Sahadaki cihazlar hangi kurallarla konuşur?

IEC 61158, endüstriyel otomasyondaki saha veriyolu haberleşmesini tanımlayan çok bölümlü bir standart serisidir. Fieldbus üzerinden gönderilen bilgiler yalnız “bir kablodan geçen sayılar” değildir; mesajın biçimi, iletimi ve işlenişi belirli kurallara bağlıdır. Seri, farklı haberleşme teknolojilerinin bu teknik kurallarını kapsar.

IEC 61158 tek bir ortak protokol değildir. Aynı seriye atıf yapan iki cihazın birbirine doğrudan bağlanabileceği sonucu çıkarılamaz. PROFIBUS, PROFINET, EtherCAT ve FOUNDATION Fieldbus gibi teknolojiler incelenirken uygulanan teknoloji, profil ve cihaz özellikleri birlikte değerlendirilir.

Serinin bölümleri ne işe yarar?

IEC 61158-1:2023, seriyi okumak için başlangıç kılavuzudur. Temel yapı fiziksel katman, veri bağı katmanı ve uygulama katmanı üzerinden anlaşılabilir. Bölüm numaraları bu görevleri ayırır:

Tablodaki x, ilgili fieldbus Type numarasını temsil eder. Örneğin IEC 61158-6-12, uygulama protokolü grubundaki Type 12 bölümüdür. “6” ile “12” aynı şeyi anlatmaz. Ayrıca serinin bütün bölümleri aynı baskı yılına sahip değildir; teknik şartnamede tam bölüm numarası ve baskısı belirtilmelidir.

Hizmet ile protokol arasındaki fark

Hizmet, bir katmanın ne sunduğunu anlatır; protokol ise karşılıklı tarafların bunu hangi kurallarla gerçekleştirdiğini tanımlar. Öğretici bir benzetmeyle, “değeri oku” bir hizmet isteğini, bu istek için kullanılan mesaj biçimi ve cevap kuralları protokolü temsil eder. Gerçek cihazdaki hizmetler ve mesajlar, seçilen teknolojiye bağlıdır.

IEC 61784 neden aynı konunun yanında geçer?

IEC 61784, haberleşme profillerini tanımlar. CPF ve CP kavramlarında CPF haberleşme profili ailesini, CP ise belirli bir haberleşme profilini ifade eder. IEC 61158 teknik parçaları tanımlarken, profil bu parçaların ilgili teknoloji için nasıl seçilip birlikte kullanılacağını belirler.

PROFIBUS için IEC 61158 Type 3 ve CPF 3; EtherCAT için Type 12 ve CPF 12 ifadeleri karşımıza çıkar. Type numarasıyla CPF numarası farklı sınıflandırmalardır; bu örneklerde sayıların aynı olması, her teknoloji için böyle bir kural olduğu anlamına gelmez. Gerçek zamanlı Ethernet profilleri de IEC 61784 ailesinde ayrıca ele alınır.

Uygulama örneği: Bir sensör bilgisi PLC'ye ulaşamıyor

Bir uzak I/O istasyonuna bağlı sensörün PLC'de görünmediğini düşünelim. Fiziksel bağlantı incelemesinde besleme, kablo, ekranlama ve teknolojiye uygun bağlantı düzeni kontrol edilir. Haberleşme yapılandırmasında adres, cihaz tanımı ve bağlantı durumu incelenir. Uygulama verisinde ise kanal seçimi, veri uzunluğu, ölçek ve PLC'deki eşleme kontrol edilir. Bu, katman ayrımını sahada kullanmaya yönelik bir teşhis örneğidir.

Bir bağlantıda RS-485 kullanılması tek başına Modbus RTU kullanıldığını kanıtlamaz. Benzer şekilde Ethernet bağlantısı, cihazın her endüstriyel Ethernet protokolünü desteklediği anlamına gelmez. EtherCAT ile geleneksel Ethernet farkını ve gerçek zamanlı haberleşme davranışını bu ayrımlarla okumak gerekir.

Uyumluluk ve emniyet için neyi kontrol etmeli?

Cihaz seçimi: Kontrolörün desteklediği protokolü, cihazın haberleşme seçeneğini, gerekli cihaz tanım dosyasını ve kullanılacak işlevleri karşılaştırın. “IEC 61158 uyumlu” ifadesi tek başına yeterli satın alma şartnamesi değildir. Aynı protokolü destekleyen cihazlarda bile belirli işlevlerin karşılıklı desteklenmesi gerekir.

Zamanlama: Çevrim süresi, veri güncellemesi ve gecikme ihtiyacını uygulamaya göre belirleyin. Bir sıcaklık değerini izlemek ile senkron hareket kontrolü yapmak aynı haberleşme ihtiyacı değildir. Ağ hızını tek başına uygulamanın tepki süresi gibi okumayın.

Emniyet: Normal haberleşme desteği, emniyet işlevi desteğini göstermez. Emniyetle ilgili mesajlar için IEC 61784-3 ve uygun profil değerlendirilir; PROFIsafe ile Safety over EtherCAT buna örnektir. Üst sistemlere bilgi aktarımında kullanılan OPC UA da kendi kapsamı ve gereksinimleriyle incelenmelidir.

İlgili konular

Referanslar ve kaynaklar

IEC 61158-1:2023 — IEC Webstore
IEC 61158-2:2023 — IEC Webstore
IEC 61784-1-0:2023 — IEC Webstore
IEC 61784-3:2021+AMD1:2024 — IEC Webstore
PROFIBUS — IEC 61158 Type 3 / CPF 3
EtherCAT Technology Group — Technology