Die Vorteile von AS-Interface – auch das bekannte verpolungssichere Flachkabel – bleiben auch bei ASi-5 bestehen. (Bild: Pepperl+Fuchs)
Herr Dr. Sebastiany, warum ist es Zeit für die neue ASi-Generation?
Dr. Thomas Sebastiany: Die letzte Spezifikation des AS-Interface, ASi-3, liegt zwar noch gar nicht so lange zurück, dennoch beobachten wir, dass sich die Marktanforderungen sehr verändert haben. Beim Start von AS-Interface Anfang der 1990er ging es in erster Linie darum, einfache Schaltsignale mit geringem Aufwand und möglichst kosteneffizient zur Steuerung zu übertragen. Inzwischen spielen andere Aspekte eine viel größere Rolle.
Welche denn?
Dr. Thomas Sebastiany: Anwender stellen inzwischen höhere Anforderungen an die Performance des Systems, um zum Beispiel detaillierte Diagnose- und Parameterdaten erfassen und übertragen zu können. Intelligente Sensoren und Aktoren übernehmen in verteilten Systemen immer öfter und mehr Steuerungsfunktionen. Diesem Wandel müssen wir auch unser System anpassen. Sieben namhafte Unternehmen, darunter auch Pepperl+ Fuchs, haben sich dazu für diese Entwicklung zusammengeschlossen und ASi-5 entwickelt.
Nach dem ASi-5-Adressiergerät in diesem Jahr sind für 2020 weitere ASi-5-Komponenten in Vorbereitung. Pepperl+Fuchs
Was ändert sich für Anwender mit ASi-5?
Dr. Thomas Sebastiany: Plakativ gesprochen, nichts für diejenigen, der bislang mit ASi-3 glücklich sind. Denn alle bewährten Vorteile von AS-Interface bleiben durch die Abwärtskompatibilität zu ASi-3 auch in der neuen Generation erhalten. Das heißt, AS-Interface steht nach wie vor für eine einfache und kosteneffiziente Verdrahtung, Datenkommunikation und Spannungsversorgung über das bekannte verpolungssichere Flachkabel und eine einfache Durchdringungstechnik.
Was macht ASi-5 dann aus?
Dr. Thomas Sebastiany: Bei ASi-5 erhöhen wir in erster Linie die Datenbandbreite und schaffen mehr Flexibilität in der Kommunikation. Bis dato stößt AS-Interface gelegentlich an seine Grenzen, wenn es um die Übertragung umfangreicher Diagnose- und Parameterdaten geht. Daten, wie sie in Zeiten von Industrie 4.0 und Konzepten wie der vorausschauenden Wartung zunehmend anfallen, konnten mit ASi-3 nicht in dem Umfang und mit der Geschwindigkeit übertragen werden, wie es notwendig wäre, um sie effizient zu nutzen.
Mit ASi-5 schaffen wir an der Stelle nun eine deutliche Erweiterung des bisherigen Standards und erhöhen die maximale Prozessdatenbandbreite von bisher 4 auf 16 Bit pro Slave. Hinzu kommt, dass mit der neuen Spezifikation auch IO-Link-Sensoren über entsprechende Module einfacher eingebunden werden können. Damit ist ASi-5 für zukünftige Anforderungen gerüstet.
Welche Vorteile ergeben sich daraus konkret?
Dr. Thomas Sebastiany: Mit einer deutlich erhöhten Datenbandbreite und der schnellen Kommunikation mit Zykluszeiten hinunter bis zu 1,2 ms kommt die Technologie auch für datenintensive und zeitkritische Anwendungen in Frage. Mit den neuen Übertragungsverfahren – Zeit- und Frequenzmultiplexing – können Kunden außerdem das Kommunikationssystem flexibel anpassen, um sehr schnelle Kommunikationsnetze oder solche mit hoher Datenbandbreite zu realisieren. Das bedeutet nicht nur mehr Performance, sondern auch mehr Flexibilität.
Wie funktioniert das neue Übertragungsverfahren?
Dr. Thomas Sebastiany: Mit dem Zeitmultiplexing kann man festlegen, wie oft oder in welchem Rhythmus ein Slave mit dem Master kommuniziert: Bei ASi-5 führen wir sogenannte Subzyklen ein, die jeweils 1,2 ms entsprechen. Vier Subzyklen ergeben jeweils einen ASi-5-Zyklus. Der Kunde hat nun die Möglichkeit, festzulegen, ob ein Slave seine Daten in jedem Subzyklus, also alle 1,2 ms, oder aber nur in jedem vierten aktualisiert.
Soll ein Slave in jedem Subzyklus kommunizieren, verringert sich allerdings die Anzahl der maximal an einem Strang anschließbaren Slaves. Anwender können also wählen, ob sie 24 Slaves anschließen, die alle 1,2 ms kommunizieren, oder 96 Slaves, die alle 5 ms kommunizieren.
Wobei hilft das Frequenzmultiplexing?
Dr. Thomas Sebastiany: Das sogenannte Frequenzmultiplexing bezieht sich auf die Transportchannel (TC), die jeweils 16 Bit umfassen. Jedem ASi-5-Slave steht ein solcher TC zur Verfügung, um Daten zu übertragen. Mittels Frequenzmultiplexing kann ein Slave aber auch bis zu vier dieser Channels nutzen, wenn mehr Daten zu übertragen sind.
Für jeden einzelnen Slave sind Zeit- und Frequenzmultiplexing frei kombinierbar, um bis zu 32 Byte je Slave zu übertragen. Bemerkenswert ist, dass das Verfahren problemlos mit dem etablierten und bewährten ASi-3-Übertragungsverfahren auf demselben gelben Flachkabel funktioniert. Diese Abwärtskompatibilität zu ASi-3 war bei der ASi-5-Spezifikation eine wichtige Forderung.
Bei ASi-5 erhöhen wir in erster Linie die Datenbandbreite und schaffen mehr Flexibilität. Pepperl+Fuchs
Widerspricht die erhöhte Datenbandbreite und Kommunikationsflexibilität nicht dem Grundgedanken der einfachen Handhabung von AS-Interface?
Dr. Thomas Sebastiany: Die technischen Feinheiten wie Frequenz- und Zeitmultiplexing sind in den neuen ASi-5-ASICs integriert. Für den Kunden bleibt alles beim Alten. Wie bisher steuert auch bei ASi-5 der Master die gesamte Kommunikation und überträgt die Daten dann über übergeordnete Feldbusse an eine zentrale Steuerung oder über ein Edge-Gateway in eine Cloud. Gleichzeitig prüft der ASi-5-Master, ob die im Feld tatsächlich verdrahteten Slaves mit den geplanten Slaves übereinstimmen und gibt eine entsprechende Fehlermeldung, falls Abweichungen bestehen. Das erleichtert die Inbetriebnahme einer Anlage sogar zusätzlich, da Verdrahtungsfehler sicher erkannt werden.
Wie ist denn der Entwicklungsstand bei Pepperl+Fuchs?
Dr. Thomas Sebastiany: Als einer der Initiatoren der ASi-5-Entwicklungsgemeinschaft ist uns die Weiterentwicklung von AS-Interface sehr wichtig und wir werden sie weiterhin aktiv vorantreiben. Daher arbeiten wir mit Hochdruck auch an neuen Produkten. Allerdings wollen wir auch nichts überstürzen und etwas präsentieren, was noch nicht auf Herz und Nieren industriell erprobt und gehärtet wurde. Wir haben uns bei Pepperl+Fuchs deshalb zum Ziel gesetzt, innerhalb von zwei Jahren eine attraktive ASi-5-Produktfamilie anbieten zu können.
Ein von Pepperl+Fuchs für alle Projektpartner entwickeltes Adressiergerät mit moderner Smartphone-Bedienung wird bereits 2019 zur Verfügung stehen. Kundenspezifische Entwicklungen von ASi-5 können natürlich bereits vorher gestartet werden.
Was passiert denn mit den vorhandenen ASi-Geräten, wenn ASi-5-Produkte dann tatsächlich verfügbar sind?
Gar nichts. Der große Vorteil der Weiterentwicklung ist, dass ASi-5 komplett rückwärtskompatibel ist. Nutzer können an einem ASi-5-Kombi-Master sowohl ASi-5- als auch ASi-3-Geräte gleichzeitig betreiben. Das macht die Umstellung auf ASi-5 maximal einfach.
Das Interview führte Chefredakteur Stefan Kuppinger
(sk)
