工业自动化总线系统-ASI总线

ASI总线概述
　　ASI（Actuator-Sensor-Interface）是执行器-传感器-接口的英文缩写，它是一种用在控制器（主站）和传感器/执行器（从站）之间双向交换信息的总线网络，它属于现场总线（Fieldbus）下面底层的监控网络系统。一个ASI总线系统通过它主站中的网关可以和多种现场总线（如FF、Profibus、CANbus）相连接。ASi主站可以作为上层现场 总线的一个节点服务器，在它的下面又可以挂接一批ASi从站。ASi总线主要运用于具有开关量特征的传感器和执行器系统，传感器可以是各种原理的位置接近 开关以及温度、压力、流量、液位开关等。执行器可以是各种开关阀门，电/气转换器以及声、光报警器，也可以是继电器、接触器、按钮等低压开关电器。当然 AS-i总线也可以连接模拟量设备，只是模拟信号的传输要占据多个传输周期。必须注意的是在连接主站和从站的两芯电缆上除传输信号外，同时还提供工作电源。

ASI总线功能
　 　在ASi总线不同的应用情况下，功能可靠包含下列内容，首先是通信数据的可靠性方面，ASi总线在许多方面采取了抗干扰措施。在接收数据时，必须进行错 误检验，此方法十分有效，出错误后信息可以重发。另外如系统部件出现故障时主站会很快检测到故障信息，并自动与发生故障的从站切断通信联系，通知操作人员 故障地址，以便及时进行维修。主站还具备网络运行监视功能，在任何时刻用户都能得到系统中所有从站当前运行状态的完整资料。

ASI总线传输速率
　　在ASi总线系统中，主站和从站之间采用了串行双向数字通信方式。因为报文较短，如若在有一个主站和31个从站的系统中，ASI的通信周期大约为5ms，也就是说主站在5ms内就可以对31个从站轮流访问一遍。

ASI总线应用
　　ASi总线是一个主从系统，主站和所有的从站可双向交换信息，当主站与上层现场总线进行通信时，主站担当了AS-i和上层网络信息交换的出入口，因ASi主要传输的是开关量，所以它的数据结构比较简单，用户仅需关心数据格式、传输率和参数配置等。

ASI总线信号传输系统

　　

ASI（Actuator-Sensor Interface）是用于在控制器（主站）和传感器/执行器（从站）之间进行双向、多站点数字通信的总线网络，它由主站、从站、传输系统3部分组成，而传输系统又由两芯传输电缆、ASI电源和数据解耦电路构成。

1 传输电缆
　　ASI总线推荐使用的电缆型 号为CENELEC或DIN VDE 0281[CENE-90]，并且要标明HO5VV-F2x1.5,这是一种两芯、横截面积为1.5mm2的柔性电源线，它既便宜又随处可见。另一种是具 有相同电特性的ASI专用扁平电缆，它在安装上非常方便。因为ASI电缆既要传输信号又是要提供电源，所以在选择电缆时必须注意两个方面的技术指标：第一 是通信频谱特性，第二是直流阻抗特性。在认为有较大干扰的情况下，则需要选择使用屏蔽电缆，如型号为（N）YMHCY-02x1.5的电缆，但它也必须满 足规定的频谱特性要求。特别要注意的是屏蔽层在ASI电源端只能接地，而不能接在ASI+和ASI-端。
　　ASI电源的电压为29.51-31.5VDC，每个从站向传感器/执行器提供的电源电压 VDC（+10[%]或-15[%]）。在一个ASI总线系统中，ASI电源可给31个从站提供的最大电流为2A，因此每个从站平均消耗的电流为 65mA。如果从站带动的执行器功率较大，所需电流大于65mA时，则必须外接辅助电源。整个系统允许在ASI电缆上的最大压降为3V，因此电缆的横截面 积不能小于1.5mm2，这样才能保证网络中每个从站都能得到规定的电压值。
　　ASI电缆的等效电路模型，分为两芯电缆和带屏蔽层两芯电缆两种模型。电阻（R’）、电容 （C’）、电感（L’）和电导（G’）值为ASI电缆的等效参数。传输速率为167Kb/s时，两芯电缆总的极限参数范围为：R’=20-50mΩ /m，L’=200-600nH/m，C’=35-70pF/m，G’=1-3μS/m。在同样的传输速率下，带屏蔽层的两芯电缆的极限参数 为：R’s=10mΩ/m，Ls’=800nH/m，Cs’=300pF/m，Gs’=15μS/m。
　　ASI电缆的复数阻抗与传输速率之间的关系对系统的响应特性具有十分重要的意义。在传输速率为167Kb/s时，阻抗为80-120Ω，而低于或高于167Kb/s时，阻抗会迅速下降，因此当采用167Kb/s的传输速率时，将得到最大的信号幅值。

2 信号调制过程
　 　ASI信号在传输前要进行调制，采用什么调制方法要考虑诸多的因素。例如附加在电源电压上的传输信号必须是交变的；主站和从站之间的双向通信要求双主都 能够产生简单、有效和节省时间的窄带传输信号；使用非屏蔽电缆时不应有太多的干扰等等。ASI信号的调制采用交变脉冲调制方式（APM），这是一种在基频 进行调制的串行通信方式。
　　主站发出的请求信号位序列首先转换为能执行