Herr Werge, vor knapp zwei Jahren wurde ASi-5 als neue Generation von AS-Interface vorgestellt. Was hat sich seitdem getan?

Applikationen, für die bislang Profinet oder Ethernet/IP notwendig waren, sind jetzt mit ASi-5 realisierbar.

Applikationen, für die bislang Profinet oder Ethernet/IP notwendig waren, sind jetzt mit ASi-5 realisierbar. Redaktion IEE

Paul Werge: Die ASi-5 Technologie wurde 2018 auf der SPS IPC Drives in Nürnberg einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt. Parallel zur Entwicklung von ASi-5, die wir zusammen mit anderen Technologiepartnern realisiert haben, haben wir als die Firma, deren Kerngeschäft AS-Interface ist, natürlich auch an ersten Produkten gearbeitet. Deshalb hatten wir vom Start weg auch direkt ein recht breites Produktportfolio, das wir seitdem kontinuierlich ausbauen. Wesentlicher Bestandteil unserer Strategie war dabei die Integration von IO-Link-Devices.

Können Sie vielleicht noch einmal die zen­tralen Neuerungen von ASi-5 skizzieren?

Paul Werge: Technologisch gesehen steht ASi-5 für eine wesentlich geringere Zykluszeit und eine höhere Datenbreite. Applikationsseitig heißt das: Wir können deutlich komplexere Applikationen mit ASi-5 lösen und jetzt beispielsweise serielle Protokolle zur Antriebssteuerung übertragen oder eine hohe Dichte an E/As kostengünstig einsammeln. Auch die Übertragung von 32 Bytes eines IO-Link Devices stellt mit ASi-5 kein Problem mehr dar, so dass unsere Kunden auch hier von unserer sehr einfachen Verdrahtung und Konfiguration profitieren können.

In Verbindung mit dem Profilkabel lässt sich mit ASi-5 eine enorme Kosten­ersparnis realisieren.

In Verbindung mit dem Profilkabel lässt sich mit ASi-5 eine enorme Kosten­ersparnis realisieren. Redaktion IEE

Wie gehen Ihre Kunden und Interessenten das Thema ASi-5 an?

Paul Werge: Bei großen Serienmaschinenbauern dauert jeder Technologiewechsel bekanntermaßen seine Zeit. Deshalb haben wir schon sehr früh Testgeräte zur Verfügung gestellt. Für eine geringe Einstiegshürde haben von Anfang an unsere ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateways gesorgt, die sowohl ASi-3 als auch ASi-5 unterstützen. Die Idee dahinter: Der Kunde kann den ASi-3 Teil komplett kompatibel beibehalten und ergänzt seine bestehende Applikation einfach mit ASi-5 Komponenten.Der große Vorteil hier ist, dass der Anwender auch weiterhin alle bewährten ASi-3 Komponenten problemlos verwenden kann und seine Änderungen oder Anlagenerweiterungen lediglich an der Stelle durchzuführen braucht, wo dies nötig ist.

Das ASi-5 Protokoll läuft also auf der gleichen Leitung parallel zum bisherigen ASi-3 Protokoll?

Paul Werge: Korrekt. Das funktioniert, weil ASi-3 und ASi-5 in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten: ASi-3 bei 167 kHz und ASi-5 im Frequenzband zwischen 1 und 10 MHz. So können die Master eines ASi Gateways parallel auf einer Leitung mit ihren Teilnehmern kommunizieren, ohne sich gegenseitig zu stören. Sie kennen sich praktisch nicht. Das hat den Charme, dass man bestehende Topologien beibehalten kann und bei Bedarf zusätzlich ein ASi-5 Modul, zum Beispiel mit einem IO-Link Master Port, setzen kann, um etwa einen IO-Link Umrichter einzubinden.

Ist das Verfahren gerade in Verbindung mit Störquellen nicht anfälliger als ASi-3?

ASi-5, IO-Link und ASi Profilkabel – ein starkes Team im Feld

ASi-5 als weltweit standardisierter Feldbus auf der ersten Automatisierungsebene und IO-Link als feldbusunabhängige digitale Kommunikationsschnittstelle sind die Technologien, mit denen sich die Vernetzung von Sensoren, Aktuatoren und Steuerungssystemen intelligent gestalten lässt. Und kosteneffizient dazu: Mit dem ASi Profilkabel lassen sich die Verdrahtungskosten mehr als halbieren. Lesen Sie hier, wie das geht.

Paul Werge: Nein, der ASi-5 Master weicht potentiellen Störquellen automatisch aus. Zunächst werden alle Daten dreifach-re­dundant auf verschiedenen Frequenzen übertragen, die zudem im Frequenzband möglichst weit auseinanderliegen. Das verwendete Frequenzmultiplexverfahren wechselt vollautomatisch die Trägerfrequenzen, sollte es eine externe Störquelle geben. Davon merkt weder der Anwender noch die Applikation etwas, da der ASi Teilnehmer und der ASi Master einfach eine neue Frequenz aushandeln. Die Konsequenz: Wenn im Frequenzband von 1 bis 10 MHz störungsfreie Bereiche existieren, findet sie der ASi-5 Master mit Sicherheit und baut eigenständig ein stabiles Netzwerk auf. Das ist ein großer Vorteil zu der konstanten ASi-3 Übertragungsfrequenz.

Bandbreite, Geschwindigkeit und Abwärtskompatibilität, das sind also die wesentlichen Features…

Paul Werge: …die es in sich haben. Diese Eigenschaften schließen die Lücke von ASi zu den ethernetbasierten Feldbussen. Mit ASi-5 wird künftig die Parallelverdrahtung von speziellen Teilnehmern mit Profinet oder einem anderen System immer häufiger überflüssig. Neben den typischen Feldbus-Aufgaben gehören auch die Funktionen eines Edge-Devices, wie das Übermitteln von OPC UA Daten oder der integrierte Webserver, zum ASi-5 Gateway schon in der Standardausführung dazu.

In welchen Szenarien wird ASi-5 aktuell schon eingesetzt?

Kompatibilität, Geschwindigkeit und Bandbreite erschließen ASi-5 viele neue Applikationen.

Kompatibilität, Geschwindigkeit und Bandbreite erschließen ASi-5 viele neue Applikationen. Redaktion IEE

Paul Werge: Momentan sind es vor allem Applikationen in der In­tralogistik, Verpackungs- und Fördertechnik mit einer Mischung aus einfacher E/A-Anbindung, IO-Link und dezen­traler Antriebstechnik. Viele Firmen in diesen Bereichen, die sich für ASi-5 entscheiden, kennen uns natürlich und haben davor bereits mit ASi-3 gearbeitet. Einige dieser Anwender sind mittlerweile längst über das Teststadium hinaus und setzen ASi-5 Komponenten serienmäßig in ihren Anlagen ein.

Wie ist das bisherige Resümee der Anwender?

Paul Werge: Vielen ASi-3 Anwendern ist inzwischen bewusst, was alles mit ASi-5 möglich ist. Die Denkweise ändert sich gerade, weg vom klassischen Bit-basierten Ansatz, zum Beispiel 4E/4A, hin zum Byte-orientierten System. Jetzt hat ein Modul bis zu 32 Byte zyklischen Daten zur Verfügung, was einfach ganz andere Applikationen ermöglicht. Applikationen, für die bislang Profinet notwendig war, sind nun auch mit ASi-5 realisierbar.

Haben Sie auch schon Unternehmen für ASi-5 gewinnen können, die bislang die ‚großen‘ Feldbusse im Einsatz haben?

Paul Werge: Ein interessanter Punkt. Natürlich ist es einfacher, ASi-3 „Fans“ von der nächsten Generation zu überzeugen. Jemand, der bisher Profinet einsetzt, den sprechen vor allem andere Themen wie die Energieverteilung und das Verdrahtungskonzept an. Nicht zu vernachlässigen sind auch Themen wie Praktikabilität und Preis. Bei keinem der genannten Punkte muss sich ASi verstecken: ASi ist völlig frei in der Topologie und Platzierung der Module. In Verbindung mit der Verdrahtung über das Profilkabel lässt sich mit ASi-5 eine enorme Kostenersparnis realisieren.

Können Sie grob skizzieren, wie viel günstiger letztendlich eine ASi-5 Installation zu einer Profinet-Installation wäre?

Paul Werge: Dazu vielleicht zwei Beispiele: Für den Anschluss von IO-Link-Devices war bisher typischerweise ein 4- oder 8-Port Master mit Feldbusanbindung notwendig. Bei ASi-5 ist das nicht der Fall, weil die Daten aller IO-Link-Devices im ASi-5 Gateway zusammenlaufen und sich die Feldbusschnittstelle teilen. Die Anbindung erfolgt über ASi-5 Module mit integrierten IO-Link Mastern, die aktuell mit ein, zwei oder vier Ports verfügbar sind und einfach an das ASi Profilkabel angeschlossen werden. So lassen sich sehr viele Devices über einen einzigen IP-Knoten, unser ASi Gateway, einbinden. Das hat Kostenvorteile, da man vor allen Dingen sehr fein abgestuft arbeiten kann. So lässt sich ein IO-Link Device mit ASi-5 heute schon ab 40 Euro anbinden.

ASi-5 bewegt sich auf Augenhöhe mit den Feldbus-Systemen.

ASi-5 bewegt sich auf Augenhöhe mit den Feldbus-Systemen. Redaktion IEE

Bei Profinet-Applikationen haben wir auch immer das Kabel- und Verdrahtungsthema. Hier ist die Lösung mit ASi Profilkabel, das ohne vorkonfektionierte Stecker und T-Stücke auskommt und einfach nach Bedarf von der Rolle genommen werden kann, deutlich günstiger als andere Verkabelungslösungen.

Sind ASi-5 Komponenten teurer als ASi-3 Module?

Paul Werge: Wo die Geschwindigkeit und die Datenbreite Vorteile bringt, dort ist ASi-5 immer günstiger als ASi-3. Das resultiert aus der Funktionalität wie der höheren E/A-Dichte pro Modul: Acht Ein- und acht Ausgänge mit einem ASi-5 Modul einzusammeln ist einfach günstiger als mit zwei ASi-3 Modulen. Für wenige E/As oder einen Not-Halt gibt es keine bessere Lösung als ASi-3.

Auch bei der Ansteuerung von Antrieben verändert ASi-5 viel. Wurden Motoren bislang binär angesteuert, ermöglicht ASi-5 inzwischen eine Ansteuerung von Umrichtern mit seriellen Protokollen. Künftig lassen sich also auch Antriebe, die bislang über ein Profinet-Modul angesteuert wurden, über ASi regeln. Alle Daten vom Antrieb können über das ASi-5 Modul mit serieller Schnittstelle abgeholt werden. Das öffnet die Tür für viel mehr Diagnosedaten und applikationsorientierte Fahrprofile, Rampen oder eine zyklische Geschwindigkeitssteuerung. In Summe stellt ASi-5 also viel mehr Funktionalität bereit, ohne wirklich höhere Hardwarekosten zu verursachen.

Diagnose und Parametrierung sind auch die Key-Features von IO-Link. Welche Rolle spielt das serielle Protokoll bei ASi-5?

Paul Werge: Die Integration von IO-Link hat bei der Entwicklung von ASi-5 eine besondere Rolle gespielt. Aufgrund der Bandbreite macht diese Kombination jetzt richtig Spaß, zumal wir auch unsere Software-Suites ASIMON360 und ASi Control Tools360 – für Applikationen ohne Sicherheitstechnik – entsprechend angepasst haben, um die Inbetriebnahme einfach zu halten. Die Software hat eine Kopplung mit dem IODDFinder, der IODD-Datenbank von IO-Link. Wird ein IO-Link Device an ein ASi Modul gesteckt, wird das Device identifiziert und die passende IODD geladen und dessen Parametrierungsoberfläche sofort angezeigt. Intuitiver geht es eigentlich nicht mehr. Auch die Copy-and-Paste-Funktion, mit der viele gleiche IO-Link Master parametriert werden können, spart viel Zeit.

Bihl+Wiedemann war mit dem Technologie-Launch sofort mit einem Produktsortiment am Start. Was hat sich in den letzten zwei Jahren getan?

Paul Werge: Mit IO-Link und den entsprechenden Modulen sind wir in Vorleistung gegangen, weil wir das als Trendthema sehen. Was jetzt nachgefragt wird, ist die Anbindung intelligenter Antriebe. Hier orientieren wir uns an den Kundenanforderungen.

Intelligente Antriebe heißt klassische Frequenzumrichter?

Viel Zeit und Geld lässt sich bei der Ansteuerung von Antrieben mit ASi-5 Modulen sparen.

Viel Zeit und Geld lässt sich bei der Ansteuerung von Antrieben mit ASi-5 Modulen sparen. Redaktion IEE

Paul Werge: Zum Beispiel. Es gibt auch Hersteller, die ihre Umrichter mit IO-Link ausgerüstet haben. Auch das unterstützen unsere ASi-5 Module mit integriertem IO-Link Master und natürlich unsere ASi-5 Motormodule. Manche setzen aber auch sehr spezielle dezentrale Antriebe ein, die mit RS485 oder mit CAN­open angesteuert werden. Auch das ist mit unseren Motor­modulen möglich.

In den Gateways laufen also alle Daten aus dem Feld zusammen. Die IT würde dazu Datenkonzentrator oder Edge-Device sagen.

Paul Werge: Unsere ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateways verfügen über eine Menge an Daten, etwa die zyklischen Prozessdaten und die Diagnosedaten jedes einzelnen Teilnehmers. Diese Informationen werden entsprechend gebündelt, aufbereitet und über den OPC UA Server bereitgestellt. In diese Richtung wird derzeit vieles entwickelt, wobei unsere Gateways dafür schon seit Jahren ausgelegt sind. Zwar wird OPC UA zum Standard, aber insbesondere IIoT An­wendungen wie Predictive Maintenance sind bisher eher theoretisch gelöst und suchen noch ihre praktische Realisierung. Wir arbeiten bei diesem Thema ganz eng mit unseren Kunden zusammen.

Was hätten Sie denn an Neuheiten auf der SPS gezeigt?

Paul Werge: Ganz neu im Programm sind die flexiblen E/A Module. Die Universalgeräte sind selbstkonfigurierend und lassen eine beliebige Aufteilung von Ein- und Ausgängen zu. Außerdem wurde die Produktfamilie der ASi-5 Motormodule für serielle und auch analoge Anbindung von Antrieben weiter vergrößert. Dementsprechend gibt es auch hier die ein oder andere Neuheit.