Highspeed mit ASi-5 Daten-Pipeline im Feld

Bei ASi im Allgemeinen und bei ASi-5 im Speziellen denken viele vielleicht nur an ein gelbes, zweiadriges Profilkabel, an den Geräteanschluss in Durchdringungstechnik oder an Hutschienenmodule im Schaltschrank. Doch der neue Feldbusstandard kann mehr: Eine bislang unerreichte Datenbreite und extrem kurze Übertragungszeiten machen ASi-5 zu einer Daten-Pipeline, die der Automatisierungstechnik neue Möglichkeiten im Rahmen der Digitalisierung eröffnet – etwa die einfache und effiziente Einbindung von intelligenten Devices mit IO-Link.

Mit der neuen AS-Interface Generation wird Bewährtes nicht über Bord geworfen – vielmehr kommunizieren ASi-5 und ASi-3 im gleichen Netzwerk, so dass Anwender bisherige ASi-3 Lösungen um ASi-5 Module und deren Funktionalitäten erweitern können. Die bewährten Vorteile der ASi-Technologie bleiben dabei erhalten.

ASi-5 könnte zu einem wichtigen Schrittmacher für die digitale Transformation im Maschinen- und Anlagenbau werden. Der bisher vergleichsweise eher träge Datenkanal von ASi wird mit ASi-5 zur leistungsfähigen Daten-Pipeline und ermöglicht ein ‚ruckelfreies‘ Datenstreaming.

Die Daten-Power von ASi-5 ist darauf ausgelegt, komplexe Steuerungsprozesse in industriellen Anwendungen zu ermöglichen. Zum einen können so deutlich mehr Signale kosteneffizient und schnell an einem Ort eingesammelt und angeschlossen werden, denn mit ASi-5 lassen sich jetzt bis zu 384 Ein- und 384 Ausgangsbits in 1,27 ms Zykluszeit übertragen.

Im Gegensatz zu ASi-3, das mit 167 kHz kommuniziert, nutzt die neue AS-Interface-Generation dafür den Frequenzbereich zwischen 1 und 10 MHz. ASi-5 Netzwerke und ASi-3 Applikationen können so parallel auf einer Leitung betrieben werden, wodurch die von Anfang an angestrebte Kompatibilität zu allen bisherigen ASi Generationen sichergestellt ist.

Integration von IO-Link

Zum anderen ist es mit ASi-5 jetzt möglich, intelligente Geräte – beispielsweise IO-Link Sensoren – noch einfacher in AS-Interface zu integrieren. Genau dafür haben die Entwickler von ASi-5 nämlich schon frühzeitig Profile spezifiziert, die es erlauben, bis zu 32 Byte E/A Daten zyklisch zu übertragen. Praktisch umsetzen lässt sich das auch schon – mit den ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateways und den ASi-5 Slave / IO-Link Master Modulen von Bihl+Wiedemann.

Im Gegensatz zu aktuell weit verbreiteten Strukturen, in denen die IO-Link Master aufwendig einzeln oder über Switches mit Hilfe eines ethernetbasierten Feldbusses an die Steuerung angeschlossen werden müssen, lassen sich IO-Link Signale mit ASi-5 jetzt deutlich eleganter und effizienter einsammeln.

Dabei bleiben zum einen die bewährten Vorteile von AS-Interface wie der im Vergleich zu Feldbuslösungen drastisch reduzierte Verdrahtungsaufwand, der einfache Anschluss per Durchdringungstechnik an das gelbe ASi Kabel, die freie Wahl der Topologie, die Flexibilität bei der Anbindung an alle gängigen Steuerungen und die kostengünstige Integration von Safety auf derselben Infrastruktur erhalten. Zum anderen entfällt die Notwendigkeit, Ethernet aufwendig bis in die Maschine verlegen zu müssen.

Einfache Ethernet-Anbindung

War für den Anschluss von – oft auch nur einem oder zwei – IO-Link Sensoren bislang jeweils ein 8-Port IO-Link Master mit Ethernetanschluss erforderlich, lässt sich die Ethernetanbindung aller an das ASi Netzwerk angeschlossenen Teilnehmer an die Steuerung jetzt über eine einzige Ethernetschnittstelle im ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateway von Bihl+Wiedemann realisieren. So kann der Anwender pro ASi Kreis auf einer maximalen Leitungslänge von 200 m eine Vielzahl von IO-Link Mastern anbinden.

Hierzu werden ASi-5 Slaves mit integrierten IO-Link Master Ports, die das Unternehmen aktuell in 1-Port-, 2-Port- und 4-Port-Varianten anbietet, je nach entsprechendem Bedarf einfach dort, wo sie gebraucht werden, per Durchdringungstechnik an das ASi Kabel geklemmt und so mit dem Gateway verbunden.

Die Anbindung der IO-Link Devices an den jeweiligen Master Port erfolgt, wie gewohnt, über Kabel mit M12-Stecker und einer maximalen Leitungslänge von 20 m. Damit bietet ASi-5 eine wirtschaftliche Lösung, um intelligente Devices bedarfsorientiert, kostengünstig und mit minimalem Verdrahtungs- und IP-Verwaltungsaufwand mit der Steuerung zu verbinden.

Kommunikation über OPC UA

Dies ist der eine Aspekt der verbesserten Konnektivität mit ASi-5 – der andere heißt OPC UA. Diese plattformunabhängige, standardisierte Kommunikationsarchitektur ist in der Lage, Maschinendaten wie Sensordaten oder Regelgrößen zu transportieren und – das ist die für die Digitalisierung relevante Innovation – auch maschinenlesbar semantisch zu beschreiben.

OPC UA ist interoperabel und sorgt für hohe industrielle Konnektivität: Größere Mengen an Daten können ohne Einschränkung dorthin transportiert werden, wo aus ihnen wertvolle Informationen gewonnen werden – beispielsweise in Cloud-basierte Applikationen von Condition Monitoring oder Predictive Maintenance.

Mit dem OPC UA Server, den die Firma Bihl+Wiedemann standardmäßig bereits in ihre neuen ASi-5/ASi-3 Gateways zu diversen Feldbussen integriert hat, ist somit auch der effiziente Datenfluss im Sinne von Edge Computing ohne Umwege parallel zum jeweiligen Feldbus möglich.