La instalación de una arquitectura basada en bus AS-i requiere los siguientes elementos:

· un maestro que gestione el bus (módulo para autómata o pasarela),
· un cable que puede ser instalado como bus en línea, en forma de árbol, estrella o en anillo,
· interfaces de bus para conectar los sensores/accionadores (algunos con circuito integrado AS-i y otros sin él),
· tes de conexión o de derivación,
· y una alimentación de 24 V específica para AS-i.

La elección de la arquitectura se realiza teniendo en cuenta 5 criterios fundamentales que se detallan en los capítulos siguientes:

· topología de la máquina,
· tipos de sensores/accionadores,
· tipo de máquina,
· tiempo de respuesta necesario,
· servicios de utilización y mantenimiento.

Topología de la máquina

En el caso de una máquina compacta (conjunto de sensores/accionadores situados en un perímetro definido) es aconsejable una topología del bus AS-i en estrella o en árbol dentro de las 4 posibles.

Las diferentes ramas (segmentos del bus AS-i) se conectan a las bornas AS-i + y AS-i - del maestro.

Máquina compacta:



En el caso de una máquina extensa, se utiliza el principio de la pasarela AS-i para deslocalizar un segmento AS-i. Esta puede ser una pasarela FIPIO/AS-i (descentralización de entradas/salidas) o una pasarela MODBUS/AS-i.

Máquina extensa:

Tipo de sensor/accionador utilizado

El tipo de módulo de interface del bus AS-i depende de los sensores/accionadores utilizados (ver cap. sobre principales características y prestaciones, elementos básicos: selección de productos de catálogo, elementos básicos: componentes del bus, el hardware: cables y accesorios de cableado):

· en el caso de sensores/accionadores convencionales se utilizan:

   -repartidores activos (4 puntos de conexión),
   -un interface de bus de tipo Telefast SB2 que permite conectar hasta 4 entradas y 4 salidas,
· en el caso de sensores/accionadores AS-i, se utilizan repartidores pasivos de 4 vías o tes de conexión. Los componentes AS-i se utilizan principalmente cuando se pretende explotar las funciones propias de este tipo de sensor o accionador (por ejemplo, en el caso de sensores o accionado res inteligentes, posiciones de reposo, tiempos de filtrado, etc.).

5.1.3 Tipo de máquina

La complejidad de la máquina que se va a equipar determina la arquitectura de la instalación en función de:

· el número de sensores,
· el número de accionadores,
· la implantación de los sensores/accionadores,
· el tipo de accionadores (grandes consumos de corriente o no),
· las distancias.

Influencia del número y tipo de sensores/accionadores:

El número de esclavos en un bus AS-i está limitado a 31.

Si los sensores/accionadores están "Asificados" (disponen del componente ASIC integrado), se pueden conectar 31 como máximo, cada uno de ellos asignado a una dirección AS-i.

Si los sensores/accionadores son convencionales, será preciso recurrir a repartidores activos (IP67) o a interfaces bus/entradas-salidas TON (Telefast SB2 IP20). Ambos productos, repartidores activos y Telefast, están "Asificados", por lo que como máximo se podrán conectar 31 elementos en cada bus AS-i. Esto ofrece varias posibilidades en el número de señales que se podrán gestionar desde cada bus AS-i:

· 31 repartidores activos IP20:
   - de 2E/2S: 62 señales de entrada y 62 señales de salida (124 E/S)
   - de 4E: 124 señales de entrada
  - de 4S: 124 señales de salida
· 31 interfaces bus/entradas-salidas TON (Telefast SB2 IP20):
   - de 4E/48: 124 señales de entrada y 124 señales de salida (248 E/S)
   - de 4E: 124 señales de entrada
   - de 4S: 124 señales de salida

(o combinaciones de ellos usando 31 como máximo por cada bus AS-i).

En una misma red se pueden instalar sensores/accionadores conectados o no conectados con un bus AS-i.

El número y tipo de elementos físicos que se precisa conectar implica, en determinadas máquinas, la utilización de varios segmentos AS-i (y por tanto de varios maestros AS-i).

Consumo de sensores/accionadores:

El bus AS-i transmite al mismo tiempo las señales relativas a la comunicación y la alimentación precisa para el funcionamiento de los esclavos, los sensores e incluso los accionadores presentes en el bus.

La alimentación del bus debe suministrar por un lado una tensión de 30 V entre los dos hilos del bus A8-i y al mismo tiempo, impedir que la caída de tensión máxima admisible en cualquier punto del bus supere los 3 V.

Por tanto, en la fase de diseño de la arquitectura con bus AS-i es necesario realizar un balance de consumo de todos los componentes conectados, con el fin de no sobrepasar los límites del bus.

Cuando los accionadores requieran la utilización de una alimentación auxiliar, se debe tener en cuenta:

· su localización respecto de la caída de tensión en la línea (consumo eléctrico) y la instalación (en cofre, en armario},
· el cable de la alimentación.

Nota: El tratamiento de las señales de seguridad y del paro de emergencia pueden condicionar el modo de alimentación de los accionadores. Consulte el apartado 5.4.

Distancias:

Si se amplía la instalación que se desea controlar, es necesario utilizar, bien un repetidor en el bus, bien una o varias pasarelas que permitan ampliar la red:

· el repetidor permite alargar el bus AS-i ya existente 100 metros más,
· la pasarela permite gestionar nuevos buses AS-i para una parte de la instalación.

Para esta solución, la instalación está dividida en varios segmentos AS-i (16 como máximo si se utiliza la pasarela FIPIO).

Conviene destacar que en una red FIPIO, la longitud de red puede ser de 1 kilómetro para un flujo de 1 megabit (cableado en hilo de cobre).
En el caso de una conexión en protocolo MODBUS y un flujo de 9.600 baudios, la longitud de red puede ser de 1.200 metros con RS485 y de 15 metros en RS232.

5.1.4 Tiempo de respuesta necesario

El tiempo de respuesta que precisa el sistema también determina su arquitectura. Se define el tiempo de respuesta como el tiempo transcurrido entre el cambio de estado de un sensor y la acción sobre un accionador. Este tiempo de respuesta depende del tipo de maestro utilizado en la red y del tipo de red mismo:

· un maestro tipo módulo AS-i para autómata,
· un maestro tipo módulo pasarela conectado a la red FIPIO o MODBUS.

Es importante tener presente que el tiempo de transmisión depende del número de abonados al bus.

Ejemplo:

1) Si se utiliza un módulo para autómata, el tiempo de respuesta típico es de 25 m, incluido 2 veces el tiempo de ciclo del bus AS-i (2 x 5 ms), el tiempo de ejecución del programa de autómata (10 ms por ejemplo) y 2 tiempos de ciclo del módulo (5 ms).

2) Si se utiliza una pasarela que garantice la conexión entre el bus AS-i y la red conectada aun autómata (por ejemplo FIPIO), el tiempo de respuesta incluye también el tiempo de procesamiento de la pasarela para realizar la conversión y el tiempo de espera en la red entre el autómata y la pasarela.

Este tiempo de reacción típico es del orden de 130/140 ms para 30 equipos agentes en la red FIPIO (con un máximo de 64 agentes en la red FIPIO).

Si se utilizan varias redes AS-i se pueden diseñar distintas arquitecturas:

Su elección depende del tiempo de respuesta necesario y del modo en el que se desee programar el proceso: con tratamiento centralizado, repartido o distribuido.

Nota: En definitiva, para calcular el tiempo de respuesta hay que tener en cuenta 3 factores:

· 2 veces el tiempo de ciclo de bus AS-i, (uno para recoger la señal del sensor y otro para enviar la orden al accionador después de procesar la información).
· 2 veces el tiempo de proceso del elemento que controla el bus AS-i y a la vez transmite la información al autómata (puede ser el módulo para TSX Micro o las pasarelas AS-i/FIPIO y AS-i/MODBUS).
· El tiempo de ejecución del programa de autómata.

Como ejemplo, se muestran los siguientes tipos de arquitecturas multisegmentos AS-i:

En el caso de una arquitectura descentralizada o distribuida, el tiempo de respuesta típico es de 20 ms.

Conclusión: en la elección de la arquitectura y de la red utilizada se debe tener en cuenta:

· la capacidad de conexión del conjunto de entradas/salidas,
· el tiempo de respuesta necesario,
· la topología de la propia máquina,
· las características de la red FIPIO o MODBUS (flujo, longitud, número de equipos) y las características del bus AS-i.