Sign In Sign-Up

6.1 TANIM İletişim; Bir bölgeden başka bir bölgeye, karşılıklı olarak, veri veya haberin gönderilmesi işlemidir. Bunu yapabilmek için birkaç şey gereklidir.
a) İletişim Yolu veya Ortamı,
b) Veri veya Haberi İletim ortamı üzerinden gönderebilmek için şekillendirecek (Modülasyon) bir cihaz (Modem)
c) alıcı uçta gönderilen veri veya haberin anlaşılması için ilk şekline çevirecek (Demodülasyon) bir cihaz (Modem) gereklidir.
Bunlar ileriki bölümlerde anlatılacaktır.

6.2. SCADA SİSTEMİNDE İLETİŞİMİN ÖNEMİ

SCADA sisteminde sistemin işlemesi için iletişim hayati bir öneme sahiptir. İletişim kanallarının veri elde edilmesi ve kontrolündeki hızı önemli ölçüde SCADA sistemini etkilemektedir. Buna bağlı olarak Kontrol Merkezindeki kullanıcı arabirimi ve uygulama yazılımları da etkilenir. Kontrol Merkezinde ve RTU' larda ulaşılan önemli teknik gelişimlerin faydalı olabilmesi için, iletişimin de aynı oranda gelişim göstermesi gereklidir. Yoksa büyük hızda ve miktarda toplanan verilerin hızla iletilememesi halinde bir anlamı yoktur. SCADA sisteminin en yüksek başarı düzeyi ile uygulanması iletişim sistemine bağlıdır. SCADA' nın başarılı bir şekilde uygulanabilmesi için;
a) Güvenilir
b) Maliyeti düşük
c) Gerekli tüm fonksiyonlara sahip
d) Her türlü ortamda çalışabilen
bir iletişim sistemine sahip olmalıdır.

6.3 İLETİŞİM SİSTEMİNİN ELEMANLARI

Çok basit bir SCADA sistemi bir Kontrol Merkezi (AKM) ve bir Bilgi Toplama ve Denetim (RTU) Ünitesinden oluşmaktadır. Bu basit sistemi bütünlemesi için AKM ve RTU' nun birbiri ile haberleşmesi, dolayısıyla iletişim sistemi ile donatılması gerekir. İletişim sisteminin elemanları şunlardır:
1) İletişim Ortamı
2) Veri İletişim Cihazı (Modem)
3) İletişimi Sağlanan Cihazlar (AKM, RTU)
Bunlar aşağıdaki Şekil 6.1' de şematik olarak gösterilmektedir.
İletişim Ortamları; Gerilim hatları, Kiralanmış hatlar, Radyo frekansı, özel bir hat olabilir. İletişim ortamları ve modemler ileride ayrı başlıklar altında incelenecektir.

6.4 İLETİŞİM MİMARİSİ

İletişim mimarisi aşağıda belirtilen etkenlere göre belirlenmektedir:
1) Sistemde kullanılacak RTU' ların sayısı
2) RTU' ya bağlı birimler ve bu birimlere ulaşım hızı
3) RTU' ların yerleşimi
4) Elde bulunan haberleşme kolaylıkları
5) Ulaşılabilecek haberleşme teknikleri ve araçları
Yukarıdaki etkene de bağlı olarak Kontrol Merkezleri - AKM ve Bilgi Toplama ve Denetleme Birimleri - RTU arasındaki bağlantı mimarisi aşağıdaki şekillerde olabilir.

6.4.1 TEK KONTROL MERKEZLİ MİMARİLER

6.4.2 İKİ KONTROL MERKEZLİ MİMARİLER

6.4.3 ÇOKLU KONTROL MERKEZLİ MİMARİLER

6.4.4 BİLEŞİK SİSTEMLER

6.5 İLETİŞİM AĞI

SCADA sisteminin hız performansını etkileyen en önemli kısmı iletişim ağıdır. Kontrollü yapılan sistemlerin çeşitli otomasyon seviyelerinde birbirine bağlanan birimler arasındaki veri transferi ve güncelleştirilmesini içeren tüm işlemler iletişim ağları üzerinden yapılır. Bu nedenle SCADA uygulamalarında haberleşmenin önemi çok büyüktür. Dağıtılmış denetim sistemlerinde RTU' ların birbirine bağlanması farklı biçimde olabilir. SCADA sistemlerinde kullanılan en genel ağ bağlantıları yıldız ve halka şeklinde gerçekleştirilir.
Eğer Halka bağlantı aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi açık olursa, bu durumda SCADA sistemlerinde yaygın olarak kullanılan çok noktalı iletişim yolu şeklini alır. Diğer iletişim yol yapıları Şekil 6.7' de gösterilen öbekli, Şekil 6.8'de gösterilen ağ türü yapılarıdır. Ayrıca SCADA sistemlerinde yıldız, öbekli ve çok noktalı bağlantıların karışık olarak kullanıldığı şekil 6.9'da gösterilen kısmen yıldız çok noktalı ve Şekil 6.10'da gösterilen kısmen öbekli çok noktalı yapılarda kullanılmaktadır. Bu yapılardan her birinin çeşitli avantaj ve dezavantajları vardır. SCADA sistemlerinde hangi yapının kullanılacağı büyük oranda denetlenecek sürece bağlıdır.
Açık halka veya çok noktalı yapı, dağıtılmış kontrol sistemlerinde ilk kullanılan yapı olup içlerinde en basiti ve en ucuzudur. Güvenilirliği oldukça yüksektir. Çünkü ana iletişim sistemi dışındaki herhangi başka bir öğedeki arıza iletişim yoluna bağlı diğer öğelerin çalışmasını etkilemez. Buna karşın iletişim yolundaki bir kopukluk bir grup öğenin devre dışı kalmasına neden olabilir. Bundan da kötüsü iletişim yolundaki bir kısa devre iletişimin tamamen kesilmesine neden olur.
Halka yapı iletişim yazılımı ve donanımı açısından en karmaşık olanıdır. Çünkü halkaya bağlı bir elemana ulaşılabilmesi için özel bazı yan birimler kullanılması ve yazılımda özel önlemler alınması gerekir. Buna karşın iyi tasarlanmışsa güvenirliliği en yüksek olanıdır. Eğer iletişim yolunda bir kopukluk olursa dizgi bir açık halkaya dönüşür ve iletişim öbür yönden gerçekleştirilebilir.
Yıldız tür yapıda ana iletişim sisteminde oluşabilecek bir arıza iletişimin tamamen durmasına neden olur. Diğer bir sakıncası büyük bir süreçte gerektireceği kablo miktarıdır. Bu nedenle ancak dağıtılmış kontrol sistem öğelerinin ana iletim sistemine yakın olduğu durumlarda kullanılabilir. Yapının böyle oluşturulabildiği durumlarda seri iletişim yerine paralel iletişim kullanılabileceğinden iletişim hızı çok yükseltilebilir.
En esnek yapı öbekli ve çok noktalı yapının karışımı olan yapıdır. Bu yapı diğerlerine göre bazı üstünlüklere sahiptir. Bu yapıda her öbek diğer öbeklerden bağımsız hatta tek başına çalışabilir. Bu da büyük bir sistemde trafik tıkanmalarının olmasını önler. Fakat gerektirdiği elektronik devre sayısının çok fazla olması nedeni ile bütün yapılar içerisinde en hacimli ve en pahalı olanıdır.
Ağ türü yapı iletişim yolu olarak çeşitli seçenekler sunması dolayısıyla güvenilirliği çok yüksek olan bir yapı türüdür. Buna karşın çok pahalı ve karmaşık olması nedeni ile dağıtılmış kontrol sistemlerinde pek kullanılmaz.

6.6 BAĞLANTI TÜRLERİ

Bağlantı türleri, fiziksel bağlantı biçimine ağ bileşenlerinin coğrafi konumuna göre yerel (LAN: Local Area Network) ve geniş alan ağları (WAN: Wide Area Network) olarak sınıflandırılırlar.

6.6.1 LAN

Bu ağlar küçük boyutludur. Şayet SCADA sistemlerinde ana terminal ile yerel terminal birimleri küçük bir alan içerisinde kuruluyorsa bu durumda iletişim bağlantısı yerel alan ağı şeklini alır.

6.6.2 WAN

Yerel alan ağı bir fabrika ortamı ile sınırlıdır. Halbuki WAN birbirinden çok uzak olan sistemleri birbirine bağlar. Birimler birbirinden coğrafi olarak uzak mesafelerde bulunuyorsa bu durumda iletişim bağlantısı bu ağ türüne dönüşür.
WAN ve LAN, SCADA kontrol sisteminde geniş bir alana yayılmış birden fazla operatör istasyonunun birbirine bağlanmasına ve işletmeye ait tüm verilerin transfer edilmesi için kullanılır. Bu ağlar sayesinde her terminal ünitesine sistemin kaynakları açık hale getirilmektedir. Kontrol sisteminde herhangi bir terminal birimi başka bir bilgisayarın yazıcısından çıkış alabilir ve herhangi bir birimin bilgisayarı diğer birimdeki bilgisayarın ana belleğinde mevcut olan bir dosyayı bulup kopyalama işlemini gerçekleştirir.

6.7 İLETİŞİM TEKNİKLERİ

6.7.1 UZAK MESAFE İLETİŞİMİ

SCADA sisteminde uzaklıktan anlaşılması gereken; Kontrol Merkezi ile Kontrol edilen cihaz arasındaki mesafenin telli kontrole uygun ve pratik olmadığı uzaklıktır. İşte böyle uzak mesafeler arasındaki iletişim seri olarak sağlanır. Bu noktadan hareketle Kontrol Merkezi AKM ve RTU arasında gidip gelen tüm veriler seri olarak iletilir. Bunu anlamı iletişim kanalına binary karakterlerinin bir katarı gönderildikten sonra ancak diğer bir katar gönderilebilir. Seri iletişimin karşıtı paralel iletişimdir. Paralel iletişim Bilgisayarların kendi içlerinde ve yazıcılarla olan iletişimde kullanılır.
SCADA sisteminde iletişimde kullanılan tüm veriler binary modundadır. Analog olarak ölçülen tüm değerler dijital değerlere dönüştürülür. Bu işlem Analog / Dijital (A/D) dönüştürücüler vasıtası ile yapılır.

6.7.2 MODÜLASYON

Bir verinin uzak bir noktaya doğru olarak aktarılması için, bir çevrime (Modülasyon) ihtiyacı vardır. Aynı şekilde çevrime uğramış verinin alıcı tarafından yorumlanıp tekrar gerçek durumuna, anlaşılması için, dönüştürülmesi (Demodülasyon) gerekir. Modüle edilen veriler iletişim kanalına verilerek alıcı tarafa iletilir.
Veri iletişiminde üç farklı kanal kullanılır. Bunlar;
1) Simplex Kanal,
2) Half Dublex Kanal
3) Full Dublex Kanal'dır.
Simplex Kanal: Bilginin tek yönde iletilebildiği kanaldır.
Half Dublex Kanal: Bilginin her iki yönde iletilebildiği kanaldır. Fakat haberleşme kanalını bir anda yalnız bir taraf kullanabilmektedir.
Full Dublex Kanal: Bilgi her iki yönde iletilirken, kanal üzerinde aynı anda birden fazla veri iletişimi sağlanabilmektedir.

6.7.3 ÇOKLAMA (MULTIPLEXING)

Ekonomik olması birçok verinin bir haberleşme kanalını kullanarak iletimini gündeme getirmiştir. Tek bir kanaldan birçok veri çoklanarak gönderilebilir. Çoklama işlemi iki şekilde yapılabilir. Bunlar;
1) Frekans Bölüşümlü Çoklama
2) Zaman Bölüşümlü Çoklama

6.7.4 VERİ İLETİŞİMİ

Veri iletişimi, iletim kanaları ile iki şekilde yapılır.
1) Asenkron Veri İletişimi
2) Senkron Veri İletişimi
Bu iletişim tipleri için kanallarda senkron ve asenkron olmak üzere iki tip de MODEM kullanılması gerekmektedir.
Kontrol Merkezi ile RTU arasında veri iletişiminin Zaman Bölüşümlü Çoklama ile yapılması, seri dijital mesajların kullanılmasını gerektirmektedir. Bu mesajlar Verimli, Esnek ve Güvenli olmalı ve kolaylıkla yazılım ve donanımla da kullanılabilmelidir.
Mesajın verimliliği: Alınan veri bitlerinin gönderilen veri bitlerine eşit olmasını ifade etmektedir.
Mesaj esnekliği: Farklı miktar ve tipte veri iletiminin sağlanması anlamına gelmektedir.
Mesaj güvenilirliği: Gürültülü iletişim kanallarından kaynaklanan verideki bozulmaların algılanabilmesi ve filtrelenebilmesini belirtmektedir.
Mesajın kolay kullanılabilirliği: Donanım ve yazılıma yük getirmemesini anlatmaktadır.
Veri iletişimi için iletişim kanallarında kullanılan mesajlar üç ana parçadan oluşur:
1) Mesaj Kurulumu (Message Establishment)
2) Veri (Information / Data)
3) Mesaj Sonu (Message Termination)
Bu yapı aynı zamanda iletişim protokollerinin de temel yapısıdır.
Mesaj Kurulumu: Alıcı ve vericinin zaman ayarlaması (senkronizasyonu) için gerekli işaretleri taşımaktadır.
Veri: Alıcıya iletilecek kodlanmış durumdaki bilgi veya veriyi taşır.
Mesaj Sonu: Mesaj doğruluğunun kontrolu ve mesaj sonu ile ilgili bilgiyi içerir.
Birkaç bit'ten oluşan doğruluk kontrol bölümü, ver, üzerinde işlem yapılması ile vericide elde edilir. Alıcı kendisine ulaşan veri üzerinde aynı işlemi yapar. Bunu kontrol bit'leri ile karşılaştırır. Aynı ise veri doğru olarak ulaşmış demektir.

6.8 VERİ TİPLERİ VE VERİ TRANSFERİ

Kontrol Merkezleri ile RTU' lar arasında veri transferlerinde üç tip veri kullanılır.
1) Geçerli Veri ( Current Data): Bir cihazın veya işlemin o andaki durumu ile ilgili veridir.
2) Kayıtlı Veri (Data Snapshot): Belli bir zamanda RTU' da saklanan bilgidir.
3) Durum Değişikliğinden Sonraki Veri (Data by Exception Reporting): Bir işlem veya cihazın durumu, bir önceki kaydedilmiş durumuna göre değişiklik göstermişse bu veri olarak aktarılır.
Kontrol Merkezinden RTU' ya veri transferinin amacı;
1) Cihaz Kontrolu,
2) Ayarlanacak Kurma Noktalarının Kontrolu,
3) Büyük Miktarda Veri İletimidir.
RTU' dan Kontrol Merkezi veri transferinin amacı ise; Kontrol Merkezinin istediği yukarıda belirtilen veri tiplerini hatasız bir şekilde transfer etmektir.
Kontrol Merkezinden RTU' ya veri transferi için istek mesajı gelmektedir.Bu mesaj iki bölüm içerir:
1) Fonksiyon kodu (Fuction Code): RTU tarafından iletilecek verinin tipi belirlenir.
2) Veri Tanımı (Data Identification): Kontrol merkezinin istediği tip ve miktardaki veriyi tanımlar.

6.9 VERİ VEYA MESAJ GÜVENLİĞİ

İletişimde, gürültüden kaynaklanan yanlış veri ve kontrol işlemlerinden korunmak gereklidir. İletişim güvenliği her mesaja bir kontrol kodu eklenerek elde edilir. Kontrol kodları gönderilen mesaj üzerinde birtakım işlemler yapılarak elde edilir.
Güvenlik kod formatları aşağıdaki şekillerde olabilir;
a) Simple Parity Check
b) Checksum
c) Out 5
d) BCD
e) CRC

6.10 ÖZEL FONKSİYONLAR

LOOP-BACK: İletişim kanalını test etmek için kullanılır. Kontrol Merkezinden RTU' ya giden mesaj hemen geriye yollanır. BU RTU içinde sağlanabileceği gibi dışarıdan bir modem veya loop-back aracıyla sağlanabilir.
ANTI STREAMING: Bu fonksiyon son veri iletiminden sonra RTU' yu iletişim kanalından, otomatik olarak, ayırmak için kullanılır.

6.11 SCADA SİSTEMLERİNDEKİ İLETİŞİM PROTOKOLLERİ

SCADA sistemi içerisinde iletişim yoluna dağıtılmış kontrol sistem öğelerinin uzak terminal birimlerinin birbirleri arasında haberleşebilmeleri için en önemli unsurlardan birisi de iletişim protokolüdür.
Veri iletişimi protokolleri, kontrol merkezleri arası, kontrol merkezi ile RTU' lar arası veya RTU' lar arası yapılan iletişimin binary veri veya mesaj yapısını belirleyen kurallar setidir. Bilindiği gibi MTU ve RTU arasında iletilecek veriler binary sayı serileri ile oluşturulmaktadır. Protokoller bir sıfırdan oluşan uzun mesaj serileri oluşturmak için şifre sağlamaktadır.
İletişimde farklı protokoller kullanılabilir. Kullanılacak birden fazla port sayesinde kontrol merkezinin birden fazla RTU' yla, RTU' ların birden fazla kontrol merkezi ile haberleşmesi mümkündür. Ayrıca bu portların aynı iletişim protokolünü kullanması şart değildir. İki portta, iki farklı iletişim protokolü kullanılabilir. Bu avantaj bize değişik protokoller kullanan bilgisayarlar ile haberleşme imkanı sağlar. Burada dikkat edilmesi gereken önemli nokta, birbiri ile iletişim kuracak bir MTU ile RTU arasında aynı protokolün kullanılmasının zorunluluk olmasıdır.
SCADA ve cihaz üreticileri herhangi bir standart protokol oluşturmadan önce kendileri için özel iletişim protokolleri üretmişlerdir.Ancak bugün IEC standart organizasyonu tarafından hazırlanmış uluslararası iletişim protokolleri kullanılmaya başlanmıştır. IEC iletişim protokollerinden IEC 870.6 numaralı protokol, kontrol merkezleri arası iletişimi düzenlemekte IEC 870.5 numaralı iletişim protokolü ise kontrol merkezleri ile RTU arasındaki iletişimi düzenlemektedir.
Protokol, SCADA sisteminin en güvenilir olması gereken kısmıdır.Eğer protokol iyi tasarlanmamışsa iletişim yolu ne kadar esnek ve hızlı olursa olsun bir trafik tıkanıklığının olması ihtimali çok yüksek olur. Özellikle tehlike anlarında uzak terminallerden gelen verileri uyarı mesajları iletişim yolunu tıkayabilir.

6.11.1 OSI REFERANS MODELİ

Ağ iletişiminde standart oluşması amacıyla International Standart Organisation tarafından Open System Interconnection (OSI) modeli ideal ağ yapısı için model olmak üzere geliştirilmiştir. Model ağları yedi katmanda incelenmektedir.İzleyen OSI modelinde yedi katmanlı yapıda olduğu gibi SCADA sistemlerinde kullanılan protokoller de bu yapıya uyar.

6.11.2 MAC PROTOKOLLERİ

Birçok MAC protokolü aynı sınıfa ait protokollerle benzer davranış gösteren kategorilerde düzenlenir.
Selection (Seçim): Birinci / ikinci gibi öncelik kontrolünün olduğu hatlarda en genel kullanılan metottur. Bu teknikte hat üzerindeki terminallerden biri ana terminal olur. Bu terminal hat üzerindeki diğer terminallere mesaj gönderme ve mesaj almadan sorumludur.
Reservation (Saklama): Sürekli trafiğin söz konusu olduğu durumlarda bu teknik kullanılır. Bu teknikte zaman belli aralıklarla bölünür. Gönderimde bulunmak isteyen terminal birimi ilerdeki zaman parçalarını belli bir süre için rezerve eder.
Contention (Çekişme): Bu teknikte sıranın kimde olduğunu anlamak için bir denetim gerekmez. Bütün terminaller zaman almak için çekişmeye girerler. En önemli avantajı gerçekleştirmelerin kolay olmasıdır. Hafif ve orta düzeyde trafik için etkinlerdir. Bununla beraber ağır yük altında performans düşüklüğü gösterir.
Bu protokollerin çoğu ağların büyümesine bağlı olarak geliştirilmiştir. LAN ve WAN' larda bulunan MAC problemleri çok noktalı bir hatta bulunabilen SCADA sisteminde olan problemlere çok benzer. Bundan dolayı tekniklere bağlı olarak kullanılan protokollerden Polling, Token Ring, CSMA/CD ve Token BUS, SCADA sistemlerinde en çok kullanılandır.

6.11.2.1 POLLING PROTOKOLÜ

Birçok SCADA sisteminde bu protokol, soru cevap şeklindedir. Kontrol merkezi hat üzerindeki ilk terminali yoklar (polling). Eğer gönderilecek bir bilgi varsa, terminal mesaj gönderir. Kontrol merkezi, hat üzerindeki tüm terminaller bağlanana kadar ikinci ve diğer terminalleri yoklamaya devam eder. Bu protokol performans, terminallerin sayısı, iletim hızı, gidip gelme gecikmesi gibi birçok parametre ile belirlenir. Bundan dolayı kontrol merkezinden her bir terminale sürekli sormada varsayılan zaman kaybından dolayı Polling protokolünün verimi oldukça düşer.

6.11.2.2 TOKEN RING PROTOKOLÜ

Paket anahtarlama yöntemi kullanılır. Jeton (token) adı verilen 24 bit' lik bir bilgi ağ üzerinde dolaştırılır. Jetonu ele geçiren terminal, bunu yoldan çekip yola bilgisini bırakır. Göndereceği veri bittiğinde jetonu yola yeniden koyar. Ağ üzerinde tek bir jeton gezdiği için aynı anda iki terminal birden iletime geçemez. Tekrar veri göndermek isterse jetonu ele geçirene kadar bekler. İletim yapamayan terminal gelen bilgi olduğu gibi bir sonraki terminale aktarır. Bu protokol, iletişim teknolojisinin halka biçiminde olduğu durumlarda kullanılır. Olumlu yanı, yoğun trafikte bile verimi yüksektir. Olumsuz yanı ise, veri aktarımı gereksinimi duyan terminal, jetonu ele geçirene kadar bekler.

6.11.2.3 CSMA/CD PROTOKOLÜ (Carrier Sense Multiply Access/Collision Detect)

Bir çeşit medya erişim kontrol mekanizmasıdır. İletişim hattına nasıl bilgi paketinin yerleştirileceğini belirler. Bir RTU, ağ hattına bilgisini bırakmadan önce başka bir RTU' nun ağa bilgi bırakıp bırakmadığını anlamak amacıyla hattı dinler. Hattın boş olduğuna karar verince bilgisini bırakır ve başka bir RTU, bu sırada hatta bilgi bırakıp bırakmadığından emin olmak için dinlemeyi sürdürür. Eğer bu sırada başka bir RTU, hattın boş olduğunu sanarak o da hatta bilgi bırakırsa çarpışma (collision) olur. RTU, iletimini keser ve iletmeyi deneyene kadar rastgele periyodunda bekler.
Bu protokolde kontrol merkezinden sürekli sorgulama için kanal kullanılmaz. Bundan dolayı verim %80-90 arasındadır. İki dezavantajı vardır: Birincisi, gönderme işlemine mesajın gönderme gecikmesini kontrolsuz yapan rastgele bir işlem dahildir. Bu yolla belli bir mesajın varma zamanını belirlemek olası değildir. Kontrolsuz gecikme, protokole cevap verme zamanının kesin olması gereken gerçek zaman sistemlerinde kullanımı zayıflatır. İkinci zorluğu bir çalışma izleme tekniğine sahip olması gerekir. Genellikle bu çok zor olmaksızın belli fiziksel araçlarla uygulamaya konulabilir. Bu tekniklerin radyo kanallarında ya da iletim sistemlerinde kullanımı kısmen alınan işaretlerin farklı şiddet ve ses seviyesine bağlı olarak güçlüklere sebep olur. Bu nedenle bu tip fiziksel araçlar kullanıldığında SCADA sistemlerinde en önemli durum olan aynı sınıf içinde CSMA' sı olmayan başka bir protokol kullanılmalıdır. Bu protokol her zaman bir çarpışma olduğunu, kanal tüm iletim zamanı süresince boşuna harcanıldığını ve sadece çarpışma zamanı sezmesi olmadığını belirtmektedir. Bu da CSMA/CD'nin kullanımını oldukça düşürür.

6.11.3 TOKEN BUS PROTOKOLÜ

Bu protokol de Polling protokolü gibi MAC protokolleri sınıfına ait seçim tekniklerini kullandığı için aynı temel prensibe sahiptir. Bu, çarpışmanın olmadığı anlama gelir. Bu protokolde düğümler kontrol merkezinden başlayan bir sırada düzenlenir. Tüm RTU' lardan geçer, sonra kontrol merkezine geri döner. Periyot, kontrol merkezinden herhangi bir RTU' ya mesaj iletimi ile başlar. Bu mesaj bir işaret olarak iş görür ve periyodun ilk RTU' su tarafından alındıktan sonra, kontrol merkezine ya da herhangi bir RTU' ya bir mesaj gönderilir. Bu ikinci mesaj, periyottaki RTU tarafından alındıktan sonra yeni bir işaret olarak iş görür ve iletim görevine başlar. Bu işlem, kontrol merkezine tekrar erişene kadar devam eder. Görüldüğü gibi, bu protokol, cevabın bir sonraki terminalde soru olarak kullanıldığı Polling protokolünden farklı değildir. Bu protokol tarafından sunulan performans kontrol merkezinden sorma işlemi elimine edildiğinden dolayı Polling protokolünden daha verimlidir. Bu verimlilik yaklaşık %80-90 civarındadır.Token Bus protokolü sabit şartlarda çok iyi çalışır, fakat normal olmayan durumlarda ciddi problemler çıkarır. Mesajdaki hata, RTU' daki bozukluk ya da periyoda yeni RTU dahil olması, protokolün normal çalışma dinamizmini keser. Bu anormal durumu çözmek için bazı prosedürlere gereksinim vardır. Genellikle bu işlemler çekişme (contension) tekniklerine uygulanır. Bununla beraber bu dağılmış durumlar sadece ara sıra üretildiği için aşırı çalışmaya etki yapmaz. Sonuç olarak sabit durumlar için mesaj geçme ve normal olmayan durumlar için de çekişme teknikleri gibi çift tekniğe gereksinim duyulduğunda Token Bus protokolünün kullanım esnekliğini sınırlar.

6.12 BİR SCADA İLETİŞİM PROTOKOLÜNDEN BEKLENENLER

Genel olarak kabul edilmiş protokoller kullanarak maliyetin azaltılması SCADA sisteminin kurulmasını kolaylaştırır.
1) İletişim ortamından bağımsız olmalıdır. Elde bulunan ortamlarda çalışabilmelidir.
2) Yüksek düzey fonksiyonları karşılayabilmeli, konfigürasyonu değişken mesajları ve yüksek hızdaki iletişimi sağlayabilmelidir.
3) Firma bağımlı olmamalıdır.
4) Tanınmış temel standartları içermelidir.
5) ISO-OSI standartlarına uygun olmalıdır.
6) Asenkron bayt tabanlı olmalıdır.
7) Geniş olarak veri nesnelerini desteklemelidir.
8) Hatasız veri iletimi için kodlama tekniklerini içermelidir.
9) Veri gönderirken, azami hız ve kodlama sağlanmalıdır.
10) Geniş adresleme yeteneği olmalıdır.
11) Farklı alarm düzeyleri tanımlanabilmelidir.
12) Sisteme ait konfigürasyonlar aşağı ve yukarı gönderilebilmelidir.
13) Tam tanımlı ve detaylı bilgi verilebilmelidir.
14) Sistem test edilebilmelidir.
Yukarıda açıklanan şartları sağlayan protokoller, tüm çabaların yeni teknolojiler geliştirmeye yöneltilmesini, yeni teknolojilere hızlı uyum sağlanabilmesini ve satış maliyetlerinin azalmasını sağlayacaktır.

6.13 KATMANLI ve KATMANSIZ PROTOKOLLER

Katmansız protokoller, noktadan noktaya veya noktadan birkaç noktaya iletişimde kullanılmaya uygundur. Ayrıca özel bir ortam için geliştirilmişlerdir, hata tespiti yoktur, tüm fonksiyonlar tek bir yazılım ve donanımla yapılmaya çalışılmıştır. Bunlar bir iletişim protokolu için dezavantajdır.
Katmalı protokoller yukarıda belirtilen dezavantajları gidermektedir. Katmanlı protokollerde uygulama yazılımlarına teknik sınırlama ya da iletişim ağından dolayı sınırlamalar gelmez.
Uluslararası Standartlar Organizasyonu (International Standarts Organisation-ISO) açık sistemler bağlantısını (Open System Interconnection) geliştirmiştir.
Açık sistem bağlantı modeli 7 katmanlı protokolden oluşmaktadır.

6.14 OSI-7 KATMANLI PROTOKOL

Günümüzde, iletim ağları, ISO tarafından geliştirilen yedi katmanlı protokol (OSI-open System Interconnection) standardına uyum sağlandırılmaya çalışılmaktadır. Bu katmanlar;
1. Fiziksel Katman : Hatasız bir iletişimden sorumludur.
2. Veri Bağlantı Katmanı: Veri bloklarının hatasız bir şekilde bir üst seviyeye çıkarıl-masını sağlar.
3. Ağ Katmanı: Veri paketlerinin kaynaktan alıcıya doğru rota üzerinden gönderilmesini sağlar.
4. İletişim Katmanı: Veri paketlerinin düzgün sırada bir üst katmana geçirilmesinden sorumludur.
5. Bağlantı Katmanı: Kullanıcılar arası bağlantının kurulmasından, kontrol ve yönetiminden sorumludur.
6. Sunuş Katmanı: Verilerin standart bir formatta sunulmasını sağlar.
7. Uygulama Katmanı: Kullanıcının uygulama yazılımı ile haberleşme ağı arasındaki birimdir.
Bu model, protokoller arasındaki uyumluluğunu ve farkı ağlar arasındaki geçişi kolaylıkla sağlar. Bu yüzden birçok kullanıcı ISO/ISO modelini kullanmak istemektedir. Oldukça yaygın olarak kullanılan TCP/IP (Internet) protokolü OSI standartlarına uymamaktadır, fakat bir standart haline gelmiştir.İletişim ağ teknolojisi günümüzde hızla gelişmektedir. Örneğin yerel iletişim ağlarının (LAN) hızları 10 Mbit/s' den 100 Mbit/s' ye yükseltilmiştir. Bunun yanında FDDI (Fiber Distrubted Data Interface), ISDN (Integrated Services Digital Network), ATM (Asyncronous Transfer Mode) gibi iletişim ağları da oluşmaya başlamıştır.

6.15 MODEMLER

Sayısal verinin analog iletişim ortamına aktarılmasında görevlidir. Aktarımı yapmadan önce modüle eder. Akıcı kısımda ters işlem yapılır.
Modülasyon, yapılış yöntemine göre 3 çeşittir:
1) Genlik Modülasyonu
2) Frekans Modülasyonu
3) Faz Modülasyonu
Modemler iki çeşittir:

6.15.1 ASENKRON MODEM

Aynı anda veri alış verişi gerçekleştiremezler. Asenkron modemler iletici tarafında modüle edilen yaklaşık olarak aynı orandaki veriyi alıcının demodule etmesi için her veri sonunda ayrı zaman kaynakları kullanır. Mesajı küçük bloklara ya da karakterlere bölmeyle her bir veri mesajı sık sık senkronize edilir. Bu, hızlı senkronizasyonun istendiği yerlerde, kısa mesajlar için avantajdır. Düşük senkronizasyon nedeni ile verim yüksektir.

6.15.2 SENKRON MODEM

Aynı anda veri alımı ve gönderimi yapabilir. Alıcının iletici ile tam senkron olması için veri akışı ile beraber bir senkronize saat işareti iletir. Bu teknik senkronizasyonla problemsiz olarak çok uzun mesajları ve yüksek veri oranları iletimine izin verir. Senkronizasyonu kurmak uzun bir zaman periyodu gerektirir. Dataya olan bu ek yükten dolayı kısa mesajlar için dezavantajdır. SCADA sistemlerinde kullanılan modemlerde hata düzeltme ve veri sıkıştırma özellikleri vardır.

BÖLÜM5----------ANA SAYFA----------BÖLÜM7