Apple's Smart Sensor Technologies -- market research report (sample)
As-i - Actuator Sensor Interface
1. Atuador-Sensor-Interface
AS-Interface: Sistema de Solução Simplificado
ASI
[Actuator-Sensor Interface]
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 1
2. Atuador-Sensor-Interface
O padrão internacional para redes de
automação de baixo nível com ...
+ de 100 membros internacionais, 12 grupos de usuários
Alemanha Bélgica Brasil França EUA Holanda
China
Inglaterra Itália Japão Suécia Suíça
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 2
3. Atuador-Sensor-Interface
A solução perfeita
AS-Interface
Otimizada para a conexão de Sensores e Atuadores
Custo eficiente
Operação em condições ambientais severas
Confiável e segura
Capacidade para tempo real
Aplicação universal
Fácil Instalação
Fácil Expansão
Abertura para níveis hierárquicos superiores da rede
Protegida contra interferências eletromagnéticas
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 3
4. Atuador-Sensor-Interface
A solução perfeita
AS-Interface
Normalizada
EN 50295 (Padrão Europeu (CENELEC 1998)
IEC62026-2 (International Electrotechnical Commission)
Mestre
PLC Mestre, PC, IPC ou Gateway
AS-i Fonte de Alimentação
Fornece 30,5 VDC com desacoplamento de dados integrado
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5. Atuador-Sensor-Interface
AS-Interface
Nível de controle: CLP (PLC), PC, IPC, ...
Mestre
Nível de campo:
DeviceNet FIP Interbus Profibus Ethernet etc.
Nível AS-Interface:
Escravo Escravo Escravo Escravo Escravo
Nível de Atuadores e Sensores
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6. Atuador-Sensor-Interface
AS-Interface: A nova Tecnologia de instalação
M1 M2 M3
C1
C2
C3
Mestre
C4
Cabeamento
com AS -Interface
tradicional
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7. Atuador-Sensor-Interface
Solução de sistema
Gama de Produtos
Fontes de
alimentação Módulos E/S
Portais de
Comunicação atuadores
(gateways)
mestre
sensores
CLP / PC / IPC /...
Dispositivos de sistemas acessórios
proteção integrados repetidores, extensores
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8. Atuador-Sensor-Interface
Onde está localizado o circuito
integrado AS-Interface® ?
Circuito • O circuito integrado (ASIC) está:
Integrado
ASIC
• Integrado dentro de um módulo
ativo de E/S
(para conexão de atuadores e
sensores convencionais)
Circuito
Integrado • integrado diretamente dentro dos
ASIC
novos sensores e atuadores
ASIC: "Application Specific
Integrated Circuit"
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 8
9. Atuador-Sensor-Interface
Topologia de Rede
Sem limites para a estrutura:
linha estrela Árvore
controle controle controle
Mestre Mestre Mestre
Escravo
Escravo
Escravo
Escravo Escravo
Escravo
Escravo
Escravo
Escravo
Escravo Escravo
Escravo
Escravo
Escravo
Escravo Escravo Escravo
Escravo
Escravo
Escravo
Escravo Escravo Escravo
Escravo
Escravo
Escravo Escravo Escravo Escravo Escravo Escravo Escravo
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 9
10. Atuador-Sensor-Interface
Fatos sobre AS-Interface
Princípio Mestre-Escravo
Sem limites para a estrutura
Cabo paralelo ( 2 fios ) para dados e energia até 8 A
Cabo sem blindagem 2 x 1,5mm²
Transmissão segura Mestre
4 entradas digitais + 4 saídas digitais
transmissão de valores analógicos
Fiação Paralela Barramento
de campo
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11. Atuador-Sensor-Interface
Fatos sobre o Sistema
Uso em campo (IP 65/67) bem como em painéis de comandos
Técnica de conexão por penetração
Comprimento do cabo até 100m, extensível até 500m por repetidor
Transmissão de dados segura
Comissionamento fácil
Endereçamento a ser configurado via conector de barramento
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12. Atuador-Sensor-Interface
Expansão do Sistema
AS-Interface
62 Escravos para cada Mestre / A- e B- Escravos
62
31
Compatibilidade de expansão completa
Aplicações existentes podem ser estendidas para novos módulos
Escravos existentes comunicam-se com novos Mestres
Diagnósticos precisos
Fault Detecção de configuração e de erros de dispositivos separadas
I-1 curto circuitos, sobrecarga, perda de fonte auxiliar, erros de comunicação
I-2
Power
diagnósticos detalhados e fácil manutenção
Transmissão de valores analógicos
A Livre de grandes atrasos de tempo
Detecção automática de participantes analógicos
D Não necessita de software de configuração
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13. Atuador-Sensor-Interface
Expansão do Sistema
A/B-Escravos funcionalidade
Controlador
Mestre
Mestre chama A-Escravos Mestre chama B-Escravos
Escravo 1A Escravo 2A Escravo 31A Escravo 1B Escravo 2B
Escravo 1A Escravo 2A Escravo 31A Escravo 1B Escravo 2B
Escravo responde A-Escravos Escravo responde B-Escravos
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14. Atuador-Sensor-Interface
Fatos sobre o Sistema
AS-Interface Expansão
Número de Escravos 31 62
Número de E/S 124 E + 124 S 248 E + 186 S
Ciclos max. de tempo 5 ms usando
A + B Escravos
max.10 ms
transmissão de valores via bloco funcional integrados no mestre
analógicos até 124 valores
analógicos
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15. Atuador-Sensor-Interface
Simplicidade de conexão
Técnica de conexão penetrante
conexão rápida e fácil de Alojamento do Escravo
sensores/atuadores ou módulos
cabo plano mecanicamente polarizado
apenas dois fios: dados e energia AS-Interface eletromecanismo
isolação do conector penetrante
técnica de conexão simples
conexão firme
proteção até a classe IP67
não requer decapagem
montagem em qualquer posição
Conectores penetrantes
cabo plano
mecanicamente polarizado
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16. Atuador-Sensor-Interface
Construção Modular
Fácil extensão
Conecte um novo Escravo
quando desejar
Escravo
Conecte uma nova Linha
Escravo
sempre que desejar
Escravo
Escravo
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17. Atuador-Sensor-Interface
Solução de Sistema
AS-Interface integra funcionalidade do escravo:
D0 = dois-estados
D1 = alerta
Uma conexão D2 = habilitação
D3 = teste
P0 = temporizador
AS-Interface P1 = inversão Sensor
Escravo P2 = distância ou
C.I. Atuador
P3 = função especial
Um anexo
energia
Escravos com funções adicionais, como parametrização.
Diagnósticos da rede até os escravos
Atuadores em IP67 operando em campo, não em gabinetes
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18. Atuador-Sensor-Interface
Solução de Sistema
AS-Interface módulos permite a conexão de sensores e
atuadores convencionais:
D0 = sensor 1
Uma conexão
D1 = sensor 2
D2 = atuador 1
AS-Interface D3 = atuador 2
C.I. Escravo
P0
Watchdog
1 módulo
anexo até 4 sensores
energia e/ou
4 atuadores
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19. Atuador-Sensor-Interface
Alta Confiabilidade
Transferência de Dados e Energia
Cada mensagem é verificada pelo destinatário para possíveis
erros. Isso é feito pela conferência do bit de paridade e vários
outros valores independentes.
Isto resulta em uma confiabilidade extremamente alta pela
detecção de falhas simples e múltiplas.
A repetição de uma mensagem leva apenas 150 µs e é previamente
levada em conta no ciclo de tempo especificado.
AS-Interface pode ainda ser usada em um ambiente com alto nível
de EMI (interferência eletromagnética), como máquinas de solda e
conversores de freqüência ( inversores ).
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 19
20. Atuador-Sensor-Interface
AS-i Segurança no Trabalho
SEGURANÇA NO TRABALHO
Componentes niormais e de segurança em uma
rede de AS-interface
CLP padrão e
Mestre padrão Monitor de
Botão de parada de Module de
Módulo segurança
emergência segurança
padrão
Fonte de
alimentação
ASi
Chave de posição
De segurnaça
Sensor de barreira
De segurança
Módulo padrão
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 20
21. Atuador-Sensor-Interface
AS-i Segurança no Trabalho
SEGURANÇA NO TRABALHO
O Sistema com segurança
Integração de todos os componentes de comutação de segurança na
AS-Interface, tais como:
• Botão de parada de emergência
• Chave sensor de abertura de porta
• Sensor de barreira e de “grid” de segurança
• Comandos de contatores, etc.
Operação concorrente de componentes padrão e componentes de
segurança através do cabo amarelo AS-i
Não requer CLP livre de falhas ou mestre especial devido ao uso do
monitor de segurança
É possível formar grupos de sinais de segurança dentro de uma rede
Diagnósticos via Mestre padrão/CLP padrão
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22. Atuador-Sensor-Interface
AS-i Segurança no Trabalho
SEGURANÇA NO TRABALHO
Características de Segurança no Trabalho
Pode de usado para controlar até categoria 4 de acordo com a
norma EN 954 -1
Tempo de resposta max. 35 ms
Aprovado pelo BIA e TÜV 1 2
Compatibilidade total com todos os demais componentes AS de
acordo com a norma EN 50 295
Uso de protocolo AS-Interface padrão
Máxima extensão do sistema até 31 escravos de segurança
Categoria de parada 0 ou 1 pode ser configurada
BIA 1: Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitssicherheit ( Instituto de Segurança do Trabalho das Ocupaçoes )
TÜV 2: Technischer Überwachungsverein ( Associação de Supervisão Técnica )
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22
23. Atuador-Sensor-Interface
A Solução Econômica
Fatores de influência As respostas
Redução dos cabos de energia
Custo de instalação e dados para um cabo e um
contato (tecnologia de redes)
Custo de componentes Boa Segmentoação expansível
• freqüência de erros • impede erros de ligação
• disponibilidade • reduz custo de testes
Baixo custo de treinamento e menor
Barreiras de acesso a
necessidade de pessoal
tecnologia
qualificado
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24. Atuador-Sensor-Interface
A Solução Econômica
Redução de: equipamento
Mestre
Menos placas de E/S no PLC, PC
Menor tamanho dos gabinetes Fiação Paralela Barramento
de campo
Dispensa barras de terminais
Menos cabos, sem eletrodutos nem eletro-calhas
Não requer passadores-PG, conectores múltiplos, braçadeiras para
....distribuição
Elimina rastos de anéis de deslize
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25. Atuador-Sensor-Interface
Solução Economica
Otimização de: custos
Tempo de instalação
Tempo de testes
Comissionamento
Custo de projeto
Custo de nomeação de cabos e instalação de braçadeiras
Documentação
Custo de diagnóstico
Tempo de manutenção
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26. Atuador-Sensor-Interface
Benefícios adicionais
evita automaticamente erros de ligação
estende a capacidade de E/S sem troca de alojamento
expande a rede em qualquer tempo e em qualquer ponto
permite instalação por pessoal pouco qualificado
pré-montagem dos sistemas na fábrica em vez de no local
Começo mais cedo de
produção dinheiro menos
"morto!"
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27. Atuador-Sensor-Interface
AS-International Association
Vantagens dos associados
Informação técnica
Utilização das patentes em comum
Padronização
Livre utilização das especificações
Desenvolvimento de manuais diretrizes
Atualização de toda documentação técnica
Suporte para questões técnicas
Suporte mercadológico
Feiras de comércio segurando e congressos / mundialmente
Mídia impressa
Página de Internet
Atividades PR
Dados estatísticos
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28. Atuador-Sensor-Interface
AS-International Association
Vantagens dos Associados
Informação concernente ao mercado, tecnologias e atividades.
Utilização das oportunidades de um ambiente internacional.
Certificação Barata
Utilização da marca comercial
Influência futura no desenvolvimento do sistema pela contribuição
nos especializados comitês.
Torne-se um membro da AS-International Association,
o grupo de usuários do padrão industrial mundial do
barramento de campo de baixo nível.
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29. Atuador-Sensor-Interface
AS-i Meta Global
Presença Local e Global
Holanda
Suécia
Alemanha
Bélgica Inglaterra
EUA Japão
França
China
Brasil Suíça
Itália
AS-International Association: subsidiárias
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30. Atuador-Sensor-Interface
Associado Brasileiro
Sense Eletrônica Ltda
Contato: Ricardo Rossit
Rua Teixeira de Melo
CEP 03067-000
Sao Paulo
Tel.: 0055-11-6942-0444
Fax: 0055-11-6941-5192
e-mail: rossit@sense.com.br
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 30
31. Atuador-Sensor-Interface
PLCs / DCS
Company Name Product
Crouzet RPX10- AS-I Master
RPX20- AS-I Master
RPX30- AS-I Master
Fisher-Rosemount Systems DeltaV automation system
GE Power Controls BLCCPLCBT
ifm electronic AS-i Master CP2430 S5 2 Masters
AS-i Master CP2433 S5
Mitsubishi Electric Automation, Inc. A1SJ71AS92
FX2N-32ASI-M
Moeller GmbH master network module
OMRON CQM1-ARM21
Schneider Electric ASi port for TSX Micro PLC
ASi port for TSX Modicon Premium PLC
Siemens C7-621 (incorporated ASi-Master CP 342-2)
CP 2430 for SIMATIC S5
CP 243-2 for SIMATIC S7-200
CP 2433 for SIMATIC S5
CP142-2 for SIMATIC ET 200X
SST/Woodhead Connectivity SST ASi Scanner for Allen-Bradley SLC 500
StoneL Valve Communications AS-Interface Scanner for Allen Bradley SLC
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32. Atuador-Sensor-Interface
–PC cards
Company Name Product
Baumer Electric PC Master
Singleboard Master PC 104
Bihl+Wiedemann AS-i Master M-Module for AS-i 2.1
AS-i PC104 Master for AS-i 2.1
AS-i PC2 for AS-Interface 2.1
AS-i/PCI Board
GE Power Controls BLCCPCBT (PC Board)
HMS Industrial Networks AB AnyBus-S
ifm electronic AS-i M-Module 1 Master
Lumberg Master
Pepperl+Fuchs AS-I Master for PC
Phoenix Contact AS-i Master for PC / IPC
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33. Atuador-Sensor-Interface
Certificação
AS-Interface – O Padrão Industrial
Produtos testados e certificados para os clientes
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34. Atuador-Sensor-Interface
AS-Interface ®
Guia do Usuário
... O melhor caminho para iniciar com
AS-Interface ®
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36. Atuador-Sensor-Interface
Instalação
Instale as partes inferiores de todos módulos ou dos escravos primeiro
Posicione o perfil do cabo AS-Interface® na posição certa no alojamento da
conexão penetrante.
Se for o caso posicione também o cabo auxiliar de alimentação
Parafuse firmemente a parte superior do módulo
Repita os três passos anteriores para cada módulo
Conecte os sensor e / ou atuadores com os cabos padrão
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37. Atuador-Sensor-Interface
Endereçando Escravos
Em uma rede AS-Interface® a área de endereçamento é de 01 até to 31
Escravos tem sempre o endereço 00 quando são entregues pelos
fabricantes
Duplicata de endereço não são aceitas
Defina o endereço de Escravos através do modo automático de um mestre
ou via um dispositivo de endereçamento
Rotule os escravos !
Programe todos os endereços de todos os escravos em uma rede AS-
Interface®
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38. Atuador-Sensor-Interface
Fase de Comissionamento
Confira se a fonte de alimentação AS-i está correta e apropriadamente
conectada (o cabo amarelo, e o cabo preto se for o caso, estão
corretamente fixados?)
Ligue a energia do mestre AS-Interface
O mestre reconhece todos os escravos durante a fase de
comissionamento e compara com a lista de projeto
Em caso de erro, um alerta (bit) de erro de configuração é ativado
Dê Inicio o programa do CLP para controlar a aplicação AS-Interface®
Nota:
É possível verificar as entradas e saídas sem o CLP
Unidades funcionais podem ser postas em serviço independentes de outras partes da
04/01
planta 38
Escola SENAI "Mariano Ferraz"
39. Atuador-Sensor-Interface
Fase de Comissionamento
Confira se a fonte de alimentação AS-i está correta e apropriadamente
conectada (o cabo amarelo, e o cabo preto se for o caso, estão
corretamente fixados?)
Ligue a energia do mestre AS-Interface
O mestre reconhece todos os escravos durante a fase de
comissionamento e compara com a lista de projeto
Em caso de erro, um alerta (bit) de erro de configuração é ativado
Dê Inicio o programa do CLP para controlar a aplicação AS-Interface®
Nota:
É possível verificar as entradas e saídas sem o CLP
Unidades funcionais podem ser postas em serviço independentes de outras partes da
04/01
planta 39
Escola SENAI "Mariano Ferraz"
40. Atuador-Sensor-Interface
Dicas para ampliar a extensão da rede
O comprimento máximo de um cabo AS-i para um seguimento da rede é de até 100 m.
É possível estender uma rede até 300 m (3 Segmentoos) pelo uso de extensores e
repetidores:
Solução A: 1 extensor e 1 repetidor
Fonte Fonte Fonte
Mestre ! Extensor Repetidor
Escravo
escravo
Escravo
! Escravo Escravo
Segmentoo Segmentoo Segmentoo
max. 100 m max. 100 m max. 100 m
Número max. de escravos ao todo é 31 !
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 40
41. Atuador-Sensor-Interface
Dicas para ampliar a extensão da rede
Solução B: 2 repetidores
Fonte Fonte Fonte
Mestre Repetidor Repetidor
Escravo
Escravo
Escravo Escravo
Escravo
Segmento Segmento Segmento
max. 100 m max. 100 m max. 100 m
Max. Número de escravos ao todo é de 31 !
04/01 Escola SENAI "Mariano Ferraz" 41
Notas do Editor
2 A Associação de AS-interface provê as especificações a seus sócios, promove uso mais amplo e desenvolvimento de apoios do sistema. Os benefícios da ao usuário final: Há produtos de diferentes fabricantes com interfaces definidas (padronização) A AS-Interface Association faz uma lista de verificação das especificações e promove o estabelecimento de instalações de prova certificadas. O usuário pode estar certo de ter uma rede AS-Interface correta, livre de problemas operacionais de um produto testado. O teste bem sucedido é indicado pelo uso do selo sombreado da AS-interface mostrado no slide 1.
4 AS-interfaces muda a tecnologia de instalação: CLP como mestre de AS-interface ao invés de cartões de E/S, gabinetes de serviço reduzidos ou nenhum gabinete: assim demanda de espaço menor. Cabo paralelo de 2-fios não blindado ao invés de múltiplos cabos: assim exige menos materiais, menor espaço para cabeamento, instalação elétrica mais transparente, tecnologia penetrante: sem decapagem do isolamento, nenhuma montagem de soquetes, etc. módulos, escravos e se componentes de derivação em IP67: assim nenhuma caixa de terminais, numerando reduzido de cabos e fios, documentação mais simples.
How to connect sensors and actuators without an integrated AS-i ASIC In this case you can use the electric digital in- and outputs of the AS-i IO modules.. Connectable: Standard digital sensors like inductive, optical, capacitive, proximity switches, instruction terminals. Digital actuators like indicator lights, relais, valves Sensors and actuators with an integrated AS-i ASIC You can connect the actuators or sensors directly to the 2-wired bus at any location you want. Most you can use the easy way with piercing technology.
12 Some more ideas for using AS-Interface: devices cannot wrongly be wired; you don't need to check. If you want to extend your machine, you usually need an electrical connection with corresponding functions. With AS-Interface you simply dock the additional Escravos on the AS-Interface cable and update the plc program. You don't need a bigger cabinet. The simple installation method can be done by persons without special electrical knowledge. No special tools are necessary. You can prepare the whole system in your factory, separate it into several parts and rebuild it very quickly at your customer’s site. This installation can even be done by the end user. This saves a lot of time, because the conditions in your factory are always better than on the customer’s site.
Como usar esta diretriz: A diretriz deve apoiar o sistema de AS-interface para o novato prático de um modo muito rápido. Permite usar benefícios da AS-interface dentro de pouco.Particularmente os praticantes adquirirão uma resposta às suas perguntas que podem acontecer quando ele começar a trabalhar com AS-interface. A diretriz consiste em várias transparências. Serão achadas informações mais detalhadas para uma transparência em particular nas notificações abaixo. (Notas da apresentação) Dica: Para usar a diretriz no trabalho sem um PC, por favor imprimir todas as folhas das notas da apresentação primeiro. Na diretriz você achará informação sobre os seguintes assuntos: AS-Interface ® , system survey 2 Minimum equipment 3 How AS-Interface ® works 4 First steps ... 6 Start up the system7 Tips for assembling (field /cabinet) 8 Extending the length of network with Repetidor /extender 9 Addressing the Escravos 11 Replacement of Escravos 12 Compatibility I/O Code, ID Code 12 Why is there no reply of the Escravos? 13 Parameter of Escravos 14 Diagnosis 15 Cable 17 Safety PELV 21 Earth failure detection 21 Emergency Stop 23 Connection of sensors 24 Connection of actuators 25 Analogue in- and outputs 26 How to use gateways 27 AS-Interface ® items (glossary) 28
Repetidores Permite ampliar a linha da AS-I por 100 m adicionais Independente do local dos escravos (os escravos em ambos os lados) Fonte de alimentação é necessária em ambos os Segmentoos Máximo de 2 repetidores em uma linha (300 m total) Permite separar dois Segmentoos (curto-circuitos terão influencia em um só Segmentoo) Extensores Permite só ampliar a distância do mestre para o primeiro escravo (escravos somente em um lado) Fonte de alimentação é necessária só na 2ª parte do Segmentoo (lado dos escravos) Usados se todos os escravos estão a mais de 100 m de distância do mestre
As estruturas possíveis em um segmento são, por exemplo: Com um repetidor ou um extensor comprimento total do cabo é de 100m no max. 100 m de linha e 1 Escravo no final 99 m de linha e uma estrela com 31 escravos no final estrela com 31 Escravos e uma linha de igual comprimento para o mestre estrela com 31 escravos com diferentes comprimentos de linha até o mestre 31 escravos com iguais distancias da linha de AS-Interface, e 31 escravos no máximo na linha AS-Interface multiplexada. Para expandir estas estruturas repetidores e extensores devem ser instalados. Para cada segmento originado o mesmo sistema e limites de topologia são válidos. A limitação deno máximo 2 repetidores ou extensores em um sistema resulta do tempo de atraso de varredura. Está limitação permite construir sistemas com 300 m no total (do mestre até o módulo escravo mais distante)