Blog

Endüstriyel Otomasyonda Yaygın Haberleşme Protokolleri

Bir makine ile bir yazılım arasındaki ara bağlantının temelinde mutlaka bir haberleşme protokolü vardır. Şirketlerin çoğunda (küçük, orta veya büyük) makineler son derece çeşitlidir. Genellikle şirket içinde farklı yaşlarda, tedarikçilerde ve teknolojilerde makineler görülür. Bu heterojenlik genellikle farklı haberleşme protokollerinin kullanılmasını gerektirir, böylece ara bağlantı işlemi karmaşıklaşır ve hemen gerçekleşmez. Ana endüstriyel protokollere göz atmadan önce, bir haberleşme protokolünün tam olarak ne olduğunu görelim.

İlginizi Çekebilir: Üretim Hatlarından M2M Uygulamaları

TANIM

Bir protokol, bir makinenin, elektronik bir kartın, yazılımın veya daha genel olarak bir cihazın dış dünya ile iletişim kurduğu bir dilden başka bir şey değildir. Bilgisayar ağlarında, elektronikte ve endüstride kullanılan yüzlerce (belki de binlerce) protokol vardır. Bir protokolü gerçek bir dil olarak düşünebiliriz. Örneğin iki olası muhatabı ele alalım: bir makine ve bir tesis izleme yazılımı. Bu ikisinin bilgi alışverişinde bulunmasının (örneğin makinenin durumunu ve üretilen parça sayısını bilmelerinin) tek yolu aynı dili konuşmalarıdır. Makine, cihaz ve yazılımların birbirleriyle iletişim kurabilmeleri için aynı dili konuşmalarının (yani aynı protokolü kullanmalarının) şart olduğunu söylemeye gerek yok.

Bununla birlikte sadece veri alışverişi için ortak bir protokol seçin. Ancak uygulamada, makineler ve yazılımlar farklı zamanlarda satın alınmakta ve hepsinden önemlisi farklı üreticiler ve tasarımcılar tarafından üretilmektedir. Bu nedenle her üretici kendi makineleri için keyfi olarak bir protokol seçer. Bu seçim standart bir protokole dayalı olsa da, bu durum neredeyse her üretim tesisinde çok sayıda dil türünün çoğalmasına yol açmaktadır.

Üretimdeki makinelerle bilgi alışverişinde bulunan yazılım bir yorumlayıcı olarak hareket eder ve bu nedenle birbirine bağlı makineler tarafından kullanılan tüm dilleri bilmek zorundadır. İşleri daha da karmaşık hale getirmek için, bazı durumlarda çok da izole olmayan makineler, üreticinin kendisi tarafından tasarlanan standart dışı bir protokol kullanır. Sanki makine başka kimsenin bilmediği bir dil ya da lehçe konuşuyor gibidir. Bu nedenle ara bağlantı yazılımının söz konusu makine ile iletişim kurabilmesi için yeni protokolü bilmesi gerekir. Neyse ki son yıllarda trend, standartlaştırılmış protokollere doğru ilerlemektir. Tüm ihtiyaçlara uygun tek bir endüstriyel protokole sahip olmak iddialı olacaktır, ancak sınırlı sayıda endüstriyel protokole sahip olabilmek şüphesiz mükemmel bir sonuç olacaktır.

 Yaygın Protokoller

Endüstri pazarı, son yıllarda hiç olmadığı kadar güçlü bir evrim geçiriyor ve bu evrim hem dağıtılmış zeka kullanımı hem de farklı platform ve makinelerin birbirleriyle diyalog kurması ihtiyacından kaynaklanıyor.

Bu nedenle, yaşadığımız endüstriyel devrimin ardından kendilerini kabul ettiren ana protokollerin neler olduğunu görelim. 

ETHERNET/IP

Ethernet üzerinde endüstriyel dünyanın performans ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılayabilecek bir protokole sahip olmak amacıyla 2000 yılında doğmuş açık bir endüstriyel standarttır. Temel I/O verilerinin aktarımını, döngüsel izlemeyi ve durum değişikliği olaylarını desteklediği için eksiksiz bir protokoldür. Değişkenlere isim (TAG) ile erişilir.

EtherNet/IP, ayrık performansa sahip (gerçek zamanlı dünyaya göre) gerçek zamanlı bir protokoldür, ancak izleme alanına mükemmel uyum sağlar.

Genellikle Rockwell kontrol sistemleri (Allen Bradley PLC) ile kullanılır.

İlginizi Çekebilir: Mikro PLCler ve Kullanım Avantajları

PROFINET IO

Standart Ethernet teknolojisine dayanan Profinet, PLC’ler ve diğer endüstriyel cihazlarla veri, alarm ve teşhis alışverişi yapmak üzere bir ağ tanımlamak için geleneksel Ethernet’i kullanır.

PROFINET IO, programlanabilir kontrolörler ve diğer cihazlarla veri alışverişi için üç farklı iletişim kanalı kullanır. Standart TCP / IP kanalı parametrelendirme, yapılandırma ve döngüsel okuma/yazma işlemleri için kullanılır. Gerçek zamanlı kanal, standart döngüsel veri aktarımı ve alarmlar için kullanılır. Üçüncü kanal olan Isochronous Real Time (IRT), Hareket Kontrol uygulamaları için kullanılan çok yüksek hızlı kanaldır.

Gerçek zamanlı bir protokol olması, onu hızlı kontrol için uygun kılan yüksek performansa sahiptir. Profinet’in donanım gereksinimleri, gerçek zamanlı olmayan bir cihaz kullanmanız gerektiğinde genellikle kısıtlayıcıdır. İzleme alanında sıkça karşılaşılan bir ihtiyaç, Windows İşletim Sistemine sahip bir PC’den sahaya bağlanmaktır. Bu durumlarda, genellikle başka bir protokole güvenmek tercih edilir (belki daha düşük performanslı olsa bile).

MTCONNECT

Sayısal olarak kontrol edilen makinelerde (CNC) veri toplama ve izleme için kullanılan bir endüstri standardıdır. Protokol yalnızca veri okumayı destekler ve bu nedenle parametrelerin, tariflerin veya komutların yazılmasına izin vermez. Veriler XML formatında sunulur..

MODBUS

Sunulan protokoller arasında en uzun ömürlü olanıdır. Schneider Automation tarafından 1979 yılında oluşturulmuş ve hızla fiili bir standart haline gelmiştir. Modbus, Ethernet ağlarında (ModBus TCP) ve RS 485, 232 ve 422 seri hatlarında uygulanmaktadır. [4].

Modbus protokolünde veriler, adrese göre erişilen kayıtlarda düzenlenir. Kayıt, üzerinde yazma ve okuma işleminin gerçekleştirilebileceği en küçük varlıktır. Buna karşılık, kayıtlar bir dizi hassas tabloda düzenlenir:

  • Sayısal kayıtlarda salt okunur işlem için giriş kaydı.
  • Sayısal kayıtlar üzerinde okuma ve yazma işlemi için tutma kaydı.
  • Boolean kayıtlarında salt okunur işlem için ayrık giriş.
  • Bobinler, Boolean kayıtlarında okuma ve yazma işlemi için.

Daha iyi performans gösteren alternatif protokoller olmasına rağmen, ModBus protokolü açık kaynak kodlu olması, düşük geliştirme maliyetine sahip olması ve sınırlı donanım gerektirmesi nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek hızlara sahip değildir, ancak gerekli hızların düşük olduğu yerlerde izleme için mükemmel şekilde uygundur.

OPC-UA

OPC Vakfı tarafından geliştirilen açık, çok platformlu bir endüstriyel protokoldür.

OPC UA, selefinin tüm işlevselliğini koruyarak eski OPC’nin yerini alır. OPC-UA’nın gücü kuşkusuz esnekliğidir. Endüstriyel PLC’lerin yanı sıra Windows, Linux, iOS ve hatta Android tarafından da desteklenmektedir.

Bu gönderiyi paylaş

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.