantiza la duración de ciclo de 5 ms (probabilidad de
5.10*?-4).
Si
se producen más de 5.000 errores bit/seg, ya no se garantiza la
transmisión del bus.
e) Funciones de control de error
La
seguridad AS-i también está vinculada a las funciones de
control de error de los componentes. Efectivamente, estas funciones
permiten notificar:
· las averías de los componentes
AS-i,
· las averías temporales, como la acumulación
de suciedad en los sensores,
· las averías repentinas,
como un cable AS-i cortado o un esclavo fuera de servicio,
· las
averías de alimentación.
El controlador siempre
tiene acceso a esta información (PC o API), lo que garantiza una
mayor seguridad a través del diagnóstico/control.
f)
Protección contra los errores de servicio
El principio
de comparación entre una configuración proyectada y la
configuración detectada durante la fase de inicialización y
durante la fase cíclica de intercambio de datos permite a, AS-i
reconocer cualquier cambio de configuración, y por lo tanto
detectar fallos o instalaciones incorrectas de los sensores/accionadores
del bus.
Por último, hay que recordar que el
direccionamiento automático también supone una mayor
seguridad para el usuario, ya que evita el riesgo de direccionamiento erróneo
utilizando herramientas específicas y asegura la continuidad de
servicio de la máquina.
Fuente de información: TELEMECANIQUE