Kanca
Üç farklı endüstriyel ağ protokolü, üçü de aynı Ethernet kablosunu, aynı RJ45 konektörünü, aynı fiziksel donanımı kullanabilir. Ama birini bir paketleme hattına, diğerini bir otomotiv gövde kaynak hücresine taktığında, kablo aynı görünür, davranış tamamen farklıdır.
Ne oldu
Üçü de standart Ethernet donanımı üzerine kurulu — hiçbiri özel bir kablo veya konektör gerektirmiyor. Fark, bu donanımın üstüne gerçek zamanlılığı nasıl bindirdiklerinde.
EtherCAT. EtherCAT Technology Group'un kendi tanımıyla: "The EtherCAT MainDevice sends a telegram that passes through each node. Each EtherCAT SubDevice reads the data addressed to it 'on the fly', and inserts its data in the frame as the frame is moving downstream." Yani tek bir Ethernet çerçevesi, hat üzerindeki her düğümden GEÇERKEN okunuyor ve yazılıyor — düğümler çerçeveyi durdurup işlemiyor. Bu yaklaşım çok düşük döngü süresi (≤ 100 µs) ve çok düşük sapma (jitter, ≤ 1 µs) sağlıyor.
PROFINET. PI'nin (PROFINET International) kendi tanımıyla, PROFINET üç ayrı iletişim kanalı sunuyor: parametre ayarı gibi zaman kritik olmayan işler için standart TCP/IP; 1-10 ms döngü süresiyle çalışan RT (Real-Time); ve 1 ms'nin altına inen, sürücü (motion) kontrolü gibi çok hassas uygulamalar için IRT (Isochronous Real-Time). Yani PROFINET tek bir yöntem değil, ihtiyaca göre seçilen üç ayrı performans seviyesi sunuyor.
Bu sayılar koşulsuz değil. Üçü de üretici/organizasyon tarafından verilen hedef değerlerdir; bir hatta fiilen ulaşılan döngü süresi düğüm sayısına, her düğümün taşıdığı veri miktarına ve topolojiye bağlıdır. IRT özellikle sıradan bir ağ kurulumuyla elde edilmez — zaman senkronizasyonunu donanımda destekleyen anahtarlar gerektirir. Bir projede bu değerler kabul kriteri olacaksa, kataloğa değil kendi hattınızda yapılan ölçüme bakılır.
EtherNet/IP. ODVA'nın kendi tanımıyla: "EtherNet/IP uses standard Ethernet infrastructure, but adds industrial communication services through CIP™ for automation applications." EtherCAT ve PROFINET'in aksine EtherNet/IP, Ethernet çerçevesinin kendisini değiştirmiyor; bunun yerine CIP (Common Industrial Protocol) adlı bir uygulama katmanı protokolünü standart Ethernet'in üzerine ekliyor. ODVA, yıldız, doğrusal ve cihaz seviyesi halka (DLR) topolojilerini destek olarak sayıyor; EtherNet/IP'yi imalat, proses otomasyonu, otomotiv, gıda ve içecek, petrol-gaz, su/atık su gibi sektörlerde yaygın olarak listeliyor.
Gerçek dünyada
| Protokol | Çalışma prensibi | Tipik döngü süresi | Topoloji | Yaygın olduğu alan |
|---|---|---|---|---|
| EtherCAT | Tek çerçeve, düğümlerden "geçerken" okunur/yazılır | ≤ 100 µs, jitter ≤ 1 µs | Hat (line), dallanmalı | Hareket kontrolü (motion control), paketleme |
| PROFINET | RT: standart anahtarlama; IRT: zaman senkronize anahtarlama | RT 1-10 ms, IRT < 1 ms | Hat, ağaç, yıldız, halka | Genel fabrika otomasyonu, Siemens ekosistemi |
| EtherNet/IP | Standart Ethernet + CIP uygulama katmanı | Uygulamaya bağlı, standart anahtarlama sınırlarına tabi | Yıldız, doğrusal, DLR (cihaz seviyesi halka) | Kuzey Amerika imalatı, proses otomasyonu, otomotiv |
Bir robot hücresi tasarlarken hangi protokolün seçildiği genelde robot markasının veya PLC ekosisteminin kararıdır — ama üçü de aynı temel soruyu çözer: "hangi veri, ne sıklıkla, ne kadar sapmayla (jitter) iletilecek?" Bu son soru (döngü süresi ve jitter) sıradaki dersin konusu.
Dene
Sonraki
Tablodaki "döngü süresi" ve "jitter" sütunlarını tek başlarına ele alan sıradaki ders, bu iki kavramın neden aynı şey olmadığını ve neden ikisinin de ayrı ayrı önemli olduğunu gösteriyor.