ГОСТ IEC 62026-2-2022. Межгосударственный стандарт. Аппаратура распределения и управления низковольтная. Интерфейсы между контроллерами и устройствами. Часть 2. Интерфейс исполнительных устройств и датчиков

(введен в действие Приказом Росстандарта от 29.07.2024 № 972-ст)

Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 июля 2024 г. № 972-ст

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ НИЗКОВОЛЬТНАЯ

ИНТЕРФЕЙСЫ МЕЖДУ КОНТРОЛЛЕРАМИ И УСТРОЙСТВАМИ

ЧАСТЬ 2

ИНТЕРФЕЙС ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И ДАТЧИКОВ

Low-voltage switchgear and controlgear. Controller-device interfaces. Part 2. Actuator sensor interface

(IEC 62026-2:2008+Amd1:2019 CSV, IDT)

ГОСТ IEC 62026-2-2022

МКС 29.130.20

Дата введения 1 июля 2025 года с правом досрочного применения

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Научно-производственным республиканским унитарным предприятием «Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации» (БелГИСС) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Государственным комитетом по стандартизации Республики Беларусь

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 16 мая 2022 г. № 151-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 июля 2024 г. № 972-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 62026-2-2022 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2025 г. с правом досрочного применения

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 62026-2:2008+AMD1:2019 CSV «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Интерфейсы между контроллерами и приборами (CDIs). Часть 2. Интерфейс исполнительных устройств и датчиков (AS-i)» («Low-voltage switchgear and controlgear — Controller-device interfaces (CDIs) — Part 2: Actuator sensor interface (AS-i)», IDT).

Международный стандарт разработан подкомитетом 17B «Низковольтная аппаратура распределения и управления» Технического комитета 17 «Аппаратура распределения и управления» Международной электротехнической комиссии (IEC).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменений или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

Введение

Настоящий межгосударственный стандарт представляет собой прямое применение международного стандарта IEC 62026-2:2008 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Интерфейсы между контроллерами и устройствами (CDI). Часть 2. Приводной сенсорный интерфейс (AS-i)», который в свою очередь входит в серию стандартов IEC 62026 для интерфейсов между контроллерами и управляемым ими низковольтным оборудованием или устройствами (Controller-device interfaces — CDIs).

IEC 62026-2:2008 дополняет специальными требованиями для конкретных CDI общие и основополагающие положения, содержащиеся в части 1 данной серии документов Международной организации по стандартизации IEC 62026-1:2007 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Интерфейсы между контроллерами и устройствами (CDI). Часть 1. Общие правила».

IEC 62026-2:2008 определят методы связи между отдельным устройством управления и переключающими элементами и устанавливает систему взаимодействия компонентов с указанными интерфейсами связи. Полная система называется «Интерфейс датчика привода (AS-i)». Данный стандарт описывает метод подключения переключающих элементов, таких как низковольтные распределительные устройства и устройства управления, стандартизованный в соответствии с IEC 60947, и управляющих устройств. Также метод может применяться для подключения других устройств и элементов, применяемых в комплексах оборудования и технических средств, объединенных и взаимодействующих в рамках систем управления и автоматизации производства и технологических процессов.

Настоящий стандарт взаимосвязан с Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования».

Соответствие взаимосвязанному межгосударственному стандарту обеспечивает выполнение основополагающих технических требований, установленных в Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования».

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет метод связи между отдельным устройством управления и переключающими элементами и устанавливает систему взаимодействия компонентов с указанными интерфейсами связи. Полная система носит название «Интерфейс датчика привода» (Actuator Sensor interface, далее — AS-i).

Стандарт описывает метод подключения переключающих элементов, таких как низковольтные распределительные устройства и устройства управления, стандартизованных в соответствии с IEC 60947, и управляющих устройств. Данный метод может также применяться для подключения других устройств и элементов.

Если в настоящем стандарте описаны входы и выходы (I/O), то это рассматривается применительно к ведущему устройству, тогда как для подчиненных устройств они имеют противоположное значение.

Целью настоящего стандарта является определение следующих требований к устройствам цепи управления и коммутационным элементам:

• требования к системе передачи и интерфейсам между ведомым, ведущим и электромеханическими структурами;
• требования к полной функциональной совместимости различных устройств в любой сети при соблюдении этого стандарта;
• требования к взаимозаменяемости устройств в сети при выполнении профилей настоящего стандарта;
• нормальные условия эксплуатации ведомых, электромеханических устройств и ведущего устройства;
• конструктивные и эксплуатационные требования;
• испытания для проверки соответствия требованиям.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения)]:

IEC 60068-2-6, Environmental testing — Part 2-6: Tests — Test Fc: Vibration (sinusoidal) [Экологические испытания. Часть 2-6. Испытания. Тест Fc: Вибрация (синусоидальная)]

IEC 60068-2-27, Environmental testing — Part 2-27: Tests — Test Ea and guidance: Shock (Экологические испытания — Часть 2-27: Испытания — Испытание Ea и руководство: Ударная нагрузка)

IEC 60204-1:2016, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements (Безопасность машин. Электрооборудование машин. Часть 1. Общие требования)

IEC 60227-2:1997 <1>, Polyvinyl chloride insulated cables of rated voltages up to and including 450/750 V — Part 2: Test methods (Кабели с поливинилхлоридной изоляцией на номинальное напряжение до 450/750 В включительно. Часть 2. Методы испытаний)

<1> Заменен на IEC 63294:2021. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

Amendment 1 (2003) (Поправка 1 (2003))

IEC 60228:2004 <2>, Conductors of insulated cables (Проводники изолированных кабелей)

<2> Заменен на IEC 60228:2023. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

IEC 60304:1982, Standard colours for insulation for low-frequency cables and wires (Стандартные цвета изоляции низкочастотных кабелей и проводов)

IEC 60352-6:1997 <3>, Solderless connections — Part 6: Insulation piercing connections — General requirements, test methods and practical guidance (Беспаечные соединения. Часть 6. Соединения с прокалыванием изоляции. Общие положения, требования, методы испытаний и практическое руководство)

<3> Заменен на IEC 60352-6:2022. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

IEC 60364-4-41, Low-voltage electrical installations — Part 4-41: Protection for safety — Protection against electric shock (Электроустановки низкого напряжения. Часть 4-41. Защита в целях безопасности. Защита от поражения электрическим током)

IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP code) [Степени защиты, обеспечиваемые корпусами (код IP)]

IEC 60947-1:2007 <4>, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 1: General rules (Низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Часть 1. Общие правила)

<4> Заменен на IEC 60947-1:2020. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

Amendment 1 (2010) (Изменение 1 (2010))

IEC 60947-4-1:2018 <5>, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 4-1: Contactors and motor-starters — Electromechanical contactors and motor-starters (Низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Часть 4-1. Контакторы и пускатели двигателей — электромеханические контакторы и пускатели двигателей)

<5> Заменен на IEC 60947-4-1:2023. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

IEC 60947-4-2:2011 <6>, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 4-2: Contactors and motor-starters — AC semiconductor motor controllers and starters (Низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Часть 4-2. Контакторы и пускатели двигателей — полупроводниковые контроллеры и пускатели двигателей переменного тока)

<6> Заменен на IEC 60947-4-2:2020. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

IEC 60947-5-2:2007 <7>, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 5-2: Control circuit devices and switching elements — Proximity switches (Низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Часть 5-2. Устройства цепи управления и переключающие элементы. Бесконтактные переключатели)

<7> Заменен на IEC 60947-5-2:2019. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

Amendment 1 (2012) (Изменение 1 (2012))

IEC 61000-4-2:2008, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-2: Testing and measurement techniques — Electrostatic discharge immunity test (Электромагнитная совместимость (ЭМС) — Часть 4-2. Методы испытаний и измерений — Испытание на устойчивость к электростатическому разряду)

IEC 61000-4-3:2006 <8>, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-3: Testing and measurement techniques — Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test (Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-3. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к излучаемым радиочастотным электромагнитным полям)

<8> Заменен на IEC 61000-4-3:2020. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

Amendment 1 (2007) (Изменение 1 (2007))

Amendment 2 (2010) (Изменение 1 (2010))

IEC 61000-4-4:2012, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-4: Testing and measurement techniques — Electrical fast transient/burst immunity test (Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-4. Методы испытаний и измерений. Испытание на невосприимчивость к быстрым переходным процессам/импульсным помехам)

IEC 61000-4-6:2013 <1>, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-6: Testing and measurement techniques — Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields (Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-6. Методы испытаний и измерений. Устойчивость к кондуктивным помехам, вызванным радиочастотными полями)

<1> Заменен на IEC 61000-4-6:2023. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

IEC 61131-2, Industrial-process measurement and control — Programmable controllers — Part 2: Equipment requirements and tests (Измерение и управление производственными процессами. Программируемые контроллеры. Часть 2. Требования к оборудованию и испытания)

IEC 61140, Protection against electric shock — Common aspects for installation and equipment (Защита от поражения электрическим током. Общие аспекты установки и оборудования)

IEC 61508 (все части), Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems (Функциональная безопасность электрических/электронных/программируемых электронных систем, связанных с безопасностью)

IEC 61800-2, Adjustable speed electrical power drive systems — Part 2: General requirements — Rating specifications for low — voltage adjustable frequency speed a.c. power drive systems (Системы электрических силовых приводов с регулируемой скоростью. Часть 2. Общие требования. Номинальные характеристики для низкого напряжения с регулируемой частотой вращения переменного тока системы силового привода)

IEC 61915 (все части), Low-voltage switchgear and controlgear — Device profiles for networked industrial devices (Низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Профили устройств для сетевых промышленных устройств)

IEC 62026-1:2007 <2>, Low-voltage switchgear and controlgear — Controller-device interfaces (CDIs) — Part 1: General rules (Низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Интерфейсы контроллер-устройство (CDI). Часть 1. Общие правила)

<2> Заменен на IEC 62026-1:2019. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

CISPR 11:2015, Industrial, scientific and medical (ISM) equipment — Radio-frequency disturbance characteristics — Limits and methods of measurement (Промышленное, научное и медицинское (ISM) оборудование. Характеристики радиочастотных помех. Пределы и методы измерения)

Amendment 1 (2016) (Изменение 1 (2016))

3 Термины, определения, сокращения и обозначения

Для целей настоящего стандарта применяют термины, определения, символы и сокращения, приведенные в IEC 62026-1, а также следующие.

3.1 Термины и определения

3.1.1 активное ведомое устройство (active slave): Ведомое устройство, подключенное к линии AS-i и способное правильно обмениваться данными.

3.1.2 интерфейс датчика привода; AS-i (Actuator Sensor interface; AS-i): Набор интерфейсов и метод последовательной связи для подключения низковольтных распределительных устройств и устройств управления, а также других простых полевых устройств с контроллером.

3.1.3 адрес (address): Числовой параметр из адресного пространства ведомых устройств AS-i, который указывает узел сети AS-i.

Примечание - Адрес 0 зарезервирован для ведомых устройств, которым не назначен адрес.

3.1.4 присвоение адреса (address assignment): Замена существующего адреса ведомого устройства AS-i на новый адрес.

3.1.5 образ аналоговых входных данных; AIDI (Analogue Input Data Image; AIDI): Входные данные, хранящиеся в ведущем устройстве, содержащие самые последние фактические копии полученных данных со входов всех активных ведомых устройств с использованием комбинированных типов транзакций от 1 до 5.

3.1.6 образ аналоговых выходных данных; AODI (Analogue Output Data Image; AODI): Выходные данные, хранящиеся в ведущем устройстве, для циклической передачи активным ведомым устройствам с выходами с использованием комбинированных типов транзакций от 1 до 5.

3.1.7 цикл AS-i (AS-i cycle): Набор до 33 транзакций.

Примечание 1 — В случае обнаруженного сбоя связи цикл может включать в себя повторную передачу одного сообщения.

Примечание 2 — В случае режима расширенной адресации потребуется два цикла для передачи данных всех ведомых устройств, которые находятся в режиме расширенной адресации.

3.1.8 вход AS-i (AS-i input): Физический (аппаратный, машинный) или логический ведомый порт для поступления входных параметров из процесса.

3.1.9 линия AS-i (AS-i line): Двухпроводная линия для передачи информации и питания на ведомые устройства AS-i и ведущее устройство AS-i.

3.1.10 AS-i-мастер (AS-i master): Блок на линии AS-i, который управляет связью между ведомыми устройствами и контроллером.

3.1.11 сеть AS-i (AS-i network): Сеть, состоящая из схемы управления AS-i, интерфейсов и переключающих элементов, например ведущего устройства, ведомых устройств, источника питания, кабеля, разветвителей и повторителей.

3.1.12 AS-i выход (AS-i output): Физический или логический ведомый порт, обеспечивающий вывод для процесса.

3.1.13 блок питания AS-i (AS-i power supply): Специальный источник питания, сочетающий в себе источник питания постоянного тока и схему симметрирования и развязки, необходимые в сети AS-i.

3.1.14 AS-i ведомое устройство (AS-i slave): Физические и логические средства для подключения прикладных устройств (привод, датчик или другие компоненты) к линии AS-i.

Примечание 1 — Ведомое устройство (ведомый) может быть автономным устройством или частью другого устройства.

3.1.15 битовый интервал TBit (bit time): Продолжительность передачи одного бита.

3.1.16 данные конфигурации; CD (configuration data; CD): Характеристика конфигурации ввода/вывода и идентификационный код (дополнительные расширенные идентификационные коды) конкретного ведомого устройства.

3.1.17 образ данных конфигурации; CDI (configuration data image; CDI): Образ данных конфигурации всех ведомых устройств, хранящихся в ведущем устройстве AS-i.

3.1.18 контроллер (controller): Вычислительный узел (хост-компьютер) или оператор мастера, например: программируемый логический контроллер, персональный компьютер, шлюз или человек-оператор.

3.1.19 интерфейс контроллера (controller interface): Логический интерфейс между мастером и контроллером.

3.1.20 этап обмена данными (data exchange phase): Период времени, в течение которого мастер отправляет выходные данные ведомым и получает от них входные данные.

3.1.21 схема [цепь] развязки (decoupling circuit): Часть источника питания AS-i постоянным током для развязки источника и физической передачи данных в сети AS-i.

3.1.22 фаза обнаружения (detection phase): Период времени, когда система управления мастера (ведущего) пытается найти всех ведомых, которые подключены и работают.

Примечание - Все найденные ведомые устройства перечислены в списке обнаруженных ведомых устройств (LDS — list of detected slaves).

3.1.23 детектор замыкания на землю (earth-fault detector): Специальное устройство контроля изоляции, соответствующее требованиям системы передачи AS-i, которое позволяет обнаруживать асимметричное ухудшение изоляции между сетью AS-i и землей.

3.1.24 контроль исполнения (execution control): Управляющая функция (мастер-функция), которая управляет обменом сообщениями и предоставляет несколько функций интерфейсу контроллера.

3.1.25 расширенный режим адресации (extended addressing mode): Удваивание максимального количества ведомых устройств с 31 (адреса в диапазоне от 1 до 31) до 62 (адреса в диапазоне от 1A/1B до 31A/31B).

3.1.26 полевые устройства (field devices): Элементы, подключенные к ведомому AS-i-устройству, например: исполнительные механизмы, датчики, кнопки, световые индикаторы и т.д.

Примечание - Интеллектуальные полевые устройства также включают в себя встроенную схему AS-i.

3.1.27 конфигурация входа/выхода; код входа/выхода; I/O-код (I/O-configuration; I/O-code): Набор из четырех битов, который определяет направление потока данных на портах ввода/вывода подчиненных (ведомых) устройств.

3.1.28 идентификационный код; ID-код (identification code; ID-code): Набор из четырех битов, который определяет тип ведомого устройства для данной конфигурации входа/выхода (опционно: расширенные ID-коды, состоящие из дополнительных 2 x 4 бит).

3.1.29 образ входных данных; IDI (input data image; IDI): Хранящиеся в мастере входные данные, полученные от ведомых.

3.1.30 перечень активных ведомых устройств; LAS (list of active slaves; LAS): Перечень всех ведомых устройств в AS-i линии, которые активированы и способны правильно обмениваться данными с ведущим (мастером).

Примечание - Перечень доступен в мастере.

3.1.31 перечень обнаруженных ведомых устройств; LDS (list of detected slaves; LDS): Перечень всех ведомых устройств, фактически обнаруженных мастером.

Примечание - Перечень доступен в мастере.

3.1.32 перечень периферийных неисправностей; LPF (list of peripheral faults; LPF): Перечень всех ведомых устройств с битом периферийной неисправности, установленным в «1».

Примечание - Перечень доступен в мастере.

3.1.33 перечень прогнозируемых ведомых устройств; LPS (list of projected slaves; LPS): Перечень всех настроенных ведомых устройств интерфейсной системы в качестве целевой конфигурации.

Примечание - Перечень доступен в главном устройстве и включает данные конфигурации (CD) всех сконфигурированных ведомых устройств.

3.1.34 ведущее устройство (master): Блок управления на линии AS-i, который последовательно обменивается данными с ведомыми устройствами.

3.1.35 мастер-пауза; пауза ведущего (master pause): Время между последним битом главного запроса и первым битом ведомого ответа, измеренное на главных портах.

3.1.36 мастер-запрос (master request): Данные, параметр или функция, отправленные от ведущего к одному ведомому (исключение: широковещательная или многоадресная передача всем абонентам сети).

Примечание - Содержимое мастер-запроса — это данные (которые должны быть перемещены на выходные порты ведомого устройства), параметры или команда.

3.1.37 энергонезависимо сохраненные данные (non-volatile stored data): Данные, которые остаются неизменными после отключения электроэнергии.

3.1.38 адрес операции (operation address): Адрес ведомого устройства AS-i, отличный от нулевого адреса.

3.1.39 ограничение выходного тока; ILim (output current limit): Выходной ток источника питания, который не должен быть превышен при любых условиях окружающей среды и нагрузки.

3.1.40 образ выходных данных; ODI (output data image): Выходные данные, хранящиеся в ведущем устройстве, для передачи на ведомые устройства AS-i.

3.1.41 образ параметра; PI (parameter image): Параметры (наборы по 4 бита), которые определяют функциональность всех ведомых устройств в сети AS-i.

3.1.42 p-ошибка (p-fault): Инструмент в ведомом устройстве для сигнализации ведущему периферийных неисправностей.

Примечание - В случае периферийного сбоя и Read_Status_Request ведущего ответ ведомого будет «1» в бите S1.

3.1.43 повторитель (repeater): Устройство, которое регенерирует сигнал AS-i и обеспечивает гальваническую развязку между частями сети AS-i, давая возможность увеличить длину сети свыше 100 м.

3.1.44 разряд выбора (select bit): Бит в запросе мастера, используемый в расширенном адресном режиме, чтобы различать A-ведомого и B-ведомого.

3.1.45 пауза отправки (send pause): Период после получения ответа ведомого, в течение которого не происходит никакой последующей передачи.

3.1.46 ведомое устройство; ведомый (slave): Сетевое устройство или часть другого устройства, которое обеспечивает интерфейс для линии AS-i и связывается с ведущим устройством.

3.1.47 пауза ведомого (slave pause): Измеренное на основных портах время между последним битом ответа ведомого устройства и началом отправки первого бита следующего запроса ведущего.

3.1.48 ответ [отклик] ведомого (slave response): Сообщение от ведомого к ведущему после того, как мастер-запрос был получен и обработан без ошибок.

Примечание - Содержимое такого ответа представляет собой данные или результат выполнения команды.

3.1.49 схема симметризации (symmetrizing circuit): Часть источника питания AS-i для согласования физической передачи данных в сети AS-i.

3.1.50 транзакция (transaction): Одиночное событие (действие), включающее в себя мастер-запрос ведущего (мастера) и ответ ведомого в пределах мастер-паузы.

Примечание - Различают одиночную транзакцию, как определено выше, и комбинированные транзакции различных типов. Последние объединены в серию из нескольких отдельных транзакций, в которых информационное содержание связано четко определенным образом.

3.1.51 управление передачей (transmission control): Мастер-функция, которая управляет передачей данных, паузами передачи и повторными передачами в случае сбоев (например, сбои передачи, отсутствие ответа от ведомого, получение недопустимого ответа и т.д.).

3.1.52 энергозависимо сохраненные данные (volatile stored data): Данные, которые могут измениться после отключения электропитания.

3.1.53 нулевой адрес (zero address): Специальный адрес, зарезервированный для онлайн-назначения нового адреса ведомому AS-i.

3.2 Обозначения и сокращения

БСНН — система безопасного сверхнизкого напряжения;

ЗСНН — система защитного сверхнизкого напряжения;

ЭМС — электромагнитная совместимость;

AIDI — образ данных аналогового входа (Analogue Input Data Image);

AODI — образ данных аналогового выхода (Analogue Output Data Image);

APF — сбой питания AS-i (AS-i power failure);

APM — альтернативная импульсная модуляция (Alternating pulse modulation);

APO — включение питания AS-i (AS-i power ON);

AS-i — интерфейс датчика привода (Actuator Sensor interface);

ASI+ — положительный потенциал сети AS-i (positive potential of the AS-i network);

ASI- — отрицательный потенциал сети AS-i (negative potential of the AS-i network);

CB — контрольный разряд (control bit);

CD — данные конфигурации (configuration data);

CDI — образ данных конфигурации (configuration data image);

EB — конечный бит (end bit);

IDI — образ входных данных (input data image);

Ie — номинальный ток источника питания AS-i (rated current of AS-i power supply);

Ilim — ограничение тока источника питания AS-i (current limit of AS-i power supply);

LAS — перечень активных ведомых устройств (list of active slaves);

LDS — перечень обнаруженных ведомых устройств (list of detected slaves);

LPF — перечень ведомых устройств, которые сигнализируют о состоянии периферийной неисправности (list of slaves that signal peripheral fault condition);

LPS — перечень проектируемых ведомых устройств (list of projected slaves);

MAN — Код Манчестер II (Manchester II code);

ODI — образ выходных данных (output data image);

PB — бит контроля по четности (parity bit);

PCD — постоянные данные конфигурации (permanent configuration data);

PI — образ параметра (parameter image);

PICS — заявление о соответствии реализации протокола (Protocol Implementation Conformance Statement);

PP — постоянный параметр (permanent parameter);

PSK — модуляция с фазовым сдвигом (phase shift keying);

SEL — разряд выбора, используемый для расширенной адресации (Select Bit used for extended addressing);

ST — стартовый бит (start bit);

TBit — длительность (передачи) бита (bit time);

TS — статус транзакции (transaction status);

0_0Hex — шестнадцатеричное представление значений, например 1FHex = 31, FHex = 15 (hexadecimal representation of values, for example 1FHex = 31, FHex = 15);

00Bin — двоичное представление значений, например 1 100Bin = 12, 0110Bin = 6 (binary representation of values, for example 1 100Bin = 12, 0110Bin = 6).

4 Классификация

4.1 Общие положения

Система интерфейса датчика привода будет применяться в основном на самом нижнем уровне многоуровневой иерархии автоматизации. AS-i концентрируется на типичных требованиях к соединению двоичных элементов с управляющим устройством. Таким образом, AS-i отвечает требованиям в области машиностроения и строительства заводов, где важны обработка в реальном времени, экономичное проектирование, установка, эксплуатация, техническое обслуживание и сервис.

AS-i может использоваться как интерфейс, физически интегрированный в исполнительные механизмы, датчики или другие устройства и сами элементы, открывая возможность для «интеллектуальных» бинарных исполнительных механизмов, датчиков или других устройств и элементов. AS-i может также использоваться в отдельных модулях, обеспечивающих интерфейс для, как правило, четырех обычных исполнительных механизмов, датчиков или других устройств и элементов, уже имеющихся на рынке.

Чтобы соединить это множество приводов, датчиков или других устройств и элементов с управляющим устройством, AS-i встроен в структуру из двух разных блоков, которые имеют три интерфейса, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Компоненты и интерфейсы AS-i

Логически система AS-i представляет собой систему связи «ведущий — ведомый», состоящую из одного ведущего и до 31 ведомого (62 с расширенной адресацией). Ведущее устройство отправляет данные и параметры конкретному ведомому устройству. Ведомое устройство передает данные на выходные порты или обрабатывает запрошенную процедуру (например, Reset_Slave) и возвращает входные данные или результат успешной обработанной процедуры мастеру, соответственно.

Концепция AS-i не зависит от конкретного типа исполнительных механизмов, датчиков или других устройств и элементов. Она определяет механизмы и все компоненты для связи с управляющим устройством и предлагает электромеханические конструкции для техники, стандартизованной по принципу «включай и работай» (plug and play technique) для очень простого инсталлирования исполнительных механизмов, датчиков или других устройств и элементов в сети AS-i.

В приложениях определены ведущие и ведомые профили общих типов исполнительных механизмов, датчиков или других устройств и элементов, которые часто будут использоваться в системах AS-i.

4.2 Компоненты и интерфейсы

Система AS-i состоит из компонентов и интерфейсов, показанных на рисунке 1.

4.2.1 Компоненты

Ведомый AS-i — это устройство, к которому ведущее устройство может получить доступ через линию AS-i для обмена данными, параметризации и мониторинга. Ведомый имеет четко определенное логическое и функциональное поведение. Он немедленно отвечает ответом ведомого на конкретный запрос от мастера (ведущего устройства) и гарантирует, что неисправность подключенного исполнительного механизма, датчика, другого устройства или самого ведомого не нарушит связь между ведущим и другими ведомыми в сети.

Примечание 1 — Техническое содержание ведомого AS-i имеет логическую природу, но также охватывает физические требования для передачи данных через сеть AS-i. Конкретная реализация ведомого зависит от производственных потребностей и целевого назначения. Как следствие, в настоящем стандарте не определяется, например, конкретная схема распайки интегрированного ведомого чипа.

Ведущий или мастер AS-i — устройство, которое организует и контролирует сеть и планирует обмен данными, параметрами и командами с ведомыми AS-i через линию AS-i. Мастер имеет четко определенное логическое и функциональное поведение. Он отправляет запросы ведущего ведомым AS-i и немедленно получает от них ответы.

Примечание 2 — Техническое содержание ведущего AS-i в основном логично по своей природе, но также охватывает физические требования к передаче данных через сеть AS-i. Конкретная реализация мастера зависит от его имплементации. «Профили мастера» в приложении B определяют минимальные наборы функций и команд различных типов ведущих устройств.

Источник питания AS-i обеспечивает питание сети AS-i и включает схему развязки.

Повторитель AS-i — устройство, которое регенерирует сигнал AS-i и обеспечивает гальваническую развязку между частями сети AS-i, чтобы длина сети могла превышать 100 м.

Линия AS-i обеспечивает сигнальные и силовые соединения между устройствами AS-i.

4.2.2 Логические интерфейсы

Интерфейс 1 — интерфейс ведомого предназначен для соединения AS-i ведомого с исполнительными механизмами, датчиками или другими устройствами и элементами. Он характеризуется несколькими портами, которые определяют поведение входа, выхода или двунаправленного входа/выхода, а также поведение параметризации ведомого AS-i, синхронизацию сигналов и источника питания для исполнительных механизмов, датчиков или других устройств и элементов.

Примечание 1 — Это только концепция интерфейса 1. Его конкретное представление зависит в основном от реализации. В приложении A приведены лишь некоторые профили ведомых.

Интерфейс 2 — интерфейс, который обеспечивает все логические, физические и механические требования для обмена данными и распределения питания. Он включает в себя передачу закодированной информации, транзакций AS-i, механических и электрических требований к сети и источнику питания AS-i.

Примечание 2 — Интерфейс 2 по своей природе является конкретным. Он включает в себя структуру шин. Требования к интерфейсу 2 определены в этом стандарте для обеспечения возможности взаимодействия всех компонентов.

Интерфейс 3 — интерфейс между контроллером и мастером (ведущим) AS-i, который обеспечивает все функции, используемые контроллером для доступа к мастеру AS-i для отправки и получения данных от ведомых, отправки циклических команд ведомому, для установки или получения указателей (флагов) и значений для нескольких списков в мастере. Этот интерфейс позволяет контроллеру управлять поведением ведущего и, как следствие, поведением системы AS-i. Поддерживаемые функции классически «что-то устанавливают» в мастере, «получают некоторую информацию» от мастера.

Примечание 3 — Это только концепция. Конкретное представление интерфейса зависит от реализации. Во многом это зависит от особенностей конкретной системы управления.

4.2.3 Физические интерфейсы

Интерфейс A — определяет физическое соединение между полевым устройством и схемой ведомого AS-i, включая физический интерфейс, уровни сигналов и требования к питанию, если таковые имеются.

Интерфейс B — определяет физическое соединение схемы ведомого AS-i с линией AS-i, включая физический интерфейс (механический/электрический), характеристики сигнала и требования к питанию.

Интерфейс C — определяет физическое соединение схемы мастера AS-i с линией AS-i, включая физический интерфейс (механический/электрический), характеристики сигнала и требования к питанию.

Интерфейс D — определение физического интерфейса выходит за рамки настоящего стандарта и должно быть предоставлено изготовителем.

Интерфейс E — определяет физическое подключение источника питания AS-i к линии AS-i, включая схему развязки сигналов.

Интерфейс F — определяет физический интерфейс между полевым устройством и внешним вспомогательным источником питания, если таковой имеется.

5 Технические характеристики

5.1 Общие положения

Система AS-i определяет цифровую, последовательную, многоточечную передачу данных ведущего устройства с приводами и датчиками или другими устройствами, включая источник питания. Данные и энергия передаются по одному и тому же двухпроводному кабелю.

Система AS-i соответствует классу защиты III (ЗСНН) согласно IEC 61140 (см. 8.2).

Поэтому все компоненты должны отвечать соответствующим требованиям.

Система передачи AS-i обеспечивает связь между 62 ведомыми устройствами AS-i и одним ведущим устройством AS-i, т.е. представляет собой интерфейс 2 между ведущим и ведомыми устройствами (см. рисунок 1). Ведущее устройство AS-i должно вызвать отдельные ведомые устройства и немедленно получить их ответы.

Подпункты 5.2 - 5.4 определяют физические требования, а 5.5 - 5.7 - логические требования этой системы передачи (сообщения, которыми следует обмениваться).

Дополнительные требования, специфичные для среды передачи (см. 8.1), источника питания (см. 8.2), повторителя и других компонентов (см. 8.3), для ведомого устройства (см. 8.4) и ведущего устройства (см. 8.5), определены ниже.

5.2 Характеристики сигнала

Характеристики передаваемого сигнала и модуляции определены в настоящем подпункте.

5.2.1 Кодирование передачи

Рисунок 2 — Кодирование передачи

Примечание - Поскольку информационный сигнал накладывается на напряжение питания постоянного тока, необходимо использовать модуляцию, не содержащую часть напряжения постоянного тока. Передача асинхронная. Чтобы упростить синхронизацию ведомого, в поток сигналов данных включена последовательная информация о синхронизации.

Все сообщения закодированы в формате Manchester II. Каждое сообщение включает начальный и конечный бит. Состояние ожидания обозначается цифрой «1». «0» кодируется половинным временем бита с высоким уровнем, за которым следует время половинного бита низкого уровня. «1» кодируется половинным временем бита низкого уровня, за которым следует время половинного бита высокого уровня.

Модуляция должна быть реализована с помощью переменной импульсной модуляции (APM) с формой волны сигнала sin2. Нарастающий фронт формата Manchester II должен быть представлен как положительный, а спадающий — как отрицательный импульс.

Кодирование и декодирование передачи показано на рисунке 2.

5.2.2 Скорость передачи

Длительность передачи бита TBit определена как 6 мкс. Таким образом, частота битовой последовательности должна составлять 166_{3}^{2}\text{кбит}/\text{с} .

5.2.3 Требования к передатчику

Передатчик (трансмиттер), как в ведущем, так и в ведомом, должен быть реализован как приемник втекающего тока. Токовый сигнал накладывается на питающее напряжение постоянного тока сети AS-i. Спадающий фронт сигнала, закодированного по программе Manchester II, должен вызвать следующий ток:

i(t) = I_{send}[\frac{t}{3\text{мкс}} - \frac{1}{2\pi} sin(\frac{2\pi}{3\text{мкс}} t)] .

Нарастающий фронт вызовет ток:

i(t) = I_{send}[\frac{t}{3\text{мкс}} - \frac{1}{2\pi} sin(\frac{2\pi}{3\text{мкс}} t)] .

Амплитуда тока модуляции Isend должна быть в пределах от 55 до 68 мА.

Максимальное отклонение от номинального времени передачи битов должно быть меньше или равно +/- 0,1% для ведущего и +/- 0,2% для ведомого.

5.2.4 Требования к приемнику (ресиверу)

Вместе с развязывающими индуктивностями схемы развязки в источнике питания форма сигнала тока отправки, как определено в 5.2.3, приведет к отрицательному (положительному) импульсу напряжения на каждом нарастающем (спадающем) фронте. Форма импульсов в идеале будет следующей:

u(t) = \pm U_{send} \cdot sin^{2} \cdot (\frac{2\pi}{3\text{мкс}} t) ,

где Usend = const ~= 2 В.

Примечание 1 — В реальной системе AS-i спадающий фронт импульсов сглаживается из-за характеристик схемы развязки. Кроме того, на амплитуды и форму сигнала будут влиять физические свойства линии AS-i. Поэтому приемники должны иметь возможность обнаруживать более сложный спектр импульсов.

Приемник должен иметь возможность принимать и декодировать сообщение, как описано ниже (см. рисунок 3).

Рисунок 3 — Требования к приемнику

Максимальная амплитуда импульса сообщения U_max может варьироваться от 1,5 до 4 В.

Примечание 2 — Различия в амплитуде U_max между последовательными запросами мастера не будут изменяться в одной конфигурации. Показаны крайние значения в различных конфигурациях и положениях ведомого устройства на линии AS-i. В постоянной конфигурации отношение Umax между ответами двух ведомых в разных местах линии составляет до 1:1,5.

Амплитуда действующего импульса в сообщении может варьироваться от 65% до 100% от максимальной амплитуды U_max.

Примечание 3 — Для ведомых устройств в соответствии с предыдущими версиями IEC 62026-2 оно может варьироваться от 80% до 100%.

Действующие импульсы начинаются во временном окне (n \times 3\text{мкс})_{- 0,5}^{+ 1,0} по отношению к начальному импульсу Uinit. Эти импульсы должны быть приняты приемником.

Импульсы вне окна (n \times 3\text{мкс}) \frac{+ 1,6}{- 0,8} \text{мкс} не должны приниматься приемником.

Импульсы (шум, звон) до 30% от U_max не должны мешать приему сообщения.

Примечание 4 — Отклонения импульсов от -0,8 мкс до +1,6 мкс могут возникать из-за комбинации различных эффектов, например емкостной нагрузки на линии AS-i, отклонений от частоты генератора в передатчике и приемнике.

5.3 Электропитание и распределение данных

5.3.1 Общие положения

Одновременная передача данных и питания по линии AS-i требует технических средств для развязки данных и питания.

Блок питания AS-i должен обеспечивать питание напряжением постоянного тока для всей сети. С другой стороны, он должен реализовывать стабилизацию (кондиционинг) физической передачи данных в системе. Эта функция включает в себя симметризацию, формирование и адаптацию сигналов передачи в соответствии с требованиями к сигналам, определенными в 5.2. Цепь адаптации, кроме того, будет называться цепью развязки.

Хотя функции этих компонентов независимы, их полезно комбинировать по практическим соображениям.

Комбинация источника питания постоянного тока, схемы симметризации и схемы развязки называются источником питания AS-i.

Рисунок 4 — Блок питания AS-i

5.3.2 Требования к источнику питания AS-i

Требования к источникам питания AS-i приведены в таблице 1.

Таблица 1

Технические характеристики блока питания AS-i

Примечание — Любое регулирование входа и изменения нагрузки не должно влиять на связь по линии AS-i. Передача AS-i не должна влиять на источник питания. Суммарное влияние на линию AS-i не должно превышать значение размаха в 50 мВ или 300 мВ, как указано в таблице 1.

5.3.3 Поведение при запуске

В течение 2 с после первого достижения 5 В уровень напряжения должен достичь максимального значения стартового напряжения мастера (26,5 В). Промежуток времени между минимальным стартовым напряжением мастера (22,5 — 1 В, см. 8.5.2.1) и минимальным уровнем напряжения AS-i (29,5 В) должен быть менее 1 с. Уровень напряжения должен постоянно увеличиваться с 5 В до нормального рабочего напряжения (от 29,5 до 31,6 В).

Примечание - Второе требование важно, потому что мастер начинает работать, если напряжение превышает его начальное напряжение (22,5 +/- 1) В.

Во время запуска источник питания должен обеспечивать повышенный ток, чтобы соответствовать процессу нагрузки в системе. Эта дополнительная нагрузка будет эквивалентна емкости 15 мФ. Начиная с уровня напряжения 5 В, источник питания должен выдавать номинальный выходной ток Ie плюс дополнительный ток для нагрузки вышеупомянутой емкости 15 мФ для соблюдения временных ограничений.

5.3.4 Схема симметризации и развязки

Схема симметризации и развязки обеспечивает несколько функций системы передачи AS-i:

• обеспечение источником питания постоянного тока линии AS-i;
• формирование сигнала;
• оконечное сопротивление (для физической линии);
• симметризация линии AS-i относительно земли;
• подавление синфазных помех.

Эквивалентная развязывающая сеть состоит из двух индуктивностей и двух резисторов, а также симметричных конденсаторов CS, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5 — Эквивалентная схема схемы симметризации и развязки

Конденсаторы симметрии Cs должны быть расположены как можно ближе к цепи развязки.

Эти емкости обеспечивают симметрию ASI+/ASI- относительно земли. Для Cs рекомендуются равные значения не менее 100 нФ.

Таблица 2

Технические характеристики схемы симметризации и развязки

5.4 Топология AS-i и другие компоненты

5.4.1 Линия AS-i (минимальные требования)

Среда передачи AS-i может быть любым кабелем, экранированным или неэкранированным, для которого должны обеспечиваться следующие характеристики для полного рабочего диапазона:

на частоте 167 кГц:

R': < 90 мОм/м;

C': < 80 пФ/м;

Z: от 70 до 140 Ом;

G': <= 5 мкСм/м;

L': от 400 до 1 300 нГн/м;

t': <= 8,3 нс/м.

Рекомендуемое сечение — 2 x 1,5 мм2.

Для коротких магистральных линий без дальнейших разветвлений допустимы кабели с другими характеристиками, если падение напряжения постоянного тока на этих линиях не влияет на работу подключенных устройств.

Рисунок 6 — Модель среды передачи AS-i

Примечание 1 — Характеристический импеданс Z линии передачи определяется ее распределенными константами R', L', C', G' и используемой частотой следующей зависимости:

Z = | \sqrt{\frac{R\prime + j\omega L\prime}{G\prime + j\omega C\prime}} | .

Распределенные константы могут быть измерены на короткой электрической длине линии передачи с разомкнутым (G', C') и закороченным (R', L') концом соответственно. Дополнительные ограничения Z и времени задержки распространения t' являются результатом исключения таких комбинаций распределенных констант, которые могут привести к нежелательным высоким или низким значениям характеристического импеданса.

Примечание 2 — Любой кабель, который соответствует приведенным выше данным, может использоваться в качестве линии AS-i. Тем не менее несколько требований и допусков настоящего стандарта предназначены для обеспечения полного падения напряжения (постоянного тока) в передающей среде AS-i до 3 В. Рекомендуется использовать достаточное поперечное сечение проводника, чтобы не было чрезмерно высокого падения напряжения. Если в качестве AS-i-линии будет использоваться кабель, который не соответствует вышеуказанным данным, это может повлиять на общую длину 100 м для всей сети.

Примечание 3 — Задержка распространения сигнала по линии AS-i определяется по формуле t\prime = \sqrt{L\prime C\prime - \frac{R\prime G\prime}{\omega^{2}}} и обычно составляет 0,6 мкс/100 м в одном направлении.

5.4.2 Топология AS-i

Топология AS-i представляет собой древовидную структуру. Общая длина линии AS-i не должна превышать 100 м. Эта длина рассчитывается как сумма всех магистральных линий.

В сети не должно быть подключения к земле, кроме терминала заземления источника питания.

Примечание - AS-i был разработан как симметричная система. Чем лучше симметрия, тем лучше подавление нежелательного излучения компонентов сигнала AS-i и ниже генерация шума, соответствующего AS-i, даже если система относительно большая и распределенная. Это важно, потому что сеть неэкранирована и может действовать, как антенна.

Во время нормальной работы не должно происходить падения напряжения более 3 В между источником питания и любой точкой сети, если возможное более высокое падение напряжения не указано в документации на конкретное ведомое устройство.

5.4.3 Повторитель AS-i

Общая длина линии AS-i ограничена 100 м. Повторитель AS-i регенерирует сигнал AS-i и обеспечивает гальваническую развязку между частями сети AS-i так, что возможна длина сети более 100 м.

Из-за ограничений по времени не разрешается подключать более двух репитеров последовательно.

Однако можно использовать несколько репитеров параллельно, если они подключены к разным ветвям древовидной структуры сети.

5.4.4 Детектор замыкания на землю AS-i

В соответствии с IEC 60204-1 нарушения изоляции заземления в любой цепи управления не должны вызывать непреднамеренный запуск и потенциально опасные действия оборудования или препятствия для его остановки. Чтобы выполнить это требование, IEC 60204-1 указывает, что цепи управления, не подключенные к цепи защитного заземления, должны быть снабжены устройством контроля изоляции, которое указывает на замыкание на землю либо автоматически прерывает цепь после обнаружения замыкания или сообщает о замыкании на землю, чтобы инициировать сигнализацию на оборудовании.

Если сеть AS-i используют для управления потенциально опасными действиями оборудования и применяют IEC 60204-1, то необходимо установить устройство контроля изоляции. Если сеть AS-i состоит из отдельных частей, изолированных друг от друга, то для каждой изолированной части сети следует использовать устройство контроля изоляции.

Устройство контроля изоляции, используемое в сетях AS-i, должно соответствовать требованиям системы передачи AS-i. Подробности приведены в 8.3.2.

5.5 Связь

5.5.1 Принципы связи

Система AS-i — это система связи «ведущий — ведомый», состоящая из ведущего до 31 ведомого (62 с расширенной адресацией). Каждое ведомое устройство должно иметь уникальный адрес в диапазоне от 1 до 31 (от 1A/1B до 31A/31B с расширенной адресацией). Этот адрес называется рабочим адресом. Рабочий адрес операции должен храниться в энергонезависимой памяти. Только ведомые устройства с рабочим адресом должны отвечать на запросы данных и параметров от ведущего устройства.

Нулевой адрес используется при изменении адреса ведомого устройства. Обычно нулевой адрес сохраняется в энергозависимом состоянии, за исключением новых заводских ведомых устройств. Подробнее см. 8.4.

Одна транзакция состоит из запроса мастера и ответа ведомого. Комбинированная транзакция состоит из нескольких отдельных транзакций.

5.5.2 Управление передачей

Обмен данными между одним ведущим устройством и 31 (62 с расширенной адресацией) ведомым устройством осуществляется путем обработки транзакций (см. рисунок 7). Транзакция начинается с мастер-запроса. Ведущее устройство ожидает ответа от ведомого в течение определенного времени. Если ведущее устройство не получает действительного ответа от ведомого в течение этого времени, то оно должно интерпретировать это как отрицательный ответ. Мастер может повторно передать запрос. После получения действительного ответа мастер должен начать следующую транзакцию после истечения паузы отправки.

Ведомое устройство не должно отвечать, если оно обнаруживает ошибочный запрос ведущего или если ведущее устройство выдает неподдерживаемый запрос. Ведомый не должен давать отрицательный ответ.

Рисунок 7 — Транзакции

5.5.3 Временные ограничения

Все требования по временным диапазонам, указанные ниже, относятся к сигналам на линии AS-i в местах расположения терминалов (клемм) ведущего.

Пример того, как измерить мастер-паузу, показан на рисунках 8 и 9. Остальные паузы должны измеряться соответственно. И мастер-запрос, и ответ ведомого начинаются с нуля в качестве первого бита. Из-за формата Manchester II этот стартовый бит приводит только к отрицательному импульсу напряжения во второй половине первого битового времени.

Примечание 1 — Каждый приемник производит выборку импульсов напряжения с определенным пороговым значением. Как следствие, из-за аналоговых фильтров начало внутренних битовых времен может отличаться от показанных на рисунке 9.

Примечание 2 — Пауза ведущего контролируется ведомым устройством, а пауза ведомого — ведущим устройством. Эти имена, хотя и нелогичны, сохранены по историческим причинам.

Рисунок 8 — Мастер-пауза и пауза ведомого с точки зрения ведущего и ведомого

Рисунок 9 — Схема мастер-паузы

Транзакция разделена на два действия (мастер-запрос и ответ ведомого) и два временных интервала (мастер-пауза и пауза отправки). Тайм-аут ответа ведомого контролирует возможное отсутствие ответа ведомого:

1. Мастер-запрос: отправка сообщения от ведущего к одному ведомому и ожидание от него ответа.

2. Мастер-пауза: промежуток времени, когда ведомое устройство обрабатывает запрошенную функцию, создает данные ответа и начинает отправлять ответ ведущему. Если ведомое устройство отвечает на запрос ведущего, то оно должно начать свой ответ в течение периода от 2 до 5 бит после окончания запроса мастера. Ведущее устройство должно иметь возможность принять начало ответа ведомого в течение периода от 12 до 63 мкс после окончания его запроса.

Примечание 3 — Для оптимального подавления шума главный приемник AS-i должен быть выключен во время основной паузы на >= 1,5 бита.

3. Ответ ведомого: отправка мастеру данных ведомого или результата команды.

4. Пауза ведомого: после получения ответа ведомого должен быть минимальный период, в течение которого последующая передача не должна происходить. Продолжительность этой паузы должна быть от 1,5 до 2 бит. Ведомое устройство должно быть способно начать прием запроса ведущего после паузы ведомого длительностью 6 мкс.

5. Пауза отправки: после получения ответа ведомого должен быть минимальный период, в течение которого последующая передача не происходит. Во время нормальной работы время этой паузы должно составлять одну паузу ведомого устройства в случае более 30 транзакций за цикл AS-i. В случае 30 или менее транзакций в цикле AS-i пауза отправки может быть продлена максимум до 500 мкс; но в этом случае время цикла AS-i не должно превышать 5 мс, включая этапы управления и включения.

6. Время ожидания ответа ведомого: в случае отсутствия ответа от ведомого в течение определенного интервала времени (тайм-аут ответа ведомого) ведущий должен завершить транзакцию или повторить передачу. Это промежуток времени должен составлять 11 битовых интервалов .

Примечание 4 — Это относится к задержке распространения по линии и возможному использованию повторителей.

Таймер тайм-аута ответа ведомого должен запускаться в конце передачи мастер-запроса.

Примечание 5 — В течение тайм-аута мастер ожидает начала ответного сообщения от ведомого устройства. По истечении этого времени функция передачи определяет отсутствие ответа ведомого.

7. Время задержки для повторителя: максимальное время задержки для повторителя должно быть меньше или равно 7 мкс для каждого направления.

Примечание 6 — Мастер-пауза должна быть не более (см. время ожидания ответа от ведомого). В случае двух последовательно соединенных повторителей появляется асинхронное ведомое устройство за вторым повторителем и время задержки распространения по линии длиной 300 м составляет около 5 мкс. Максимальное время задержки для одного повторителя составляет 7 мкс для каждого направления. Время задержки повторителя следует измерять как время между определенным импульсом входящего напряжения и соответствующим импульсом выходного напряжения на другой линии.

Примечание 7 — С доступными в текущий момент компонентами заявленное время цикла AS-i должно быть рассчитано следующим образом:

где n — количество всех запросов AS-i во время обмена данными в цикле AS-i и на этапе включения с учетом одного повторения. При нормальной работе n будет числом активных ведомых устройств плюс 2. На этот расчет не влияет использование до 62 ведомых в режиме расширенной адресации.

5.6 Одиночные транзакции AS-i

5.6.1 Общие положения, касающиеся транзакций

Четыре отдельных типа транзакций поддерживают обмен данными, параметризацию, управление сетью и диагностику. Все запросы главного устройства и все ответы ведомого устройства имеют одинаковую структуру и одинаковую длину 14 бит (мастер) и 7 бит (ведомый) соответственно.

Мастер может быть в состоянии отправить все или некоторые из основных запросов, перечисленных в таблицах 4 и 5, чтобы начать транзакцию. Любое ведомое устройство должно иметь возможность обрабатывать и отвечать на все эти запросы ведущего устройства, за исключением, возможно, запроса Address_Assignment и запроса R1 (см. приложение B, основные профили AS-i).

5.6.2 Мастер-запросы

Установлены следующие типы мастер-запросов:

Data_Exchange — служит для доставки и/или приема битовой комбинации к/от вывода/ввода данных ведомого устройства;

Write_Parameter — служит для доставки и/или приема битовой комбинации в/из параметрических портов ведомого устройства;

Address_Assignment — служит для назначения энергонезависимого адреса (0 ... 31 для стандартного режима адресации/0,1A/1B, .. 31A/31B для расширенного режима адресации) ведомому устройству с нулевым адресом;

Commands — служат для различных функций, таких как сброс, чтение конфигурации и чтение состояния ведомого устройства.

Сводка всех запросов ведущего приведена в таблицах 4 и 5. Все другие возможные коды (еще не используемые в настоящем стандарте) зарезервированы и не должны применяться ни в одной ведущей или ведомой имплементации, используемой для сетей AS-i.

5.6.3 Структура и перечень основных запросов

Запросы, отправленные ведущим и полученные ведомым, состоят из шести следующих элементов:

Биты мастер-запроса должны быть следующими (см. рисунок 10 и таблицу 3):

Стартовый бит = 0

Управляющий бит:

Рисунок 10 — Структура главного запроса

Таблица 3

Битовые строки мастер-запросов

Таблица 4

Запросы мастера (стандартный режим адресации)

Таблица 5

Мастер-запросы в режиме расширенной адресации

Примечание - Sel обозначает бит выбора, Sel — инвертированный бит выбора.

5.6.4 Структура и перечень ответов ведомых

Ответы, отправленные ведомым устройством, не имеют контрольного бита и адреса и состоят из 4 элементов, как показано ниже на рисунке 11 и в таблице 6:

Start bit=0

Таблица 6

Битовые строки ответов ведомого устройства

5.6.5 Индивидуальные разовые транзакции

5.6.5.1 Обмен данными

«Data_Exchange Request» должен использоваться ведущим для передачи 4 бит данных (I3..I0) (3 бита данных плюс Sel-Bit в случае расширенного режима адресации) в регистр выходных данных ведомого и для получения 4 бит данных из входов ведомого (относительно поведения портов ввода/вывода ведомого устройства см. B 8.4).

Запрос на обмен данными должен иметь структуру, приведенную на рисунке 12:

Рисунок 12 — Структура запроса на обмен данными (вверху: стандартный адресный режим; внизу: расширенный режим адресации)

Биты A4, A0 должны содержать адрес операции (1..31).

Ответ ведомого должен иметь структуру, показанную на рисунке 13.

Рисунок 13 — Структура ответа ведомого (Data_Exchange)

Если ведомое устройство не активно, то ответ генерироваться не будет.

5.6.5.2 Write_Parameter (запись параметров)

«Write_Parameter_Request» должен использоваться ведущим для передачи 4 бит параметров (I3..I0) в регистр вывода параметров ведомого устройства и для получения 4 бита данных со входов параметров ведомого (для получения информации о параметрах портов ввода/вывода ведомого устройства см. 8.4).

Структура Write_Parameter_Request приведена на рисунке 14.

Рисунок 14 — Структура запроса Write_Parameter (вверху: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации)

Биты A4..A0 должны содержать адрес операции (1..31).

Ответ ведомого должен иметь структуру, приведенную на рисунке 15.

Рисунок 15 — Структура ответа ведомого (Write_Parameter)

Запрос Write_Parameter может повлиять на состояние ведомого оборудования (подробнее см. 8.4).

Запрос Write_Parameter может повлиять на состояние ведомого оборудования (подробнее см. 8.4).

5.6.5.3 Назначение адреса (Address_Assignment)

«Запрос Address_Assignment» должен использоваться ведущим, чтобы заставить ведомое устройство сохранять данный адрес (I4..I0) в энергонезависимой памяти и использовать этот адрес при ответе на запросы ведущего.

Запрос Address_Assignment должен иметь структуру, указанную на рисунке 16:

Рисунок 16 — Структура запроса Address_Assignment

Биты A4..A0 должны содержать нулевой адрес (00Hex).

Ответ ведомого должен иметь структуру, показанную на рисунке 17:

Рисунок 17 — Структура ответа ведомого (Address_Assignment)

После успешного присвоения Address_Assignment ведомое устройство должно ответить по новому адресу.

5.6.5.4 Write_Extended_ID-Code_1 (запись расширенного ID-кода)

Запрос «Write_Extended_ID-Code_1» является управляющим (командным) запросом и должен использоваться ведущим для записи полубайта переменного ID-кода ведомого устройства с адресом, равным нулю (= 0).

Запрос «Write_Extended_ID-Code_1» должен иметь структуру, приведенную на рисунке 18.

Рисунок 18 — Структура запроса Write_Extended_ID-Code_1

В целях обеспечения совместимости с предыдущими версиями настоящего стандарта ответ ведомого устройства на эту команду не является обязательным. После успешной команды «Write_Extended_ID-Code_1» ответ ведомого должен иметь структуру, приведенную на рисунке 19.

Рисунок 19 — Структура ответа ведомого (Write_Extended_ID-Code_1)

Полубайт нового ID-кода должен храниться в энергонезависимой памяти.

В режиме расширенной адресации изготовителю разрешено блокировать доступ пользователя для записи к расширенному ID-коду 1. Это позволяет различать более конкретные продукты. Изготовитель должен установить все биты заблокированного расширенного идентификационного кода 1 на «1» или так, как это определено в профиле. Некоторые ID-Code 1 могут быть зафиксированы в определенных профилях. В случае ID_Code2 = FHex и ID_Code1 = FHex, ID-Code 1 может быть заблокирован изготовителем.

Примечание 1 — Если ведомое устройство находится в процессе сохранения нового полубайта ID-кода в энергонезависимой памяти (обрабатывая запрос «Write_Extended_ID-Code_1»), то новый запрос «Write_Extended_ID-Code_1» не должен выдаваться ведущим. В противном случае результат процесса хранения был бы неопределенным.

Примечание 2 — Если ведомое устройство используется в режиме расширенного адреса, то ID3 используется как SEL для выбора адресов A и B. В этом режиме программируемая пользователем часть расширенного ID-Code_1 (ID2..ID0) ограничена диапазоном от 0 до 7.

5.6.5.5 «Reset_Slave»

«Reset_Slave» (запрос на сброс (переустановку) ведомого) является управляющим запросом (командой) и должен использоваться мастером для сброса (переустановки) конкретного ведомого.

«Reset_Slave» должен иметь структуру, приведенную на рисунке 20:

Рисунок 20 — Структура запроса Reset_Slave (вверху: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации)

Ответ ведомого должен иметь структуру, приведенную на рисунке 21.

Рисунок 21 — Структура ответа ведомого (Reset_Slave)

Запрос Reset_Slave влияет на конечное оборудование ведомого устройства (подробнее см. 8.4).

5.6.5.6 Delete_Address

Запрос «Delete_Address» (удалить адрес) — это командный запрос, который должен использоваться ведущим для удаления рабочего адреса определенного ведомого.

Команда «Delete_Address» должна иметь структуру, приведенную на рисунке 22.

Рисунок 22 — Структура запроса Delete_Address (вверху: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации)

Ответ ведомого должен иметь структуру, приведенную на рисунке 23.

Рисунок 23 — Структура ответа ведомого (Delete_Address)

После успешной команды «Delete_Address» ведомое устройство должно ответить нулевым адресом. Этот запрос не заставляет ведомое устройство сохранять адрес в энергонезависимой памяти.

Запрос Delete_Address не влияет на конечный автомат ведомого устройства.

Примечание 1 — Запрос «Delete_Address» к ведомому устройству с нулевым адресом идентичен запросу «Write_Extended_ID-Code_1» (см. 5.6.5.4).

Примечание 2 — Если ведомое устройство находится в процессе сохранения своего адреса в энергонезависимой памяти (обрабатывая запрос «Address_Assignment»), то запрос «Delete_Address» не должен выдаваться ведущим. Результат процесса хранения будет неопределенным.

5.6.5.7 «Read_I/O_Configuration»

Запрос «Read_I/O_Configuration» (прочитать конфигурацию входа/выхода) — это командный запрос, который должен использоваться мастером (ведущим устройством) для чтения конфигурации входа/выхода конкретного ведомого устройства.

Запрос «Read_I/O_Configuration» должен иметь структуру, указанную на рисунке 24.

Рисунок 24 — Структура запроса Read_I/O_Configuration (вверху: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации)

Ответ подчиненного устройства должен содержать код ввода/вывода и иметь структуру, указанную на рисунке 25.

Рисунок 25 — Структура ответа подчиненного устройства (Read_I/O_Configuration)

Биты входных/выходных данных сконфигурированы так, чтобы функционировать только как ввод, только как вывод, как двунаправленный ввод/вывод или как три состояния. Эта конфигурация зависит от среды и требуемой функциональности. Как следствие, она фиксирована для каждого конкретного ведомого устройства. Определено 16 различных конфигураций, как показано в таблице 7. Они идентифицируются ID-кодом, который должен храниться в энергонезависимой памяти ведомого устройства.

Кодировка конфигурации ввода/вывода приведена в таблице 7.

Примечание 1 — Примеры конфигурации ввода/вывода включают:

• 4-битные входные данные для передачи сигналов переключения 4 двоичных датчиков;
• 4-битные выходные данные для активации четырех приводов;
• 2-битный выход плюс 2-битный вход для активации и контроля двойного рабочего привода (например, двунаправленного пневматического клапана, который также передает сигналы датчика, указывающие конечные положения).

Таблица 7

Коды входа/выхода (IN = вход; OUT = выход; TRI = с тремя состояниями; I/O = вход и выход или двунаправленный (B))

Примечание 2 — В предыдущих версиях IEC 62026-2 код ввода/вывода 6Hex был определен как IN I/O I/O I/O.

5.6.5.8 «Read_Identification_Code»

Запрос «Read_Identification_Code» (чтение ID-кода) — это командный запрос, который должен использоваться ведущим устройством для считывания идентификационного кода конкретного ведомого устройства.

Запрос «Read_Identification» должен иметь структуру, указанную на рисунке 26:

Рисунок 26 — Структура запроса Read_Identification_Code (вверху: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации)

Ответ ведомого должен содержать ID-код и иметь структуру, указанную на рисунке 27.

Рисунок 27 — Структура ответа ведомого (Read_Identification_Code)

Если ID-код ведомого «AHex», то ведомое устройство использует расширенный режим адресации.

Если ID-код ведомого «BHex», то ведомое устройство передает безопасные сигналы.

Примечание — Более подробную информацию см. в таблице 8 и приложении A.

5.6.5.9 «Read_Extended_ID-Code_1/2»

Запросы «Read_Extended_ID-Code_1/2» (чтение расширенного идентификационного кода 1/2) — это два управляющих (командных) запроса, которые должны использоваться ведущим, чтобы прочитать содержимое расширенного (необязательного) регистра ID-кода конкретного ведомого устройства. Эти команды необязательны.

Командный запрос «Read_Extended_ID-Code_1/2» должен иметь структуру, указанную на рисунке 28.

Рисунок 28 — Структура запроса «Read_Extended_ID-Code_1/2» (вверху два кода: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации)

Ответ ведомого должен иметь структуру, указанную на рисунке 29.

Рисунок 29 — Структура ответа ведомого на запрос «Read_Extended_ID-Code_1/2»

Примечание - Если ведомое устройство используется в режиме расширенного адреса, то I3 в ответе ведомого на «Read_Extended_ID-Code_1» используется как SEL для отображения адреса A/B. В этом режиме расширенный идентификационный код 1 (I2 ... I0) ограничен диапазоном от 0 до 7.

5.6.5.10 «Read_Status»

Запрос «Read_Status» (чтение статуса) — это командный запрос, который должен использоваться ведущим для чтения состояния определенного ведомого устройства.

Запрос Read_Status должен иметь структуру, указанную на рисунке 30.

Рисунок 30 — Структура запроса «Read_Status» (вверху: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации).

Ответ ведомого должен иметь структуру, указанную на рисунке 31.

Рисунок 31 — Структура ответа ведомого (Read_Status)

5.6.5.11 R1

«R1» — это управляющий (командный) запрос, который зарезервирован и не является обязательным.

Данная команда будет закодирована в информационной части мастер-запроса как 1FHex. Запрос на повторное обслуживание должен иметь структуру, указанную на рисунке 32.

Рисунок 32 — Структура запроса R1 (вверху: стандартный режим адресации; внизу: расширенный режим адресации)

Ответ ведомого может иметь структуру, указанную на рисунке 33.

Рисунок 33 — Структура ответа ведомого (R1)

Примечание - По причинам совместимости ответ ведомого может включать в себя содержимое регистра состояния. Эта команда обозначалась как «Read_Reset_Status» в первых реализациях системы (до версии 2.0 международного стандарта IEC 62026-2). Не рекомендуется использовать команду в новых разработках.

5.6.5.12 Broadcast (Reset)

«Broadcast (Reset)» (широковещательная рассылка (сброс)) — это командный запрос ко всем абонентам сети, который не является обязательным.

Запрос «Broadcast (Reset)» должен иметь структуру, указанную на рисунке 34.

Рисунок 34 — Структура запроса Broadcast (Reset)

Ведомые должны отреагировать сбросом. На этот запрос не должно быть ответа ведомого устройства.

Примечание 1 — В сети эта команда может использоваться ведущим устройством для сброса всех ведомых устройств, которые реализуют команду. Таким образом, он используется для выполнения действия, аналогичного аварийной остановке. Как и запрос «Reset_Slave», «Broadcast (Reset)» влияет на конечное оборудование ведомого (подробнее см. 8.4).

Примечание 2 — Для будущего расширения системы информационная часть 15Hex зарезервирована для широковещательных команд.

5.7 Комбинированные транзакции AS-i

5.7.1 Общие положения

Отдельные транзакции AS-i содержат максимум 4 бита информации. Если необходимо передать более 4 бит согласованной информации, то необходимо установить дополнительный набор правил для управления передачей данных. Существует несколько наборов правил, доступных для различных типов приложений (например, однонаправленная передача слова для аналоговых датчиков или исполнительных механизмов, полнодуплексный обмен данными для интеллектуальных ведомых устройств и т.д.). Они определены в следующих параграфах.

Для идентификации ведомых устройств, способных обмениваться данными посредством комбинированных транзакций, используются ID-коды (см. 5.6.5.8) или расширенные ID-коды (см. 5.6.5.9). Мастера, которые могут обмениваться данными посредством комбинированных транзакций, идентифицируются их мастер-профилями (см. приложение B).

В таблице 8 перечислены все определенные в настоящее время типы комбинированных транзакций.

Таблица 8

Перечень комбинированных типов транзакций

5.7.2 Комбинированная транзакция типа 1

Комбинированный механизм транзакции типа 1 обрабатывается в соответствии с методом, приведенным ниже. Он использует стандартные механизмы передачи данных AS-i для создания полудуплексного канала передачи данных для передачи байтов между ведущим и ведомым с профилями, приведенными в таблице 8.

Примечание - Комбинированная транзакция типа 1 может использоваться для аналоговых датчиков и исполнительных механизмов. Замена интерфейсов 4 мА на 20 мА для сканеров и дисплеев с максимум 8 символами. В дальнейшем ее можно использовать для сложных полевых устройств с переменными параметрами. Замена интерфейсов от 4 до 20 мА с обменом параметрами.

5.7.2.1 Определение битов данных ввода/вывода и параметров

Описание битов данных ввода/вывода (отдельная транзакция «Data_Exchange») приведено на рисунке 35.

Рисунок 35 — Определение битов данных ввода/вывода в комбинированной транзакции типа 1

Описание битов параметра (одиночная транзакция «Write_Parameter») приведено на рисунке 36. Это определение действительно только для профиля ведомого S-7.4. Подробнее см. приложение A.

Рисунок 36 — Определение битов параметров в комбинированной транзакции типа 1

Если параметрами выбирается «Нормальный цикл данных», то направление передачи данных определяется расширенным кодом ID2, как указано в 5.7.2.2. Его нельзя изменить во время работы. Ведущее устройство действует как источник данных в случае аналогового выхода и как приемник данных в случае аналогового входа.

Если параметрами выбираются «Считать строку идентификатора», «Считать диагностику» или «Считать строку параметров», то ведомое устройство действует как источник данных, а ведущее устройство действует как приемник данных. Если параметрами выбирается «Запись строки параметра», то ведущее устройство действует как источник данных, а ведомое устройство — как приемник данных.

Примечание - Из-за такого определения битов данных и параметров комбинированный тип транзакции 1 может использоваться только со стандартным режимом адресации.

5.7.2.2 Описание направления передачи данных и количества каналов

Направление передачи данных и количество каналов данных определяются расширенным кодом ID2 (единичная транзакция «Read_ID2-Code»), хранящимся в ведомом устройстве (подробности см. в приложении A).

Примечание - Для ведомых устройств AS-i, которые не поддерживают расширенные коды ID1/ID2, ведущему устройству AS-i следует принять значение по умолчанию расширенный ID2 = FHex. Это соответствует аналоговому входу ведомого устройства с 4 каналами. Допускается реализация менее 4 каналов с расширенным кодом ID2 = FHex. В этом случае ведомые отправляют данные только для реализованных каналов. Мастер должен пометить входные значения неиспользуемых каналов в своем образе аналоговых входных данных как недопустимые. Ведомые, поддерживающие расширенные коды ID1/ID2, не должны использовать расширенное значение по умолчанию ID2 = FHex.

5.7.2.3 Передача данных

Если ведомое устройство определено как источник данных, а ведущее (мастер) — как приемник данных, то передача данных контролируется мастером так, как показано в таблице 9. Ведущее устройство выдает запрос, состоящий из 3-битной команды, как показано. Ведомое устройство отвечает в той же или в одной из следующих сообщений «Data_Exchange» с 3-битными данными.

Если ведущее устройство определено как источник данных, а ведомое устройство — как приемник данных, передача данных управляется ведомым устройством аналогично тому, как показано в таблице 10. Ведомое устройство выдает запрос, состоящий из 3-битной команды, как показано. Мастер отвечает в одной из следующих телеграмм «Обмен_данными» с 3-битными данными.

Независимо от направления передачи данных, бит управления K («триггер-бит») инвертируется мастером каждый раз, когда изменяется содержимое битов команды или данных.

Таблица 9

Передача данных от ведомого к ведущему в комбинированной транзакции типа 1

Примечание 1 — Данные в этой таблице показаны на уровне контроллера. По линии AS-i будут передаваться мастер-запросы в инверсионной форме (см. 5.6.5.4).

Запрос «K111» также служит командой «защелкнуть» (заблокировать). После получения этой команды биты данных всей последовательности не должны обновляться источником данных до завершения всей последовательности. Это обеспечивает согласованность данных.

Таблица 10

Передача данных от ведущего устройства к ведомому в комбинированной транзакции типа 1

Примечание 2 — Данные в этой таблице показаны на уровне контроллера. По линии AS-i главные запросы будут передаваться в инвертированном виде (см. 5.6.5.4).

Передача начинается с запроса «K111». Он заканчивается запросом «K000». Эти два повторных запроса являются обязательными. Если необходимо передать менее 23 бит, то запросы, начинающиеся с «K110», могут быть опущены. Длина данных и определение отдельных битов приведены в профилях ведомых устройств (подробности см. в приложении A) или в документации изготовителя.

Последний бит последовательности — это действительный бит «V». Если установлена 1, то последовательность была передана правильно и полученные данные помечены как действительные.

5.7.2.4 Время отклика ведомого

5.7.2.4.1 Ведомые устройства ввода данных

Если ведущее устройство обращается к новой тройке данных входного ведомого устройства (т.е. бит переключения данных изменился), то ведомое устройство должно ответить новым значением в течение 250 мкс, что обеспечивает возможность расчета максимального времени передачи данных.

5.7.2.4.2 Выходные данные ведомых

После получения команды «K111» мастер изменяет бит переключения (триггер-бит) и отправляет новые данные. Ведомое устройство должно ответить новой тройкой данных команды в течение 250 мкс. Эта последовательность продолжается до тех пор, пока ведомое устройство не обратится к последней тройке данных, а мастер не ответит тройкой данных, содержащей бит достоверности «V».

Затем ведомое устройство может ждать максимум 3 с, пока не начнет новую последовательность с «K111». В документации изготовителя должна быть указана максимальная временная задержка, которую ведомое устройство будет ожидать до начала нового цикла передачи данных. Этот элемент должен называться «макс. задержка между двумя последовательными циклами передачи данных».

5.7.2.5 Считывание идентификатора, считывание диагностики, считывание и запись параметров

Если нормальный цикл передачи данных должен быть прерван для вставки идентификатора считывания, считывания диагностики и считывания параметра, то ведущее устройство должно соблюдать последовательность, показанную на рисунке 37 (только профили ведомого устройства S-7.2 и S-7.4).

Примечание - Время ожидания 500 мс необходимо, потому что запрос Write_Parameter ациклически выдается мастером. Время ожидания 1 мс необходимо ведомому устройству для выполнения внутреннего процесса переключения.

Рисунок 37 — Последовательность функций для чтения идентификатора, чтения диагностики, чтения параметра в комбинированной транзакции типа 1

После первого вызова «Write_Parameter (xxxx) to Slave» мастер не должен изменять четыре выходных бита. Когда время ожидания превышает 1 мс, ведущее устройство должно изменить триггер-бит (бит переключения) D3 и в то же время установить биты D2, D1 и D0 на «111» (уровень хоста).

Если нормальный цикл передачи данных должен быть прерван для вставки параметра записи, то ведущее устройство должно следовать последовательности, показанной на рисунке 38, а ведомое устройство должно следовать последовательности, показанной на рисунке 39 (только профили ведомого S-7.2 и S-7.4).

Рисунок 38 — Последовательность функций для записи параметра в комбинированной транзакции типа 1

Рисунок 39 — Поведение ведомого устройства, получающего от мастера полную строку параметров в комбинированной транзакции типа 1

5.7.2.6 Обработка ошибок

5.7.2.6.1 Включение

Переданные данные помечают как недействительные с помощью бита достоверности до тех пор, пока после включения питания не будет завершена полная и безошибочная широковещательная передача данных.

5.7.2.6.2 Неправильная последовательность троек данных

Источник данных проверяет, чтобы тройки данных вызывались приемниками данных в правильной последовательности. Если это не так, он помечает данные как ошибочные с помощью действительного бита. Он также может отвечать на другие команды с помощью «K000», пока не начнется новый цикл.

5.7.2.6.3 Данные различной длины

Источник данных проверяет, чтобы данные передавались широковещательно (циклически) и с постоянной длиной. Если длина данных изменяется во время работы, то данные помечают как ошибочные с помощью бита достоверности до тех пор, пока новый цикл не будет завершен правильно.

5.7.2.6.4 Распознавание фазы подтверждения

После прерывания обмена данными между ведущим устройством AS-i и ведомым устройством AS-i для входных данных ведущего устройства AS-i устанавливается значение «0Hex». Чтобы гарантировать, что это не приведет к неправильной интерпретации данных, соответствующие значения должны быть помечены как ошибочные с помощью бита достоверности.

5.7.2.6.5 Тайм-аут переключения битов

Если оба коммуникационных партнера ждут изменения бита управления K, то рекомендуется контролировать период переключения и делать тайм-аут через 1 с. Когда истечет тайм-аут, ведущий и/или ведомый должны пометить переданные данные как ошибочные. Если ведомое устройство контролирует тайм-аут триггер-бита, то это должно быть указано в документации изготовителя.

5.7.3 Комбинированная транзакция типа 2

Механизм комбинированной транзакции типа 2 обрабатывается в соответствии со стандартом, приведенным ниже. Он использует стандартные механизмы передачи данных AS-i для создания полнодуплексного последовательного канала передачи данных между ведущим и ведомым устройствами с профилями, перечисленными в таблице 8.

Примечание - Комбинированная транзакция типа 2 может использоваться для аналоговых датчиков, исполнительных механизмов и полевых устройств с переменными параметрами, для датчиков, исполнительных механизмов и полевых устройств, как аналоговых, так и цифровых, для дисплеев, содержащих более 8 символов, для замены интерфейсов от 4 до 20 мА с обменом параметрами.

5.7.3.1 Определение битов данных ввода/вывода и параметров

Определение битов данных ввода/вывода (отдельная транзакция «Data_Exchange») приведено на рисунке 40.

Рисунок 40 — Определение битов данных ввода/вывода в комбинированной транзакции типа 2

Биты параметра AS-i (отдельная транзакция «Write_Parameter») не используются для комбинированной транзакции типа 2. Они могут быть определены в соответствующих профилях ведомого устройства.

Примечание - Благодаря такому определению битов данных комбинированная транзакция типа 2 может использоваться со стандартным адресным режимом и/или с расширенным адресным режимом. Биты входных данных D0 и D1 и биты выходных данных D2 (и D3, если используется стандартный режим адресации) не требуются для комбинированной транзакции типа 2 и могут использоваться для дополнительной нормальной передачи битовой информации.

Комбинация последовательных синхроимпульсов (тактовых сигналов) и битов последовательных данных определяется, как указано в таблице 11.

Таблица 11

Определение последовательных синхроимпульсов (тактовых сигналов) и данных в комбинированной транзакции типа 2

5.7.3.2 Передача данных

Передача данных регулируется приведенными ниже правилами.

Если нет данных для передачи между ведущим и ведомым (оба канала данных работают в режиме ожидания), то обе стороны непрерывно передают срочные сообщения «SEP» и «IDLE». Ведущий начинает передачу, а ведомый отвечает той же информацией:

Таблица 12

Передача данных в комбинированной транзакции типа 2

В этом состоянии ведомое устройство всегда должно отображать информацию, полученную от ведущего. Ведущий должен послать следующее срочное альтернативное сообщение только после того, как он получит правильный эхосигнал для последнего сообщения от ведомого.

Осциллограф, подключенный к соответствующим входам и выходам ведомого устройства, обычно показывает изображение, приведенное на рисунке 41.

Рисунок 41 — Типичные сигналы комбинированной транзакции типа 2, видимые на осциллографе (оба канала данных работают в режиме ожидания)

Ошибка тайм-аута (ошибка из-за превышения времени ожидания) обнаруживается, если ведущее или ведомое устройство не получает ожидаемую информацию от другой стороны в течение времени 100 мс.

Если ведущий хочет передать данные ведомому устройству, то он должен заменить свое неактивное (пустое) сообщение соответствующим сообщением с данными. Если ведомое устройство хочет передать данные ведущему, то оно должно заменить свое неактивное сообщение (сообщение ожидания) соответствующим сообщением с данными. Обмен сообщением разделителя/таймера (генератора тактовых импульсов) между сообщениями с данными или неактивными сообщениями остается неизменным.

Старший бит передается первым. Информационные данные могут иметь любую длину. Две разные последовательности данных должны разделяться как минимум одним сообщением ожидания.

Осциллограф, подключенный к соответствующим входам и выходам ведомого устройства, например, покажет изображение, приведенное на рисунке 42.

Рисунок 42 — Типичные сигналы комбинированной транзакции типа 2 (ведущее устройство передает байт 10101011Bin, ведомое устройство передает 01110101Bin)

5.7.3.3 Время отклика ведомого

Когда ведущий передает новую информацию (т.е. статус последовательных синхроимпульсов изменяется), то ведомое устройство должно ответить новой информацией не позднее, чем в текущем или следующем цикле. Это гарантирует, что можно рассчитать максимальное время передачи данных.

5.7.3.4 Обработка исключений

5.7.3.4.1 Включение электропитания

Пользовательские данные в мастере помечают как недействительные до тех пор, пока не будет выполнена полная и безошибочная передача данных.

5.7.3.4.2 Прерывание трафика (передачи) данных

Когда мастер с интегрированной поддержкой комбинированной транзакции типа 2 обнаруживает, что ведомое устройство соответствующего профиля больше не находится в LAS, то оно помечает соответствующие входные значения всех каналов этого ведомого как недопустимые и устанавливает для них значения по умолчанию, если применимо.

Ведомое устройство, поддерживающее комбинированную транзакцию типа 2, должно реализовать функцию таймера контрольной системы (сторожевого таймера) для отслеживания прерываний трафика данных. В случае прерывания передачи данных, обнаруженного сторожевым таймером, должны быть предприняты следующие действия:

• входное ведомое устройство должно установить для своих выходов значения по умолчанию (если применимо);
• ведомые переустанавливают свое конечное оборудование, т.е. они больше не отвечают на сообщения с данными, пока не получат новое сообщение с параметрами от ведущего устройства AS-i;
• ошибка тайм-аута обнаруживается, если ведомое устройство не получает ожидаемую информацию от ведущего в течение 100 мс.

5.7.3.4.3 Прерывание/ошибка передачи данных

Мастер и ведомое устройство должны проверять входящие данные на предмет нарушения правил кодирования.

Если мастер со встроенной поддержкой комбинированной транзакции типа 2 обнаруживает, что ведомое устройство не соблюдает правила последовательной передачи данных (например, тайм-аут), он немедленно прерывает эту передачу данных, помечает все данные как недопустимые и возвращается в состояние «начало последовательная связь».

Когда ведомое устройство обнаруживает, что ведущее устройство не соблюдает правила последовательной передачи данных (например, тайм-аут), оно немедленно прерывает последовательную передачу данных, устанавливает выходы на значения по умолчанию и возвращается в состояние start serial communication («начать последовательную связь»).

5.7.4 Комбинированная транзакция типа 3

Механизм комбинированной транзакции типа 3 обрабатывается в соответствии с требованиями, приведенными ниже. Он использует стандартные механизмы передачи данных AS-i для создания полнодуплексного 4-битного или 8-битного канала передачи данных между мастером и ведомым устройством в режиме расширенного адреса с профилями, приведенными в таблице 8.

Примечание - Комбинированные транзакции типа 3 предназначены для использования в клавиатурах, сигнальных постах, терминалах клапанов и тому подобных устройствах. Кроме того, они могут использоваться для 8-битных датчиков, исполнительных механизмов и полевых устройств.

5.7.4.1 Передача данных 4I/4O

Описание битов данных ввода/вывода (одиночная транзакция «Data_Exchange») для передачи данных 4I/4O приведено на рисунке 43.

Рисунок 43 — Определение (описание) битов данных ввода/вывода в комбинированной транзакции типа 3 (4I/4O)

4 выходных бита передаются широковещательно (циклически) в 2 группы. Если информационный бит D2 (выходной мультиплексный бит) = 1 (уровень ASI), то DO0 и DO1 передаются ведомому устройству, если информационный бит D2 = 0 (уровень ASI), то D2 и D3 передаются ведомому устройству в запросе на обмен данными. Ведомое устройство должно повторно собрать две группы данных в 4 соответствующих порта вывода (Out 1 — Out 4) в зависимости от информационного бита D2.

Чтобы гарантировать, что обе группы выходных данных постоянно обновляются, чередование бита D2 должно контролироваться ведомым устройством. Если нет смены бита D2 по крайней мере каждые 300 мс (после активации ведомого), то ведомое устройство должно прекратить связь и переключить все выходы в состояние ВЫКЛ (протокол «сторожевой таймер»).

Примечание - В случае задействования протокола «сторожевого таймера» рекомендуется прекратить обмен данными.

Биты параметра AS-i (одиночная транзакция «Write_Parameter») не используются для комбинированной транзакции типа 3. Они могут быть определены в соответствующих профилях ведомого устройства.

Данные передаются в IDI и из ODI ведущего.

5.7.4.2 Передача данных 8I/8O

5.7.4.2.1 Определение битов данных и параметров

Определение битов данных ввода/вывода (одиночная транзакция «Data_Exchange») для передачи данных 8I/8O приведено на рисунке 44 (см. перечисления a) и b) соответственно).

a) Определение битов данных ввода/вывода в комбинированной транзакции типа 3 (8I/8O)

b) Диаграмма состояний ведомого для комбинированной транзакции типа 3 (8I/8O)

Рисунок 44 — Определение и диаграмма состояний ведомого для комбинированной транзакции типа 3

8 входных битов передаются циклически в 4 группы по 2 бита данных в каждой. Каждой группе назначены входные мультиплексные биты DI2 и DI3, данные — это биты D0 и D1. Если мультиплексные биты равны 00Bin, то входные биты DI6, DI7 передаются ведущему, а он отправляет выходные биты DO6, DO7 в следующем сообщении с данными. Если мультиплексные биты — 01Bin, то входные биты DI4, DI5 передаются ведущему, и он отправляет выходные биты DO4, DO5 в следующем сообщении с данными. Если мультиплексные биты равны 10Bin, то входные биты DI2, DI3 передаются ведущему, а ведущий отправляет выходные биты DO2, DO3 в следующем сообщении с данными. Если биты мультиплексирования равны 11Bin, то входные биты DI0, DI1 передаются ведущему устройству, а оно отправляет выходные биты DO0, DO1 в следующем сообщении с данными.

Для безопасности передачи требуется структура «клиент/сервер». Ведомое устройство AS-i действует как сервер и предоставляет входные мультиплексные биты. Ведущее устройство AS-i действует как клиент и отображает инвертированный бит входного мультиплексирования DO2 для подтверждения передачи данных. С битами данных DO0 и DO1 мастер передает соответствующие выходные биты.

Мультиплексные биты 00Bin обозначают начало последовательности передачи. Если требуется согласованный вывод данных, то мастер должен обновить выходной байт только перед отправкой выходных битов DO6, DO7.

Чтобы гарантировать, что все группы данных постоянно обновляются, смена (преобразование, чередование) бита D2 должна контролироваться ведомым и ведущим. Если нет чередования бита D2 по крайней мере каждые 300 мс (после активации ведомого), то ведомое устройство должно прекратить связь и переключить все выходы в состояние ВЫКЛ (протокол сторожевой таймер). В этом случае ведущее устройство должно сигнализировать о недействительности входных данных контроллеру с «битом достоверности», установленным на 0.

Примечание - В случае события сторожевого таймера протокола рекомендуется прекратить обмен данными.

Биты параметра AS-i (одиночная транзакция «Write_Parameter») не используются для комбинированной транзакции типа 3. Они могут быть определены в соответствующих профилях ведомого устройства.

Данные передаются в AIDI (старший байт канала 0 для ведомого A и старший байт канала 2 для ведомого B) и из AODI ведущего устройства.

5.7.4.2.2 Время отклика

Ведомое устройство начинает последовательность передачи данных, отправляя «0 0 DI7 DI6». После получения этой информации мастер должен ответить инвертированным битом DO2 менее чем за 10 мс. Ведомое устройство должно ответить на измененный бит DO2 новыми данными в течение 250 мкс. Затем последовательность продолжается до тех пор, пока не будут отправлены DO1 и DO0, и цикл повторяется. Это гарантирует, что можно рассчитать максимальное время передачи данных.

5.7.4.2.3 Обработка исключений

5.7.4.2.3.1 Включение электропитания

Пользовательские данные в мастере помечают как недействительные до тех пор, пока не будет выполнена полная и безошибочная передача данных.

5.7.4.2.3.2 Прерывание трафика данных

Если мастер с интегрированной поддержкой комбинированной транзакции типа 3 обнаруживает, что ведомое устройство соответствующего профиля больше не находится в LAS, то он помечает соответствующие входные значения всех каналов этого ведомого как недопустимые и устанавливает для них значения по умолчанию (если применимо).

Если ведущее устройство обнаруживает неправильную последовательность или отсутствие изменения входных битов мультиплексирования, то оно должно прекратить отражать инвертированный бит DI2 и передать «011Bin» на уровне ASI. Все входные биты и бит достоверности должны быть установлены в 0.

5.7.5 Комбинированная транзакция типа 4

Механизм комбинированной транзакции типа 4 обрабатывается в соответствии с требованиями, приведенными ниже. Он использует стандартные механизмы передачи данных AS-i для создания одно- или двухканального 16-битного канала передачи данных от ведомого устройства к ведущему в режиме расширенного адреса с профилями, приведенными в таблице 8.

Примечание - Комбинированная транзакция типа 4 предназначена для использования в одноканальных или двухканальных 16-битных датчиках; замена интерфейсов контуров управления — с 4 на 20 мА.

5.7.5.1 Определение битов данных и параметров

Определение битов данных ввода/вывода (одиночная транзакция «Data_Exchange») для передачи данных приведено на рисунке 45.

Рисунок 45 — Определение битов данных ввода/вывода в комбинированной транзакции типа 4

16 входных битов передаются широковещательно (циклически) в 4 группы по 4 бита данных в каждой. Каждой группе мастером присваиваются биты выбора полубайта DO1 и DO0. Если биты выбора полубайта равны 00Bin, то входные биты с DI12 по DI15 передаются ведущему устройству. Если мультиплексные биты — 01Bin, тогда входные биты с DI8 по DI11 передаются ведущему устройству. Если биты выбора полубайта равны 10Bin, то входные биты с DI4 по DI7 передаются ведущему устройству. Если биты мультиплексирования равны 11Bin, то входные биты с DI0 по DI3 передаются ведущему устройству.

Если должны быть переданы только 12 битов, то ведущее устройство может опустить мультиплексную битовую комбинацию 11Bin, чтобы ускорить чистую передачу данных. Если необходимо передать только 8 битов, то комбинации мультиплексных битов 11Bin и 10Bin могут быть опущены.

Биты параметра AS-i (одиночная транзакция «Write_Parameter») не используются для комбинированной транзакции типа 4. Они могут быть определены в соответствующих профилях ведомого устройства.

Широковещательные (циклические) входные данные A-Slave копируются в каналы 0 и 1 AIDI соответствующего адреса ведомого устройства. Широковещательные входные данные B-Slave копируются в каналы 2 и 3. В случае однобайтовых данных используется старший байт AIDI.

5.7.5.2 Передача (трафик) данных

Запрос с битами выбора полубайта, установленными на 00Bin, также служит командой блокировки (защелкивания). После получения этой команды биты данных всей последовательности не должны обновляться источником данных до завершения всей последовательности. Это гарантирует последовательность данных.

5.7.5.3 Время отклика ведомого

Если ведущее устройство передает новую информацию о выборе, то ведомое устройство должно ответить запрошенной информацией в том же сообщении. Это гарантирует, что можно рассчитать максимальное время передачи данных.

5.7.5.4 Обработка исключений

5.7.5.4.1 Включение электропитания

Пользовательские данные в мастере помечают как недействительные до тех пор, пока не будет выполнена полная и безошибочная передача данных.

5.7.5.4.2 Прерывание передачи данных

Если мастер со встроенной поддержкой комбинированной транзакции типа 4 обнаруживает, что ведомое устройство соответствующего профиля не предоставляет согласованных данных или больше не находится в LAS, то он отмечает соответствующие входные значения всех каналов этого ведомого устройства как недопустимые и устанавливает их значения по умолчанию (если применимо).

Ведомое устройство, поддерживающее комбинированную транзакцию типа 4, должно реализовать функцию сторожевого таймера для отслеживания прерываний трафика данных после активации ведомого. В случае прерывания передачи данных, обнаруженного сторожевым таймером, должны быть предприняты следующие действия:

• ведомый переустанавливает (сбрасывает) свое конечное оборудование, т.е. он больше не отвечает на сообщения с данными, пока не получит новое сообщение с параметрами от ведущего устройства AS-i.

5.7.6 Комбинированная транзакция типа 5

Комбинированный механизм транзакции типа 5 обрабатывается в соответствии с требованиями, приведенными ниже. Он использует стандартные механизмы передачи данных AS-i для создания быстрого 8, 12 или 16-битного полнодуплексного канала передачи данных от ведущего устройства к ведомому, используя 2, 3 или 4 стандартных адреса с профилями, приведенными в таблице 8.

Примечание 1 — Комбинированная транзакция типа 5 предназначена для использования в высокоскоростных 16-битных датчиках, исполнительных механизмах и полевых устройствах; замена интерфейсов — от 4 до 20 мА для контуров управления.

Ведомое устройство, поддерживающее комбинированную транзакцию типа 5, может рассматриваться как одно физическое ведомое устройство. Это ведомое устройство занимает младший адрес в группе из 2, 3 или 4 последовательных адресов. Следующие 1, 2 или 3 адреса в возрастающем порядке не должны использоваться каким-либо другим физическим ведомым устройством, поскольку они также заняты физическим ведомым устройством, поддерживающим этот тип транзакции.

Примечание 2 — Изменение адреса ведомого устройства этого типа может не работать так же, как с другими ведомыми устройствами. В частности, автоматическое назначение адреса (см. 5.6.5.4) потребует особого внимания пользователя, поскольку настоящий стандарт не содержит процедур автоадресации для ведомых устройств, поддерживающих тип транзакции 5.

5.7.6.1 Определение количества каналов

Количество каналов данных и тип данных определяется расширенным кодом ID2 (единичная транзакция «Read_ID2-Code»), хранящимся в ведомом устройстве (подробности см. в приложении A). Применяются определения, приведенные в таблице 13.

Таблица 13

Определение кода ID2 в комбинированной транзакции типа 5 I_D2Hex I₃ I2 I1 I0 Definition

5.7.6.2 Определение битов данных ввода/вывода и параметров

Нет специального определения битов данных ввода/вывода (одиночная транзакция «Data_Exchange») и битов параметров (одиночная транзакция «Write_Parameter») для передачи данных в соответствии с этим комбинированным типом транзакции.

Биты данных ведомого устройства с наименьшим адресом — это биты данных с D0 по D3. Биты данных ведомого устройства с наивысшим адресом — это биты данных с D12 по D15. Если в соответствии с этим комбинированным типом транзакции должны быть переданы только 12 битов, то старший адрес может быть опущен.

Если должны быть переданы только 8 битов, то два старших адреса могут быть опущены.

Биты параметра AS-i (одиночная транзакция «Write_Parameter») не используются для комбинированной транзакции 5 типа. Они могут быть определены в соответствующих профилях ведомого устройства.

5.7.6.3 Передача данных

Ведущий и ведомый должны поддерживать согласованность передаваемых данных для всех адресов, которые участвуют в комбинированной транзакции типа 5 в течение одного цикла AS-i.

Данные передаются из AODI и в AIDI ведомого устройства с наименьшим адресом.

Ведомые устройства должны принимать выходные данные только в том случае, если данные для всех адресов, которые участвуют в комбинированной транзакции типа 5, были получены успешно.

Мастер должен принимать входные данные и копировать их в образ аналоговых входных данных (AIDI) только в том случае, если данные со всех адресов, участвующих в комбинированной транзакции типа 5, были получены успешно.

5.7.6.4 Время отклика ведомого

Если ведущее устройство передает выходную информацию, то ведомое устройство должно ответить соответствующей входной информацией в том же сообщении. Это гарантирует возможность расчета максимального времени передачи данных.

5.7.6.5 Обработка исключений

5.7.6.5.1 Ошибка конфигурации

Если адреса ведомых устройств, которые участвуют в комбинированной транзакции типа 5, не настроены способом, определенным выше, то мастер должен рассматривать каждый адрес ведомого устройства как двоичный ведомый. Затем выходные данные берутся из ODI, входные данные передаются в IDI. Образ аналоговых входных данных (AIDI) устанавливается на 0000Hex в случае прозрачного ведомого устройства или на 7FFFHex во всех остальных случаях.

Кроме того, для этого канала сбрасывается бит достоверности мастера.

5.7.6.5.2 Включение электропитания

Ведомое устройство должно лишь начать отвечать на запросы мастера об обмене данными до тех пор, пока оно не сможет предоставить согласованные данные. Если это невозможно (например, по временным причинам), то ведомое устройство может предоставить значения по умолчанию.

Ведомый и мастер должны обновлять свои полученные данные только после того, как они успешно получили полную последовательность данных для всех адресов, которые участвуют в комбинированной транзакции типа 5.

5.7.6.5.3 Тайм-аут мастера

Если мастер не получает действительные данные для всех адресов, которые участвуют в комбинированной транзакции типа 5, то он должен сохранить последнее допустимое значение.

Если новое допустимое значение не получено в течение более 20 мс, то мастер может установить значение по умолчанию в AIDI и сбросить (переустановить) бит достоверности. Если новое допустимое значение не получено в течение более 100 мс, то ведущее устройство должно установить значение по умолчанию в AIDI и сбросить (переустановить) бит достоверности.

5.7.6.5.4 Тайм-аут ведомого

Если ведомый не получает достоверные данные для всех адресов, участвующих в комбинированной транзакции типа 5 в течение одного цикла, или достоверные данные с интервалом менее 380 мкс между двумя последовательными адресами, то в этом случае должно сохраняться последнее достоверное значение.

Если новое допустимое значение не было получено в течение более 40 мс, то ведомое устройство может установить отказоустойчивое значение для своего выхода. Если новое допустимое значение не было получено в течение более 100 мс, то ведомое устройство должно установить на своем выходе безопасное значение. Значение отказоустойчивости (например, минимальная мощность, последнее значение или максимальная мощность) должно быть указано в документации изготовителя.

5.7.7 Комбинированная транзакция для передачи сигнала, связанного с безопасностью

Комбинированная транзакция для механизма передачи сигналов, связанных с безопасностью, обрабатывается в соответствии с требованиями, приведенными ниже. Используются стандартные механизмы передачи данных AS-i для создания однобитового или двухбитового (в зависимости от требуемой полноты безопасности) информационного канала безопасности между ведомыми устройствами безопасности с профилями, приведенными в таблице 8, и блоком управления безопасностью.

Связанная с безопасностью передача сигналов и стандартная передача данных могут осуществляться в одной и той же сети. Информация, относящаяся к безопасности, состоит только из одного или двух битов на ведомое устройство (например, выход из защитного светового барьера, включение устройства аварийной остановки). Между датчиком и системой передачи помещается блок кодирования, который преобразует сетевую информацию в последовательность из 8 наборов информации по 4 бита (динамическое кодирование). На стороне приемника блок управления, связанный с безопасностью, интерпретирует сигнал. Он сравнивает принятые коды с хранящимися внутри справочными кодами. На основании этого можно определить состояние ведомого устройства и системы передачи. Блок управления, связанный с безопасностью, может быть частью главного устройства. В качестве альтернативы это может быть отдельное устройство, называемое монитором безопасности.

Примечание 1 — В настоящее время реализована только передача сигнала, связанного с безопасностью, от ведомого устройства к блоку управления, связанному с безопасностью.

Примечание 2 — При использовании безопасной передачи сигнала на AS-i следует принимать во внимание ссылку на IEC 61508 для стандартов безопасности продукции или общие ссылки на стандарты безопасности.

5.7.7.1 Входные ведомые устройства, связанные с безопасностью

Если связанный с безопасностью вход ведомого устройства имеет два состояния переключения, то эти состояния напрямую управляют 4 битами информации, передаваемой от ведомого устройства к ведущему. Если вход ведомого устройства находится в состоянии «ВКЛ» (например, не затронут периметр защитного светового барьера, защитная дверь закрыта), то это состояние сигнализируется передачей последовательности из 8 наборов информации по 4 бита. Каждый цикл AS-i передает следующий набор из 4 битов информации. Если было передано 8 циклов, то отправлена полная последовательность. В 9 цикле снова переносится первый набор. Если вход ведомого устройства находится в состоянии «ВЫКЛ», то отправляется информация «0Hex».

Если связанный с безопасностью вход ведомого устройства имеет два входа (например, резервные контакты), каждый из двух контактов действует независимо друг от друга на два бита из 4 битов информации. В таблице 14 показаны 4 возможных состояния входов:

Таблица 14

Входные состояния, связанные с безопасностью входных ведомых

Канал данных от связанного с безопасностью входного ведомого устройства к блоку управления безопасностью постоянно контролируется методом динамического кодирования. Конструкцией ведомого устройства должно быть обеспечено выполнение требований IEC 61508.

Только ведомые устройства со стандартным режимом адресации должны использоваться в качестве связанных с безопасностью ведомых устройств ввода.

5.7.7.2 Правила кодирования

Биты данных D0...D3 в ответе ведомого образуют полубайт кода. 8 кодовых полубайтов образуют кодовую последовательность.

Правила группировки кодовой последовательности:

S1: последовательность состоит из восьми 4-битных значений, где каждый полубайт кода отличается друг от друга;

S2: значения 0000Bin и 1111Bin не существуют в последовательности;

S3: в последовательности существует ровно одно значение 0001Bin, 0010Bin или 0011Bin;

S4: в последовательности существует ровно одно значение 0100Bin, 1000Bin или 1100Bin;

S5: между двумя значениями с установленным только 1 битом находятся как минимум 2 значения с двумя или тремя установленными битами;

S6: значение 0000Bin указывает выключенное состояние датчика;

S7: значение 1111Bin зарезервировано для будущих расширений;

S8: пошаговое выполнение последовательности задерживается на 200 — 900 мкс после запроса данных.

Следование правилам S1 и S2 приводит к дополнительным требованиям.

SA1: во всех 8 полубайтах кода последовательности бит данных никогда не является постоянным 0 или 1.

SA2: во всех 8 полубайтах кода последовательности два бита данных никогда не бывают полностью равными.

Последовательность полубайтов кода постоянно сохраняется в ведомом устройстве или в соответствующем внешнем устройстве (например, оптическое передающее устройство).

Примечание - Через 200 — 900 мкс после приема запроса данных от мастера ведомое устройство должно переключиться с одного полубайта кода на следующий. Минимальное время задержки 200 мкс предназначено для однократного повторения обмена данными, если ответ ведомого не был правильно получен ведущим. Блок управления, связанный с безопасностью, требует минимум 6 ASi-сообщений (900 мкс (5 ведомых + фаза_управления)) для внутренней обработки. Эти 900 мкс контролируются блоком управления, связанным с безопасностью, и в противном случае могут использоваться внутри связанного с безопасностью ведомого устройства для обработки критических условий синхронизации.

В сети AS-i разрешены только разные кодовые последовательности.

Согласно этим правилам доступно более 900 000 различных кодовых последовательностей. Правильность кодовой последовательности должна контролироваться блоком управления безопасностью.

5.8 Обнаружение ошибок AS-i

Любой запрос ведущего и ответ ведомого на линии AS-i должны проверяться приемниками ведомого или ведущего соответственно на следующие возможные ошибки передачи:

«Start_bit_error» — начальный импульс после паузы должен иметь отрицательную полярность. Этот импульс является эталоном для битового декодирования. Первый обнаруженный бит должен иметь значение 0. Нарушение этого правила фиксируется как start_bit_error;

«Alternating_error» — два последовательных импульса должны иметь разную полярность. За отрицательным импульсом должен следовать положительный импульс, и наоборот. Нарушение этого правила определяется как alternating_error;

«No_information_error» — в любом запросе или ответе импульсы (положительной или отрицательной полярности) должны обнаруживаться в периоды (n x 3 мкс + 1,0 мкс — 0,5 мкс) после начального импульса запроса или ответа, где n = 1 ... 26 для главного запроса и n = 1 ... 12 для ответа ведомого. Нарушение этого правила определяется как no_information_error;

«Parity_error» — сумма всех информационных битов запроса или ответа (исключая начальный и конечный биты, включая бит четности) должна быть четной. Нарушение этого правила определяется как parity_error;

«End_bit_error» — импульс, который должен быть обнаружен через n x 6 мкс после стартового импульса, должен иметь положительную полярность, где n = 13 (78 мкс) для запроса ведущего и n = 6 (36 мкс) для ответа ведомого. Этот стоп-импульс завершает запрос или ответ. Нарушение этого правила определяется как end_bit_error;

«Length_error» — должен быть обработан контроль длины. Если в течение первого битового времени после конечного импульса мастер-запроса (эквивалентно 15-му битовому времени) для синхронизированных ведомых (в течение первых трех битовых времен для несинхронизированных ведомых, эквивалентно битовым временам от 15 до 17) или во время первого времени в битах после конечного импульса ответа ведомого (эквивалентно 8-му битовому времени) обнаруживается сигнал, отличный от паузы, то должна быть обнаружена ошибка Length_error.

Если возникает хотя бы одна из этих ошибок, то запрос или ответ должны рассматриваться как недействительные.

Мастер должен уметь обнаруживать и обрабатывать следующие ошибки связи:

• отсутствует ответ ведомого;
• ошибка в ответе ведомого.

Подробнее см. 8.5.

Любое ведомое устройство должно уметь обнаруживать и обрабатывать ошибку в мастер-запросе.

Подробнее см. 8.4.

6 Информация об изделии

6.1 Инструкции по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию

Применяют IEC 62026-1 (пункт 6.1).

6.2 Профили

Применяют подраздел 6.2 IEC 62026-1 со следующими дополнениями.

Все компоненты AS-i должны быть помечены или должны включать в инструкции по эксплуатации компонентов идентификацию поддерживаемого профиля (профилей).

Ведущие и ведомые должны иметь маркировку, указанную в соответствующем приложении.

Маркировка должна быть нестираемой и легкочитаемой, и ее нельзя наносить на части, обычно съемные во время эксплуатации.

6.3 Маркировка

Применяют подраздел 6.3 IEC 62026-1 со следующими дополнениями.

6.3.1 Основные номинальные значения

Изготовители должны указать текущие показатели.

6.3.2 Идентификация подключения и проводки

В таблице 15 даны определения соединений и проводки.

Таблица 15

Идентификация соединений и проводки