Fieldbus Sistemlerinin Temelleri ve Karşılaştırılması

Fieldbus Sistemleri TTeemmeelllleerrii vvee
KKaarrşşııllaaşşttıırrııllmmaassıı
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG MM IP / Oil, Gas & Petrochemical Industry 1

Fieldbus Sistemlerin TTeemmeelllleerrii
FFiieellddbbuuss ssiisstteemmlleerriinn tteemmeelllleerrii

11.. FFaarrkkllıı ffiilloozzooffiilleerr

FFiieellddbbuuss SSiisstteemmlleerriinn TTeemmeelllleerrii
CPU
50 °C
50 °C
50 °C
50 °C
MMeerrkkeezzii GGiirriişş // ÇÇııkkıışş

50°C
50°C
50°C
50°C
Dağıtılmış GGiirriişş // ÇÇııkkıışşllaarr
CPU BUS
RUN

PPrrooggrraammllaannaabbiilliirr LLoojjiikk KKoonnttrroollöörr
CPU BUS
RUN
Fieldbus master sistemi ve
dağıtılmış giriş / çıkışlar
• Ana kart kullanıldığında PLC’nin giriş
çıkış kartlarına gerek kalmaz.
• Bu değişim programlamayı etkilemez.
Veya otomasyon fonksiyonlarını
değiştirmez.
• Fieldbus sisteminin istasyonları PLC
programı konfigürasyonu yapılırken
ayarlanır.
• Farklı uygulamalar farklı topolojiler gerektirir.
•“Açık sistem “ kullanıcıya farklı üreticilerin ürünlerini kullanma
avantajını verir.

FFiieellddbbuuss –– ZZaammaann rreeaakkssiiyyoonnuu
1. Periyodik olarak , GATEWAY üzerinden
bütün kanalların veya giriş / çıkışların
taranması (master sistem , uydu sistem )
2. İstasyonların okunması
3. İstasyonların kendi üzerindeki giriş
çıkışları okuması
CPU
BUS
RUN
2
1
3 3 3

Baskı makineleri,
Paketleme makineleri , hareket kontrol
FFiieellddbbuuss –– ZZaammaann rreeaakkssiiyyoonnuu
CP
U
BRUUNS
100 ms
Bina otomasyonu
Makine üzerindeki ekipmanlar
(valfler, yaklaşım sensorleri , …..vb.)
<1 ms
10 ms

22.. IISSOO//OOSSII -- SSeevviiyyeelleerrii

FFiieellddbbuuss ssiisstteemmlleerriinn -- IISSOO//OOSSII sseevviiyyeelleerrii
Fabrika seviyesi
Emir seviyesi
Sistem -/ arama seviyesi
Kontrol -/ proses seviyesi
Sensorler -/ aktuator seviyesi
ofiste
sahada
Fabrikasyon
Proses
GSM / GPRS
Temel tabakalar Haberleşme tabakası

Fieldbus -- IISSOO//OOSSII--RReeffeerraannss MMooddeell
Okuma veya yazma gibi servisler
Uygun kodlamalar tanımlamalar
Haberleşme kontrolu seviyesi
Verinin kontrolu ve gönderilmesi
Veri iletişimi için uygun yolların aranması
Bus erişimi ve güvenli iletişim
Uygulama programi
Uygulama
Temsil
Oturum
Transport
Değişim
Güvenlik
Fizikseller
7
6
5
4
3
2
1
Kablo , sinyal seviyesi

Bina Otomasyonu
Büyük sistemler
Düşük zaman gereksinimi,
Az deterministik
Kısmi devreye alma
Makine otomasyonu
Periyodik proses
Orta reaksiyon zamanı
Deterministik
Kısmi devreye alma yok
Proses kontrol
Tehlikeli bölgeler
Hot swapping ( sıcak değişim )
Yavaş proses
Motion
(Paketleme makineleri)
Yüksek deterministik
Gerçek zamanlı ihtiyaçlar
Kısmi devreye alma yok
FFiieellddbbuuss -- İİhhttiiyyaaççllaarr

Master Slave 1 Slave 2
Slave 5 Slave 4 Slave 3
FFiieellddbbuuss -- TTooppoolloojjii
Master 1 Master 2 Master 3
Master 4 Master 5 Master 6
Master 1 Slave 1 Slave 2
T
Slave 3 Master 2 Master 3

33.. PPrrooffiibbuuss

Master 1 Slave 1 Slave 2
T
Slave 3 Master 2 Master 3
PROcess FIeld BUS
•Basit master – slave ( uydu ) sistemi veya
geçiş sistemi
•Veri değişiminden önce uydu parametreleri
ayarlanmalıdır.
•Otomatik baudrate
> Profibus sisteminin 95% i DP sistemidir
ve basit master – slave bağlantısı yapılır
Profibus DP Avrupa’da en popüler
sistemdir.
FFiieellddbbuuss -- PPRROOFFIIBBUUSS

Fieldbus -- PPRROOFFIIBBUUSS AAiilleessii
PROFIBUS DP (Dağıtılmış çevre birimler )
PROFIBUS PA (Process otomasyonu)
PROFIBUS FMS (Fieldbus Mesaj sistemi )
Ethernet
PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Profibus DP (Decentralized Peripherals – Dağıtılmış Çevre birimler )
• Bus yapısı
•1.5 Mbps ….. 12 Mbps bus hızı
• 1 tane master ile standard operasyon
• Sensor ve aktuator seviyesinde , üretim mühendisliği
• DP-V1 non cyclic haberleşme ( örneğin parametre ayarlama )
• 1 kanal çözünürlüğünde gelişmiş teşhis
• GSD dosyaları gereklidir
FFiieellddbbuuss -- PPRROOFFIIBBUUSS AAiilleessii

Fieldbus -- PPRROOFFIIBBUUSS AAiilleessii

FFiieellddbbuuss -- PPRROOFFIIBBUUSS AAiilleessii
Profibus Siemens
Hardware Manager
+
WAGO
GSD - Generic Station Description
MPI

Profibus PA (Process Automation – Proses otomasyonu)
• Tehlikeli bölgelerde otomasyon veya proses kontrolü
• Bus veya ağaç yapısı
• IEC 1158-2 e uygun (veri hızı 31.25 kbps)
• Sinyal iletişimi ve uzaktaki güç kaynağı 9 ... 15 V
EEx i ... 32 V burulu kablo ile
Field bbuuss -- PPRROOFFIIBBUUSS AAiilleessii

44.. PPrrooffiinneett

FFiieellddbbuuss -- PPRROOFFIINNEETT
PROcess FIeld NETwork
• Açık endüstriyel ethernet standardı
• PROFINET CBA - Component Based Automation ( Komponent bazlı otomasyon )
•TCP/IP kullanılır – Reaksiyon zamanı 100 ms
• Profinet Komponent Tanımlama dosyaları gerekir
•PROFINET IO
• Gerçek zamanlı (RT) – 10 ms
• asenkron gerçek zamanlı (IRT) – 1 ms
• GSD dosyası (Generic Station Description)
• aynı zaman aynı bus sisteminde

Zamanlama problemleri nedeni ile maksimum 50 ring yapılabilir.
Fieldbus -- PPRROOFFIINNEETT IIOO
PROFINET IO sisteminin cihazları
• IO Kontrolör
• IO cihazları
• IO Supervizör
RRIINNGG ttooppoolloojjiissiinnii
ddeesstteekklleerr !!!!!!

Fieldbus -- PPRROOFFIINNEETT IIOO
• Yüksek hızlı operasyon
• Motion kontrol uygulamarına uygun
• Hızlı devreye alma
• Dağıtılmış akıllı sistem
• Kolay montaj
• Minimum mühendislik desteği

55.. FFoouunnddaattiioonn FFiieellddbbuuss

FFiieellddbbuuss -- FFoouunnddaattiioonn FFiieellddbbuuss
•Profibus PA ile aynı düzeyde
• İki yönlü haberleşme protokolü
•Doğru dağıtılmış kontrol için Fonksiyon Blok Block yapısı
• Device Description (DD) teknolojisi
• FOUNDATION H1
•Uzak -I/O ve saha cihazlarını bağlar
• otomatik adres ayarı
• entegre kontrol devreleri
• FOUNDATION HSE
• yüksek seviyede cihazları bağlar

FFiieellddbbuuss -- FFoouunnddaattiioonn FFiieellddbbuuss
Saha cihazları DD ve CF dosyaları ile
devreye alınır. ( Fieldbus FOUNDATION
sertifikasyon işaretli cihazlar için )
Control circuit
Source: www.abb.com

66.. DDeevviicceeNNeett

FFiieellddbbuuss -- DDeevviicceeNNeett
• CAN bazlı kontrol
• Objeler üzerinden haberleşme
• polled/ cos/ cyclic transmisyon
• maksimum 64 uç nokta / network
• maksimum 500 kBaud haberleşme hızı
• genelde master slave yapısı kullanılır (polled) PLC
ile birlikte (tarayıcı)
•Amerika’ da popüler

FFiieellddbbuuss -- PPrrooffiibbuuss DDeevviicceeNNeett KKaarrşşııllaaşşttıırrmmaassıı
Avrupa: Amerika
Siemens S7, WAGO Rockwell - Allen Bradley PLC
Profibus – Bir master , yüzlerce uydu Device Net - polled
Japonya Asya, Avustralya
Mitsubishi Karışık
Özel bus sistemi, CC link
Global Pazar : Ethernet bazlı protokoller
Fieldbus sistemlerinin çıkı ı teknik nedenlerden daha çok ş tamamen POLİTİKTİR!

FFiieellddbbuuss -- PPrrooffiibbuuss DDeevviicceeNNeett KKaarrşşııllaaşşttıırrmmaassıı
Uygulamada teknik veriler
Profibus DeviceNet
Uç sayısı 128 64
Maksimum. Baud
rate 12 MBd 500 kBd
Servisler Polled, DPV1 Polled, COS, Cyclic, Strobed
Peer to Peer
Parametre kaydı sadece master master veya slave üzerinde
Çalışır durumda
Konfigrasyon Hayır Evet

77 .. MMooddbbuuss

RS 485
R R
Modbus (Modicon-Fieldbus)
• Çizgisel yapı
• 1 Master , 247 istasyon (maksimum)
• Maksimum bus uzunluğu 1200 m (RS 485) veya 5 m (RS 232)
• Maksimum veri transfer hızı 115.2 kbps
• Twisted kablo ile RS 485 veya RS 232
bağlantı
• Basit kontrol
Modbus
node
Device 1
Modbus
node
Device 2
Modbus
node
Device N
Fieldbus
master
RS 232
Modbus
node
Device
Fieldbus
master
FFiieellddbbuuss -- MMooddbbuuss RRTTUU

Ethernet
Modbus TCP
• Ethernet tabanlı sistem
• Port 502 üzerinden haberleşme
• multi-master sistem kurulumu yapılabilir veya çif yönlü haberleşme yapılabilir
• Maksimum veri transfer hızı 1.25 Mbps (10BaseT)
Modbus over UDP
•UDP üzerinden Modbus IP network haberleşmesi
Modbus
node
Device 1
Modbus
node
Device 2
Modbus
node
Device N
Modbus
master
FFiieellddbbuuss -- MMooddbbuuss TTCCPP

FFiieellddbbuuss -- OOSSII LLaayyeerr

88 .. IInntteerrbbuuss

FFiieellddbbuuss -- IINNTTEERRBBUUSS
Slave 1 Slave 2
Master
•Loop topolojisi
•500 kbps maksimum hız
•I/O ların pozisyonuna göre adresleme
-> en küçük başta
•Telegram tüm modüllere gönderilir her
biri kendine ait olanı okur .
•Sabit çevrim zamanı
•Çok statik konfigürasyon
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Slave 5 Slave 4
Slave 3
Process image 500 kbps

99 .. KKııyyaassllaammaa

Master Topology Standard
max. Segment Length Wire URL
Basics ooff FFiieellddbbuuss ssyysstteemmss
EN50295 http://www.as-interface.com
http://www.can-cia.de
chip
.
ASI single 100m 167kb/s 2 32 4 bits
CAN multi bus 1Mb/s 2 64 8 bytes chip
ControlNet multi 5Mb/s coax 99 510 bytes ASIC http://www.controlnet.org
http://www.odva.org
DeviceNet multi bus 500kb/s 4 64 8 bytes chip
Foundation
Fieldbus multi bus 31.25kb/s 2 240 246 bytes chip http://www.fieldbus.org
ANSI http://www.echelon.com
http://www.p-net.dk
http://www.profibus.com
http://www.profibus.com
LON multi 6.1km @ 5kb/s 1.2Mb/s 2 2 228 bytes chip
P-Net multi 1200m 76.8kb/s 2 56 bytes chip EN50170
PROFIBUS
FMS
multi bus 500kb/s 2 127 246 bytes chip/sw EN50170
PROFIBUS DP multi bus 12Mb/s 2 127 246 bytes ASIC EN50170
FFiieelldd bbuuss ssyysstteemmss
max max max Layer 2
Speed Stations data/PDU Imple-mentation
bus
tree
BITBUS multi bus 300m @ 75kb/s 375kb/s 2 251 248-bytes chip IEEE1118 http://www.bitbus.org
500m @125kb/s ISO11898
40m @ 1Mb/s ISO11519
bus 5km open
star 250m/48 nodes specified
tree
500m @125kb/s open
100m @500kb/s specified
2000m open
9.5km total specified
FIP multi bus 2000m @ 1Mb/s 2.5Mb/s 2 256 32 bytes chip EN50170 http://www.worldfip.org
INTERBUS single ring 12.8km 500kb/s 2/8 255 64 bytes chip EN50253 http://www.interbusclub.com
bus
tree
Modbus plus multi bus 1.8km 1Mb/s 2 32 32 bytes chip proprietary http://www.modicon.com
bus 32masters
tree 125 slaves
19.2km @9.6kb/s
200m @500kb/s
1km @12Mb/s
(4 repeater)
PROFIBUS PA single bus 1.9km 93.75kb/s 2 32 246 bytes ASIC EN50170 http://www.profibus.com
PROFINET single bus NA 100Mb/s 4 NA 1.5kB ASIC IEC61158 http://www.profinet.com/
Ethernet
single bus NA 100Mb/s 4 NA 1.5kB ASIC IEC61158 http://www.ethernet-powerlink.
POWERLINK
org
EtherCAT single bus NA 100Mb/s 4 NA 1.5kB chip IEC61158 http://www.ethercat.org
SERCOS single ring 250m 16Mb/s 2/fiber 245 16 bytes ASIC IEC61491 http://www.sercos.org
Seriplex single bus 1000 feet ~250kb/s 4 510 32 bytes ASIC proprietary http://www.seriplex.org
SwiftNet multi bus 360m 5Mb/s 2 >1024 896 bytes ASIC proprietary http://www.shipstar.com

SSoorruullaarrıınnıızz ??

Katılımınız iiççiinn tteeşşeekkkküürrlleerr!!

Fieldbus Sistemlerinin Temelleri ve Karşılaştırılması

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to Fieldbus Sistemlerinin Temelleri ve Karşılaştırılması

Similar to Fieldbus Sistemlerinin Temelleri ve Karşılaştırılması (18)

Fieldbus Sistemlerinin Temelleri ve Karşılaştırılması

Editor's Notes