PLC Haberleşmesi ve Protokolleri

Merhaba arkadaşlar. Bu yazımda sizlere Endüstriyel Haberleşme dersinde Eren arkadaşımla yapmış olduğum proje ödevi ve sunumunu yaptığımız PLC Haberleşmesi ve Protokollerinden bahsedeceğim. Sade fakat teknik bir anlatımla yazacağım yazıdan sonra 10 sayfalık teknik dökümanı da sizinle paylaşacağım. Umarım arayan arkadaşlarımız için faydalı bir kaynak olur.

Haberleşmeyi bir çok farklı şekilde yapabiliriz. Bu yüzden haberleşme teknikleri vardır. Bunun yanında yaptığımız haberleşmenin belirli kurallarına ise haberleşme protokolleri deriz. Bu farklılıktan sonra PLC’de kullandığımız tekniklere ve protokollere bakabiliriz.

1.Haberleşme Teknikleri
– N:N Network Yöntemi İle Haberleşme
– Paralel Link
– Protokolsüz Haberleşme
– Programlanabilir Port Haberleşmesi

2.Haberleşme Protokolleri
2.1 Endüstriyel Ağlar
-RS232
-RS485
2.2 BUS Protokolleri
-ModBus
-ProfiBus
-CanBus
-DeviceNet
2.3 Scada

1. Haberleşme Teknikleri

1.1. N:N Network Yöntemi İle Haberleşme
Bu yöntem kullanılarak en fazla sekiz PLC birbiri ile bağlanabilir. Haberleşmenin yapılabilmesi için her bir PLC üzerinde özel olarak bazı aygıtlar ayrılmıştır. Haberleşme yapılırken her bir PLC, kendisi için ayrılmış olan en fazla 64 bit ve 8 bit aygıtı kullanabilir.

image002

1.2. Paralel Link
Paralel link, karşılıklı olarak bağlanan iki PLC’nin haberleştirildiği yöntemdir. Haberleşme kartı olarak, N:N ağında olduğu gibi RS485 kartı kullanılır. Bu haberleşme yönteminde ortak olarak kullanılan yardımcı röle  ve veri kaydedicisi vardır. Bu ortak aygıtlar, her iki PLC tarafından da otomatik olarak haberleşirler. Bağlantı şekli Normal ve Yüksek Hız Mod’u olmak üzere ikiye ayrılır.
image004
Normal Mod Bağlantısı

image006                                                       Yüksek Hız Mod Bağlantısı

 

2. Haberleşme Protokolleri

2.1. Endüstriyel Ağlar

RS 232: Seri iletişim gerçekleştiren cihazlar arasında, bu tür asenkron iletişimi sağlamak amacıyla geliştirilen bir haberleşme standardıdır. İlk olarak 1962 yılında RS-232 standardı, daha sonra 1969 yılında RS-232C standardı ortaya çıkmıştır. RS-232D standardı ise 1987 yılında RS-232C standardının geliştirilmesiyle ortaya çıkmıştır. RS-232C standardında en çok kullanılan konnektör, , 9 pinli DB 9’dur.

RS 485: RS-485, yine bir seri haberleşme standardıdır. Sadece iki kablo ile haberleşme imkânı sağlar. Bu kablolardan biri Tx ucuna diğeri de Rx ucuna bağlanmalıdır. RS485 arayüzü üzerinden çeşitli protokoller (örneğin ModBus ProfiBus gibi) ile haberleştirme yapabiliriz. RS-485 ile daha uzun mesafelerde güvenli haberleşme imkânı sağlanmıştır.

image007
                                                             DB 9 Konnektörü

2.2. Bus Protokolleri

Modbus Protokolü

  • 1979 yılında Modicon firması tarafından geliştirilmiştir.
  • Modbus protokolü tamamen açıktır ve bir çok endüstri kuruluşunda kullanılmaktadır.
  • Yaklaşık 7 milyon endüstri kuruluşu sistemleri içerisinde Modbus’ı kullanmaktadır
  • Cihazlardan alınan veriler bir merkezde toplanabilir.
  • RS 232 seri haberleşme standardı kullanır. Uzun mesafelerde ise RS 485 standardı kullanılabilir.
  • Modbus’da veriler 1 ve 0’lar şeklinde taşınmaktadır. Her bir voltaj seviyesi cihazlar arasında çok hızlı bir şekilde iletilir. Bu hız “baud” olarak adlandırılır.
  • RTU ve TCP/IP olmak üzere iki çeşittir.
  • Modbus RTU byte’ları bölerek taşıma mantığına dayanır. Böylece daha hızlı iletişim sağlanır.

image008
Modbus/TCP Haberleşmesi
image009
Modbus/TCP Haberleşmesi II

Profibus Protokolü

  • Özel üretim ve proses otomasyonları için tasarlanmıştır.
  • Siemens başta olmak üzere bir çok PLC üreticisi tarafından geliştirilen ve standart olarak kabul edilen bir sistemdir.
  • Çevre birimleri çalışma esnasında takılıp, çıkarılabilir.
  • Veri transferi iki damarlı kablo veya optik iletkenler ile yapılabilir.
  • Veri iletim mesafesi elektrik kabloları ile 12 km, optik kablolar ile yaklaşık 24 km’dir.
  • Farklı markaların cihazları arasında Profibus ile haberleşme yapıldığı taktirde herhangi bir özel arabirime, eklentiye ihtiyaç duymaz.
  • Özel arabirimlere ihtiyacı olmayan bir veri yolu kullanılır.
  • Yüksek hızlı kritik uygulamalar veya kompleks haberleşme işlemlerinde kullanılabilir.

image010                                           Profibus Ethernet TCP/IP Haberleşmesi

image011
Profibus Haberleşmesi

Canbus Protokolü

  • 1980’lerde Robert Bosch tarafından geliştirilmiştir.
  • Birden çok kablodan veri transferi yerine, tek bir kablodan yazılım kontrollü veri transferi amaçlanmaktadır.
  • En yaygın kullanım alanı otomotiv sektörüdür.
  • Yüksek performans ve güvenilirliği nedeniyle endüstriyel kontrol uygulamalarında kullanılır.
  • İstatiksel ve olasılık hesapları sonucunda 1 asırda 1 tane mesaj hatası yapabileceği tespit edilmiştir.
  • Akıllı sensör ve motor kontrolleri, asansörler, makine kontrol birimleri, trafik sistemleri, akıllı binalar ve laboratuar gibi alanlarda maksimum 1Mbit/sn’lik bir hızda veri iletişimi sağlar.
  • Canbus iletişimi Nesne, İletim ve Fiziksel katman olmak üzere üç alt bölüme ayrılır.
  • Tüm üniteler iletim hattına eşit öncelikli veri yollama hakkına sahiptir. (Multimaster)

image012
Canbus Haberleşmesi
image014
Canbus Haberleşmesi

DeviceNet Protokolü

  • Allen-Bradley tarafından geliştirilen endüstriyel haberleşme protokolüdür.
  • Tek bir ağ ile endüstriyel aygıtları kontrol etmek, kurulum maliyetlerini ve harcanan zamanı azaltmak için CAN mimarisi üzerine inşa edilmiştir.
  • Açık ve düşük maliyetli bir ağ teknolojisidir.
  • Endüstride güvenilirlik ve performans ihtiyacını karşılamak için tasarlanmıştır.
  • General Motors, Motorola, Nestle gibi ünlü kuruluşlar bu protokolü kullanmaktadır.

image015
DeviceNet Haberleşmesi
image016
DeviceNet Haberleşmesi II

2.3. SCADA

  • “Merkezi Denetleme Kontrol ve Veri Toplama” sistemidir.
  • Tesislerin, sistemlerin bilgisayar, cep telefonu, tablet v.b cihazlarla izlenebildiği sistemdir.
  • Temelde bir yazılım sistemidir.
  • Tek bir merkezden izlenebildiği gibi ağ bağlantıları ile birden fazla cihazlarda da çalıştırılabilir.
  • Grafik arayüzü, İzleme sistemi, Alarm sistemi, Veri toplama, Analiz ve Raporlama olmak üzere çeşitli özellikleri vardır.
  • Endüstriyel uygulamalarda standart kabul edilen RS 232 ve RS 485 protokollerini kullanmaktadır.

image017
SCADA Örnek Programı

image019
SCADA Örnek Programı Fabrika Simülasyonu

 

 

Temel olarak PLC’de kullanılan Haberleşme Teknikleri ve Prokollerini bu şekilde inceleyebiliriz. İlerleyen günlerde 10 sayfalık teknik metini de yazıya link olarak ekleyeceğim. Şu anda karışık arşivimde bulamadım. 🙂
Bir sonraki yazıda görüşmek üzere, merak ettiğiniz bir şey olursa sormaktan çekinmeyin. Yazıyı beğendiyseniz paylaşırsanız sevinirim.

 

2 thoughts on “PLC Haberleşmesi ve Protokolleri

  1. Hocam iyi akşamlar.Mekatronik mühendisliği okuyorum.Yazınızda bahsettiğiniz 10 sayfalık teknik veriyi paylaşabilirmisiniz? Teşekkürler..

    1. Merhabalar Hasan Hocam. Bir süre dökümanı aradım fakat hard diskimde bulamadım. Blogu ana siteden, blog.umit’e çevirirken de eklemedim sanırım, kusuruma bakmayın. Bulursam bilhare mail atarım. İyi günler, iyi çalışmalar.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *