Protocolo AS-I

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Profa. Ma. Rebeca Catunda Pereira
Fortaleza, 05 de março de 2021
Protocolo AS-I
DISCIPLINA DE REDES INDUSTRIAIS DE 
COMUNICAÇÕES
➢ Objetivos
• Revisar os conceitos de Redes Industriais e topologias;
• Apresentar os tipos de redes em relação ao compartilhamento de 
dados;
• Entender a classificação das redes industriais em: Sensorbus, 
Devicebus e Fieldbus.
• Conhecer a rede AS-I
• Entender principais características da rede AS-I
• Conhecer a forma de comunicação na rede AS-I
• Conhecer as versões da rede AS-I
➢ Introdução
• As redes industriais surgiram para dar mais flexibilidade ao processo
de controle industrial, permitindo expansões futuras, e tornando-o
mais acessível, se comparado ao sistema centralizado (com PLC);
• Redes industriais são protocolos usados para que controladores,
sensores e atuadores troquem dados de forma confiável e ágil para
supervisionar ou controlar plantas industriais.
Dentre as redes industriais existentes, AS-I (Actuator Sensor-Interface) é a 
de menor custo para ser instalada e uma das mais simples de ser operada 
e programada pelo usuário.
➢ Em redes de comunicação, em relação à forma como os dados são 
compartilhados, existem dois tipos básicos:
• Ponto-a-ponto
• Cliente/Servidor
Essa classificação independe da estrutura física usada pela rede, isto é,
como a rede está fisicamente montada, mas sim da maneira com que
ela está configurada em software.
➢ Ponto-a-ponto
– Usado em redes pequenas;
– Tipo mais simples de rede que pode ser montada; praticamente
todos os Sistemas Operacionais já vêm com suporte para a rede
ponto a ponto.
– Qualquer micro pode facilmente ler e screver arquivos
armazenados em outros micros da rede bem como usar
periféricos.
– Qualquer micro pode ser um servidor de dados e periféricos.
❖ Características:
• Usada em pequenas redes;
• Fácil implementação;
• Baixo custo;
• Sistema simples de cabeamento;
• Não existem “servidores”;
• Pouca segurança.
➢ Cliente-servidor
– Existe a figura do servidor, normalmente um micro que gera
recursos para os demais micros na rede. Não necessariamente é
um micro.
– O servidor é especializado em um só tipo de tarefas.
– Um servidor dedicado responde rapidamente aos pedidos vindos
dos demais micros da rede, não comprometendo o
desempenho.
– A administração e configuração é centralizada, o que melhora a
organização e segurança da rede.
❖ Características:
• Usada em redes maiores ou que necessitem de uma maior segurança;
•Maior custo que o de redes ponto-a-ponto;
•Maior desempenho;
• A implementação necessita de especialistas;
• Alta segurança;
•Manutenção e configuração é feita de maneira centralizada, pelo
administrador da rede.
• Existência de servidores, que oferecem recursos aos demais micros da
rede;
• possibilidade de uso de aplicações cliente/servidor, como banco de
dados.
1. Em relação a redes industriais para automação de processos,
podemos afirmar que:
A) São as redes de computadores utilizadas para a administração da
produção.
B) São redes de comunicação contendo computadores, PLCs e
sensores inteligentes.
C) São redes que adotam exclusivamente o protocolo TCP/IP.
D) São redes de alta velocidade que interligam unidades fabris em
cidades distantes.
E) São redes de comunicação contendo apenas sensores inteligentes.
2. Com relação aos sistemas operacionais Linux e Windows, ao editor de 
texto Microsoft Word 2013, bem como a conceitos de redes de 
computadores, julgue o item a seguir.
Redes de computadores do tipo ponto a ponto apresentam a vantagem de 
fornecer elevado nível de segurança.
•Certo
•Errado
3. No modelo de rede ponto a ponto, não existe cliente ou servidor,
podendo qualquer máquina, ao mesmo tempo, ser cliente e servir a
outras requisições de outras máquinas.
•Certo
•Errado
4. Sobre redes de Computadores, é INCORRETO afirmar que:
•A Nas redes cliente/servidor a administração da rede é centralizada.
•B A rede ponto-a-ponto oferece segurança forte de forma nativa, com 
um rígido controle sobre a criação de usuários e o compartilhamento de 
recursos e serviços.
•C Em uma rede cliente/servidor, não necessariamente um 
microcomputador desempenhe a tarefa de servidor, mas outros 
aparelhos criados exclusivamente para aquela tarefa.
•D Praticamente todos os sistemas operacionais já vêm com suporte a 
rede ponto-a-ponto.
Cenário de Protocolos
➢ Classificação das Redes Industriais de acordo com a complexidade
dos componentes:
• Sensorbus
• Devicebus
• Fieldbus
➢ Sensorbus:
• Dados em formato de bits. 
• Conexão: poucos equipamentos, ligação direta e equipamentos 
simples.
• Características: 
– Comunicação rápida em níveis discretos. 
– Sensores de baixo custo. 
– Pequenas distancias. 
• Objetivo Principal: Minimizar custo. 
• Exemplos: Seriplex, ASI e Interbus Loop.
➢ Devicebus:
• Dados em formato de bytes
• Podem cobrir distâncias de até 500 m.
• Equipamentos: Predominantemente de variáveis discretas.
• Possuem os mesmos requisitos temporais das rede Sensorbus,
porém podem manipular mais equipamentos e dados.
• Exemplos: Device-Net e Profibus DP.
➢ Fieldbus:
• Redes mais inteligentes: Podem conectar mais equipamentos a
distâncias mais longas.
• Os equipamentos conectados a rede possuem inteligência para
executar funções específicas.
• As taxas de transferência de dados podem ser menores que as
anteriores, porém estas são capazes de comunicar vários tipos de
dados: discretos, analógicos, parâmetros, programas e informações
de usuário.
• Exemplos: Fieldbus Foundation e Profibus PA.
5. Com relação à complexidade dos componentes de uma rede industrial 
de automação, pode-se classificá-las como:
a) Ethernet, Internet e Extranet.
b) Fieldbus, Profibus e Devicebus.
c) Cliente/Servidor, Mestre/Escravo e consumidor/Fornecedor.
d) Cabeada, Wireless e Ótica.
e) Sensorbus, Devicebus e Fieldbus.
6. As redes de comunicação são essenciais para o processo de automação
industrial. Existem diversos tipos de rede, as quais se diferenciam em alguns
aspectos, como topologia de conexão, tipos de dispositivos aos quais se
conectam e velocidade de transmissão, entre outros. São exemplos de redes
industriais: ASI, HART, DeviceNet, Profibus, Ethernet. Não existe uma rede certa
ou errada, mas, sim, uma rede mais apropriada para determinada aplicação. De
acordo com o tipo de dispositivo que as redes conectam, elas são classificadas
em Sensorbus, DeviceBus, FieldBus e Databus. A figura abaixo apresenta um
esquema da faixa de aplicação das redes.
Em relação à classificação das redes de comunicação para automação, avalie
afirmações a seguir.
I. As redes Sensorbus são de baixo custo, utilizadas para a comunicação de
sensores e atuadores discretos, contemplando distâncias pequenas.
II. As redes Devicebus conectam dispositivos como CLPs, controladores,
sistemas de medição inteligentes, drivers e outros dispositivos que se
comunicam por dados em formato de bytes.
III. As redes Fieldbus conectam dispositivos microprocessados e podem
transmitir vários tipos de dados: discretos, analógicos, parâmetros, programas e
informações de usuários.
IV. As redes Fieldbus são mais apropriadas para aplicações de controle de
processos distribuídos porque possuem alta taxa de transmissão de dados.
É correto apenas o que se afirma em
a) II.
b) I e IV.
c) I, II e III.
d) I, III e IV.
e) II, III e IV.
➢ Protocolo AS-I
A Interface Sensor Atuador (Actuator Sensor-Interface) AS-i foi
inicialmente desenvolvida por um conjunto de empresas alemãs e
suíças organizada pela Siemens para ser uma alternativa de rede para
interligação de sensores e atuadores discretos.
Em 1998 a rede foi padronizada e recebeu o nome EN50295. É
considerada uma solução simples em redes industriais e aplicada ao
nível mais baixo de automação.
• A rede AS-i pertencente à categoria de Sensor Bus, isto é, tem como
foco os dispositivos discretos, suas interligações e controle.
• AS-Interface fornece uma alternativa simples de rede para
Interligaçãode sensores e atuadores através de um barramento de
dois fios, fornecendo aos elementos periféricos como: transmissão
de dados e diagnostico de todo o sistema (ex: informações de dados
ON/OFF dos dispositivos).
• Dispositivos analógicos são também suportados, apesar de não ser o
foco principal do protocolo AS-i.
• Os sinais do processo que se originam do chão de fábrica são,
normalmente, transmitidos por uma grande quantidade de cabos
convencionais, comunicando a enorme quantidade de dispositivos
aos cartões de entrada e saída do CLP.
• Através do cabo AS-i é possível substituir todo o cabeamento
paralelo por um único cabo de duas vias, comum a todos os
sensores e atuadores.
• Para a programação no CLP não há diferença entre cabos paralelos
ou rede AS-i.
• Nenhum software adicional é necessário.
TecnologiaAS-I
Geralmente a rede AS-I é interligada a outra rede de nível hierárquico superior para
aumentar a quantidade e a velocidade das informações trafegadas no sistema. É
utilizada para pequenos volumes de dados e para muitos dispositivos conectados,
trabalhando com informações em tempo real.
➢ Protocolo AS-I
• Uma das principais ideias do projeto AS-i era levar ao nível de
sensores e atuadores os benefícios já alcançados nos níveis
superiores da hierarquia de automação industrial.
• Desta forma, a rede AS-i foi concebida para complementar os
demais sistemas e tornar mais simples e rápida as conexões dos
sensores e atuadores com os seus respectivos controladores.
➢ Lista de requisitos para o desenvolvimento de uma interface serial 
digital, para sensores e atuadores:
✓ Interoperabilidade: sensores e atuadores de diferentes empresas 
poderão ser conectados a uma mesma interface serial digital;
✓ Facilidade de instalação e localização de falhas;
✓ Baixo custo de conexão por nó e sem restrições de topologia de 
rede;
✓ Cabeamento realizado através de dois fios, de fácil uso e baixo
custo, capazes de entregar tanto energia quanto dados;
✓ Confiabilidade operacional alta em ambientes industriais severos; 
rede robusta e resistente.
✓ Baixo tempo de reação e comportamento determinístico;
✓ Volume pequeno dos dispositivos usados na conexão de circuitos.
✓ Sistema de comunicação aberto: não proprietário, para transmissão
de dados digitais e analógicos de processo (aplicável também em
sistemas de segurança)
✓ Interface padronizada: para interligar sensores e atuadores (nível de
processo) a sistemas de controle (nível automação)
✓ Simples e eficiente: alimentação e dados são transmitidos por um
único barramento (2 fios)
➢ A rede AS-I é, obrigatoriamente, 
composta por:
✓ Controladores (mestres), 
contendo software de 
configuração e programação 
de rede;
✓ Escravos (sensores, atuadores e 
módulos de I/O);
✓ Cabo AS-I;
✓ Fonte AS-I;
➢ Há itens que podem ser inseridos dependendo da necessidade 
da aplicação do usuário, como:
✓ Conversores de protocolos (gateways);
✓ Repetidores;
✓ Terminadores;
✓ Derivadores.
➢ Características
• Transmissão de dados e alimentação por um único meio físico (par
de fios).
• Padrão: máx de 31 escravos com no máx 4 sensores e 4 atuadores
cada, tempo de resposta até 5 ms
• Estendida: máx de 62 escravos com no máx 8 sensores e 8
atuadores, tempo de resposta até 40 ms
➢ Características
• Distância de 100 m pode ser obtida em qualquer topologia
✓ Com Módulo Terminador, podendo alcançar até 200 m
✓ Com Módulo Terminador e Repetidores, podendo alcançar até
600 m.
➢Mestre AS-i
• Troca de dados com os escravos, normalmente ele é mestre nessa rede
e será slave de alguma rede com hierarquia maior.
• A cada ciclo, 4 dados discretos são lidos (entradas) e escritos (saídas),
por escravo.
➢ Fonte de alimentação AS-i
• Desacoplado eletricamente, permite a transmissão simultânea de
energia e dados em um par de fios.
Em estrela
Topologias
de Rede
Em barramento
Topologias
de Rede
Em anel
Topologias
de Rede
Topologias de Redes
Topologias Vantagens Desvantagens
Estrela Mais tolerante a falhas, 
fácil de instalar usuários, 
monitoramento 
centralizado, maior taxa 
de transmissão
Maior custo de 
instalação
Anel Razoavelmente fácil de 
instalar, requer
menos cabos, desempenho
uniforme
Se uma estação para, todos 
param, há dificuldade em 
isolar os problemas
Barramento Simples e fácil de instalar, 
necessita de menos cabos, 
fácil entendimento, dados 
trafegam em dois sentidos
A rede fica mais lenta em 
períodos de uso intenso, há 
dificuldade em isolar os 
problemas
Árvore Características semelhantes a
topologia
em barra
Tornam a transmissão mais 
complexa, tempo de 
programação alto
Malha Maior redundância e
confiabilidade;
Facilidade de diagnóstico.
Instalação dispendiosa.
7. A rede de computadores em que todas as máquinas são conectadas
mais de uma vez para criar tolerância a falhas, podendo cada uma delas
atuar como um servidor ou um cliente, é do tipo:
A) híbrida;
B) anel;
C) malha;
D) estrela;
E) barramento.
8. Quanto aos tipos de redes de computadores e topologias, assinale a opção correta.
•A Na topologia de rede em barramento, uma estação pode emitir um sinal que será
avaliado pela máquina seguinte antes de ser sucessivamente replicado para as demais, o
que permite identificar e isolar o local onde ocorre uma falha.
•B Na topologia em estrela, apenas um servidor central se comunica com os demais
clientes, sem a necessidade de equipamento de conectividade, como
um hub ou switch, permitindo que o tráfego seja mais bem gerenciado pelo servidor e,
caso ele falhe, não haverá danos à rede.
•C As redes cliente/servidor são caracterizadas pela sua centralização por meio do
servidor, por isso têm custo menor que as redes ponto a ponto e não exigem
conhecimento de especialista pela facilidade de instalação e manutenção.
•D Nas topologias de rede em anel, as falhas isoladas não afetam toda a rede e podem
ser facilmente detectadas no ponto específico em que ocorreram, o que permite a
reconfiguração da rede, pelo acréscimo ou retirada de nós.
•E As redes ponto a ponto não possuem servidores, porque essa função é realizada pelos
próprios computadores nela conectados, os quais compartilham diversos periféricos e
dados entre si, de maneira simples mas não tão segura quanto nos outros modelos.
9. Relacione a topologia de rede
com a adequada definição:
A – Estrela
B –Anel
C –Barramento 
D - Árvore
( ) Consiste em uma ligação fechada 
entre todas as estações de trabalho 
da rede. As ligações são 
unidirecionais e os dados circulam 
no anel.
( ) Estão conectados a um 
barramento e todos os dados 
enviados são recebidos por todas as 
estações ao mesmo tempo.
( ) Geralmente possui um 
barramento central, que pode ser 
comparado a um tronco, e diversos 
barramentos secundários.
( ) Nesta topologia existe um nó 
central (mestre) que se comunica 
com cada um dos demais nós 
(escravos). Não existe comunicação 
direta entre dois escravos.
10. Marque a opção de itens obrigatórios em uma rede AS-I:
a) mestre, escravo, cabo AS-I, repetidor
b) mestre, expansores de fonte, cabo AS-I, fonte AS-I,
c) mestre, escravo, cabo AS-I, fonte AS-I
d) mestre, mestre, gateway, fonte AS-I
Benefícios
✓ Economia de hardware;
✓ Um mestre em lugar de vários cartões de I/O;
✓ Instalação simples e segura com menos conexões (a alimentação
trafega junto com a comunicação);
✓ Baixo custo por escravo de rede instalado;
✓ Baixo tempo de manutenção;
✓ Fácil operação e monitoramento;
✓ Menor custo na instalação;
✓ Único cabo na rede;
✓ Padrão internacional aberto.
Limitações
✓ As informações trafegadas na rede AS-I são limitadas a quatro bits de
entrada e/ou quatro bits de saída, por escravo, que podem ser
trafegados a cada ciclo de varredura;
✓ É estritamente uma rede mestre-escravo, com Polling cíclico
por escravo (impede transmissão assíncrona de
diagnósticos);
✓ Máximo de 31 escravos para versão 2.0, 62 para versão 2.1 (com 4
entradas e 3 saídas por escravo) e 62 paraversão 3.0(com quatro
entradas e quatro saídas por escravo).
Cabeamento
Cabeamento
➢Montagem
• Fixação da base
• Conexão do cabo com perfil especial à base (amarelo)
• Fixação da capa: os terminais vampiro penetram no cabo, de forma correta
naturalmente
• Conectar os dispositivos sensores/atuadores
Cabeamento
Evolução de Rede AS-Interface em Função de Limites/desempenho
Especificações AS-i Número máximo de escravos Número de 
entradas digitais
Número de 
saídas digitais
Digital Analógico ASISafe
Versão 2.0 31 31 31 31 x 4 = 124 31 x 4 = 124
Versão 2.1 62 31 31 62 x 4 = 248 62 x 3 = 186
Versão 3.0 62 62 31 62 x 8 = 496 62 x 8 = 496
Especificações e limites do sistema
Obrigada!