Während ASi-3 für eine bewährte, kosteneffiziente Lösung in der Feldebene steht, eignet sich ASi-5 mit hoher Datenbandbreite und kurzen Zykluszeiten für anspruchsvolle Anwendungen. IO-Link ergänzt das System gezielt dort, wo intelligente Sensorik bis in die Parameterebene hinein transparent eingebunden werden soll.
Entscheidend ist dabei nicht die isolierte Betrachtung einzelner Technologien, sondern ihr Zusammenspiel im konkreten Anwendungsfall. ASi-3 und ASi-5 werden deshalb entlang häufig gestellter Fragen gegenübergestellt. So entsteht ein realistisches, aussagekräftiges Bild der jeweiligen Leistungsfähigkeit – jenseits pauschaler Aussagen oder vereinfachter Marktannahmen. Gleichzeitig wird IO-Link in dieses Systemumfeld eingeordnet und seine Rolle innerhalb der ASi basierten Architektur erläutert.
Ziel ist es, die Technologien nicht getrennt voneinander zu betrachten, sondern ihre funktionale Ergänzung und die daraus resultierenden Synergien im Gesamtsystem zu zeigen. Im Zentrum steht dabei stets die applikationsgetriebene Auswahl. Unterschiedliche Anforderungen, zum Beispiel in der Intralogistik, erfordern unterschiedliche Kombinationen aus ASi-3, ASi-5, ZPA und IO-Link. Besonders deutlich wird dies in Anwendungen zur Steuerung von Motor Driven Rollers (MDRs), bei denen sich die jeweiligen Stärken der Systeme direkt auf Installation, Skalierbarkeit und Systemeffizienz auswirken.
Warum immer mehr Hersteller auf ASi-5 setzen
ASi-3 ist bei Anwendern weiterhin sehr beliebt und wird entsprechend stark nachgefragt. Viele namhafte Hersteller unterstützen ASi-3. Parallel dazu wächst das Interesse an ASi-5 kontinuierlich – insbesondere in der Intralogistik. Ausschlaggebend ist vor allem die deutlich höhere Daten- und Systemleistung. ASi-5 ermöglicht eine hohe Datenbreite mit Prozessdaten von 16 Bit bis zu 32 Byte pro Teilnehmer, kurze Zykluszeiten sowie eine Performance, die in vielen Anwendungen mit ethernetbasierten Systemen vergleichbar ist.
Dadurch lassen sich auch größere Datenmengen, etwa von intelligenten Sensoren oder IO-Link-Devices, schnell und effizient in die Steuerung integrieren. Entsprechend bringen immer mehr Hersteller neue Produkte mit ASi-5 auf den Markt, was Bihl+Wiedemann vor allem im Sinne der Anwender ausdrücklich begrüßt. Da ASi-5 aufgrund seiner noch jungen Historie aber noch nicht allen Anwendern bis ins Detail vertraut ist, lohnt hier ein Blick auf häufige Fragen und die technischen Fakten dahinter.
Sind ASi-3 und ASi-5 kompatibel?
ASi-3 und ASi-5 basieren auf unterschiedlichen Technologien und benötigen jeweils eigene Master. Beide Systeme können jedoch problemlos auf demselben ASi-Profilkabel betrieben werden. Der Mischbetrieb ist in der Praxis etabliert, weil beide Systeme sich perfekt ergänzen. Bihl+Wiedemann hat diese Entwicklung deshalb schon früh konsequent mit kombinierten ASi-5-/ASi-3-Gateways, wahlweise auch mit integriertem ASi-5-/ASi-3-Sicherheitsmonitor, umgesetzt.
Wie viele ASi Teilnehmer sind sinnvoll – und wie beeinflusst das die Zykluszeit?
Die maximale Teilnehmeranzahl hängt von der Kombination aus ASi-5 und ASi-3 Teilnehmern ab. Im praxisnahen Mischbetrieb empfiehlt Bihl+Wiedemann maximal 62 Teilnehmeradressen pro ASi-Kreis in beliebiger Kombination. ASi-5 hat eine minimale Zykluszeit von 1,27 ms. Diese wird bei bis zu 24 Teilnehmern mit je maximal 2 Byte Prozessdaten automatisch erreicht, da das System im Default immer maximal schnell arbeitet.
Werden mehr Teilnehmer oder mehr Prozessdaten pro Teilnehmer verwendet, wird die minimale Zykluszeit zwar nicht mehr für alle erreicht, aber auch noch bei 62 ASi-5 Teilnehmern ist es möglich, wichtigere Teilnehmer weiterhin auf 1,27 ms zu priorisieren. ASi-5 bietet so eine hohe Flexibilität für applikationsgerechte Lösungen. Die Bihl+Wiedemann Software-Suites unterstützen dabei durch die transparente Anzeige der individuellen Zykluszeit, die für ASi-3 und ASi-5-Module automatisch angegeben wird.
Wie viele IO-Link-Devices kann man über einen ASi-Kreis einsammeln?
Das hängt von der benötigten Datenmenge ab. ASi-5 hat einen Prozessdatenkanal von 4.096 Byte, rechnerisch lassen sich so bis zu 128 IO-Link-Devices mit je 32 Byte Prozessdaten im „Vollausbau“ in einen ASi-Kreis integrieren. In der Praxis sind solche Datenmengen aber nur in Einzelfällen sinnvoll, weil bei so einer Datenlast tatsächlich die Ethernet-Schnittstelle im Gateway zum Nadelöhr würde und die Daten von der SPS mit azyklischen Kommandos ausgetauscht werden müssten. Da die ASi-5-Zykluszeit je nach Anzahl der Daten pro Modul stark ansteigt, schafft die transparente Darstellung der Zykluszeiten für jedes ASi-Modul in den Software-Suites bereits bei der Planung Klarheit und damit Sicherheit. Und durch Priorisierung oder Channel-Bundling können Zykluszeiten auch individuell angepasst werden.
In der Realität werden aber meist deutlich geringere Datenmengen übertragen, denn typischerweise werden nur wenige IO-Link-Devices – mit überschaubaren Datenmengen – angebunden. Mit dem fein granularen Portfolio von Bihl+Wiedemann an ASi-5/IO-Link-Mastern mit 1, 2, 4 oder 8 Master Ports lässt sich jede Anwendung bedarfsgerecht auslegen. Anwender bezahlen so nur die tatsächlich benötigten Ports und profitieren gleichzeitig vom kostengünstigen Verdrahtungssystem ASi. Denn während bei klassischen ethernetbasierten IO-Link-Mastern jeder 4- oder 8-Port-Master eine eigene, separat zu konfigurierende und zu verwaltende IP-Adresse besitzt, aggregiert das ASi-5/ASi-3 Gateway leicht 100 IO-Link-Devices unter einer einzigen IP-Adresse mit nur einem Webserver und nur einem OPC-UA-Server – ein wichtiger Faktor, auch in Bezug auf Cybersecurity.
Wird ASi-3 perspektivisch vollständig durch ASi-5 ersetzt?
Bei klassischen digitalen E/A-Modulen ist die ASi-5 Anschaltung häufig etwas teurer als bei ASi-3. Gerade bei kleinen Anwendungen mit wenigen Ein- und Ausgängen sind ASi-3-Lösungen meistens günstiger. Die Kostenvorteile von ASi-5 zeigen sich vor allem bei Anwendungen mit einer höheren E/A-Dichte. Dann können häufig mehrere ASi-3-Module durch ein einziges ASi-5-Modul ersetzt werden. Während bei ASi-3 mit einer AB-Adresse maximal 4E/4A realisiert werden können, lassen sich mit einer ASi-5 Adresse bis zu 16 E/As übertragen. Dadurch ergeben sich Einsparungen bei Hardware, Installationsaufwand und der Anzahl benötigter ASi Adressen pro Kreis. Noch deutlicher zeigen sich die Kostenvorteile von ASi-5, wenn zusätzlich auch Safety-Signale integriert werden sollen.
So verfügt das ASi-5 Safety E/A Modul BWU4277 in IP20 zwar über 14 sichere Eingänge und 2 sichere elektronische Ausgänge, belegt dabei aber nur eine einzige ASi-5 Adresse. Eine vergleichbare Lösung würde mit ASi-3 mindestens 9 Single Adressen und 2 AB-Adressen erfordern.
Wird IO-Link durch den Einsatz von ASi-5 langsam und intransparent?
Die Protokollumsetzung erfolgt über im ASi-5-Modul integrierte IO-Link-Master. Werden viele IO-Link-Daten von einem Modul übertragen, beeinflusst das die Zykluszeit. Werden aber gezielt einzelne oder wenige IO-Link-Devices oder geringe Datenmengen über ASi-5/IO-Link-Module angebunden, erfolgt die Datenübertragung schnell. Transparenz und Software-Downloadfähigkeit sind bei ASi-5-Modulen mit IO-Link-Mastern immer gegeben.
Ist die Konfiguration von ASi-5 aufwendiger im Vergleich zu ASi-3?
Mit dem ASi-5/ASi-3-Handadressiergerät BW4925 von Bihl+Wiedemann lassen sich ASi-Teilnehmeradressen besonders einfach und komfortabel vergeben. Zudem erleichtert der Hardwarekonfigurationsassistent in den Software-Suites die Projektierung kompletter ASi-Kreise erheblich. Der Export der Signalnamen zum Import in die Steuerung und die Möglichkeit der symbolischen Programmierung machen die SPS-Programmierung deutlich einfacher und effizienter. Dies gilt besonders für modulare Maschinen- und Anlagenkonzepte. Selbstverständlich bleibt bei den ASi-5/ASi-3-Gateways aber auch ein Quick Setup des gesamten ASi-Kreises direkt am Gateway weiterhin möglich – ganz ohne zusätzliche Hilfsmittel, Webserver oder Software.
Ist ASi-5 weniger robust als ASi-3?
AS-Interface ist grundsätzlich ein sehr robustes und störunempfindliches System, wenn grundlegende Installations- und EMV-Regeln eingehalten werden. Eine saubere Erdung der gesamten Anlage, geringe Störeinflüsse oder ausreichend Abstand zu EMV-Störquellen sind bei ASi-3 wie ASi-5 entscheidend für einen stabilen Betrieb. ASi-5 kommuniziert mit einem Frequenzmultiplexverfahren im Frequenzbereich von 1 bis 10 MHz parallel auf 170 Frequenzen. Jedes Modul tauscht parallel auf 3 Frequenzen redundant Daten mit dem Master aus. Neben vielen weiteren Maßnahmen zur stabilen Datenübertragung arbeitet ASi-5 auch dann verzögerungsfrei weiter, wenn eine der drei redundanten Frequenzen gestört wird.
Können bei ASi-5-Stichleitungen genauso leicht realisiert werden wie bei ASi-3?
Der ideale Aufbau eines ASi-5-Kreises ist eine Linie oder ein Stern. In der Praxis sind aber auch Abzweigungen an nahezu jeder Stelle möglich und üblich. Stichleitungen mit weniger als 4 m Länge sind auch bei ASi-5 völlig unkritisch. Bei längeren Stichleitungen muss ein ASi-5 Busabschluss am Ende jeder längeren Stichleitung eingesetzt werden. Generell wird bei ASi-5 ein ASi-5 Busabschluss am Ende des ASi-Kreises empfohlen.
Ist ASi-5 auf 200 m Leitungslänge begrenzt?
Wie bei ASi-3 lassen sich auch ASi-5 Netzwerke durch den Einsatz von Repeatern erweitern. Mit vier ASi-5/ASi-3 Diagnoserepeatern BWU4981 sind Stranglängen von bis zu 1.000 m realisierbar. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber ASi-3 Repeatern besteht darin, dass selbst aus Segmenten, die – vom Gateway aus betrachtet – hinter dem Repeater liegen, alle relevanten Diagnoseinformationen wie Doppeladresserkennung, ASi Strom- und Spannungsmessung, Erdschlussüberwachung und Kommunikationsfehler im Master zur Verfügung stehen.
Ist ASi-5 zukunftsfähig?
Die Frage nach der Zukunftsfähigkeit von ASi-5 lässt sich auch bei skeptischer Betrachtung eindeutig mit „Ja“ beantworten. ASi-5 spielt seine Stärken vor allem dann aus, wenn eine hohe E/A-Dichte, viele Metadaten und Parameter, Analogwerte (u.a. Geschwindigkeiten und Rampen in der Fördertechnik) oder viele sichere Daten benötigt werden. Oft entstehen aus der Kombination dieser Anforderungen multifunktionale Module, die vom Kunden auf die jeweilige Applikation angepasst werden können.
So erschließen sich Applikationsmöglichkeiten für das kostengünstige Verdrahtungssystem AS-Interface, die mit ASi-3 nur eingeschränkt oder nur mit höherem Aufwand realisierbar waren, etwa bei komplexen Mess- und Funktionsmodulen. Immer mehr Hersteller, vor allem aus Intralogistik und Pneumatik, bringen neue ASi-5-Anwendungen auf den Markt. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach ASi-5-Lösungen weltweit kontinuierlich an, auch (oder gerade) in wirtschaftlich herausfordernden Zeiten. Deshalb steht auch der Chiphersteller Renesas weiterhin klar hinter AS-Interface, sodass von einer langfristigen Verfügbarkeit von ASi-5- und ASi-3-Chips ausgegangen werden kann.
Effiziente Gateways für leistungsstarke ASi Netzwerke
Auf den ersten Blick wirken die ASi-5/ASi-3-Gateways von Bihl+Wiedemann größer als vergleichbare Lösungen. Das liegt an den integrierten Entkoppelspulen, die den Einsatz teurer ASi-Netzteile überflüssig machen. Bihl+Wiedemann setzt traditionell auf Gehäuse aus Edelstahl statt auf Kunststoffgehäuse. Dies ermöglicht eine deutlich effizientere Wärmeableitung und reduziert den Bedarf an Einbauabständen im Schaltschrank.
Anwender profitieren so doppelt: Sie benötigen insgesamt weniger Platz im Schaltschrank und kommen mit weniger sowie kostengünstigeren Netzteilen aus – die Gesamtsystemkosten sinken entsprechend. Die neuen ASi-5/ASi-3-Gateways – mit oder ohne integriertem ASi-5/ASi-3-Sicherheitsmonitor – liefern pro ASi-Kreis 8 A und bieten eine UL-Zulassung für Nordamerika ohne die „class 2 only“-Beschränkung auf 100 W.
Effiziente Steuerung von Motorrollen mit ASi-5 Antriebslösungen im Kabelkanalgehäuse
Die ASi-5 Motormodule im Kabelkanalgehäuse von Bihl+Wiedemann ermöglichen den einfachen, kosten- und zeiteffizienten Anschluss gängiger Rollenantriebe oder Motor Driven Rollers (MDRs). Die ASi-5 Antriebslösungen unterstützen MDRs mit 24 V und 48 V Betriebsspannung aller gängigen Hersteller und eignen sich je nach Modell für bis zu 4 Rollenantriebe mit Anlaufströmen von bis zu 7 A pro Motor. Die Verdrahtung erfolgt übersichtlich und kompakt im Kabelkanal. Der Direktanschluss über das Profilkabel reduziert den Verdrahtungsaufwand und die Installationskosten deutlich. Die Motoransteuerung erfolgt schnell und präzise. Für ASi Stranglängen von bis zu 200 m ist in der Regel mit ASi-5 kein zusätzlicher Busabschluss erforderlich.
Die beim gleichzeitigen Abschalten von Motoren entstehenden Rückspeisespannungen werden durch Bremschopper – wahlweise für 24 V (BWU4969) oder 48 V (BWU4915) – unterdrückt. Die ASi-5-Motormodule im Kabelkanalgehäuse decken ein breites Anwendungsspektrum ab – von stark verzweigten Förderstrecken über I/O-intensive Lagertechnik bis hin zu hochdynamischen Sortieranwendungen. Geschwindigkeiten und Rampen lassen sich über ASi-5 zyklisch übertragen, während gleichzeitig umfangreiche Diagnosefunktionen wie die Erkennung von Ausgangskurzschlüssen oder die Auswertung von Motorströmen zur Verfügung stehen.
Zudem können mit einem einzigen Kabelkanal-Motormodul über eine Adresse neben den Motorrollen bis zu 8 weitere Sensoren integriert werden. Und dank der ZPA-Funktionalität BW4921 in den ASi-5-/ASi-3-Gateways von Bihl+Wiedemann können mit den ASi-5-Motormodulen mehrere ZPA-Zonen realisiert werden, sodass staudrucklose Förderstrecken ohne zusätzlichen SPS-Programmieraufwand möglich sind – unabhängig vom eingesetzten Feldbus, dem Hersteller und der Art der Motoren.
