136/2008 - 15.01.2008
1
Siemens Sanayi ve Ticaret A.Ş
Özgür Biliz-Elektrik Mühendisi
SIEMENS MICROMASTER 4xx AC Motor Hız Kontrol Cihazları ile Haberleşme
Birçok makine imalatı gibi kendi münferit çözümünü kendi içerisinde barındıran sistemlerde, bir PLC (örneğin S7-200 tabanlı…) ve özellikle birden fazla Micromaster hız kontrol cihazı kullanılması söz konusu olduğunda, ilk akla gelen çözümlerden birisi de PLC ile cihaz arasında haberleşme ağı kurmaktır. Bunun faydaları; klasik çözümde PLC'ye ek olarak takılması gerekecek muhtemel analog ve/veya dijital giriş/çıkış modüllerinden tasarruf edip bunun yerine sadece 2 damarlı veri kablosu ile RS485 portu üzerinden birçok cihazla haberleşmektir. Bu sayede klasik I/O (giriş/çıkış) yapısıyla elde edilemeyecek bilgiler de PLC tarafından Micromaster'dan okunabilir.
Haberleşme yapısı Micromaster 4xx ailesi hız kontrol cihazlarında ya üzerinde standart olarak bulunan RS485 kapısı üzerinden (USS protokol ile) yada harici bir modül ilave edilerek daha üst seviyeli bir haberleşme ağına (örn. Profibus vb.) entegre edilmek şeklinde yapılabilmektedir.
Micromaster 4xx ile haberleşmenin özellikle makine imalatı gibi sektörlerde getirdiği faydalar temel olarak donanımsal faydalar ve fonksiyonel faydalar olmak üzere iki grupta toplanabilir. Donanımsal faydaları; birçok ek modül ihtiyacını ortadan kaldırmak, elektrik panosu içinde sadeleşme sağlamak (sadece 2 kablo ile tüm Micromaster'lar ile haberleşme sağlanır), arıza/hata takip kolaylığı vb. sayılabilir. Fonksiyonel faydalar ise; Micromaster'ın tüm parametrelerine ulaşabiliyor/okuyabiliyor olmak, mevcut çalışma koşulları ile ilgili olarak birçok değeri alabiliyor olmak (akım, hız, frekans, torque, PID setpoint, geribesleme, son gelen hata kodları, DC bara voltajı vb…) ve hatta Micromaster'ın kullanılmayan girişlerini (kullanılmayan bir analog giriş vb.) sanki PLC'nin bir terminali gibi kullanmak gibi çok geniş yelpazede imkanlar sunmaktadır.
Ancak bunca fayda sağlayan bu RS485 standart haberleşme kapısını kullanırken problem yaşamamak için dikkat edilmesi gereken konular da vardır. Bu örnekte bir S7-200 tabanlı PLC'nin Microamster 4xx hız kontrol cihazıyla haberleştirilmek istendiğini ve bu yapılırken nelere dikkat edilmesi gerektiğini inceleyelim:
EMC (elektromagnetik girişime bağışıklı) - doğru kurulum
Hertür haberleşme tabanlı yapılarda EMC konusu en fazla önem arzeden oldulardan birisidir. EMC açısından doğru montaj kurallarına dikkat etmek önemlidir. İlk bakışta akla gelen ve atlanmaması gereken noktalar;
Hat sonlandırma ve biaslama
Telegramın (RS485 hattından gönderilen bir "cümle") başlangıcının karşı tarafca anlaşılabilmesi için biaslama önemlidir. Hattın boş olduğu durumda P ucu, N ucuna göre 0.5 - 1V potansiyele sahip olmalıdır. S7-200'ün biaslama için 5V beslemesi (D konnektör pinleri 5 ve 6) vardır. Micromaster'da ise biaslama için 10V beslemesi kullanılabilir. Optimum çalışma noktası için aşağıdaki direnç konfigürasyonları kullanılabilir.
0V (sıfır V) dahili bağlantılar
RS485 0V'a refere edildiği için çoğu durumda optimum performans tüm 0V'ların birbirine bağlanması ile elde elidir. S7200'deki "M" terminali ve Micromaster 4xx'lerdeki 2. terminal (0V terminali) bu ortak referans oluşturulması için kullanılır ve birbirine bağlanır. Bu sıfırlama hattı RS485 data iletişim kablosu içinden ayrı bir damar olarak taşınabilir yada o kabloya yakın tutulmalıdır. Herhangi bir noktadan eğer toprağa temas ederse bu 0V hattı üzerine gürültü binebilir ve sağlıklı çalışmayı tehdit eder.
Problem olduğunda bakılacak noktalar:
Micromaster'daki R2024 - R2031 diagnostik parametrelerine bakın;
Eğer Micromaster tarafından sağlıklı telegramlar alınıyor ise r2024 artış gösterir. R2024, sağlıklı alınan telegram sayacıdır. Normal bir çalışmada r2024 (sağlıklı telegram sayacının) r2025'e göre (reddedilen telegram sayısı) en az 50 kat hızlı sayıyor olması beklenir. Eğer r2025'in hızlı saydığı görülürse telegramların alınmadığı, bağlantının yanlış olduğu yada haberleşme hattında parazit gibi etkilerin sorun yarattığı düşünülür…
R2026 - R2031, eğer bu sayaçlardan sadece birisinin R2025 ile birlikte saydığı görülüyorsa, ilgili sayacın ne anlama geldiğine bakılarak daha spesifik bir problem üzerinde durulabilir. R2026 - R2031, R2025 ana reddedilen telegram sayacının alt kırılımlarıdır ve her biri belli bir sebepten dolayı reddedilen telegramları münferit olarak sayarlar.
Eğer R2026 - R2029 arası tüm sayaçlar beraber sayıyorlarsa bu çok büyük ihtimalle haberleşme hattında gürültü bindiğinin bir göstergesidir. Herhangi bir negatif pik yüzünden sistem bir telegram başlangıcı algılamakta ve fakat mantıklı bir telegram devam etmediği için reddedilmektedir. Bunun sebebi büyük ihtimal ile haberleşme hattına binen gürültüdür.
Hat sinyalini osilaskop ile izleyin… Aşağıda örnek bir görüntü verilmiştir. Hatta haberleşme yokken (idle state) P-N biasının 0.5 - 1V arası olduğunu kontrol edin. P-N diferansiyel sinyali gürültüden arındırılmış olmalıdır (aşağıdaki grafikte üst kısım). P ve/veya N'den 0V'a (common mode) ölçümde bir miktar gürültü olmasına izin verilir ancak asla 5V'u geçmemelidir çünkü bu durumda hat üzerindeki RS485 sürücülerine zarar verebilecek seviyelere yaklaşmış demektir.
Haberleşme hızı 19.2kbaud, hat gerilimleri
Ref A = P - N arası
Ref B = N - 0V (toprak) arası
