Haberleşme Protokolü PROFIBUS Nedir?
Profibus (Process Field Bus) geniş kapsamlı üretim ve proses otomasyonu için tasarlanmış açık saha bus standardıdır. 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 bulunmaktadır. Profibus (Process Field Bus) haberleşme sisteminde 3 farklı haberleşme protokolü (DP-PA-FMS) vardır. En yaygın kullanılanı PROFIBUS-DP dir.
PROFIBUS DP otomasyon cihazı ile merkezi olmayan cihazlar arasında hızlı bir şekilde veri alış verişini sağlayan bir haberleşme sistemidir. Özellikle PLC’nin merkezde, çevre birimlerinin (slave) çalışma sahasında olduğu durumlarda 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. En çok kullanılan haberleşme tipidir. Düşük bağlantı maliyeti özellikleri sebebiyle tercih edilir. Merkezi dağıtılmış cihazlarla haberleşme sağlandığı gibi (Siemens ET200) akıllı saha cihazları ile de haberleşme sağlanabilir(Motor sürücüleri, debimetreler vs). Farklı markaların cihazları arasında Profibus ile haberleşme yapıldığı taktirde herhangi bir özel arabirime, eklentiye ihtiyaç duymaz. Profibus haberleşme fiziksel yapı olarak RS485 veya fiber optik alt yapısını kullanır ve standart olarak mor renkli bir kablosu vardır.
Profibus DP Özellikleri:
Her bir bus bölümüne 32, toplam 126 cihaz bağlanabilir. Eğer bir hatta 32 den fazla cihaz birbirleriyle Profibus aracılığıyla bağlanacaksa 32.cihazdan sonra Repeater (RS485) kullanılır ve bu 32 cihazlık kısıma bölüm denir. Repeater ile 2 bölüm birbirine bağlanır. Çevre birimleri slave’ler ve saha elemanları (sensör, motor) çalışma esnasında takılıp çıkarılabilir. Profibus DP 9.6 kpbs ile 12 Mbps arasında veri iletimi yapabilir. Profibus ayarlarını yapan kullanıcı, tüm slave modüller için tek bir ID numarası kullanmalıdır. Aynı ID numarası verildiğinde sinyal çakışması yaşanacağından PLC hata moduna geçer. Profibus sistemler PLC’ ye direk olarak bir kablo vasıtası ile bağlantı sağlarlar
Veri transferi iki damarlı blendajlı kablo veya optik iletkenler ile yapılır ve DB-9 konnektörü kullanılır. Kablonun her iki ucuda topraklanmalıdır, blendaj toprak kablosunun yanlızca bir ucu topraklanırsa, diğer uc yüksek frekanslar için anten görevi yaparak gürültüyü toplar. Veri iletim mesafesi elektrik kabloları ile 12 km, optik kablolar ile 23.8 km kadar olabilir. Profibus kabloları bağlanırken ilk ve son cihazın DB-9 konnektörü “ON” diğer cihazların konnektörleri “OFF” pozisyona alınır.
Şekil 1: RS485 Altyapılı Profibus Kablo Şekil 2: Optik iletken altyapılı Profibus kablo
Profibus DP iki şekildedir;
1) Multi-Master
2) Mono-Master
Profibus-DP Mono Master
Tek merkezli kumanda şeklidir. Merkezi kumanda birimi PLC’dir ve çevresel birimler PLC’e bağlanır. Program belirlenen çevrim ile birlikte çevresel birimlerden gelen bilgileri alıp onları değerlendirir.
Profibus-DP Multi Master
Bu sistemde adından da anlaşıldığı üzere birden fazla master vardır. Bu master’lar birbirinden bağımsız olarak, her biri kendi başına bir master ve ona ait çevresel birimlerden meydana gelen alt sistemleri oluşturur.
Slaveler’e ait giriş çıkış görüntüleri bütün masterlar’dan okunur. Çıkışlara bir şey yazılması durumunda ise sadece ilişkisi olan master tarafından sağlanır. Master’lar birbirileri ile veri alışverişi yapar. Multi Master sisteminde çevrim süresi oldukça uzundur. Bu sistemler “Token Passing” (bayrak yarışı) sistemine göre çalışır, yani bayrağa sahip olan gönderme hakkına sahip olur. Bu hak master ‘dan master’a belli zaman aralıklarıyla değişir.
PROFIBUS-FMS Nedir?
FMS (Fieldbus Message Specification) Saha veriyolu mesaj tanımlaması anlamına gelmektedir.) Genel bir haberleşme tipidir. Akıllı kontrol aygıtları arasındaki haberleşme için gelişmiş uygulama fonksiyonlarını sunar. TCP/IP’nin gelişiminin ve kullanımının hızla artması sonucu olarak, FMS gelecekte daha az rol alacaktır . FMS’ de DP gibi fiziksel haberleşme yapısı olarak RS485 ve/veya fiber optik alt yapısını kullanır.
PROFIBUS-PA Nedir?
(PA-Process Automation), daha çok proses otomasyonunda kullanılan ve mevcutta kullanılan haberleşme kablosu ile ekipmanın enerji beslemesi de sağlanan haberleşme tipidir. Profibus DP ile aynı master üzerinde çalışabilir. PROFIBUS PA , mavi kılıflı iki damarlı ekranlı kablo ile 31,25 kbit/s sabit hızda çalışır. Profibus-PA patlama riskini en aza indirmek için veya doğası gereği güvenli ekipmana ihtiyaç duyan sistemlerde daha sık kullanılır. PROFIBUS PA’daki mesaj biçimleri PROFIBUS DP ile aynıdır.
