SAE- J1939 Protokolü Nedir? Diğer Protokoller İle J1939 Destekli Aygıtlar Nasıl İzlenir?

SAE J1939, CAN (Controller Area Network) bus üzerinde koşan standartları belirlenmiş bir protokoldür. J1939 ağır vasıta, otoyol araçları, tarım araçları, otoyol ekipmanları, inşaat ekipmanları ve diğer araçlar için dizayn edilmiş endüstriyel dizel motorlarında yoğun olarak kullanılan bir protokoldür. Genellikle bu tür sistemler engine control unit (ECU) ile kontrol edilmektedir. ECU cihazına bağlı J1939 destekli cihazların durumunu izlemek için daha fazla uygulama yeteneği sağlayan PLC’ler kullanılmaktadır.

ModbusRTU ile J1939 cihazlarına erişim

 

 

Ethernet temelli ModbusTCP, Profinet, Ethernet/IP ile J1939 cihazlarına erişim

 

 

Sihirbaz ile bir kaç adımda konfigürasyonu tamamlayın!

 

 

Bir motor sistemine akıllı ağ geçidi üzerinden bağlanırken veya izlerken dikkate alınması gereken 5 önemli nokta!

Ağır vasıta endüstrisi için çalışan sistem entegratörlerinin en büyük baş ağrısı, Bir PLC (Programable logic controllers) veya dizel jeneratör izleme sistemi (DGMS) ile dizel jeneratörünü (dizel motor ile elektrik jeneratörünün kombinasyonu) entegre etmektir. Endüstride bir çok farklı iletişim protokolü ve arayüzlerin kullanılması, zorlu ön konfigürasyon methodları ve zaman harcayan problem teşhis ve bakım işleri gibi nedenlerden bu endüstriteki işler çok komplike bir hal almaktadır.

Dizel jeneratörleri izlemek, güç üretiminde tüm ekipmanların verimliliği açısından çok önemli bir rol oynamaktadır. Yedek güç sistemleri, otomatik transfer anahtarları (ATS), ağır vasıtalar gibi kritik endüstrilerde operasyonların kesintisiz sürmesi için yüksek voltajlı sürekli enerji sağlamanması istenmektedir. Dizel jeneratörler, kolayca kurulup devreye alınmaları ve fazla yer kaplamamaları ve düşük maliyetleri nedeniyle endüstriyel sahalarda, fabrika alanlarında geniş bir kullanıma sahiptir.

Bir dizel jeneratör izleme sistemi (DGMS), voltaj, amperaj, RMS, PR, RMO ve diğer parametreler ile dizel motorun ve dizel jeneratörün durumunu izler. Motor arızası gibi durumlar olduğunda alarm üretir. Ayrıca jeneratörün yakıt durumunu, yakıt basıncı ve tüketim bilgilerini de izler. Özellikle yakıt hırsızlığı olduğunda kontrol odasına alarm gönderir.

 

 

Sahada konumlandırılan GPS sistemi, sistemin konumunu kontrol odasına iletir. Daha da fazlası, bazı dizel jeneratör sistemleri mühendisler tarafından önceden kpnfigüre edilen otomatik on/off mekanizmasını kullanır. Motor durduğunda veya çalıştığında mühendisler bilgilendirilir.

Bazı jeneratör sistemlerinde , dizel jeneratörleri izlemek ve kontrol etmek için PLC sistemleri kullanılır. DGMS sistemlerinin aksine, PLC’li sistemlerin temel kullanım amacı, mühendisler tarafından PLC üzerinde yapılan mantıksal programlamaya göre dizel jeneratörleri kontrol etmek ve izlemektir.

Uygulamadan uygulamaya, ülkeden ülkeye ve dizayndan dizayna değişiklik gösterne bir çok farklı  DGMS ve PLC sistemleri ile iş yapıldığında, başarılı bir entegrasyon için doğru protokol ağ geçidi cihazını bulmak gereklidir. Çoğu dizel jeneratör, araç motorları, dizel jeneratörleri ve sıkıştırma motorları arasında iletişim ve teşhis yetenekleri sunan CAN-SAE J1939 protokolünü kullanır. Diğer yandan, DGMS ve PLC sistemleri bir çok farklı protokol çalıştırabilir. Bazı DGMS veya PLC sistemleri üretici, ülke ve endüstriye bağlı olarak Modbus, Ethernet/IP veya Profibus gibi protokoller de kullanabilirler.

Bu nedenle, bir dizel jeneratör sistemini bir DGMS veya PLC ile konuşturmak için J1939 ile modbus, Ethernet/IP veya diğer protokoller arasında iletişim köprüsü fonksiyonunu sağlayan protokol çevirici ağ geçidi cihazlarına ihtiyaç vardır.

 

 

Çoğu uygulamada, Sistem entegratörler, farklı üreticilerden farklı ağ geçidi cihazları almak zorunda kalırlar ve her bir cihazın kendi konfigürasyon yöntemi vardır. Tabii ki en açık çözüm geniş bir DGMS/PLC entegrasyon çözümü ve ürünleri sunan bir sağlayıcı bulmaktır. Bununla birlikte Sistem entegratörleri hala bir çok farklı tipte model satın almak zorunda kalıyorlar. Bu da yüksek bütçe ve maliyetler gerektiriyor. Çok fazla sayıda farklı model alınmak zorunda kalınmasının nedeni, örneğin çoğu PLC/DGMS 4 protokole kadar destek verir, Sistem entegratörü her biri ancak bir protokol destekleyen 4 farklı model satın almak ve bunları entegre etmek durumundadır.

All-In-One Dizayn

Protokol Ağ geçidi üreticileri için ortak trend, I/O arayüz sayısını azaltmak amacıyla tek bir donanım platformu dizayn etmek ve böylece donanım kaynaklı maliyetleri düşürmek.  Daha ötesi, farklı konfigürasyon arayüzlerini ve yazılım fonksiyonlarını aynı yazılım süitinde birleştirerek farjkı protokoller için kullanıcıların bir çok farklı firmware kullanmalarının önüne geçmek. Bir kapsamlı yazılım ile bir çok farklı konfigürasyon arayüzü ile uğraşmak yerine tek tip bir konfigürasyon arabirimi daha kolay devreye alma ve konfigüre etme olanağı sağlayacaktır. Kullanıcı, basit olarak listeden gerekli olan iki protokolü seçecek ve istediği çevrim için konfigürasyonunu yapacaktır.

Dizel Jeneratörler ile DGMS veya PLC Sistemlerinin Entegrasyonu

Sistem entegratörü, uygun çözümü uygulamadan önce bir kaç faktörü göz önüne almalıdır. Bu faktörlerin detaylarını aşağıdaki gibi açıklayabiliriz:

  1. J1939 Ayarlarını Manuel Olarak Yapmak

Bir dizel jeneratör, kullanılan cihaza bağlı olarak bir çok J1939 Parameter group number (PGN) komutu içerebilir. Mühendisler bu ayarları manuel olarak yapmak zorunda kalırlar. Bu durum hem  çok fazla zaman harcanmasına neden olur hem de hata yapılma oranını arttırır. İyi dizayn edilmiş bir ağ geçidi, tüm J1939 PGN giriş komutlarını bir kaç adımda öğrenmeyi sağlayan komut öğrenme fonksiyonunu desteklemelidir. Hatta J1939 destekli cihazlar aynı CAN bus hattına bağlı olsa bile, Ağ geçidi kendi J1939 komutları ile her bir J1939 destekli üniteyi ayrı ayrı tanıyabilecektir. Böylece operasyonel verimlilik artarken toplam sahip olma maliyetleri de düşecektir.

  1. Kolay Konfigürasyon için Web Arabirimi

Çoğu saha mühendisi J1939 protokolü hakkında yeterli bilgiye sahiptir, bu protokolü nasıl konfigüre edeceklerini de bilirler, hatta DGMS ve PLC ‘ler ile ilgili de yeterli bilgiye sahiptirler. Fakat Protocol ağ geçitleri ile aşina olmamış olabilirler. Bir ağ geçidini konfigüre etmenin en kolay yolu bu işlemi  bir yazılım kurmak veya kullanmak yerine bir web arayüzü üzerinden yapmaktır.  Tek yapmanız gereken bir laptop’ı ethernet kablosu ile ağ geçidine bağlamak ve web arabiriminden cihaza erişmek.

  1. Shrapnel Tip Terminal Blok

Shrapnel tip terminal blok vidalı tip (screw-type)  terminal bloğun yerine tercih edilir. Çünkü uzun süreli kullanımda titreşimden dolayı kablo eğilir ve gevşemeye başlar.  Ayrıca, CAN  cihazların daisy-chain şeklinde bağlanmaları için bir uzatma kablo yuvası gerekir. Bu nedenle, giriş ve çıkış slotları ayrılmış bir Shrapnel tip terminal blok, daisy-chain kablolama için daha uygundur.

  1. Dahili SD-Card Girişli Dizayn

Çoğu Sistem Entegratörü için ağ geçidi ünitelerini sahada tek tek aynı konfigürasyon ile konfigüre etmek çok zaman alıcı bir işlemdir.  Moxa J1939 ağ geçidi bir entegre SD kart slotuna sahiptir. İlk ağ geçidini konfigüre ettikten sonra konfigürasyon SD karta aktarılabilir ve geri kalan tüm ağ geçitlerinin konfigürasyonu otomatik olarak tamamlanabilir. Mühendisin sadece SD kartı yeni ağ geçidine takması yeterlidir. Tüm konfigürasyon ağ geçidi tarafından SD karttan otomatik olarak yüklenecektir.

  1. Kolay Teşhis ve Problem Giderme
    Saha mühendisleri genellikle üçüncü parti protokol ağ geçitlerine aşina değillerdir.

Mühendisler J1939, CAN bus, ModbusTCP gibi iletişim protokolleri hakkında yeterli bilgiye sahip olmalarına rağmen ağ geçidini DGMS/PLC sistemine bağlama ve problem varsa kaynağını tespit etme konusunda zorlanabilirler. Entegre trafik izleme fonksiyonu ile J1939 protokol trafiğini izlemek, bağlanmış CAN aygıtlarının durumunu izlemek için kullanıcıları yetkilendirmek, hatalı paket sayısını, paket sayısını görmek mümkündür. Trafik izleme fonksiyonu, CAN destekli aygıtlarda problem teşhis ve giderme için de kullanılabilir. Daha ötesi, teşhis uygulaması,  kullanıcıların CAN aygıtlarının ayarlarını kontrol etmesine, J1939 network adreslerini okuyarak CAN cihazlarının ayakta olup olmadığını anlamasına yardımcı olur.

Moxa Çözümleri

Moxa’nın Mgate 5118 serisi, tek bir ağ geçidi ile J1939 ile Modbus RTU/ASCII, ModbusTCP, PROFINET ve Ethernet/IP protokolleri arasında protokol çevrimi yapabilmektedir. Moxa Mgare 5118 komut öğrenme mekanizması ile kolay devreye alma olanakları sağlamaktadır. Yapmanız gereken tek şey bir J1939 komutu ayarlamak, web arabirimindeki “Autolearn” tuşuna tıklamaktır, kullanıcı arabirimi otomatik olarak CAN bus sistemine bağlı kaç tane J1939 aygıtı varsa ekranda gösterecektir. Ayrıca her bir J1939 aygıtı için J1939 giriş komutlarını göstererek olası insan kaynaklı hataların önüne geçmeyi sağlayacak ve zaman kayıplarını ortadan kaldıracaktır.

 

 

MGate™ 5118 Serisi

1-port CAN-J1939 to Modbus/PROFINET/EtherNet/IP gateways

  • J1939 komutlarını otomatik olarak tespit edebilme
  • Entegre J1939 trafik izleme, teşhis ve live-list olanakları
  • J1939 protokolünden Modbus RTU/ASCII/TCP, EtherNet/IP, PROFINET peortokollerine çevrim desteği
  • Tehlikeli ortamlar için hazır: C1D2, ATEX, IECEx
  • Konfigürasyon yedekleme ve olay loglarını saklama için MicroSD kart desteği
  • 2 kV CANbus ve Modbus seri port izolasyonu
  • -40 to 75°C daha geniş sıcaklık aralığında çalışma seçeneği
  • IEC 62443-4-2 uyumlu