Hanibal
Üye
- Katılım
- 15 Nis 2006
- Mesajlar
- 166
- Puanları
- 1
- Yaş
- 36
Bir üretim hattı birden fazla CPU’nun kumanda ettiği istasyonlardan oluşuyor ise bu istasyonların birbiri ile uyum içinde çalışmaları gerekir. Uyumlu çalışmanın yolu istasyonları kumanda eden CPU’ların birbirleri ile veri alış verişlerinin düzenli sağlaması ile olur.
Örneğin; iki istasyondan meydana gelen bir sistemde, 1. istasyonda ölçme 2. istasyonda ölçüm sonucuna göre ayırma işlemi yapılacaktır. 1. istasyonda ölçülen parçanın 2. istasyona gönderebilmesi için 2. istasyonun hazır olduğuna dair bilginin 1. istasyon tarafından alınması gerekir. 2.istasyon ölçme sonucu elde edilen ayırma bilgileri (kalın, normal, ince) 1. istasyondan almalı ve ona göre parçayı farklı bantlara gönderebilmelidir.
CPU’lar arasında iletilecek bilgi sayısı kadar hat çekmek (paralel haberleşme) gereksizdir ve ekonomik değildir. Bunun yerine gönderilecek bilgiler gönderici CPU tarafından tek hat üzerinden protokol çerçevesinde sıra ile gönderilir. Alıcı CPU aynı protokol ile gönderilen bilgileri alır, düzenler ve kullanır. (seri haberleşme).
Bu ve benzer haberleşme sistemlerimde her zaman CPU’ların haberleşmesi söz konusu değildir. Çoğu zaman merkezde bir CPU (master) ve bunun ilk farklı istasyonlardaki giriş çıkış verilerinin merkeze iletilmesi amacıyla kullanılan yardımcı birimlerde (slave) oluşur. Bu yapıya BUS sistemi denir. Şekil-4.1’de bu yapı ayrıntılı olarak gözükmektedir. S5-155U ana PLC dir. Diğer PLC lerden gelen bilgiler bu PLC de derlenir.
Burada şöyle bir soru akla gelebilir. PLC sistemlerinde çok sayıda giriş çıkış sayısına ulaşabilir. Dolayısıyla her istasyonda bir CPU olacak şekilde çok sayıda CPU mu? Yoksa tek CPU kullanılarak istasyonlar ile slavelerle haberleşme mi kullanılmalı?
Bu öncelikle sistemlerin büyüklüğü ve istasyonların birbiri ile olan bağımlılığı ile ilgili bir durumdur. Öncelikle farklı sistemleri tek CPU ile kumanda etmek demektir, sistemleri birbiri ile kilitlemek demektir. Yani, sistemlerden veya CPU’lardan herhangi birinden oluşan bir arıza diğer sistem veya CPU’da çalışmamasına neden olur. Ayrıca programın çok uzaması demek çevrim süresinin yani giriş ve çıkışların güncelleştirilme süresinin çok uzaması demektir. Bu da programlanmada istenmeyen bir durumdur. Ancak her sistem içimde farklı bir CPU kullanmak demek sistemin maliyetinin artması demektir.
Günümüzde otomasyon alanında üretim yapan bir çok firmanın ürettiği bir BUS sistemi vardır. Bu sistemleri birbirinden ayıran temel özellikler şunlardır.
- Veri ve kumanda hatlarının birbiri ile nasıl bağlandığı (topoloji şekli:ağaç, yıldız, düz hat, daire)
- Maksimum iletim hattı uzunluğu
- Veri iletim hızı
- Hatasız veri transferi
- Bağlanabilecek maksimum giriş çıkış elemanı sayısı
- Piyasada bulunan saha elemanlarına (sensör ve çalıma elemanları) uyumlu olması
- Saha elemanlarının sistem çalışırken değiştirilebilir olması v.b.
Bu bölümde veri alış verişi sağlamak amacıyla kullanılan BUS sistemlerinden,
- MPI
- AS-I
- PROFIBUS ağ sistemlerinin üzerinde durulacaktır.
4.2 MPI HABERLEŞME SİSTEMİ (Multipoint İnterface)
MPI haberleşme sistemi özellikle CPU’lar arası haberleşme işlemlerinde çok yoğun olarak kullanılır. Konfigürasyon ve kullanımı oldukça basittir. İki damarlı (profibus) kablosu bir kablo ve MPI bağlantı konnektörü dışında bir donanıma ihtiyaç duymazlar.
Haberleşme kablosu (profibus kablosu) MPI hattına, programlama cihazı bağlantı kablosu (MPI kablosu) bağlanıyormuş gibi bağlanmalıdır. Maksimum 32 adet katılımcı bağlanabilir ve iletim hattı uzunluğu en fazla 50 metre olabilir, 50 metrenin üzerindeki mesafeler için RS 485 yükseltici kullanmak gerekir. Her yükseltici hat uzunluğu 1000m kadar çıkarabilir. Toplam 10 yükseltici kullanılabilir. İletim hattının başlangıç ve bitiş noktalarındaki konnektörlere sonlama direnci konmalıdır. (konnektör “on” konumuna alınmalıdır)
4.3 AS-I HABERLEŞME SİSTEMİ (Aktuator Sensor –İnterface)
Giriş sinyalleri ile çıkış elemanlarının birbiri ile bağlanarak bir Şebeke oluşturdukları alt seviyeli bir haberleşme sistemidir. Mevcut bir haberleşme sisteminin tamamlayıcısı olarak düşünülebilirler.
Özel yassı bir kablo ve buna takılan bir bağlantı elemanı ile sistemin oluşturulması, devreye alınması, sonradan eleman eklenip çıkarılması oldukça basit bir yapıdadır. Sisteme eklenmesi düşünülen giriş veya çıkış elamanları kuplaj modülleri ile AS-I kablosuna eklenir (özel formdaki bir modül bastırılarak kablo izolasyonu delinerek kontak sağlanır)
Bir CPU’nun AS-I ile haberleşebilmesi için AS-I master AS-I slave’lerin kullanılması gerekir. AS-I master, CPU montaj rayına takılan AS-I haberleşme işlemcisidir. (CP 342-2). Diğer sinyal modülleri ile aynı özellikte kullanılır. CPU ile dahili bus sistemi üzerinden haberleşir.
AS-I hattına bağlanan sensör veya çalışma elemanlarının, master tarafından yapılan bildirimleri anlamaları ve kendi verilerini master’a iletebilmeleri için AS-I slave’ler kullanılır. Slave’ler AS-I kablosu üzerine eklenen ve özel bir adresleme ünitesi yardımı ile 1 ile 31 arasında adreslenen elemanlardır. Yeni alınan bir slave fabrika tarafından adreslenmemişse “0” adresine sahiptir. Slave’ler sadece master tarafından kendilerine bildirilen emri alır ve kendi durumunu master’a bildirirler.
Her AS-I slave’i giriş veya çıkış olarak kullanılabilir. Her slave’e 4 bit transferi yapabilir. Bu durumda bir AS-I hattına maksimum 31 eleman takılabilir ve her eleman 4 bit transferi yapabildiğine göre 4x31=124 ikili sinyal iletebilir.
AS-I besleme gerilimi 30Vcc ve her bir slave’e bağlı sensör çalışma elemanı için de 100mA’dir. AS-I hattından hem besleme hem de veri aktarımı yapıldığından özel bir besleme ünitesine ihtiyaç duyurulur. Maksimum hat uzunluğu 100m’dir. Daha uzun mesafeler için kullanılmalıdır.
4.4 PROFİBUS HABERLEŞME SİSTEMİ (Process Field Bus)
Profibus haberleşme sistemi Siemens’inde içinde bulunduğu bir çok PLC üretici firma tarafından geliştirilen ve standart olarak kabul edilen bir ağ sistemidir.Farklı amaçlar için geliştirilen PROFIBUS sistemleri olmasına rağmen biz sadece PROFIBUS DP (merkezi olmayan çevresel birimlerin) üzerinde duracağız.
PROFIBUS DP (dezentrale peripherie) otomasyon cihazı ile merkezi olmayan cihazlar arsında hızlı bir şekilde ver alış verişimi sağlayan bir haberleşme sistemidir. Özellikle PLC’nin merkezde, çevre birimlerinin (slave) çalıma sahasında (işin yapıldığı yerde) olduğu durularda iletim hatlarının oluşturulması çok kolay bir şekilde gerçekleştirilmektedir.
Merkezdeki CPU (master) giriş bilgilerini slave’lerden okur, bunları işler ve çıkış bilgilerini slave’lerin çıkışlarına yazar.
Profibus teknik özellikleri
- Her bir bus bölümüne 32, toplam 126 katılımcı bağlanabilir.
- Çevre birimleri (slave’ler ve saha elemanları (sensör, motor) çalışma esnasında takılıp çıkarılabilir.
- Bu dağılımı “token-passing” sisteminin “master-slave” sisteminin yönetimine göre yapılır.
- Veri transferi iki damarlı blendajlı kablo veya optik iletkenler ile yapılır.
- Veri iletim mesafesi elektrik kabloları ile 12 km , optik kablolar ile 23.8 km kadar olabilir.
Modüler değiştirme ve cihazların değiştirilebilmesi mümkündür.
PROFIBUS DP iki şekilde oluşturulabilir;
1. Mono master
2. Multi master,
4.4.1 Mono Master (DPM 1: DP- Master 1. Sınıf) Sistemi
Tek merkezli kumanda şeklidir. Merkezi kumanda birimi olarak PLC kullanılır ve çevresel birimler (slave’ler PLC’e bağlanırlar. Program belirlenen çevrim dahilinde slave’lerden bilgileri alır ve onları değerlendirir.
4.2 Multi Master (DPM : DP – Master 2. Sınıf) Sistemi
Bu sistemde birden fazla master bulunur. Bu masterlar birbirinden bağımsız olarak, her biri bir master ve ona ait slavelerden meydana gelen alt sistemleri oluştururlar. Ana sisteme ait farklı görevleri yerine getiriler. İlave görselleştirme, arıza takip düzeneği gibi.
Slavelere ait giriş çıkış görüntüleri bütün masterlerden okunabilir. Çıkışlara bir şey yazılması ise sadece ilişkilendirilmiş master tarafından gerçekleştirilebilir. Masterler birbirileri ile veri alışverişi yapabilirler. Multi master sisteminde çevrim süresi oldukça uzundur. Bu sistemler “Token Passing” (bayrak yarışı) sistemine göre çalışırlar, yani bayrağa sahip olan gönderme hakkına sahip olur. Bu hak master den mastere belli zaman aralıklarında devredilir.
Örneğin; iki istasyondan meydana gelen bir sistemde, 1. istasyonda ölçme 2. istasyonda ölçüm sonucuna göre ayırma işlemi yapılacaktır. 1. istasyonda ölçülen parçanın 2. istasyona gönderebilmesi için 2. istasyonun hazır olduğuna dair bilginin 1. istasyon tarafından alınması gerekir. 2.istasyon ölçme sonucu elde edilen ayırma bilgileri (kalın, normal, ince) 1. istasyondan almalı ve ona göre parçayı farklı bantlara gönderebilmelidir.
CPU’lar arasında iletilecek bilgi sayısı kadar hat çekmek (paralel haberleşme) gereksizdir ve ekonomik değildir. Bunun yerine gönderilecek bilgiler gönderici CPU tarafından tek hat üzerinden protokol çerçevesinde sıra ile gönderilir. Alıcı CPU aynı protokol ile gönderilen bilgileri alır, düzenler ve kullanır. (seri haberleşme).
Bu ve benzer haberleşme sistemlerimde her zaman CPU’ların haberleşmesi söz konusu değildir. Çoğu zaman merkezde bir CPU (master) ve bunun ilk farklı istasyonlardaki giriş çıkış verilerinin merkeze iletilmesi amacıyla kullanılan yardımcı birimlerde (slave) oluşur. Bu yapıya BUS sistemi denir. Şekil-4.1’de bu yapı ayrıntılı olarak gözükmektedir. S5-155U ana PLC dir. Diğer PLC lerden gelen bilgiler bu PLC de derlenir.
Burada şöyle bir soru akla gelebilir. PLC sistemlerinde çok sayıda giriş çıkış sayısına ulaşabilir. Dolayısıyla her istasyonda bir CPU olacak şekilde çok sayıda CPU mu? Yoksa tek CPU kullanılarak istasyonlar ile slavelerle haberleşme mi kullanılmalı?
Bu öncelikle sistemlerin büyüklüğü ve istasyonların birbiri ile olan bağımlılığı ile ilgili bir durumdur. Öncelikle farklı sistemleri tek CPU ile kumanda etmek demektir, sistemleri birbiri ile kilitlemek demektir. Yani, sistemlerden veya CPU’lardan herhangi birinden oluşan bir arıza diğer sistem veya CPU’da çalışmamasına neden olur. Ayrıca programın çok uzaması demek çevrim süresinin yani giriş ve çıkışların güncelleştirilme süresinin çok uzaması demektir. Bu da programlanmada istenmeyen bir durumdur. Ancak her sistem içimde farklı bir CPU kullanmak demek sistemin maliyetinin artması demektir.
Günümüzde otomasyon alanında üretim yapan bir çok firmanın ürettiği bir BUS sistemi vardır. Bu sistemleri birbirinden ayıran temel özellikler şunlardır.
- Veri ve kumanda hatlarının birbiri ile nasıl bağlandığı (topoloji şekli:ağaç, yıldız, düz hat, daire)
- Maksimum iletim hattı uzunluğu
- Veri iletim hızı
- Hatasız veri transferi
- Bağlanabilecek maksimum giriş çıkış elemanı sayısı
- Piyasada bulunan saha elemanlarına (sensör ve çalıma elemanları) uyumlu olması
- Saha elemanlarının sistem çalışırken değiştirilebilir olması v.b.
Bu bölümde veri alış verişi sağlamak amacıyla kullanılan BUS sistemlerinden,
- MPI
- AS-I
- PROFIBUS ağ sistemlerinin üzerinde durulacaktır.
4.2 MPI HABERLEŞME SİSTEMİ (Multipoint İnterface)
MPI haberleşme sistemi özellikle CPU’lar arası haberleşme işlemlerinde çok yoğun olarak kullanılır. Konfigürasyon ve kullanımı oldukça basittir. İki damarlı (profibus) kablosu bir kablo ve MPI bağlantı konnektörü dışında bir donanıma ihtiyaç duymazlar.
Haberleşme kablosu (profibus kablosu) MPI hattına, programlama cihazı bağlantı kablosu (MPI kablosu) bağlanıyormuş gibi bağlanmalıdır. Maksimum 32 adet katılımcı bağlanabilir ve iletim hattı uzunluğu en fazla 50 metre olabilir, 50 metrenin üzerindeki mesafeler için RS 485 yükseltici kullanmak gerekir. Her yükseltici hat uzunluğu 1000m kadar çıkarabilir. Toplam 10 yükseltici kullanılabilir. İletim hattının başlangıç ve bitiş noktalarındaki konnektörlere sonlama direnci konmalıdır. (konnektör “on” konumuna alınmalıdır)
4.3 AS-I HABERLEŞME SİSTEMİ (Aktuator Sensor –İnterface)
Giriş sinyalleri ile çıkış elemanlarının birbiri ile bağlanarak bir Şebeke oluşturdukları alt seviyeli bir haberleşme sistemidir. Mevcut bir haberleşme sisteminin tamamlayıcısı olarak düşünülebilirler.
Özel yassı bir kablo ve buna takılan bir bağlantı elemanı ile sistemin oluşturulması, devreye alınması, sonradan eleman eklenip çıkarılması oldukça basit bir yapıdadır. Sisteme eklenmesi düşünülen giriş veya çıkış elamanları kuplaj modülleri ile AS-I kablosuna eklenir (özel formdaki bir modül bastırılarak kablo izolasyonu delinerek kontak sağlanır)
Bir CPU’nun AS-I ile haberleşebilmesi için AS-I master AS-I slave’lerin kullanılması gerekir. AS-I master, CPU montaj rayına takılan AS-I haberleşme işlemcisidir. (CP 342-2). Diğer sinyal modülleri ile aynı özellikte kullanılır. CPU ile dahili bus sistemi üzerinden haberleşir.
AS-I hattına bağlanan sensör veya çalışma elemanlarının, master tarafından yapılan bildirimleri anlamaları ve kendi verilerini master’a iletebilmeleri için AS-I slave’ler kullanılır. Slave’ler AS-I kablosu üzerine eklenen ve özel bir adresleme ünitesi yardımı ile 1 ile 31 arasında adreslenen elemanlardır. Yeni alınan bir slave fabrika tarafından adreslenmemişse “0” adresine sahiptir. Slave’ler sadece master tarafından kendilerine bildirilen emri alır ve kendi durumunu master’a bildirirler.
Her AS-I slave’i giriş veya çıkış olarak kullanılabilir. Her slave’e 4 bit transferi yapabilir. Bu durumda bir AS-I hattına maksimum 31 eleman takılabilir ve her eleman 4 bit transferi yapabildiğine göre 4x31=124 ikili sinyal iletebilir.
AS-I besleme gerilimi 30Vcc ve her bir slave’e bağlı sensör çalışma elemanı için de 100mA’dir. AS-I hattından hem besleme hem de veri aktarımı yapıldığından özel bir besleme ünitesine ihtiyaç duyurulur. Maksimum hat uzunluğu 100m’dir. Daha uzun mesafeler için kullanılmalıdır.
4.4 PROFİBUS HABERLEŞME SİSTEMİ (Process Field Bus)
Profibus haberleşme sistemi Siemens’inde içinde bulunduğu bir çok PLC üretici firma tarafından geliştirilen ve standart olarak kabul edilen bir ağ sistemidir.Farklı amaçlar için geliştirilen PROFIBUS sistemleri olmasına rağmen biz sadece PROFIBUS DP (merkezi olmayan çevresel birimlerin) üzerinde duracağız.
PROFIBUS DP (dezentrale peripherie) otomasyon cihazı ile merkezi olmayan cihazlar arsında hızlı bir şekilde ver alış verişimi sağlayan bir haberleşme sistemidir. Özellikle PLC’nin merkezde, çevre birimlerinin (slave) çalıma sahasında (işin yapıldığı yerde) olduğu durularda iletim hatlarının oluşturulması çok kolay bir şekilde gerçekleştirilmektedir.
Merkezdeki CPU (master) giriş bilgilerini slave’lerden okur, bunları işler ve çıkış bilgilerini slave’lerin çıkışlarına yazar.
Profibus teknik özellikleri
- Her bir bus bölümüne 32, toplam 126 katılımcı bağlanabilir.
- Çevre birimleri (slave’ler ve saha elemanları (sensör, motor) çalışma esnasında takılıp çıkarılabilir.
- Bu dağılımı “token-passing” sisteminin “master-slave” sisteminin yönetimine göre yapılır.
- Veri transferi iki damarlı blendajlı kablo veya optik iletkenler ile yapılır.
- Veri iletim mesafesi elektrik kabloları ile 12 km , optik kablolar ile 23.8 km kadar olabilir.
Modüler değiştirme ve cihazların değiştirilebilmesi mümkündür.
PROFIBUS DP iki şekilde oluşturulabilir;
1. Mono master
2. Multi master,
4.4.1 Mono Master (DPM 1: DP- Master 1. Sınıf) Sistemi
Tek merkezli kumanda şeklidir. Merkezi kumanda birimi olarak PLC kullanılır ve çevresel birimler (slave’ler PLC’e bağlanırlar. Program belirlenen çevrim dahilinde slave’lerden bilgileri alır ve onları değerlendirir.
4.2 Multi Master (DPM : DP – Master 2. Sınıf) Sistemi
Bu sistemde birden fazla master bulunur. Bu masterlar birbirinden bağımsız olarak, her biri bir master ve ona ait slavelerden meydana gelen alt sistemleri oluştururlar. Ana sisteme ait farklı görevleri yerine getiriler. İlave görselleştirme, arıza takip düzeneği gibi.
Slavelere ait giriş çıkış görüntüleri bütün masterlerden okunabilir. Çıkışlara bir şey yazılması ise sadece ilişkilendirilmiş master tarafından gerçekleştirilebilir. Masterler birbirileri ile veri alışverişi yapabilirler. Multi master sisteminde çevrim süresi oldukça uzundur. Bu sistemler “Token Passing” (bayrak yarışı) sistemine göre çalışırlar, yani bayrağa sahip olan gönderme hakkına sahip olur. Bu hak master den mastere belli zaman aralıklarında devredilir.
