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Dr. Thomas Sebastiany im Interview

1990 gab es die erste Initiative mehrerer Unternehmen aus der Automatisierungstechnik, ein System für die Vernetzung von Sensoren und Aktoren zu schaffen – heute hat sich die daraus entstandene AS‑Interface-Technologie längst als kostengünstige und effiziente Verdrahtungstechnik in der Industrie etabliert. Inzwischen stehen wir vor der Entwicklung einer neuen Generation des Standards: ASi‑5. Auf der SPS IPC Drives 2018 stellt die AS‑Interface-Nutzerorganisation erstmals die neue Spezifikation vor. Dr. Thomas Sebastiany, Leiter des Geschäftsfelds Systeme bei Pepperl+Fuchs und Vorstandsmitglied der AS‑Interface-Nutzerorganisation, sprach mit uns über die Erweiterung des jetzigen ASi-Standards.

Herr Dr. Sebastiany, warum ist es Zeit für die nächste AS‑Interface-Generation?
Die letzte Spezifikation von AS‑Interface, ASi‑3, liegt zwar noch gar nicht so lange zurück, dennoch beobachten wir, dass sich die Marktanforderungen in den letzten Jahren sehr verändert haben. Während es zu Beginn der Entwicklung von AS‑Interface Anfang der 1990er Jahre noch in erster Linie darum ging, einfache Schaltsignale mit geringem Aufwand und möglichst kosteneffizient an eine Steuerung zu übertragen, spielen heute andere Aspekte eine viel größere Rolle. 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 mehr Steuerungsfunktionen. Diesem Wandel müssen wir auch unser System anpassen, um den veränderten Kundenwünschen Rechnung zu tragen. Sieben namhafte Automatisierungsunternehmen, darunter auch Pepperl+Fuchs, haben sich für diese Entwicklung mit dem Namen ASi‑5 zusammengeschlossen.

Was ändert sich für Anwender mit ASi‑5 im Vergleich zum bisherigen ASi-Standard?
Zunächst muss man betonen, dass alle bewährten Vorteile von AS‑Interface auch in der neuen Generation erhalten bleiben. 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. Bei ASi‑5 erhöhen wir nun 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 von umfangreichen Diagnose- und Parameterdaten geht. Daten, wie sie in Zeiten von Industrie 4.0 und Konzepten wie der vorausschauenden Wartung zunehmend anfallen, können damit nicht in dem Umfang und mit der Geschwindigkeit übertragen werden, wie es notwendig wäre, um sie effizient zu nutzen. Mit ASi‑5 wollen wir hier nun eine deutliche Erweiterung des bisherigen Standards schaffen und die Prozessdatenbandbreite von maximal 4 auf 16 Bit pro Slave erhöhen. Hinzu kommt, dass mit der neuen Spezifikation auch IO‑Link-Sensoren in AS‑Interface eingebunden werden können. Damit ist ASi‑5 für zukünftige Anforderungen ausgelegt.

AS-Interface Portfolio
AS-Interface Portfolio

Die bewährten Vorteile von AS‑Interface bleiben auch bei der neuen Generation bestehen – so auch das bekannte verpolungssichere Flachkabel.


Welche Vorteile ergeben sich daraus konkret für den Anwender?
Mit einer deutlich erhöhten Datenbandbreite und der schnellen Kommunikation mit Zykluszeiten hinunter bis zu 1,2 ms kommt die Technologie zukünftig 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.

Können Sie das neue Übertragungsverfahren näher erläutern?
Mit dem Zeitmultiplexing kann man festlegen, wie oft bzw. 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. Das sogenannte Frequenzmultiplexing bezieht sich auf die Transportchannel (TC), die je 16 Bit umfassen. Jedem ASi‑5-Slave steht ein solcher TC zur Verfügung, um Daten zu übertragen. Mit dem Frequenzmultiplexing kann ein Slave aber auch bis zu vier dieser Channels nutzen, um mehr Daten zu übertragen. Für jeden einzelnen Slave sind Zeit- und Frequenzmultiplexing frei kombinierbar, um bis zu 32 Byte je Slave zu übertragen. Bemerkenswert ist, dass das neue Verfahren problemlos mit dem etablierten und bewährten ASi‑3-Übertragungsverfahren auf demselben gelben Flachkabel kombiniert werden kann. Diese Abwärtskompatibilität zu ASi‑3 war bei der ASi‑5-Spezifikation eine wichtige Forderung.

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Bei ASi‑5 erhöhen wir in erster Linie die Datenbandbreite und schaffen mehr Flexibilität in der Kommunikation.

Dr. Thomas Sebastiany, Leiter des Geschäftsfelds Systeme

Widerspricht die erhöhte Datenbandbreite und Kommunikationsflexibilität nicht dem Grundgedanken der einfachen Handhabung von AS‑Interface?
Die Handhabung ist und bleibt für den Anwender einfach. Wie bisher steuert auch bei ASi‑5 der Master die gesamte Kommunikation im AS‑Interface-Netz und überträgt die Daten dann über übergeordnete Feldbusse wie PROFINET oder EtherNet/IP an eine zentrale Steuerung oder ggf. über ein Edge-Gateway in eine Cloud. Gleichzeitig überprüft der ASi‑5-Master, ob die im Feld tatsächlich verdrahteten Slaves mit den geplanten Slaves übereinstimmen und gibt eine entsprechende Fehlermeldung, falls etwas abweicht. Das erleichtert die Inbetriebnahme einer Anlage sogar zusätzlich, da Verdrahtungsfehler sicher erkannt werden. Die technischen Feinheiten wie Frequenz- und Zeitmultiplexing sind in den neuen ASi‑5-ASICs integriert, für den Kunden bleibt alles beim Alten.

Sind denn bereits ASi‑5-Geräte verfügbar?
ASi‑5-Produkte sind gerade in der Entwicklung. Daher nutzen die Partner die SPS IPC Drives 2018 als bedeutende Messe für die Automatisierungstechnik, um die ASi‑5-Technologie vorzustellen. So haben unsere Anwender zum einen die Möglichkeit, den Nutzen von ASi‑5 für ihre eigenen Anwendungen und Anforderungen zu erkennen. Den Mitgliedern der Nutzerorganisation ist zum anderen sehr wichtig, den Kunden nicht einfach fertige Produkte zu präsentieren, sondern sie einzuladen, Wünsche und Anregungen für die neue ASi-Generation zu äußern. Schließlich wollen wir uns damit den veränderten Anforderungen anpassen, da ist der Austausch mit denjenigen, die die Technologie tatsächlich einsetzen, sehr wichtig. Wir freuen uns deshalb, wenn Interessierte mit uns in Kontakt treten, ob auf dem AS‑Interface-Stand auf der SPS oder im Nachgang.

Was passiert denn mit den vorhandenen ASi-Geräten, wenn ASi‑5-Produkte dann tatsächlich verfügbar sind?
Der große Vorteil der Weiterentwicklung ist, dass ASi‑5 komplett rückwärtskompatibel ist. Die Einführung von ASi‑5-Geräten hat keinerlei negative Auswirkungen auf bestehende AS‑Interface-Netzwerke. Nutzer können an einem ASi‑5-Kombi-Master sowohl ASi‑5- als auch ASi‑3-Geräte gleichzeitig betreiben. So möchten wir unseren Kunden die Weiterentwicklung und Umstellung auf ASi‑5 so einfach wie möglich machen. Schließlich soll auch die neue Generation ASi‑5 den Bedürfnissen unserer Kunden Rechnung tragen und weiterhin für die bekannten und bewährten Vorteile stehen.

Verraten Sie, wie der Entwicklungsstand bei Pepperl+Fuchs aussieht?
Als einer der Initiatoren der ASi‑5-Entwicklungsgemeinschaft ist die Weiterentwicklung von AS‑Interface für Pepperl+Fuchs sehr wichtig und wir werden sie weiterhin aktiv vorantreiben. Daher arbeiten wir natürlich mit Hochdruck auch an der Entwicklung neuer Produkte. Allerdings wollen wir auch nichts überstürzen und etwas präsentieren, was noch nicht auf „Herz und Nieren“ industriell erprobt und „gehärtet“ wurde, da dies unserem hohen Qualitätsanspruch nicht genügen würde. Wir haben uns deshalb zum Ziel gesetzt, voraussichtlich innerhalb von zwei Jahren eine attraktive Pepperl+Fuchs-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.