WorldFIP/ ATM Yerel köprü tasarımı ve CAN/PROFIBUS/WorldFIP ağlarının ATM omurga üzerinden arabağlaşımı

Abstract

ÖZET: Endüstriyel Ağlar, Köprü, WorldFIP, CAN, PROFIBUS, ATM. Endüstriyel haberleşme ağları; fabrika otomasyonları, otomotiv sistemleri, güvenlik sistemleri, vb. gerçek zamanlı iletişim gereksinimi duyulan alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Fabrika otomasyonu ve bina güvenlik sistemlerinin uzak mesafelerden izlenmesi ve gerektiğinde müdahale edilebilmesi sektörün ihtiyaçlarındandır. Bu ihtiyaç, endüstriyel ağların küresel ağlar ile haberleştirilmesi sağlanarak karşılanabilir. WorldFIP; otomasyon sistemlerinde algılayıcı, uyarıcı ve denetleyiciler arasında bağlantı sağlamak için kullanılan endüstriyel ağ protokolüdür. WorldFIP protokolünü kullanan fabrika otomasyon sistemlerine uzaktan erişebilmek için küresel ağ yapışma sahip ATM teknolojisi kullanılabilir. Bu durumda, WorldFIP/ATM arabağlaşım gereksinimi ortaya çıkar. Bu tez çalışmasında, WorldFIP ile ATM arasındaki protokol dönüşümünü gerçekleştiren bir köprü tasarımı yapılıp, Network II.5 simülasyon programı ile modellenerek, başarım analizi gerçekleştirilmiştir. WorldFIP, CAN ve PROFIBUS gibi endüstriyel ağ protokollerinden birisidir. Farklı yapıya sahip ağlarda, bir ağdan diğerine bilgi gönderimi veya alımı gerekirse; farklı iki protokolün haberleşmesi ihtiyacı ortaya çıkar. Oluşturulan ağ yapısında iki veya daha fazla endüstriyel ağ bulunması durumunda ATM omurga kullanımı önemli bir çözümdür. Bu tez çalışmasında, ATM omurga kullanılarak WorldFIP, CAN ve PROFIBUS ağlarının birlikte kullanımını sağlayacak bir ağ mimarisi tasarlanarak, tasarlanan sistemde bulunan endüstriyel ağların başarım analizleri sunulmaktadır. Köprü birimlerinde oluşan gecikmeler, sistem başarımını etkileyen en önemli ölçütlerdendir. Tasarlanan WorldFIP/ATM köprünün başarımının eniyilemesi amacı ile; köprü içi gecikmelerinin bulanık mantık yöntemi kullanılarak en aza indirilmesini sağlayan bir kontrol algoritması geliştirilip, geliştirilen algoritma WorldFIP/ATM köprü modeline uygulanmış ve ortaya çıkan modelin başarım analizi yapılmıştır.

DESIGN OF THE WorldFIP/ATM LOCAL BRIDGE AND COMMUNICATION OF CAN/PROFIBUS/WorldFIP NETWORKS OVER ATM BACKBONE SUMMARY Key words: Industrial Networks, Bridge, WorldFIP, CAN, PROFIBUS, ATM. Industrial communication networks are widely used for industrial automation, automotive and security systems which require real time communication. Monitoring factory automation and building security systems remotely, conducting them when required are necessary for the sector. This can only be accomplished by connecting industrial networks to global networks. WorldFIP is an industrial network protocol used to interconnect sensors, actuators and controllers of the automation systems. In order to access to a factory automation system remotely using WorldFIP protocol, as a global networking technology, ATM may be employed. In that case a WorldFIP to ATM bridge must be utilized. The goal of this study is to design a bridge that converts WorldFIP frames to ATM cells and vice versa. The WorldFIP/ATM bridge is modeled using Network II. 5 simulation tool and performance analyses are also done. WorldFIP is not the only industrial network protocol. There are also similar protocols such as CAN and PROFIBUS. If there is a need to receive or send information from such a network to another. The communication between two different protocols becomes necessary. If two or more industrial networks are far from each other, an ATM backbone is used. For such an interconnection system in this study, a network architecture is designed to interconnect WorldFIP, CAN and PROFIBUS over an ATM backbone. Performance requirements of these industrial networks are discussed and met considering the overall structure of the proposed system. Delays resulted from the internal units of a bridge are one of the most critical aspects effecting the overall system performance. In order to improve the performance of the designed WorldFIP/ATM bridge, a delay reduction algorithm is developed using fuzzy logic and applied to the WorldFIP/ATM bridge which is being modelled. XVIII