Micromaster Hızkontrollerle Haberleşme TR - Teknika Otomasyon

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;
Motor kabloları ekranlı olmalıdır. Her iki taraftan da ekran (shield) doğru şekilde
topraklanmalıdır. Motor kablosunda kesinti (klemenste birleştirme vb.)
yapılmamalıdır. Eğer bundan kaçış yok ise, o zaman ekranın birleşim noktasında da
kaçak vermeyecek şekilde devamlılığından emin olmak gereklidir.
Tüm noktalar doğru bir şekilde topraklanmalıdır.
Röle bobinleri pikler yaratmaması için sönümlendirilmelidir.
Kablo yerleşimine dikkat edilmelidir. Haberleşme kabloları (aslında tüm zayıf akım
kabloları) güç kablolarından, özellikle inverter-motor arası güç kablosundan uzak
taşınmalıdır.
RS485 kablo ekranlı olmalı ve ekranın topraklanması doğru yapılmalıdır.
Topraklamada eş-potansiyel ilkesi sağlanmalı ve bunun için cihazlar ortak yıldız
noktasına topraklanmalıdır.
Topraklama için kullanılan kabloların evsafı uygun olmalı ve doğru seçilmelidir.
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.