CI867K01, ABB tarafından AC 800M serisi Programlanabilir Lojik Kontrolörler (PLC'ler) ve Dağıtılmış Kontrol Sistemleri (DCS) için tasarlanmış yüksek performanslı bir Modbus TCP iletişim arayüz modülüdür. Ürün, 3BSE043660R1 parça numaralı CI867 İletişim Arayüz Birimi ve TP867 Montaj Taban Plakasından oluşan modüler bir tasarıma sahiptir. Endüstriyel otomasyon ağlarındaki AC 800M kontrolörleri için standart Ethernet tabanlı Modbus TCP protokolü iletişim yeteneği sağlamak için özel olarak kullanılır ve Modbus TCP'yi destekleyen üçüncü taraf cihazlarla (sensörler, ölçüm cihazları, sürücüler, HMI'lar veya üst düzey izleme sistemleri gibi) verimli ve güvenilir veri alışverişine olanak tanır.
AC 800M İletişim Genişletme Veriyolunun (CEX-Bus) önemli bir bileşeni olan CI867K01, denetleyicinin bağlantısını ve birlikte çalışabilirliğini önemli ölçüde genişleterek, daha geniş Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) ve fabrika otomasyon mimarilerine sorunsuz bir şekilde entegre olmasını sağlar.
II. Ayrıntılı Fonksiyonel Özellikler
CI867K01, zorlu endüstriyel ortamlar için istikrarlı, esnek ve kolayca entegre edilebilir bir iletişim çözümü sağlamak üzere tasarlanmıştır. Temel işlevsel özellikleri aşağıdaki gibidir:
1. Çift Ethernet Bağlantı Noktası Tasarımı:
Modül iki bağımsız Ethernet fiziksel bağlantı noktası (CH1 ve CH2) sağlar. CH1, 10/100M otomatik anlaşmayı destekler ve ana kontrol ağına veya yüksek hızlı cihazlara bağlanmak için kullanılabilir. CH2, düşük hızlı cihazlar için veya yedek/tanılama ağı olarak kullanılabilen sabit bir 10M bağlantı noktasıdır. Bu çift bağlantı noktalı tasarım, ağ bağlantısı esnekliğini ve güvenilirliğini artırarak ağ bölümlendirmesini veya basamaklandırmayı kolaylaştırır.
2. Tam Modbus TCP Protokol Yığını Desteği:
CI867K01, yerleşik tam Modbus TCP sunucusu ve/veya istemci işlevselliğine sahiptir. AC 800M kontrol cihazı, bu modülü bir Modbus TCP yöneticisi olarak görev yapmak, ağdaki bağımlı cihazlardan aktif olarak okumak veya onlara yazmak veya diğer ana bilgisayarlardan (örn. SCADA sistemleri) gelen veri isteklerine yanıt vermek için bir yardımcı olarak kullanabilir. Modbus TCP standardına sıkı sıkıya bağlı kalarak çok sayıda üçüncü taraf cihazla geniş uyumluluk sağlar.
3. Tak-Çalıştır ve Çalışırken Değiştirilebilir Desteği:
Modül, çalışırken değiştirilebilir işlevselliğini destekler. Sistem çalışırken CEX-Bus'a takılabilir veya buradan çıkarılabilir (güvenli çalıştırma prosedürlerini takip ederek ve önce iletişim kablolarını çıkararak). Bu, sistem bakımını, genişletmeyi ve yükseltmeleri büyük ölçüde kolaylaştırarak planlı kesinti süresini azaltır.
4. Artıklık Yapılandırma Desteği:
Yüksek kullanılabilirlik gerektiren sistemlerde CI867K01, yedekli yapılandırmayı destekler. Biri birincil modül, diğeri yedek olmak üzere iki CI867 modülü paralel olarak çalışabilir. Birincil modül arızalanırsa, yedek modül iletişim görevlerini sorunsuz bir şekilde üstlenebilir ve kontrol ağı iletişiminin sürekliliğini sağlar. Ön paneldeki PRIM (Birincil) ve DUAL (Yedek) LED göstergeleri, modülün yedekli bir sistemdeki rolünü ve durumunu açıkça gösterir.
5. Mekanik Anahtar Kilitleme Mekanizması (Alfa Kod Kilidi):
TP867 taban plakası, önceden ayarlanmış iki harfli mekanik tuş kilidiyle donatılmıştır. CI867 iletişim ünitesi eşleşen bir anahtara sahiptir. Bu tasarım, ilgili taban plakasına (TP867) yalnızca doğru tipte iletişim arayüz ünitesinin (CI867) monte edilebilmesini sağlayan, uyumsuz modüllerin kurulmasından kaynaklanan donanım hasarını veya sistem arızasını önleyen fiziksel bir hata önleme mekanizmasıdır. CI867/TP867'nin anahtar kodu DB'dir.
6. Kapsamlı Durum Tanılama Göstergeleri:
Modülün ön paneli, sezgisel durum ve tanılama bilgileri sağlayan bir dizi çok renkli LED göstergeyle donatılmıştır:
- F (Kırmızı): Arıza göstergesi. Modülde ciddi bir donanım veya iletişim hatası tespit edildiğinde yanar.
- R (Yeşil): Çalıştırma göstergesi. Modül normal şekilde çalışırken sürekli yanar.
- RxTx1 / RxTx2 (Sarı): Veri aktarma/alma göstergeleri. CH1 ve CH2 bağlantı noktalarına karşılık gelir. Ethernet paketleri gönderilirken veya alınırken yanıp sönerek ağ trafiğinin izlenmesini ve sorun gidermeyi kolaylaştırır.
- PRIM (Sarı): Birincil modül göstergesi (yedek konfigürasyonda yanar).
- DUAL (Sarı): Yedek mod göstergesi (modül yedekli konfigürasyonda çalışırken yanar).
7. AC 800M Mimarisine Sorunsuz Entegrasyon:
CI867K01, AC 800M donanım platformunun ayrılmaz bir parçasıdır. AC 800M işlemci ünitesine (örn. PM851, PM856, PM860, PM861, PM864, PM865, PM866, PM891, vb.) standart CEX-Bus (İletişim Genişletme Veriyolu) aracılığıyla bağlanır. CEX-Bus, iletişim modüllerine güç, yüksek hızlı veri kanalı ve senkronizasyon saati sağlayarak gerçek zamanlı ve belirleyici iletişim sağlar.
8. Geniş Sistem Uyumluluğu:
Modül, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli AC 800M sistem versiyonlarıyla uyumludur:
- Kontrol Sistemleri: 800xA, Kompakt Ürün Paketi.
- Denetleyici Donanım Sürümleri: AC 800M Donanım 5.0, 5.1.
- Sistem Versiyonu: 800xA 6.0 Sistemi.
Bu, hem mevcut sistem yükseltmelerinde hem de yeni projelerde uygulanabilirliğini sağlar.
III. Çalışma Prensibi ve Mimarisi
CI867K01'in işlevselliği, gelişmiş donanım mimarisine ve AC 800M denetleyiciyle yakın işbirliğine dayanmaktadır. Çalışma prensibini şu şekilde sıralayabiliriz:
1. Donanım Mimarisi Katmanları:
CI867K01 sistemi fiziksel olarak iki katmana bölünmüştür:
TP867 Taban Plakası: Modülün sabit montaj tabanı ve harici bağlantı hub'ıdır. DIN rayına kalıcı olarak monte edilir ve aşağıdakiler dahil tüm harici bağlantı terminallerini taşır:
İki RJ45 Ethernet soketi (CH1, CH2).
AC 800M işlemci ünitesine ve diğer CEX modüllerine bağlantı için CEX-Bus konnektörleri.
Mekanik tuş kilidi ve DIN rayı kilitleme cihazı.
Taban plakası dahili olarak sinyal koşullandırma, izolasyon ve yönlendirmeden sorumlu bir sonlandırma panosuna sahiptir.
CI867 İletişim Birimi: Temel elektronikleri içeren takılabilir modüldür. Alt kısmındaki konnektörler aracılığıyla TP867 taban plakasına elektriksel olarak bağlanır. İç kısmı esas olarak şunları içerir:
CEX-Bus Arayüz Devresi: CEX-Bus iletişim protokolüne ve zamanlamasına bağlı kalarak AC 800M işlemci ile yüksek hızlı, paralel veri alışverişinden sorumludur.
Ana CPU ve Bellek: Modbus TCP protokol yığınını yürütür, veri kapsülleme/dekapsülasyonunu yönetir, iletişim oturumlarını yönetir ve gerekli tanılama rutinlerini çalıştırır.
Ethernet Alıcı-Vericileri (PHY): İki bağımsız çip sırasıyla CH1 ve CH2'yi çalıştırarak Ethernet fiziksel katman sinyal kodlama, kod çözme ve sürüş işlemlerini uygular.
DC/DC Güç Dönüştürücü: CEX-Bus'tan gelen 24V DC gücünü, modülün dahili devrelerinin (CPU, bellek, PHY) gerektirdiği düşük voltajlara (örn. +3,3V) dönüştürür.
2. Veri İletişim Akışı:
3. AC 800M Sistemi ile Entegrasyon Prensibi:
Adres Eşleme: CI867 modülüne sistem içerisinde bir mantıksal istasyon adresi atanır. AC 800M kontrol yazılımı (Kontrol Yazılımı), mühendislik konfigürasyonu aracılığıyla Modbus TCP iletişim veri alanlarını (örn. bobinler, ayrı girişler, tutma kayıtları, giriş kayıtları) kontrol cihazındaki belirli bellek adreslerine veya doğrudan bağlı S800 I/O modüllerinin kanallarına eşler. Bu eşleme uygulama programı için şeffaftır; programcılar uzak Modbus verilerine sanki yerel değişkenlermiş gibi erişebilirler.
Gerçek Zamanlı Performans ve Belirleyicilik: CEX-Bus, AC 800M'deki yüksek hızlı özel bir dahili veriyoludur ve iletişim döngüsü, kontrol cihazı tarama döngüsüyle senkronize edilir. Bu, CI867 ile işlemci arasındaki veri alışverişinin yüksek gerçek zamanlı performansa ve determinizme sahip olmasını sağlayarak Modbus TCP iletişiminin çoğu endüstriyel kontrol senaryosunun zamanlama gereksinimlerini karşılamasını sağlar.
Yedekleme Mekanizması: Yedekli bir yapılandırmada, iki CI867 modülü aynı IP ve MAC adreslerini paylaşır (adres değişimi yoluyla sistem yazılımı tarafından yönetilir). Birincil modül, tüm iletişim trafiğini yönetir ve anahtar durum bilgilerini dahili mekanizmalar (potansiyel olarak denetleyici yedeklilik bağlantısıyla koordine edilir) aracılığıyla yedek modülle senkronize eder. Birincil modül arızası tespit edildiğinde, yedekleme modülü hemen ağ bağlantı noktalarını etkinleştirir ve aynı ağ kimliğini kullanarak iletişimi devralarak ağ düzeyinde kesintisiz geçiş sağlar.
4. Ağ Bağlantısı Uygulamaları:
Modülün iki RJ45 bağlantı noktası genellikle korumalı bükümlü çift kablolar (CAT5e veya üstü önerilir) aracılığıyla endüstriyel bir Ethernet anahtarına bağlanır. Anahtar, tüm kontrol sistemi ağı için bir yıldız topolojisi sağlayarak istikrarlı iletişim sağlar ve çarpışma alanlarını izole eder. Endüstriyel elektromanyetik girişim ortamlarında iletişim güvenilirliğinin sağlanması için doğru topraklama, kablo blendajının kullanılması ve EMC kurulum yönergelerine bağlılık (örn. güç kablolarından yeterli mesafenin korunması) çok önemlidir.
IV. Uygulama Senaryoları
CI867K01, AC 800M kontrolörlerinin Modbus TCP protokolüne dayalı ağlara entegrasyonunu gerektiren tüm endüstriyel otomasyon alanları için uygundur. Tipik uygulamalar şunları içerir:
Proses Endüstrileri: Petrol ve gaz, kimyasallar, enerji üretimi, su/atık su arıtma, farmasötikler, üçüncü taraf akıllı sayaçların, analizörlerin, gaz kromatograflarının, akış bilgisayarlarının vb. bağlanması için.
Üretim Otomasyonu: Robotlarla veri alışverişi için otomotiv, yiyecek ve içecek, paketleme, malzeme taşıma üretim hatları, görüntü sistemleri, akıllı sensörler, özel takım tezgahı kontrolörleri.
Bina Otomasyonu: HVAC sistemlerini, aydınlatma kontrolünü, güvenlik sistemlerini vb. entegre etmek.
Enerji Yönetimi: Veri toplama ve izleme için akıllı sayaçların, PV invertörlerin, enerji depolama sistemlerinin bağlanması.
Ağ Geçidi Olarak Görev Yapma: Bazı mimarilerde, CI867K01'e sahip AC 800M, Modbus TCP ağındaki cihazlardan gelen verileri birleştirerek ve diğer veri yolları (örn. PROFIBUS DP, FF HSE) aracılığıyla daha yüksek seviyeli DCS veya SCADA sistemlerine yükleyerek bir protokol ağ geçidi görevi görebilir.
