SC510 (Ürün Kimliği: 3BSE003832R1), ABB tarafından Advant OCS (Açık Kontrol Sistemi) serisi, özellikle de büyük ölçekli Advant Controller 450 için tasarlanmış bir temel iletişim arayüzü bileşenidir. Resmi tanımı 'CPU'suz Alt Modül Taşıyıcısı'dır. Advant kontrol sisteminin modüler mimarisi içerisinde SC510 çok önemli bir rol oynar; çeşitli iletişimleri barındırabilen standartlaştırılmış bir donanım platformudur. alt modüller. Kontrolör ile harici ağlar, saha cihazları, operatör istasyonları ve diğer kontrol sistemleri arasındaki veri alışverişi için fiziksel ve mantıksal merkez görevi görür.
SC510'un kendisi bağımsız veri işleme yeteneğinden yoksundur; işlevselliği, içine yerleştirilen belirli iletişim alt modüllerine (örn. CI531, CI522A, CI541V1) bağlıdır. Bu tasarım, kullanıcıların gerçek uygulama ihtiyaçlarına göre farklı iletişim protokollerini ve arayüzlerini seçip yapılandırmasına ve böylece özelleştirilmiş kontrol sistemi iletişim çözümleri oluşturmasına olanak tanıyan yüksek esneklik ve ölçeklenebilirlik içerir. Ürün katı endüstriyel standartlara uygundur, AB RoHS Direktifi (2011/65/EU) ile uyumludur ve WEEE Kategori 5 (Küçük Ekipman) kapsamında sınıflandırılmıştır.
2. Ürün İşlevleri ve Özellikleri
Advant Controller 450'nin iletişim omurgası olan SC510, farklı alt modülleri barındırarak çok çeşitli güçlü iletişim işlevlerine olanak tanır. Ana işlevleri ve özellikleri aşağıdaki yönlerde kendini gösterir:
1. Modülerlik ve Esneklik
SC510'un temel değeri modüler tasarımında yatmaktadır. Bir SC510 taşıyıcısı tipik olarak birden fazla yuva sağlayarak birkaç farklı türde iletişim alt modülünün eşzamanlı kurulumuna olanak tanır. Bu tasarım, kullanıcıların birden fazla iletişim arayüzünü kompakt bir fiziksel alana entegre etmelerini sağlar. Örneğin, tek bir kontrolör, üst düzey operatör istasyonlarını bağlamak için bir MasterBus 300 ağı, uzak I/O'yu (S800 I/O gibi) bağlamak için bir Advant Fieldbus 100 ve üçüncü taraf cihazları bağlamak için bir PROFIBUS-DP veya standart seri arayüz ile yapılandırılabilir. Kullanıcılar, her iletişim türü için bağımsız, potansiyel olarak yapısal olarak çeşitli donanım satın alma ihtiyacını ortadan kaldırarak sistem tasarımını, envanter yönetimini ve bakımı büyük ölçüde basitleştirir.
2. Çok Çeşitli İletişim Protokolleri ve Ağları Desteği
SC510, karşılık gelen alt modüllerin eklenmesiyle, aşağıdakiler dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere ABB Advant OCS ekosistemindeki neredeyse tüm standart iletişim bağlantılarını destekleyebilir:
Kontrol Ağı İletişimi: MasterBus 300 / 300E (Endüstriyel Ethernet), Advant Station 500 Serisi Operatör İstasyonlarını, Mühendislik İstasyonlarını ve diğer Advant Kontrolörleri bağlamak için kullanılır ve tesis çapında bir izleme ve yönetim ağı oluşturur.
Fieldbus İletişimi:
* Advant Fieldbus 100: Dağıtılmış I/O istasyonlarını (örneğin, S800 I/O), sürücü ünitelerini (ACV/DCV 700) ve diğer Advant Kontrolörleri bağlamak için kullanılan, kontrolör ile proses I/O arasında güvenilir, gerçek zamanlı veri alışverişini mümkün kılan, yüksek hızlı, deterministik ABB'ye özel bir veri yolu. Yüksek kullanılabilirlik için yedekli yapılandırmayı destekler.
* MasterFieldbus: S400 I/O ünitelerini, MasterPiece 51 vb.'yi bağlamak için kullanılır.
* PROFIBUS-DP: Bu protokolü destekleyen çok sayıda üçüncü taraf sensörün, aktüatörün ve alt sistemin kusursuz entegrasyonu için açık, uluslararası standart bir fieldbus.
* LONWORKS: Özellikle bina otomasyonu, akıllı cihaz kontrolü vb. için uygun olan başka bir açık fieldbus teknolojisi, Advant sistemi içerisinde de desteklenir, örneğin INSUM motor kontrol sistemi anahtarlama donanımının entegrasyonu için.
Noktadan Noktaya ve Seri İletişim:
* EXCOM: RS-232-C/V.24 arayüzleri aracılığıyla harici bilgisayarlarla (örn. PC'ler) özelleştirilmiş veri seti tabanlı iletişime olanak tanır.
* RCOM: Uzaktan iletişim protokolü.
* MultiVendor Arayüzü (MVI): Sistem birlikte çalışabilirliğinin anahtarı olan MODBUS, Siemens 3964(R) gibi çeşitli endüstri standardı veya satıcıya özel seri protokolleri destekler.
* Standart Seri Arayüzler: Yerel operatör terminallerini (örn. MasterView 320), yazıcıları ve diğer çevre birimlerini doğrudan bağlar.
3. Sistem Entegrasyonu ve Veri Alışverişi
SC510 ve alt modülleri, Advant Controller 450'nin yazılım seviyesinde derinlemesine entegre edilmiştir. Sistem yazılımı (örneğin, temel sistem program modülü QC07-BAS41) çeşitli iletişim bağlantıları için destek içerir. Uygulama mühendisleri, kontrol cihazını yapılandırırken AMPL'deki (ABB Ana Programlama Dili) belirli PC öğelerini (örneğin, DSP-R /DSP-S, Advant Fieldbus 100 için PB-R /PB-S , LONWORKS için PROFIBUS-DP için LON-R /LON-S ) veya veri iletişim fonksiyonlarını kullanarak SC510 üzerindeki çeşitli iletişim portları aracılığıyla veri iletimini ve alımını kolayca tanımlayabilirler. Bu, proses değişkenleri, kontrol komutları ve alarm olayları gibi bilgilerin kontrolör, operatör arayüzleri ve saha cihazları arasında verimli ve güvenilir bir şekilde akmasına olanak tanır.
4. Yüksek Güvenilirlik ve Sürdürülebilirlik
Çalışırken Değiştirilebilir Destek (belirli alt modüle ve sistem konfigürasyonuna bağlıdır): Uygun sistem koşulları altında, belirli iletişim alt modülleri çalışırken değiştirilmeyi destekleyebilir, bu da çevrimiçi sistem bakımını ve genişletilmesini büyük ölçüde kolaylaştırarak arıza süresini azaltır.
Tanılama ve Durum Göstergesi: SC510 taşıyıcının kendisi ve alt modüllerin çoğu, saha bakım personeline sezgisel donanım durumu bilgileri sağlayan LED durum göstergeleri (örn. Çalıştırma 'R' lambası, Arıza 'F' lambası) ile donatılmıştır. Ayrıca, kontrolörün sistem diyagnostiği, mühendislik istasyonu aracılığıyla iletişim bağlantılarının ayrıntılı sağlık durumunu (bağlantı kesintileri, konfigürasyon hataları, donanım arızaları dahil) raporlayarak hızlı arıza lokalizasyonu ve çözümüne olanak sağlar.
Yedeklilik Desteği (Sistem Düzeyi): SC510 kartının kendisi yedekli olmasa da Advant Controller 450 sistemi işlemci modülü yedekliliğini destekler. Yedekli bir yapılandırmada iletişim yolu güvenilirliği, genel yüksek kullanılabilirlik tasarımının bir parçasıdır. Belirli kritik iletişim bağlantılarının kendisi de (örneğin Advant Fieldbus 100) yedekli ortam yapılandırmasını destekler.
5. Mekanik ve Elektriksel Özellikler
SC510, Advant Controller 450'nin kontrol ünitesi alt rafına kurulum için tasarlanmış standart bir Eurocard formatını benimser. Boyutları şunlardır: Uzunluk 486 mm, Derinlik 288 mm, Yükseklik 22,5 mm, Net Ağırlık 0,67 kg. Sağlam endüstriyel tasarımı, titreşim, elektromanyetik girişim vb. içeren zorlu endüstriyel ortamlarda kararlı çalışmayı sağlar.
Alt raf arka panel veriyolu aracılığıyla yüksek hızlı bir dahili bağlantı yoluyla işlemci modülüne (PM511) bağlanır ve +5V ve +24V DC çalışma gücünü sistem kaynağından alır. Güç tüketimi verileri teknik eklerde bulunabilir (örn. SC510'un kendisi yaklaşık 0,7W tüketir), bu da kabinin ısı dağılımını ve güç kaynağı kapasitesini hesaplamak için çok önemlidir.
3. Çalışma Prensibi ve Teknik Teori
SC510'un çalışma prensibi açıkça donanım platformu katmanına ve iletişim fonksiyonu uygulama katmanına ayrılabilir.
1. Donanım Platformu Katmanı Prensibi
SC510 esas olarak pasif, akıllı bir 'anakart' veya 'arka panel genişleticisi'dir. Çekirdeği, aşağıdaki önemli parçaları birleştiren gelişmiş bir baskılı devre kartıdır (PCB):
Futurebus+ Arayüz Denetleyicisi: Bu, SC510'u Advant Controller 450 ana sistemine bağlayan çekirdektir. Ana işlemci modülü (PM511) ile yüksek hacimli, düşük gecikmeli değişim için bir kanal sağlayan, yüksek hızlı bir paralel veri yolu protokolü (Futurebus+) uygular. SC510'a takılan tüm alt modüller, bu paylaşılan yüksek hızlı kanal aracılığıyla kontrol cihazı CPU'su ile iletişim kurar.
Alt Modül Yuvaları ve Arayüz Devreleri: Her yuva, veri hatları, adres hatları, kontrol hatları ve güç hatları (+5V, +24V) dahil olmak üzere standartlaştırılmış bir elektrik ve mekanik arayüz sağlar. Arayüz devresi sinyal tamponlama, seviye dönüştürme ve izolasyondan sorumludur ve farklı alt modüllerin istikrarlı ve uyumlu bir şekilde çalışabilmesini sağlar.
Yerel Yönetim ve Tanılama Devresi: SC510, alt modül tanımlama, temel güç yönetimi ve durum toplama için basit yönetim mantığı içerir. Taşıyıcının varlığını, alt modül ekleme/çıkarma durumunu ve temel sağlık bilgilerini ana CPU'ya bildirebilir.
İş akışı: Sistem açıldığında veya sıfırlandığında işlemci modülü (PM511), Futurebus+ aracılığıyla bağlı tüm alt modül taşıyıcılarını (SC510 gibi) numaralandırır. CPU daha sonra her SC510'a kurulu her alt modülün tip tanımlayıcısını okur (alt modüldeki donanım yazılımı veya donanım kodlaması aracılığıyla). Tanınan alt modül türlerine bağlı olarak sistem, ilgili aygıt sürücülerini (sistem yazılımında bulunan) yükler. Sürücü alt modülü başlatır, işletim parametrelerini (örn. baud hızı, ağ adresi) ayarlar ve işletim sistemi içinde bunun için bir iletişim uç noktası oluşturur. Bu noktada SC510 ve alt modülleri, kontrolörün kullanabileceği standart iletişim kaynakları haline gelir.
2. İletişim Fonksiyonu Uygulama Katmanı Prensibi
Belirli iletişim fonksiyonları, SC510'a yerleştirilen çeşitli iletişim alt modülleri tarafından uygulanır. Tipik alt modül örnekleri:
CI531 (RS-232-C Arayüzü): Bu alt modül bir UART (Evrensel Asenkron Alıcı-Verici) çipi ve RS-232 seviye dönüştürücüleri içerir. Kontrol cihazı uygulamasının seri port aracılığıyla veri göndermesi gerektiğinde CPU, verileri Futurebus+ ve SC510 arayüzü aracılığıyla CI531'in iletim arabelleğine yazar. CI531'in UART'ı paralel verileri otomatik olarak seri bit akışına dönüştürür ve seviye dönüştürücü, DB9 konektörü aracılığıyla iletim için TTL seviyelerini yaklaşık ±12V RS-232 seviyelerine kaydırır. Alma işlemi bunun tersidir. Baud hızı, veri bitleri, durdurma bitleri ve eşlik ile ilgili tüm ayarlar, sürücü aracılığıyla CPU tarafından kontrol edilir.
CS513 (MasterBus 300 Arayüzü): Bu, bir ağ denetleyicisini (örneğin, Ethernet MAC yongası) ve bir fiziksel katman alıcı-vericisini (PHY) entegre eden daha karmaşık bir alt modüldür. OSI modeli Veri Bağlantısı ve Fiziksel katman işlevlerini eksiksiz olarak gerçekleştirir. Kontrolör CPU'su CS513'e gönderilecek ağ mesajlarını (örn. veri setleri) iletir. CS513, çerçeve üstbilgileri/römorklarının eklenmesinden, CRC sağlama toplamlarının hesaplanmasından ve bunların CSMA/CD mekanizmalarını kullanarak Ethernet ağı üzerinde iletilmesinden sorumludur. Alındıktan sonra kendisine gönderilen çerçeveleri filtreler, CRC kontrolleri gerçekleştirir ve geçerli veri yüklerini CPU'ya gönderir. Hem 'ana CPU'da çalıştırılır' hem de 'bağımlı CPU'da çalıştırılır' modlarında çalışmayı destekler; ikincisi, ağ protokolü işleme yükünü boşaltmak için alt modül üzerinde daha fazla işlem gücü kullanır ve ana CPU yükünü önemli ölçüde azaltır.
CI522A (Advant Fieldbus 100 Arayüzü): Bu, deterministik bir fieldbus için özel bir arayüzdür. Muhtemelen ABB'ye özel AF100 protokolünü ve veri yolu sürücülerini yönetmek için uzmanlaşmış bir işlemci içerir. Hassas döngüsel veri alışverişini ve olayla tetiklenen iletişimi yöneterek G/Ç verileri için gerçek zamanlı performans sağlar. CPU, iletişimin zamanlaması ve senkronizasyonu bu alt modül tarafından sıkı bir şekilde yönetilerek, süreç görüntü alanını (girişler) ve çıkış komut alanını (çıkışlar) periyodik olarak yeniler.
Veri Akış Yolu: Bir S800 I/O istasyonundan gelen analog giriş değeri için tipik yol şu şekildedir: S800 I/O Modülü -> S800 I/O İstasyonu Veriyolu -> Advant Fieldbus 100 Medyası -> CI522A Alt Modülü -> SC510 Taşıyıcının yerel veriyolu -> Futurebus+ Sistem Arka Paneli -> İşlemci Modülündeki İşlem Görüntü Alanı (PM511) RAM -> Kontrol cihazı uygulaması tarafından okunur ve işlenir -> Potansiyel olarak ağ aracılığıyla gönderilir CS513 Alt Modülü -> MasterBus 300 -> Görüntülenmek üzere Operatör İstasyonuna.
3. Sistem Mimarisindeki Konum
Advant Controller 450'nin modüler mimarisi içerisinde SC510, 'İletişim Birimi' katmanında bulunur. Yukarıya doğru yüksek hızlı arka panel veriyolu aracılığıyla 'Bilgisayar Birimi'ne (İşlemci Modülü) ve aşağıya doğru standartlaştırılmış alt modül arayüzleri aracılığıyla 'Ağ Erişim Birimleri'ne (çeşitli iletişim alt modülleri) sıkı bir şekilde bağlanır. Bu katmanlı, ayrıştırılmış tasarım ilkesi, bilgi işlem çekirdeğinin, iletişim platformunun ve ağ arayüzlerinin bağımsız olarak gelişmesine ve yükseltilmesine olanak tanır. Örneğin, yeni bir ağ teknolojisi desteğine ihtiyaç duyulduğunda, işlemcinin veya taşıyıcının değiştirilmesini gerektirmeden, mevcut SC510 taşıyıcılarında kullanılmak üzere yalnızca yeni bir alt modülün geliştirilmesi yeterli olur, böylece kullanıcı yatırımı korunur ve sistem yaşam döngüsü uzatılır.
