I. Giriş
Endüstriyel otomasyonda önemli bir teknoloji olan Fieldbus, son yıllarda hızlı bir gelişme ve uygulama yaşamıştır. Endüstriyel ortamlarda akıllı cihazlar, kontrolörler ve aktüatörler gibi saha cihazları arasındaki dijital iletişim zorluklarını çözerek saha kontrol ekipmanları ile daha yüksek-seviye kontrol sistemleri arasında bilgi alışverişini mümkün kılar. Fieldbus teknolojisinin ortaya çıkışı, endüstriyel otomasyon yeteneklerini önemli ölçüde geliştirdi. Bu makale, okuyuculara derinlemesine bir anlayış ve referans sunmayı- amaçlayan, fieldbus türleri ve bunların özelliklerine ilişkin ayrıntılı bir genel bakış sunmaktadır.
II. Fieldbus Türlerine Giriş
PROFIBUS
Yüksek- hızlı bir veri yolu olarak PROFIBUS, dağıtılmış çevre birimlerinde (PROFIBUS-DP) yaygın olarak kullanılır. PROFIBUS-DP ve FMS'yi desteklemenin ötesinde, sürücü iletişim standardı PROFIBUS MC'yi de destekler. PROFIBUS, yüksek hız, güvenilirlik ve maliyet-etkinliği ile karakterize edilir; bu da onu işleme otomasyonu, bina otomasyonu, süreç otomasyonu, enerji üretimi ve güç iletimi/dağıtımında yaygın olarak benimsenmesini sağlar.
EtherCAT
EtherCAT (Kontrol Otomasyon Teknolojisi için Ethernet), endüstriyel otomasyona yönelik gerçek-zamanlı bir Ethernet çözümüdür. Üstün performansı ve kullanım kolaylığı onu endüstriyel otomasyon alanında lider konumuna getirmiştir. EtherCAT, çeşitli karmaşık endüstriyel otomasyon gereksinimlerini karşılayan yüksek hız, senkronizasyon ve esneklik sunar.
Lightbus
Lightbus, olağanüstü EMI bağışıklığına sahip, kanıtlanmış bir Beckhoff fiber optik veri yolu sistemidir. Kolay kurulum, hızlı, döngüsel ve deterministik veri akışı özelliklerine sahiptir. Lightbus, yüksek elektromanyetik girişim direnci gerektiren endüstriyel otomasyon ortamları için idealdir.
Interbus
Interbus'un yapılandırılması kolaydır ve hızlı, güvenilir iletişim sağlar. Ana/bağımlı kaydırma yazmacı protokolü verimli döngüsel iletişim sağlar. Interbus, endüstriyel otomasyonda geniş bir uygulama alanı bulur ve özellikle yüksek iletişim verimliliği gerektiren senaryolarda öne çıkar.
CANopen
CANopen, CAN'ı (Kontrolör Alanı Ağı) temel alan bir açık ağ iletişim protokolüdür. Veri yolu bant genişliğini verimli bir şekilde kullanarak, nispeten düşük veri iletim hızlarında bile kısa sistem yanıt süreleri elde eder. CANopen, CAN'ın yüksek veri güvenliği ve çoklu-anahtar yeteneği gibi geleneksel güçlü yönlerini devralır.
KontrolNet
ControlNet açık-standart bir fieldbus sistemidir. Döngüsel ve döngüsel olmayan verilerin, ikisi arasında herhangi bir müdahale olmadan veri yolu üzerinden eş zamanlı olarak değiş tokuş edilmesine olanak tanır. ControlNet, endüstriyel otomasyonda yaygın olarak kullanılmaktadır ve özellikle birden fazla veri tipinin eşzamanlı işlenmesini gerektiren senaryolarda üstünlük sağlamaktadır.
SERCOS arayüzü
SERCOS başlangıçta sürücüler için yüksek-hızlı bir fiber optik veri yolu sistemi olarak geliştirildi. Beckhoff SERCOS veri yolu bağlayıcıyı kullanan G/Ç cihazları, yüksek-hızlı veri iletimi ve kısa döngü süreleri elde eder. SERCOS
arayüz, yüksek-hızlı veri aktarımı gerektiren endüstriyel otomasyon uygulamalarında önemli avantajlar sunar.
ethernet
Ofis ortamlarında ana standart olan Ethernet, endüstriyel otomasyonda da geniş çapta benimsenmiştir. Yüksek veri iletim hızları, mevcut ağlarla kolay entegrasyon ve geniş bir hizmet ve arayüz yelpazesi sunar. Bu avantajlar Beckhoff'un Ethernet ürünlerinde daha da geliştirilmiştir.
PROFINET
PROFINET, açık endüstriyel Ethernet için PNO (PROFIBUS Kullanıcı Organizasyonu) tarafından geliştirilen bir standarttır. İletişim için uluslararası olarak belirlenmiş BT standartlarına (TCP/IP protokolü gibi) bağlı kalarak endüstriyel otomasyon sistemlerinin kurumsal BT ağlarına kusursuz entegrasyonunu sağlar.
III. Fieldbus Karakteristiklerinin Analizi
Gerçek-Zamanlı Yetenek
Fieldbus teknolojisi, güçlü gerçek-zamanlı performans sunarak saha cihazlarının gerçek zamanlı-izlenmesine ve kontrol edilmesine olanak tanır. Gerçek-zaman kapasitesi milisaniye, hatta mikrosaniye seviyelerine ulaşarak endüstriyel otomasyon kontrol sistemlerinin gerçek-zaman gereksinimlerini karşılar.
Güvenilirlik
Fieldbus teknolojisi, güçlü parazit direnci ve hata toleransı sergileyerek zorlu ortamlarda istikrarlı çalışmayı garanti eder. Güvenilirliği öncelikle istikrarlı veri iletimine ve cihazlar arasında birlikte çalışabilirliğe yansır.
Açıklık
Fieldbus teknolojisi, mükemmel uyumlulukla çeşitli cihaz erişimini destekleyen açık iletişim protokollerini kullanır. Bu açıklık, kullanıcıların cihazları ve sistem entegratörlerini serbestçe seçmesine olanak tanıyarak genel sistem maliyetlerini azaltır.
Esneklik
Fieldbus teknolojisi yüksek esneklik sunarak sistemlerin gerçek ihtiyaçlara göre yapılandırılmasına ve genişletilmesine olanak tanır. İster cihaz adetlerinin arttırılması, ister işlevselliğin genişletilmesi veya sistemlerin yükseltilmesi olsun, fieldbus teknolojisi sağlam bir destek sağlar.
Basitleştirilmiş Kablolama
Fieldbus teknolojisi, saha cihazlarının kablolamasını önemli ölçüde azaltan birleşik bir iletişim ağı kullanır. Bu, genel maliyetleri ve bakım karmaşıklığını azaltırken sistem tasarımını ve kurulumunu basitleştirir.
IV. Çözüm
Endüstriyel otomasyonda çok önemli bir teknoloji olan fieldbus teknolojisi, gerçek-zamanlı yeteneği, güvenilirliği, açıklığı, esnekliği ve basitleştirilmiş kablolamayı bünyesinde barındırır. Farklı fieldbus türleri, çeşitli endüstriyel otomasyon gereksinimlerini karşılayan farklı özelliklere sahiptir. Endüstriyel otomasyon teknolojisinin sürekli gelişmesiyle birlikte, endüstriyel otomasyon kontrol sistemleri içindeki fieldbus uygulamaları giderek genişleyecek ve endüstriyel üretime daha yüksek verimlilik ve gelişmiş performans sunacak.