Již řadu let se v průmyslu používají systémy pro řízení a hlídání. Řídicí systémy se používají pro snímání a řízení polohy ventilů, množství průtoku a výšky hladiny od poloviny osmdesátých let dvacátého století. V posledních letech byly stále více přizpůsobovány a rozlišovány počítačové sítě. Na základě požadovaných technických vlastností uživatelů mohou být počítačové sítě rozděleny do tří skupin:

• počítačové sítě spojující počítač na úrovni firemní nebo výrobní,
• počítačové sítě řídící sítě,
• počítačové sítě na úrovni přístrojů (nejnižší úroveň).

Na poslední jmenovanou skupinu mohou být kladeny ty nejnáročnější požadavky. Mohou být dále děleny podle požadavků znázorněných na obr. 1.

Klik pro větší náhled.
Obr. 1 Topologie AS-Interface - strom

V jedné firmě, u zařízení nebo přístroje, může být přirozeně specifické rozhraní vztaženo ke skutečným požadavkům. Rozhraní AS-Interface je nezávislé na výrobci a je spojeno hlavně s binárními senzory a aktuátory (aktory) a s nadřazenou řídicí úrovní. Vedle toho je povolena komunikace s jinými nadřazenými řídicími sítěmi, aby mohla být samostatná řešení zasíťována vhodnými spojeními.
Části systému budou spojeny a integrovány společným vedením. Postup od decentrálního řešení k systému řešení je naznačen dále.
Rozhraní AS-Interface představuje hospodářsky smysluplné řešení nejen z hlediska stoupající potřeby výměny informací mezi nařízeními, ale i z hlediska vyšších požadavků na přenášenou rychlost informací a na vstupní cenovou úroveň. Neboť ve více než 20000 aplikacích bylo prokázáno, že instalací rozhraní AS-Interface mohlo být ušetřeno asi 30% stávajících nákladů.

Technologie a topologie rozhraní AS-Interface
Rozhraní AS-Interface je řídicí systém monomaster. Master (centrální řídicí jednotka) organizuje přenos dat k podřízeným jednotkám (slaves) a dává k dispozici data nadřazenému systému, například řídicímu systému SPS, počítači nebo rozhraní jiné počítačové sítě.
Rozhraní AS-Interface není svázáno žádnou přísnou topologií sítě. Liniové, hvězdicové, kruhové nebo stromové zapojení je možno prodloužit o 100 metrů, až o 31 slaves, každý maximálně se čtyřmi binárními vstupy a výstupy. To odpovídá 124 senzorům nebo aktuátorům. Cyklus sítě je při plné konfiguraci menší než 5ms. Tím jsou splněny požadavky na cyklus sítě. Jedním opakovačem je možno dosáhnout dvojnásobné prodloužení sítě. Automatická adresace (samokonfigurace) ulehčuje zadávání adres a zabraňuje komplikované závislosti na parametrech, jak to bývá například u komplexních řídicích systémů. Není nutné projektování vstupů a výstupů. Adresy nahrazených slaves zadává master bez přerušení technologického procesu. V případě servisu nejsou nutné zvláštní znalosti způsobů řízení a zadávání adres. Data a napájení budou obvykle přenášena v celé síti dvoužilovým nestíněným vedením 2x1,5mm². Také může být použito vedení do průřezu 2,5mm². Systém má krytí IP 67 (obr. 2) a není nutné dodržet prakticky žádné požadavky z hlediska jeho odolnosti před rušením.

Klik pro větší náhled.
Obr. 2 Přepěťová ochrana AS-Interface

Výhody rozhraní AS-Interface
Toto rozhraní bylo navrženo předním výrobcem v oboru senzorů a aktuátorů v roce 1994. S velkým úspěchem bylo uvedeno na trh. Základem pro jeho široké uplatnění je jeho jednoduchost, která byla dosažena cíleným definováním technických vlastností. Všude tam, kde se používají hlavně binární informace nebo jednoduchá ovládání, je rozhraní AS-Interface ideální a efektivní. Náklady na přístroje, montážní čas, uvedení do provozu a údržbu jsou náklady, které byly důsledně minimalizovány. Instalací systému v rozváděčích (obvykle krytí IP 20) je dosaženo úspory místa. Evropská norma pro rozhraní AS-Interface by měla být přijata v tomto roce a mezinárodní norma se připravuje. S přibývajícími instalacemi rozhraní AS-Interface budou v Evropě zakládána sdružení uživatelů. V USA má sdružení uživatelů již 20 členů. Sdružení AS-Interface bude založeno také v Japonsku. V ČR sdružení AS-Interface Česká republika sídlí na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně.

Elektromagnetická kompatibilita
Elektronická zařízení musejí pracovat spolehlivě, aby nerušila své okolí. Především jsou tu tři faktory, které v sobě zahrnují otázku kompatibility:

• rostoucí citlivost přístrojů,
• rostoucí počet přístrojů a zařízení,
• rostoucí zasíťování přístrojů.

Elektromagnetická kompatibilita je spojena s nutností požadavků a značkou kvality řídicích systémů. Kompatibilita není určena jenom konstrukčními variantami přístrojů, ale také inteligentní instalací. V praxi se osvědčila tato pravidla:

• vyvarování se velkých instalačních smyček a co možná nejužší souběh vedení,
• velké vzdálenosti mezi uzemněnými částmi a konci vedení,
• zahrnutí řídicího systému do ochrany před bleskem použitím svodičů bleskového proudu a svodičů přepětí.

Vysoká provozní spolehlivost rozhraní AS-Interface před elektromagnetickými vlivy je definována podle normy EN 50082. Přitom byla stanovena na základe požadavku části 2, která platí pro provozní zařízení v průmyslových sítích. Opatření pro objekty s hromosvodem jsou pokračováním ochrany před rušivým elektromagnetickým polem.
Doporučený postup v ochraně před bleskem a přepětím pro účely výstavby:

• vyrovnání potenciálu bleskového proudu (pospojování proti blesku) v blízkosti elektromerového rozváděče na rozhraní zón LPZ 0/1 (na vnější zdi objektu) svodičem bleskového proudu typ 1;
• svodičem přepětí typ 2 (třídy C) v napájecí síti na rozhraní zón LPZ 1/2;
• ochrana svodičem přepětí pro rozhraní AS-Interface; tento svodič má prakticky identické rozměry a stejně plochý kabel jako převodní modul AS-Interface. Svodič přepětí muže být tedy namontován místo nebo dodatečně k převodnímu modulu.

Klik pro větší náhled.
Obr. 3 Optimalizovaný ochranný prostor stíněním a pospojováním

Bude-li mít objekt hromosvod, musí být řídicí systém BUS zahrnut do ochrany před bleskem podle ČSN EN 62305 (zapojení aktivních žil). Opustí-li sběrnice rozhraní AS-I budovu, znamená to zapojení svodičů bleskového proudu do obvodu této sběrnice BUS.
Řídicí systémy a elektromagnetická kompatibilita zařízení a přístroje jsou masivně zatěžovány nejen přímo v průmyslu, ale také ve firmách. Při jejich instalaci se musí počítat se zvýšenými nároky na ně v administrativě i v soukromém sektoru.
Mimo to je nutno brát v potaz počet bezpečnostních požadavků pro mnoho použitých součástí. K tomu náleží legislativní požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu zařízení. Ochrana před bleskem a přepětím představuje podstatnou část požadavků na elektromagnetickou kompatibilitu a je popsána v různých nařízeních a směrnicích.
Důsledky škod chybné kompatibility jsou zpravidla v průmyslových sítích značně vyšší, než vyplývá z norem. Výpadek výroby, zastavení výroby a znovuzprovoznění výroby jsou faktory, které mají z hlediska norem pouze vedlejší význam. Pro uživatele nebo majitele mají tyto činitelé podstatný vliv na ekonomiku firmy. V průmyslových sítích je možný zvýšený počet zdrojů rušení. Požadovaná odolnost před rušením a dovolená hladina rušení jsou popsány v normách EN 50081 část 1 a 2 a EN 50082 část 1 a 2.

Svodič přepětí pro rozhraní AS-Interface
Firma DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG spolu s firmou Siemens AG vyvinula svodič přepětí pro rozhraní AS-Interface. Tento svodič muže být zasazen do celkové koncepce ochrany před bleskem a přepětím. Svodič umožňuje spolehlivou ochranu přístrojů před přepětím na jednotlivých rozhraních objektu v sítích AS-Interface. V rámci koncepce zón bleskové ochrany je instalován na rozhraní zón LPZ 1/2. Přitom bude ochráněna před přepětím nejen žlutá sběrnice AS-Interface, ale také černý kabel napájecí sítě. Připojení je přes obvyklý převodní modul FK-E nebo PG-E.

Klik pro větší náhled.
Obr. 4 Svodič přepětí AS-Interface- příklad instalace v tiskárně

Svodič má stejné rozměry připojení a krytí jako používané moduly AS-Interface, a proto je snadno integrovatelný do stávajícího systému. Je pasivní a nepotřebuje adresaci, s vlastní spotřebou proudu pod 3mA. Impulzní proud je sváděn uzemňovacím svodem přepěťové ochrany, který je pevně namontován v krytí IP 67 a měl by být připojen k uzemňovací soustavě o nízkém ohmickém odporu.
K ulehčení diagnostiky svodiče slouží dvě diody, které signalizují stav funkčnosti rozhraní AS-Interface a napájení AUX-Power.