Funciones

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