Konu Anlatımı
PLC Haberleşme ve Veri Tipleri
Haberleşme, endüstriyel otomasyon uygulamalarında programlanabilir denetleyicinin saha cihazlarıyla, üst seviye sistemlerle veya başka denetleyicilerle veri alışverişi yapmasıdır. Bu alışverişin sağlıklı olması yalnız hattan değil, verinin doğru veri tipinde ve doğru sırada okunup yazılmasına da bağlıdır. Tip ya da sıra hatası, hat hatasız çalışsa bile okunan değerin anlamsızlaşmasına yol açar.
Veri Tipleri ve Boyutları
Denetleyicide en sık kullanılan veri tipleri şunlardır: BOOL mantıksal tip bir bayt içinde saklanır ve yalnız iki durum taşır. INT ve WORD tipleri iki bayt, DINT ve DWORD tipleri dört bayt yer kaplar. Kayan noktalı REAL tip ise dört baytlık alanda tutulur. Tip seçimi, ölçeğin taşıyabileceği en büyük ve en küçük değer ile gereken hassasiyete göre yapılır.
Bayt Sırası
Çok baytlı verilerde aynı sayının baytları farklı sıralarda gönderilebilir. Yüksek baytın önce geldiği ağ sırası ile düşük baytın önce geldiği denetleyici sırası yaygın olarak kullanılır. Karşı tarafın düzeniyle denetleyicinin düzeni tutmazsa okunan sayı bambaşka bir değer çıkar. Bu nedenle okuma ve yazma işlemlerinde bayt yer değiştirme seçeneği bulunur ve hangi düzenin kullanılacağı sözleşmelerle belirlenir.
Haberleşme Çerçevesi
Seri bir hat üzerinde gönderilen her veri paketi bir çerçeve oluşturur. Çerçeve genellikle başlangıç alanı, adres alanı, fonksiyon alanı, veri alanı ve hata denetimi alanından oluşur. Alıcı taraf önce adresi kendi adresiyle karşılaştırır, sonra veri alanını beklediği veri tipine dönüştürür ve en son hata denetimi alanını doğrular.
Hata Denetimi ve Zaman Aşımı
İletilen verinin bozulup bozulmadığı hata denetimi alanıyla doğrulanır. Denetim sağlanmadığında alıcı taraf hatalı veriyi reddetmeyebilir ve daha önce okunan değeri geçerli kabul edebilir. Zaman aşımı ise yanıtın belirlenen sürede gelmemesi hâlinde iletişimin başarısız sayılmasıdır. Yeniden deneme sayısı artırılarak geçici kesintilere dayanıklılık sağlanır; ancak bu değerler tarama süresini doğrudan etkiler.
Veri Adresleme ve Tablolar
Haberleşmede okunan veriler bir veri tablosunda toplanır. Tablo adresleri ardışık ve çakışmasız seçilir; taban adres ile eleman sayısı hesaplanırken birim kaydırma payı bırakılır. Yanlış taban adres seçildiğinde okunan değerler kayar ve hata sessizce oluşur. Bu nedenle adres tablosu program içinde açıklama satırı olarak da tutulur ve saha kablolamasıyla birlikte gözden geçirilir.
Veri Boyutları, Bayt Sırası ve Haberleşme Çerçevesi
PLC haberleşmesi, programlanabilir denetleyicinin saha cihazlarıyla, üst seviye sistemlerle veya başka denetleyicilerle veri alışverişi yapmasıdır. Veri tipleri bit, bayt, kelime (word) ve çift kelime boyutlarında olabilir; cihazlar arasında tip uyumu sağlanmazsa okunan değer anlamsız hâle gelir.
Haberleşmede bayt sırası (önce yüksek bayt mı önce düşük bayt mı) her iki tarafta da aynı olmalıdır; aksi hâlde değerler yer değiştirir. Haberleşme çerçevesi içinde yürür: adres, veri uzunluğu, veri ve hata kontrolü alanları bulunur. Hata denetimi (kontrol toplamı) ve zaman aşımı ayarları hatalı verinin fark edilmesini sağlar.
| Kavram | Anlamı | Hatalı Kullanımı |
|---|
| Veri tipi uyumu | Kaynak ve hedef tip aynı | Tip uyuşmazlığı |
| Bayt sırası | Yüksek/önce bayt düzeni | Taraflarda farklı düzen |
| Adres | Verinin nerede olduğu | Yanlış adres aralığı |
| Uzunluk | Kaç bayt okunacağı | Uzunluk uyuşmazlığı |
| Zaman aşımı | Yanıt bekleme süresi | Çok kısa süre tanımı |
| Hata kontrolü | Veri bütünlüğü | Kontrol toplamı kullanmamak |
Günlük Hayattan Bir Örnek
Motor devri bilgisi okunurken değer beklenmedik büyük çıktı. İncelendiğinde iki tarafın bayt sırasının farklı olduğu görüldü; sıra düzeltildiğinde değer doğru okundu. Aynı tip hata, tip uyuşmazlığında da sessizce veri bozulmasına yol açar.
Özet
- Veri tipleri cihazlar arasında eşleşmelidir.
- Bayt sırası her iki tarafta aynıdır.
- Haberleşme çerçevesi adres, uzunluk ve veri içerir.
- Kontrol toplamı ile hata tespiti yapılır.
- Zaman aşımı gerçekçi ayarlanır.
Sık Yapılan Hatalar
- Bayt sırasını karıştırmak: Sıra farkı veriyi sessizce bozar; hata mesajı çıkmaz.
- Veri tipini uydurmak: Kaynak ve hedef tipleri farklı olduğunda okunan değer anlamsızdır.
- Zaman aşımını çok kısa bırakmak: Yanıt geciktiğinde haberleşme sürekli hata verir ve sistem kararsızlaşır.
Ne Öğreneceğiz
PLC'nin saha cihazlarıyla veri alışverişini; veri tipleri, bayt sırası, çerçeve yapısı, ölçekleme ve hata denetimi başlıklarıyla 11. sınıf düzeyinde ele alır. Bu konuda ögrenme çıktıları:
- Haberleşmede kullanılan veri tiplerini ve bayt boyutlarını ayırt eder.
- Bayt sırası farklılığının okunan değeri nasıl değiştirdiğini açıklar.
- İletişim çerçevesinin alanlarını tanır ve toplam boyutunu hesaplar.
- Zaman aşımı ve yeniden deneme değerlerinin tarama süresine etkisini hesaplar.
- Haberleşme hatasını güvenlikli veri kullanımıyla ilişkilendirerek uygun önlemi seçer.
Ön Bilgi
Bu konuya başlamadan önce temel kavram ve ön koşulları kavramanız yardımcı olacaktır. Konunun çerçevesinde şu kavramlar dikkat ister:
- Veri tipinin bayt boyutu bellidir; INT iki bayt, DWORD ve REAL dört bayt yer kaplar.
- Karşı tarafın bayt sırası ile denetleyicinin bayt sırası tutmazsa okunan değer değişir.
- Çerçeve; başlangıç, adres, fonksiyon, veri ve hata denetimi alanlarından oluşur.
- Zaman aşımı ve yeniden deneme sayısı tarama süresini doğrudan etkiler.
- Hatalı okunan değer geçersiz sayılmalı ve üretim kararına katılmamalıdır.
- Paralel bağlanan iki eşdeğer sonlandırma direnci, direncin yarısı kadar bir eşdeğer oluşturur.
- Son tablo adresi, taban adrese eleman sayısı eksi bir eklenerek bulunur.
İleri Örnek
Daha ileri bir uygulama:
Soru: Hata denetimi değeri hiçbir zaman tutmuyor ve okunan değer her turda değişiyor. Nasıl bir plan izlenmelidir?
- Adım 1: Hattın topraklamasını ve kablo ekranının sürekliliğini ölç.
- Adım 2: Klemens sıkılığını, ekranlama ucunu ve kablo sıkışan bölümlerini denetle.
- Adım 3: Hat hızını geçici olarak düşürerek hata sıklığının azalıp azalmadığını gözle.
Sonuç/cevap: Veri yolda bozulmaktadır; önce topraklama, ekranlama ve bağlantı sıkılığı denetlenir.
Adım Adım Çözülmüş Örnek
PLC Haberleşme ve Veri Tipleri - Örnek 1 konusunun adımları:
- Adım 1: Kayan noktalı tipin boyutunu yaz: 4 bayt.
- Adım 2: On altı bitlik tam sayının boyutunu ekle: 2 bayt.
- Adım 3: Tek bitlik bayrağın yer kapladığı 1 baytı ekle ve toplamı hesapla.
Karşılaştırma Tablosu
| Kavram | Açıklama |
|---|
| Veri tipinin bayt boyutu bellidir; INT i | Veri tipinin bayt boyutu bellidir; INT iki bayt, DWORD ve REAL dört bayt yer kaplar. |
| Karşı tarafın bayt sırası ile denetleyic | Karşı tarafın bayt sırası ile denetleyicinin bayt sırası tutmazsa okunan değer değişir. |
| Çerçeve; başlangıç, adres, fonksiyon, ve | Çerçeve; başlangıç, adres, fonksiyon, veri ve hata denetimi alanlarından oluşur. |
| Zaman aşımı ve yeniden deneme sayısı tar | Zaman aşımı ve yeniden deneme sayısı tarama süresini doğrudan etkiler. |
| Hatalı okunan değer geçersiz sayılmalı v | Hatalı okunan değer geçersiz sayılmalı ve üretim kararına katılmamalıdır. |
| Paralel bağlanan iki eşdeğer sonlandırma | Paralel bağlanan iki eşdeğer sonlandırma direnci, direncin yarısı kadar bir eşdeğer oluşturur. |
| Son tablo adresi, taban adrese eleman sa | Son tablo adresi, taban adrese eleman sayısı eksi bir eklenerek bulunur. |
Kendini Dene
Soru: Bir saha cihazıyla haberleşme kurulacaktır. Veri tiplerini, bayt sırasını, çerçeve alanlarını ve hata denetimini açıklayan dört bölümlü bir tasarım notu hazırla; her bölümde en az iki teknik ayrıntı yaz.
Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Veri tipleri bölümünde boyutların doğru verilmesi 4 puan; bayt sırası ve bayt yer değiştirme açıklaması 4 puan; çerçeve alanlarının sırayla sayılması 5 puan; hata denetimi ve zaman aşımı açıklaması 4 puan; dört bölümün düzenli sunulması 3 puan. Örnek cevap: Veri tipleri bölümünde mantıksal tipin bir bayt, on altı bitlik tam sayının iki bayt, otuz iki bitlik tipin dört bayt yer kapladığı yazılır. Bayt sırası bölümünde yüksek baytın önce gelen düzen ile düşük baytın önce gelen düzen karşılaştırılır ve okuma işleminde yer değiştirme seçeneğinin kullanılabileceği belirtilir. Çerçeve bölümünde başlangıç, adres, fonksiyon, veri ve hata denetimi alanları sırayla açıklanır. Hata denetimi bölümünde denetim değerinin karşılaştırıldığı ve zaman aşımı ile yeniden denemenin tanımlandığı belirtilir.
