PLC - Programlanabilir_Lojik_Kontrol[1]

8/8/2019 PLC - Programlanabilir_Lojik_Kontrol[1]

1/52

NDEKLER

Sayfa

1. PROGRAMLANABLR LOJK KONTROL SSTEMLER 11.1. GR... 11.2. PLC.. 21.3. PLC Sistemlerin Avantajlar..... 31.3.1. PLC ile Rleli Sistemlerin Karlatrlmas..... 41.3.2. PLC il Bilgisayarl Kontrol Sistemlerinin Karlatrlmas 4

2. PLC KULLANIM AMACI..... 62.1. Genel Kulanm Amac. 62.2. Genel Uygulama Alanlar... 72.2.1. Sra (Sequence) Kontrol... 72.2.2. Hareket Kontrol.. 72.2.3. Sre Denetimi.. 82.2.4. Veri Ynetimi. 82.3. SIMATIC S7-200 MICRO PLC 112.3.1. SIMATIC S7-200 PLC Neye Yarar?................................................. 12

2.3.2. SIMATIC S7-200 MICRO PLC nin Temel Paralar Fonfsiyonlar 13

3. PLC NN YAPISI.. 15

3.1. G Kaynaklar.. 163.2. Merkezi lem Birimleri... 163.3 Bellek Dizayn 233.4. Programlama Cihazlar... 253.5. Dijital Giri/k Birimleri.. 253.6. Analog Giri/k Birimleri. 263.7. Akll Giri/k Modlleri 273.8. zel Modller.. 283.9. Haberleme Modlleri 28

3.10. Kartlarn Takld Raflar 28

4. PLC LERARASI HABERLEME SSTEM(BUS). 294.1. Giri.. 294.2. MPI Haberleme Sistemi. 304.3. AS-I Haberleme Sistemi 304.4. Protibus Haberleme Sistemi.. 304.4.1. Mono Master Haberleme Sistemi. 324.4.2. Multi Master Haberleme Sistemi. 32


2/52

Sayfa

5. PLC PROGRRAMLAMA.. 335.1. Bilgisayar Programyla PLC Programlama Fark.. 335.2. Programlama Asndan PLC nin Bilgisayara Gre Avantajlar.. 345.3. Standart Programlama.. 345.3.1. Lojistik Kap Gsterimi... 345.3.2. Kontak Kap Gsterimi... 355.3.3. Komut Listesinin Gsterimi.... 355.4. Programlama... 365.4.1. VE (AND) lemi...... 36

5.4.2. OR (VEYA) lemi... 365.4.3. VE DEL (AND NOT) lemi... 375.4.4. VEYA DEL (OR NOT) lemi..... 375.5. Programlamada Dikkat Edilecek Hususlar...... 37

6. SWEDISH MEKANZMALI ROBOTUN PLC LE KONTROL. 386.1 Sistemin Tantm. 386.2 Sistemin Hareket Analizleri 396.3 Kinematik Denklemler 39

6.4 Sistemin Resimlerle Tantm. 42

KAYNAKLAR 46


3/52

1. PROGRAMLANABLR LOJK KONTROL SSTEMLER1.1GR:

Endstriyel uygulamalarn her dalnda yaplan genel amal kumanda veotomasyon almalarnn bir sonucu olan PLC teknii, kullanclara Adan Zye hertrl zm getiren komple bir, teknoloji alt grubudur.

Endstriyel kontroln geliimi PLClerin gerek yerini belirlemitir. lk nceanalog kontrolle balayan, elektronik kontrol sistemleri zamanla yetersiz kalnca, zmanalog bilgisayar adn verebileceiz sistemlerden, dijital kkenli sistemlere gemitir.Dijital sistemlerin zamanla daha hzlanmas ve birok fonksiyonu, ok kk birhacimle dahi yaplabilmeleri onlar daha da aktif klmtr. Fakat esas geliim,

programlanabilir dijital sistemlerin ortaya kmas ve mikroilemcili kontroln aktifkullanma geirilmesinin bir sonucudur. Mikroilemcili kontroln, mikroilemci tabanlkomple sistemlere yerini brakmak zorunda kalmas, Z80 ile aylarca sren tasarlama

sresinin yannda, bask devre yaptrmak zorunda kalnmas ve en kk deiikliinbile ar bir yk olmasnn sonucudur. te bu noktada PLCler hayatmza girmeye

balamtr.Programlanabilir lojik kontrolrlerin k 60'li yllarn sonu ile 70'li yllarn

balarna dayanr. lk kumanda kontrolrleri balant programlamal cihazlard. Bucihazlarn fonksiyonlar, lojik modllerin birbirine balant yaplarak birletirilmesi ilegerekletiriliyordu. Bu cihazlarla almak hem zordu, hem de kullanm ve

programlama olanaklar snrlyd. Bugnk PLC'ler ile karlatrldnda son derece basit cihazlard. PLC'lerin ortaya karlma amac, rleli kumanda sistemlerinin

gerekletirdii fonksiyonlarn mikroilemcili kontrol sistemleri ile yerinegetirilebilmesidir. Lojik temelli rle sistemlerine alternatif olarak dizayn edildiklerindenPROGRAMLANABILIR LOJIK KONTROLR (Programmable Logic Controller) adiverilmitir.

lerleyen zaman iinde eitli firmalar muhtelif kapasitelerde PLC'lerretmilerdir.Bu firmalar arasnda Mitsubishi, Toshiba gibi firmalar kk tipte,kapasite bakmndan alt ve orta sinif PLC'ler retmilerdir. Siemens, Omron, Allen -Bradley, General Electric, Westinghouse gibi firmalar da PLC sistemlerini daha geni

bir tabana yayarak alt, orta ve st snflarda PLC'ler retmilerdir.


4/52

1.2 PLC

Gnmzde endstride hemen hemen her alanda el demeden eitim srecinegirilmitir. El demeden gerekletirilen retimlerde PLCler kullanlmaktadr. PLC Programlanabilir Lojik Kontrolr ngilizce kelimelerinin ba harflerinin alnarakksaltlmas ile oluur.

PLC bir bilgisayara benzetilirse; girilerinde Mouse ve klavye yerine basit giri balantlar vardr. Yine klarnda ekran yerine basit k balantlar vardr.Girilere balanan elemanlara sensr, klara balanan elemanlara da i eleman denir.

ekil-1.1 PLC Genel Blok emas

stteki ekildeki blok diyagramda gsterildii gibi PLC sensrlerden aldbilgiyi kendine gre ileyen ve i elemanlarna gre aktaran bir mikroilemci sistemidir.Sensrlere rnek olarak, herhangi bir metali alglayan endktif sensr, PLC giriineuygun gerilim vermede kullanlan buton ve anahtarlar verilebilir. elemanlar iin PLCkndan alnan gerilimi kullanan kontaktrler, bir cismi itme veya ekmede kullanlan

pnmatik silindirleri sren elektro-valfler, lambalar uygun rnektirler.


5/52

rnein;

En yaygn programlama dili olarak Merdiven(LADDER) kullanlr. Fakat kompleksuygulamalarda ve youn matematiksel ve sisteme ilikin blok yazlm gerektiren

programlarda STL daha n plana kmaktadr. imdi Ladder(Merdiven) Diyagramaolduka basit bir rnekle gz atalm;

ekildeki elektrik devresi;

Ladder olarak u ekilde gereklenir

1.3PLC SSTEMLERNN AVANTAJLARIPLC'lerin, daha nce kullanlan konvansiyonel sistemler ile karlatrldnda

bir ok avantaj vardr. Eski sistemlerin getirdii birtakm zorluklarbugn PLC'lerinyaygnlamas ile a1mtr. PLC sistemleri nceki sistemlere gre daha az yerkaplamaktadr. Dolaysyla kontrol sisteminin yer ald dolap yada pano boyutlarolduka klmektedir. Snrl alanlarda kontrol mekanizmasnn kurulmas imkanortaya kmtr. Sistem iin sarf edilen kablo maliyetleri nispeten daha azalmtr.Ayrca PLC sisteminin kurulmasnn kolay olmas ve kullancya, kurulu hazr birsistemin zerinde deiiklik ve ilaveleri kolayca yapabilme esnekliinin salanmas, PLC'lerin giderek yaygnlamasna ve endstride her geen gn daha fazlakullanlmalarna neden olmutur. Bu avantajlar ile proje maliyetleri de azaltlarak, projemhendislerine de ticari adan byk faydalar salamtr.


6/52

1.3.1 PLC LE RLEL SSTEMLERN KARILATIRILMASI1. PLC ile daha st seviyede otomasyon salanr.2. Az sayda denetim yaplan durumlarda tesis yatrm PLC de daha

fazladr.3. PLCli sistem daha uzun sre bakmsz alr ve ortalama bakm onarm

sresi (MTTR-Meal Time To Repair) daha azdr.4. Arzalar aras ortalama sre (MTBF-Mean Time Between Feilures) PLCli

sistem iin 8000 saatten daha fazladr.5. Teknik gereksinimler deiip arttka PLCli sistem az bir deiiklikle ya

da hibir deiiklie gereksinim duyulmadan yenilie adapte edilebilirken rlelisistemde bu olduka zordur.

6. PLCler daha az bir yer kaplar ve enerji harcarlar1.3.2 PLCLER LE BLGSAYARLI KONTROL SSTEMLERNNKARILATIRILMASI

Endstriyel kontroldeki yeni trendler, software tabanl kontrol sistemlerinigndeme getirdi. PC tabanl kontrol sistemi seimiyle srecin sadece ilk admatlmaktadr. Peki ya daha sonras?

Kontrol sistemleri iin PC tabanl ya da PLC ye dayal kontrol yapsnda kararvermeden nce, dikkate alnmas gereken tm noktalarn titizlikle analiz edildiindenemin olunmaldr.

Yazlm

PC tabanl kontrol sistemleri, uygulama iin gerekli operasyonlar gerekletirecekekilde gelitirilen bir yazlm programdr. Bu nedenle, bu tip sistemler, ayn zamandayazlm motoru (soft control engine) olarak da adlandrlmaktadr. Unutulmamaldr ki,PC tabanl kontrol sistemi sipari edildiinde, zel bir iletim sistemi iingelitirilmektedir. Bu noktada asl mesele bu iletim sisteminin seimidir.

Windows NT, gerek zamanl (real time) veya bir baka gerek zamanl iletimsisteminin seimi yaplmaldr. Bu sistemler iin en yaygn olarak kullanlan Windows NTdir. Bu iletim sisteminin zorlu endstriyel ortamlarda gerek zamanl kontrolamal dizayn edilmemi olmas nedeniyle, zerinde younlaan tartmalara ramen,PC tabanl kontrol sistemlerinde, % 90 civarnda bu iletim sisteminin kullanldtahmin edilmektedir.

Konuya genel olarak bakldnda, Windows NT, kabul edilebilir bir iletim sistemiolarak dnlebilir.


7/52

Donanm

Sistem seiminin en kritik etkenlerinden birisi de donanmdr. Yazlm zerindekoaca donanm iin genellikle u seenekler sz konusudur;

Endstriyel PC Ticari bir PC Ak kontrolrler (open controller)

Her hangi bir bilgisayar satcsndan kolayca temin edilebilen ticari PCler,ekonomik fiyat ve temin kolayl avantajlarna sahiptir. Buna karlk endstriyelkoullarda alma performans yeterli dzeyde deildir.

Dier taraftan endstriyel PLCler sanayideki ar alma koullar iin gelimizelliklere sahip cihazlardr. (sarsntl, nemli, tozlu, grltl ortamlar iin nleyicidonanmlara sahiptirler). 0- 60 C ortam slarnda ve %0 ve %95 aras nem oran olanortamlarda alabilir.

Bununla birlikte farkl programlama dili, arza bulma ve bakm kolaylklarnnolmas gibi zelliklerden dolay bilgisayarlardan farkldrlar. Bilgisayarlarn arza ve

bakm servisi ile programlama dillerinin renilmesi iin zel bir eitime gerek vardr.

PLC programlama dili klasik kumanda devrelerinde uygunluk salayacak ekildedir.Btn PLClerde hemen hemen ayn olan AND, OR, NOT (VE, VEYA, DEL) gibi

boolean ifadeleri kullanlr. Programlama klasik kumanda sistemini bilen birisitarafndan kolayca yaplabilir.

Byk apl kontrol sistemleri iin bilgisayarlarn mikroilemcilerin kullanlmas, 10adet rle kontaktr elemanlarndan daha az eleman gerektiren kontrol devrelerinde deklasik kumamda devrelerinin kullanlmas daha avantajl ve gereklidir.

Dier seenek olan ak kontrolrler ise, PLC yapsnn iine, PC tabanl kontrolyapsnn entegre edilmesiyle ortaya kmaktadr.

Hafza

MByte ve GByte dzeyinde hafza gereksinimi olan uygulamalarda PLCler geneldeyardmc ilemci (coprocessor) desteine ihtiya duyulmaktadr PC tabanl sistemlerin ,sabit disklerinin GByte dzeyine erimesi, yksek hafza gereksinimi olanuygulamalarda avantaj salamaktadr.


8/52

zet olarak PLC ile PC hakknda unlar sylenebilir;1. PLCli sistem endstriyel ortamdaki yksek dzeydeki elektriksel grlt

elektromanyetik parazitler, mekanik titreimler, yksek scaklklar gibi olumsuzkoullar altnda alabilir.

2. PLClerin yazlm ve donanmlar o tesisin elemanlarnca kullanlmakzere tasarlanmtr.

3. Tehis yazlaryla hatalar kolayca bulunabilir.4. Yazlm, alagelmi rle sistemleri ile yaplabilir.5. Bilgisayarlar birden fazla program deiik sralarla esnek bir ekilde

gerekletirirken, PLCler tek bir program sral bir ekilde batan sona gerekletirir.6. Ayrca PC tabanl sistemin, gncel teknolojideki yeniliklere adapte

olabilmesi asndankullanm sresi daha ksadr.

2. PLC KULLANIM AMACI2.1 GENEL KULLANIM AMACI

Genel olarak PLC, endstri alannda kullanlmak zere tasarlanm, dijital prensiplere gre yazlan fonksiyonu gerekleyen, bir sistemi yada sistem gruplarn,giri k kartlar ile denetleyen, iinde barndrd zamanlama, sayma, saklama vearitmetik ilem fonksiyonlar ile genel kontrol salayan elektronik bir cihazdr.Aritmetik ilem yetenekleri PLC'lere daha sonradan eklenerek bu cihazlarn geribeslemeli kontrol sistemlerinde de kullanlabilmeleri salanmtr.

PLC sistemi sahada meydana gelen fiziksel olaylar, deiimleri ve hareketleri

eit1i lm cihazlar ile belirleyerek, gelen bilgileri yazlan kullanc programna gre bir deerlendirmeye tabi tutar. Mantksal i1emler sonucu ortaya kan sonular dakumanda ettii elemanlar araclyla sahaya yanstr: Sahadan gelen bilgiler ortamdameydana gelen aksiyonlarn elektriksel sinyallere dnm halidir. Bu bilgiler analogyada dijital olabilir. Bu sinyaller bir transduserden, bir kontaktre yardmc kontandangelebilir. Gelen bilgi analog ise, gelen deerin belli bir aral iin, dijital ise sinyalinolmas yada olmamasna gre sorgulama yaplabilir.Bu hissetme olaylar giri kartlarile, mdahale olaylar da k kartlar ile yaplr.

PLC ile kontrol yaplacak sistem byklk asndan farkllklar gsterebilir.Sadece bir makine kontrol yaplabilecei gibi, bir fabrikann komple kumandas da

gerekletirilebilir. Aradaki fark sadece kullanlan kontrolrn kapasitesidir. PLC'ler,bugn akla gelebilecek her sektrde yer almaktadr. Kimya sektrnden gda sektrne,retim hatlarndan depolama sistemlerine, marketlerden rafinerilere kadar ok geni biryelpazede kullanlan PLC'ler, bugn kontrol mhendisliinde kendilerine hakli bir yeredinmilerdir. Elektronik sektrndeki hzl gelimelere paralel olarak gelien PLCteknolojisi, gn getike ilerlemekte otomasyon alannda mhendislere yeni ufuklaramaktadr. Bu yzden de her teknikerin yzeysel bile olsa biraz bilgi sahibi olmasgereken bir dal konumuna gelmektedir.


9/52

2.2 GENEL UYGULAMA ALANLARI

Yakn zamana dek PLClerin bugnk kadar yaygn kullanlmamasnn 2 nedenivardr. Mikroilemcilerin ve ilgili paralarn fiyatlarnn olduka dmesiyle maliyet

verimliliinin (I/O noktas bana maliyet) artmas ve karmak hesap ve iletiimgrevlerini stlenme yeteneinin, PLC yi daha nce zelletirilmi bir bilgisayarnkullanlyor olduu yerlerde kullanlabilir hala getirmesi. PLC uygulamalar iki snfta toplanabilir: Genel ve Endstriyel uygulamalar hem ayrk hem de proses sanayilerindemevcuttur. PLClerin doduu sanayi olan otomotiv, en byk uygulama alan olmaysrdrmektedir. Yiyecek ileme ve hizmetleri gibi sanayilerde u an dnyada gelienalanlar arasnda PLClerin kullanld 5 genel uygulama alan vardr. Tipik birkurulum, kontrol sistemi sorununa zm, bunlarn bir ya da daha ounu iererek

bulunur. Bu 5 alan unlardr:

2.2.1 SIRA (SEQUENCE) KONTROL

PLClerin en byk ve en ok kullanlan ve sral alma zelliiyle rlelisistemlere en yakn olan uygulamasdr. Uygulama asndan, bamsz makinalarda yada makine hatlarnda, konveyr ve paketleme makinalarnda ve hatta modern asansrdenetim sistemlerinde bile kullanlmaktadr.

2.2.2 HAREKET KONTROL

Bu dorusal ve dner hareket denetim sistemlerinin PLC de tmletirilmesidir veservo adm ve hidrolik srclerde kullanlabilen tek yada ok eksenli bir sistemdenetimi olabilir. PLC hareket denetimi uygulamalar, sonsuz bir makine eitliliiierir. (rn. metal kesme,metal ekillendirme, montaj makinalar) ve oklu hareketeksenleri ayrk para ve sre sanayi uygulamalarnda koordine edebilirler. Bunlararnek olarak; kartezyen robotlar, film, kauuk ve dokunmam kuma tekstil sistemlerigibi, ala ilgili sreler verilebilir.


10/52

2.2.3 SRE DENETM

Bu uygulama PLCnin birka fiziksel parametreyi (scaklk, basn, debi, hz,arlk vb gibi) denetleme yeteneiyle ilgilidir. Bu da bir kapal evrim denetim sistemioluturmak iin, analog I/O gerektirir. PID yazlmnn kullanmyla PLC, tek banaalan evrim denetleyicilerinin (single loop controllers) ilevini stlenmitir. Dier birseenek de her ikisinin en iyi zelliklerini kullanarak PLC ile kontrolrlerintmletirilmesidir. Buna tipik rnekler de plastik enjeksiyon makinalar, yeniden stmafrnlar ve bir ok dier yn denetimi (batch-control) uygulamasdr.

2.2.4 VER YNETM

PLCyle veri toplama, inceleme ve ileme son yllarda gelimitir. leri eitimsetleri ve yeni PLClerin geniletilmi bellek kapasiteleriyle sistem, artk denetlediimakine veya proses hakknda veri younlatrc olarak kullanlabilir. Sonra bu veri,denetleyicinin belleindeki referans veri ile karlatrlr ya da inceleme ve rapor almiin baka bir aygta aktarlabilir. Bu uygulamada byk malzeme ileme sistemlerindeve kat, birincil metaller ve yiyecek ileme gibi bir ok proses sanayinde skakullanlr.

Bir PLC Programlama ortam;

Deiken ad ve tipi tanmlamay Deikenleri ilikisel ve mantksal olarak balamay (Binary, Analog) IEC 61131 standartlarna uygun bir programlama platformunu Simulasyon imkanlarn (Sanal evrim) PLC-PC haberleme protokoln PLC'deki mevcut program okuma veya kayt yapabilmeyi PLC'deki program ezamanl gsterebilmeyi Kullanlan hafza alanlarnn ve giri-k etiketlerinin oluturulmasn lgili alanlarn dzenli biimde yazcdan ktsnn alnabilmesini salar.

Dolays ile, sadece donanm olarak PLC kullancya programlama asndan anlamifade etmez. PLC'ler kendi yazlmlar ile birlikte kullanlr. PLC'lerde apraz platformdenemeleri gnmzde mevcuttur fakat gvenilirlii konusunda retici firmalartarafndan sertifikalandrlmamlardr.


11/52

Veri tiplerine giri yapmadan nce ksaca say formatlarna gz atalm;

Binary Format : 0-1 Decimal Format: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Hex Format : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

PLC'lerde Dijital veri tipleri;

Bool (Mantksal 0 veya 1) Byte (1 Byte 8 bitten olumaktadr1111 1111 = FF hex.) Word (1 Word = 2 Byte = 16 Bit = 1111 1111 1111 1111 = FF FF hex.) Dword (2 Word = 4 Byte = 32 Bit = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

1111 1111 = FFFF FFFF hex.)

PLC'lerde Analog veri tipleri;

BYTE WORD DWORD SINT USINT INT UINT DINT UDINT REAL LREAL

Son yllarda endstride PLC kullanmna olan talebin hzla artmasnn nedenleri, PLCnin zellikle fabrikalarda otomasyon, asansr tesisatlar, otomatik paketleme, enerjidatm sistemlerinde ve tama band sistemlerinde, doldurma sistemlerinde ve daha

birok alanda retimi destekleyen ve verim art yan sra rn maliyetinin minimumaekilmesidir. Klasik rleli kumanda sistemlerinin yerlerini PLC sistemi ile

programlanabilir kontrol sistemlerinin almas teknik ynden byk bir yeniliktir.Programlanabilir Lojik Denetleyici (PLC); nceden elektromekanik rlelerin yerinegetirdii lojik fonksiyonlar solid-state devreler ile yerine getirmektedir. Esas olarakPLC lojik kararlarn oluturulmasndan ve klarn salanmasndan solid-state dijital


12/52

lojik elemanlarn atand bir sistemdir. Programlanabilir lojik denetleyiciler, imalatbasamaklar ilemlerinde ve makinelerde kontrol maksadyla kullanlr.

Programlanabilir denetleyiciler geleneksel rleli kontrol sistemlerine gre birtakm

avantaj ve stnlkler salar. Rleler (hard-wired) sk telle sarlm zel bir fonksiyonasahiptir. Sistem ihtiyalar deitii zaman rle bobin balantlarnn kompledeitirilmesi gerekmekteydi.Byle bir durumda eski modellerin her birinindeitirilmesi mmkn olmakla birlikte gerek retim hz ve verim gerekse zaman veekonomik adan bir takm dezavantajlar oluturmaktadr. Programlanabilirdenetleyiciler geleneksel rleli kontrol devlerinde birok elle balant ilemini elemineeder. letmeci tabanl kontrol sistemi olan PLC sistemi ile rleli geleneksel sistemlerkarlatrldnda PLC nin kk ve pahal olmamas ayrca bir stnlk salar. Bununyan sra programlanabilir denetleyiciler gvenirlik, dk g tketimi ve kolayyaylma yetenei sunar.


13/52

Tipik bir PLC nin blmlemri;

Geleneksel olarak PLC aadaki ekilde gsterildii gibi ana 3 blme ayrlmtr; Bu

blmler:1- Central Processing Unit (CPU) Merkezi lem Birimi

2- The Input/Output (I/O) Section : Giri/k Blm

3- The Programming Device: Programlama Makinesi

(CPU) Merkezi lem Birimi PLC sisteminin beyni olup ierisinde ok eitli lojik

kap devreleri mevcuttur. CPU bir mikroilemci tabanl sistem olup kontrol rleleri,

sayc, zamanlayc gibi fonksiyonlar yerine getirir. CPU; ok eitli sensr

devrelerinden gelen giri bilgilerini okuyarak memorydeki depolanm kullancprogramn yerine getirerek, uygun k komutlarna ve kontrol devrelerine gnderir.

lemci ve I/O (Input/Output) modlleri tarafndan, kullanlan dk seviyeli voltaj iin

bir doru akm doru akm g kayna gereklidir. Bu g kayna CPU ats altnda

olabilecei gibi; PLC sistemi bnyesinde bamsz fakat PLC sistemine bal olabilir.

I/O ksm Giri ve k modllerinden ibarettir. I/O sistem formlar denetleyiciye

balanan cihazlar aracl ile irtibatlandrlr. Bu interfacein amac; harici cihazlara

eitli sinyaller alma gnderme durumlardr. Input cihazlar rnein; push-button


14/52

(dokunulduun ON, brakldnda OFF) Limit switches (snr anahtarlar) sensrler,

seici anahtarlar thumbwheel anahtarlar input modl zerindeki terminallere

irtibatlanr.

Output cihazlar rnein kk motorlar gibi, motor balatclar, solenoid valfler, ve

gsterge klar k modl zerindeki terminallere irtibatlanr. Bu cihazlar ayn

zamanda gnlk hayatta bavurulan elemanlardr. stenen Program, Programlama cihaz

veya terminal ile ilemcinin belleine yklenir. Bu program rle ladder lojii

kullanlarak girilir. Program, asl denetim veya makinelere kadar ardl ilemlerle

sonulandrlr.

2.3 SIMATIC S7-200 MICRO PLC

2.3.1 SIMATIC S7-200 PLC NEYE YARAR?

Kk boyutlar ve gl komut seti ile S7-200 , kk otomasyon projelerininher dalnda kullanabiliriz. Baz uygulama alanlar bina otomasyonu, hidrolik presler,trafik lambalar, otomatik kaplar, asansrler, s kontrol gereken frnlar, kartrclar,ieleme makineleri, paketleme makineleri, pompalar, hidrolik pnmatik kaldrma

platformlar gibi birok dalda kullanlr.

Bu rnekleri daha ayrntl olarak incelersek;1. Konveyr Sistemi: Motorlar durdurmak-altrmak ve gelenmalzemeleri saymak iin bir program yazmak iin 15 dakika ayrmak yeterlidir. Ayrayr tanan malzemeleri sayabilir ve stoklarnz da dah rahat tutabilirsiniz.

2. Kap Kontrol Sistemi: Kk boyutlar ile en kk makinelere bilesar; mesela giri klarda kaplarn kontroln yapabilir, ara geldiinde kaplarotomatik olarak ap kapayabilir.

3. Trafik Lambalar: Trfiin durumuna ve hatta younluuna gre trafiiynlendirebilirsiniz.

4. Frnlar: Is ve proses deerlerinin llmesi, scakln ve prosesinistenilen ekilde ynlendirilmesi ve vanalarn alp-kapatlmas iin 50 satrlk bir

program yazarak, hem yer, hem de maliyet olarak daha avantajl ve daha gvenilir birsistemle alacaksnz. Sistemde hata bulmanz kolaylaacak, frn ssn ve almasresini kontrol etmek iin kolaylkla ekran takabileceksiniz.

5. Pompalar: Bir Pompanz var, son seferde ka litre sat yaptnz veyamakine aldndan beri ka litre sat k elde ettiniz. Litre fiyatnz ne kadar vemteri size ne kadar bir cret deyecek. Programn yazn ve gerektiinde birimfiyatlar deitirin, yada fiyat artn otomatie balayn ve mesela ayda %10 otomatikart yaptrn.


15/52

2.3.2 SIMATIC S7-200 MICRO PLCNN TEMEL PARALARI VEFONKSYONLARI

CPU ad verilen blm PLCnin ana beyni olarak ilev grr, bir bilgisayarnmerkezi ilem birimi olarak da tanmlanabilir. Bu blmn i yapsndamikroilemcileri, mikrokontrolrleri ve Ram-EEPROM gibi hafza birimlerini ierir.CPU, PLCnin en nemli paras olup, onun tm fonksiyonlarn salayan beynidir.Bizim iin etkili olan temel zellikleri ise hz, ileyebildii komutlarnn says ve bukomutlarn yeterince etkili olmasdr. Biz genellikle CPUnun, programlanmasyla, zelfonksiyonlarnn ayarlanmasyla ve dolaysyla, istediimiz zelliklerde almasylailgileniriz.

S7-200 n 6 eit CPUsu vardr. CPU seerken nemli bir noktada, CPUlarnhzdr. S7-200lerin ilemci hzlar ok yksektir. CPU 212, 1024 tane binary ilemi1.3ms ve CPU 214 ise 0.8ms de tamamlar. Yani yaklak olarak 1.000.000 adet ilemi 1saniyede yapabilirler. Uygulamanzn gerektirdii hza gre CPUlarn hzn da dikkatealmanz dk hzl CPUlar satn alrken nemli bir faktr olmakla beraber, S7 -200gibi yksek hzl PLC kullanyorsanz, pek sorun olmaz!

Bu nemli nokta da CPU-212 veya CPU-214 semeye karar vermektir. Programlamave birok fonksiyon asndan birbirinin ayn olan bu iki tipten CPU-214de CPU-212de olmayan baz nemli noktalar bulunuyor. 2 tane 7kHzlik hzl sayc ve 2 tanePTO/PWM darbe genilii modlasyonu klarn kullanmak baz durumlarda faydalolabilir. PTO klarla STEP motorlar veya DC motorlar rahatlkla ve ayrca masrafyapmadan kontrol edebilirsiniz yada PWM klarla lamba k iddetini arttrpazaltabilirsiniz. PTO klar Trke darbe katar k olarak adlandrlr ve istediinizfrekansta ve istediiniz miktarda kare dalga k vermenizi salar. PWM kta ise,kare dalgann frekansn ve simetrisini deitirebilirsiniz.

Bunlarn yannda S7-214de ki yksek hzl sayclar da unutmamak lazm. Busayclarda, bir aftn dnn kontrol edebilmeniz iin uygun modlar vardr ve bu

komple sistem, ayrca aft encoder kullanarak; motor hz ve pozisyonlama kontrolyapabilmenizi belli ller dahilinde mmknklar.

PLClerin haberleme yetenekleri, onlarn d dnyaya uyum salama gleriyledoru orantldr. PLCnizi tek bana hereyi yneten ve btn ihtiyalarn tek banasalayan bir adam gibi tasavvur etmeyin. CPUnuz bir ok aletle bilgi al veriinde

bulunup, grevlerini yerine getirebilir. S7-212yi dnebileceiniz birok alete okrahatlkla balayabilir ve bilgi transferi gerekletirebilirsiniz. CPUnun kendihaberleme portu RS-485 olup birok cihazn ayn hat zerinden haberlemesinisalayabilir. CPUnuzu bilgisayara balamak iin kullandnz RS-232 seri haberleme

portuna taktnz zel kabloyu, barkod okuyucu veya yazc gibi RS-232 haberleme


16/52

protokoln kullanan cihazlarla bilgi al veriinde bulunmak iinde kullanabilirolmanz size iki ayr protokol tipini de, kullanma avantajn verir.

Barkod okuyucudan aldnz bilgilerle stok tutabilir, yazcnzdan her trl bilgiyi bastrabilir yada bilgisayarnzla istediiniz gibi haberleme yapabilirsiniz. Bu aradabaka bir PLC ile de haberlemeniz mmkn.

Immediate I/O adyla anlan komutlar kullanarak normalde her evrimin bandagerekletirilen okuma ve yine her evrimin sonunda gerekletirilen darya yazmailemini evrimin ortasnda o komutlar ilenildii anda gerekletirmenizi salar.

S7-214n bildiimiz 24 saatlik gerek bir saati vardr. Ayn zamanda gn-ylayarlamas ve okumas yapabilen, bu saati kullanarak, zamana bal olaylar daha iyikumanda edebilirsiniz.

S7200n makine tasarmnda ve daha sonra program gelitirlmesinde ok faydalolacak, test ve hata bulmaya ynelik fonksiyonlar vardr. Bu fonksiyonlar deiken adverilen: zamanlayc(timer), sayc(counter), hafza bitleri(memory bits), zel hafza

bitleri(special memory bits) ve normal hafza blgesi(variable memory) gibi programlama srasnda kullandmz gereleri daha iyi kontrol etmek iin kullanrz.Bu fonksiyonlar sralarsak,

ok deikeni takip etme fonksiyonu(taking snapshots):Programnzn almas esnasnda CPU 212de 1, CPU 214de 8 defa olmak zere 8ayr deikeninin deerini nceden belirlediiniz komutlardan sonra kaydedilmesinisalayabilirsiniz. Bylece program hatalarn bulmanz kolaylar.

Bir deikeni takip etme fonksiyonu(tracing):Programn her evrimisonunda yani her ileyiininsonunda nceden belirlediiniz bir deiken (zamanlayc,sayc, hafza blgesi...) kaydedilir ve kaydedilen bu deerleri daha sonra

programnzdaki hatalar bulma amacyla kullanabilirsiniz. Tek veya ok evrim(single/multiple scan): Programnzn istediiniz

evrim says sresince almasn, sonrada durmasn salayp, PLCyi ara basamaklarda kontrol edebilirsiniz. Bu sayede sistem zerinde ok daha kolaydzeltmeler yapabilirsiniz.

Deikenlerin deerlerini program dnda zorlama ile deitirme(force) fonksiyonu:Bu fonksiyonu kullanarak girileri, istediiniz deerler geliyormugibi almaya zorlayabilir (yani girilerin ve ieride bulunan deikenlerin(zamanlayc-sayc-hafza bitleri...) deerlerini gerekte olmayan bir deere getiripsabitleme yapabilirsiniz), ve bylece programn ileyiinden etkilenmeyecek bir giri


17/52

simulatr(input simulator) elde edebilirsiniz. Deikenleri istediiniz gibi bellideerlere sabitleyebilir ve programn kontrln, atlama(jump) komutlarndan evvelgelen deikenlerin deerlerini deitirerek, programda belli ksmlarn, istemediinizzamanlarda ilenmemesini salayabilirsiniz. Bu zellii kullanrken dikkatli olmanznermek yerinde olur, alan bir sistemde bir k bitini, 1e sabitleyerek, bir motoru,

programn kontrl dnda altrabilir ve dolaysyla mesela motoru fazla zorlaypyakarak sistemi bozabilir ve insanlara zarar verebilirsiniz.

Hafza kartuu, S7214de bulunan ek bir zelliktir. Bu kartu zellikleyurt dna veya veya uzak yerlere yollandnz makinalar iin zellikle faydalolacaktr. Programda yapacanz deiiklikleri ofisinizde yapacak ve daha sonra bunuS7-214n zerinde bulunan kartu takma blmn kullanarak hafza kartuunaykleyeceksiniz. Bundan sonra, hafza kartuunu makinanzn bulunduu yere

yollamanz ve kartuu S7-214e yklemeniz mmkn. PLCye giren elektirii kesipkartuu takacak, daha sonrada PLCyi altracaksnz. PLC stnde dolu bir kartugrnce, bir evvelki programn silerek, yeni program kendi iindeki EEPROMhafzaya ykleyecektir ve tabi hafza kartuunu daha sonra karmalsnz.

S7-200de bulunan ifre koruma sistemi, makinanzn taklit edilemezolmasn ve yetkisiz kiilerce programnzn deitirilememesini salar. Kendinizin vemakinanzn gvenlii iin rahata kullanabileceiniz bu metodun reticilerimizefaydal olacan dnyoruz.

3. PLC NN YAPISI

G kaynaklar Merkezi ilem niteleri (CPU) Dijital giri/k birimleri(Dijital I/ O Modules) Analog giri / k birimleri(Analog I/ OMmodules) Akll giri/k birimleri (ntelligent I/O Modules) zel modller Haberleme modlleri (Communication Modules) Kartlarn takld raflar (Subracks) Balant modlleri (Interface Modules) Tamamlayc ekipmanlar


18/52

3.1G KAYNAKLARIBu modller PLC iindeki kartlarn beslemelerini (Giri k kartlar hari

saklamakla ykmldr. D kaynak beslemelerini PLCnin i voltaj seviyelerineindirirler. PLC iindeki kartlarn g sarfiyatna gre kaynan maksimum k akmdeiik deerlerde seilebilir. k akmnn ok yksek olduu durumlarda fan nitesiile soutma gereklilii yoktur.G kaynann iindeki hafza yedekleme pili ile CPUiindeki kullanc program, kalc retentive iaretleyiciler, sayc ve zamanlaycierikleri gerilim kesilmesine kar korunabilir. Bu yedekleme pili enerji yokkendeitirilecekse, dardan bir kaynakla g kayna beslenmelidir.

3.2MERKEZ LEM BRMLER (CPUs)Merkezi ilem birimleri PLC sisteminin beyni olarak dnlebilir. Bu

birimler kumanda edilen sisteme ait yazlmn(sadece mantk yazlmnn) sakland ve bu yazlmn ilendii kartlardr.Merkezi ilemci haricinde program hafzas ve programlama cihaz balants iin bir interface ierir.Ayrca baz modellerde bakaPLC guruplar ile beraber alabilmeleri iin zel interfacelerde bulunur.

CPUlar oklu ilemci sistemi ile dizayn edilmitir.Bir standartmikroilemcinin yan sra CPU tipi ile balantl olarak bir yada daha fazla Gate -ArrayTeknii ile zel olarak gelitirilmi dil ilemcisi bulunur. Bu dil ilemcileri tanmlanmolan kumanda komutlarn ok ksa srede ilerler.Dil ilemcilerinin ileyemediikomutlar da standart mikro ilemci yorumlar.Standart mikroilemci ile dil ilemcisinin

yada ilemcilerinin Co-Procsssing diye adlandrlan bu alma tarz ile almalar,PLC kumanda programnn ok ksa zaman aralklarnda ilenmesini salar.Standartmikroilemci ayn zamanda iletim sisteminin almasndan ve interfacelerinsorgulanmasndan sorumludur.Sadece okumaya ynelik (ROM) hafza iinde iletimsistemi bulunur.Kullanc tarafndan yazlan PLC program ise CPUnun okunabilir-yazlabilir (RAM) hafzas iinde yer alr.rnek olarak CPU 944n i yaps uekildedir;


19/52

ekil-3.1 CPU 944n i yaps

Sistemde kullanlacak CPUnun seiimi nemlidir. stenen fonksiyounu uygun

ekilde yerine getirebilmesi iin CPUnun ilem hz, hafza kapasitesi ve spesifikzelliklerinin processin minimum gereklerini salamas arttr. CPU ne kadar gl isesaklanabilecek kullanc program o kadar geni, bu programn ilenebilmesi de o kadarksa srede gerekleecektir. Bir baka deyile processi kontrol eden sistemin kendikontrol mekanizmas (CPU) processe gre atl kalmamaldr. rnek olarak SIMATIC115U serisi CPUlar dnlecek olursa ,bu serideki CPUlar CPU 941,CPU 942, CPU943, CPU 943, CPU 944, ve CPU 945 olarak be eittir.

Serinin en alt modeli olan 941 modelinde bir bit operasyonu yerine getirilmesi

iin gereken zaman 1,6 uS iken, serinin en st modeli olan CPU 945te ayn ilem

0,1uSdir. Buradan da anlalaca zere sistemi kontrol eden CPU^nun performanssahadaki aksiyonlar farketme, deerlendirme ve karara varma aamalarn minimumzamanda gerekleyebilecek durumda olmaldr.

CPUlar ayrca kumanda edilen sisteme gre PID fonksiyonlarn da ileyebilir.Analogmodller ve PID yardmc software ile balantl olarak sekiz PID kontrol evriminekadar ilem yaplabilir. CPUlarn program ilemesi daha ileride detayl olarakilenecektir.

PLC ler iin tasarlanm zel modller isminden de anlalaca zere PLCnin vazifesi olmayan daha ok kiisel bilgisayarlarn grevi olan bilgi saklama

uygulamalarnda kullanlr. Bu saklanacak bilgilerin CPU ierisinde sabit olarak yer


20/52

almas gereksiz ve ou zaman imkanszdr.Bu yzden PLC sistemi iine dahil edilen bir kart ile bilgi alnmas, alnan bu bilgilerin ilenmesi ve byk oranlarda (CPU

ierisinde saklanamayacak boyutta) saklanmas salanr.Bu tr ilemleringerekletirilebilmesi iin zel modl ierisinde birtakm yazlmlar yaplmasgerekir.CPU bu kartlara bilgileri internal bus hatt zerinden eitli komutalarlagnderir. Dos ortam komutlarn altrabilir ve rnek olarak database ierisinde bilgisaklayabilir. PLC ye taklabilen bu tip kart modeli PCler ayrca flopy drive zerinden

bilgilerin backup olarak yedeklenmesini de salarlar. Burada saklanan deerlereulalabilmesi iin CPU ierisinde ilgili data bloklarn alm olmas gerekmektedir.CPU iindeki STEP5 data bloklar herhangi bir ara ilem gerektirmeden excel yadalotus dosyalar iine entegre edilebilir.

Kominikasyon modlleri PLClerle giri-k birimleri arasndaki yadabaka PCler arasndaki data alveriini salarlar. Bu modller direkt balant (point topoin) ile iletilebilecei gibi bir network zerinden de iletilebilir. Bire bir balantdabalant yaplan CPU ift interface ierir. Bir porta programlama cihaz ile ulalrkendieri zerinden haberleme salanr. Bylece sisteme daha fazla sayda I/Q dahiledilmesi mmkn olur. Ayrca LAN (local area network) zerinden de data alveriisalanr. Bu networklar iinde PLCler PCler saha elemanlar ve Workstationlar

bulunabilir . Prosesin monitr zerinden izlenmesi printer raporlamalar da bu tiphaberleme modlleri zerinden yaplr.

a) PLC Bykl ve Uygulamas

PLC lerin birok lde fark ve eitleri vardr. Sembolik olarak 3 ayr kategori

bykl ierisinde: Kk (small), Orta (medium) ve Large (byk) snflandrlr.

Kk (small) grubundaki kategoride PLC 128 I/Oun zeri giri/k ve2Kbyte n zerindeki memorye sahiptir.

Orta (medium) grubundaki kategoride PLC ler 2048 I/O ve 32 Kbytein zerindememorye sahiptir. zel I/O modlleri bu kategoride analog fonksiyonlar, ilemkontrol uygulamalar ierisinde rnein, s,bask, skma, ak, arlk, pozisyon(durum) gibi kolaylkla adaptasyonu salamaktadr.

Geni (large) giriindeki kategoride PLC ler 8192 I/O ve zeri giri/kmodll ve 750 Kbytes memory ve zerine sahiptir. Bu tr grup, PLCye kuvvetveren limitsiz uygulamalar iindir.


21/52

PLCler gnmzde endstrinin her dalna yaylm durumdadrlar. Kimya ve otomotiv

sanayiinde kat ve elik retimine ve otomasyon gerektiren imalathanelerde yaygn

olarak kullanlr.

b) I/O Giri/k Birimi

PLCnin giri bilgileri kontrol edilen ortamdan veya makineden gelir. Gelen bu bilgiler iimde PLC var yada yok eklinde deerlendirilmeye tabi tutulan sinyallersisteminin dijital girilerini oluturur. Dijital giriler PLC ye eitli saha lmcihazlarndan gelir. Bu cihazlar fark etmeleri gereken olay gerekletiinde PLCninilgili giri bitimini 0 sinyal seviyesinden 1 sinyal seviyesine karrlar. Bylecesistemin sahada olan hadiselerden haberdar olmasn salar. Dolaysyla sistem iindeki

fiziksel deiimleri PLCnin anlayabilecei 0-1 sinyallerine dntrrler. PLCningiriine gelen sinyaller basn alterlerinden ,snr alterlerinden , yaklamalterlerinden veya herhangi bir rle, kontaktr yada otomatn yardmc kontandangelebilir. Sinyal PLC d binary sinyaldir ve giri modllerinde PLCnin i sinyalseviyesine indirirler. Tek bir giri modllerinde 8, 16 yada 32 bit dijital saha bilgisiokunabilir. Modller zerinde her girie ait bir LED bulunur ve gelen sinyalin seviyesi

buradan anlalabilir. PLCnin giri sinyallerini okuyabilmesi iin bu sinyallerin kartntipine gre ilgili aralkta olmas gerekmektedir. rnek olarak SIMATIC S5 115UPLCnin giri modllerinde 24V DC bir giri iin 0 sinyal seviyesi 30V ile +5Varasndadr ayn giriin bir sinyal seviyesi iin olmas gereken gerilim seviyesi ise,+13V ile +30V aralnda olmaldr. Alternatif gerilimli giriler iin gerilim seviyesininyan sra gelen sinyalin frekansnda nem tamaktadr. Bu sinyallerin izin verilenfrekans aral 47Hz ile 63Hzdir. Baz giri modllerinde girilerin okunmas yine

baka bir giriin tetiklenmesi ile engellenebilir. Bu ekilde istenilen sinyaller iin PLCkr olarak altrlabilir. Yarca giri modlleri kesmeli alma (interrupt) modundaalabilir.

PLCnin sahadaki yada prosesdeki bir eye binary olarak mdahale edeceizaman kullanld birimler dijital k birimleridir. Dijital k modlleri PLC i

sinyal seviyeleri prosesin ihtiya duyduu binary sinyal seviyeleri eviren elemanlardr.Bu modller zerinden bir kn set edilmesi ile sahadaki yada kumanda panosuiimdeki herhangi bir eleman kumanda edilebilir. Bu eleman bir lamba, bir rle yada birkontaktr olabilir. Dijital k modlleri rle, triyak yada transistr kl olabilir.Sahaya yaplan kumandann hzl olmas gerektii durumlarda doru gerilimlealyorsa transistr, alternatif gerilimle ile alyorsa triyak kullanml yzden de kartzerine ekilecek max. k akmlarna dikkat etmek gerekir. SIMATIC S5-115Usistemlerinde kullanlan 24V k modllerinde max. k akm 0,5A olabilir.Alternatif akm klarnda ise k akm 2Ae kadar kabilir. Dijital k kartlar da,giri kartlar gibi 8, 16 yada 32 bit olabilir. Bu modllerde de her bite ait sinyal


22/52

durumunu gsteren bir LED bulunur. Ayrca kartn zelliine gre ksa devre dedektrde bulunabilir.

Sadece giri sinyalleri okutan ve sadece k sinyallerini gsteren kartlar yanndahem giri hem de k birimleri ieren kombine giri k kartlarda vardr. Bu kartlarsnrl sayda giri k iin yer tasarrufu salar. Nasl ki bir PLCnin beyni CPU iseInput/Output modllerinde PLCnin gz kula ve dilidir. I/O birimi bir giri/krafndan ibarettir. I/O birimleri makine veya ilem cihazlarnda sinyali kabul eder vedenetleyicinin kullanlabilecei sinyal formuna dntrr. Output birimindedenetleyici sinyalleri makine veya ilem kontrolnde kullanlr. Bu k sinyalleri optikizolatrler veya g elektronii elemanlar kullanlarak yksek akm kontrol salanr.

PLC bnyesindeki input/output birimleri merkezi ilem birimi (CPU) ile ayn yap

iinde veya CPUdan uzakta yerletirilebilir. Bu standart giri k birimi de grlenyapy ve giriler mantn salayan bir dzeyi kapsar. I/O modl monte edilebilenraflardan (rack) olmutur. lemci ile I/O raflar arasndaki iletiimde ayr kablolarmsaade edilir. I/O birimlerinde her bir giri ve k zel bir adrese sahiptir.Bu adreslerilemci tarafndan bilinmektedir. I/O birimlerine giri/k elemanlarnirtibatlandrmak veya ayrmak (takmak ve karmak) ok kolay ve pratiktir. Ayrcadier bir modl ile deitirmek son derece basittir. I/O devresinin ON/OFF durumunuher bir modl, lambalar ile gstermektedir. Birok k modl ayn zamanda atksigorta gstergesine sahiptir.

PLClerin normal lojik fonksiyonlar dnda birtakm zel fonksiyonlar da

bulunmaktadr. Bu fonksiyonlarla k gzetimli, dier bir deyile kapal evrim geribesleme kontrol uygulamalar gerekletirilebilir. Bu tip modller yksek hzda ve okileri derecede hassas kontrol imkanlar salamak iin tasarlanmlardr.Akll giri-kkartlar kapal evrim kontrolnde, pozisyonlamada, sayma ve oranlamada ve analogdeer ilemede kullanlr . Akll I/Q modllerin salad avantaj, bu modllerin zamanasndan kritik olan grevlerini tamamyla kendilerinin grmesidir. Birok durumda bukontrolleri kendi zerk ilemileri gerekletirirler. Bylece CPUnun kendi grevlerinekonsantre olmas salanarak sistemin kontrol hz byk oranda arttrlm olur. Buakll giri-k modlleri, saha ile birebir giri-k kanallar zerinden

balantldrlar.

c) Ayr Giri/ k (I/O) Birimleri:

Birok I/O birimi bu trdendir; ve en ok kullanlan arabirim modldr. Bu tiparabirim, ON/OFF kontrol salayan seici anahtarlar (sellector switches) push buttons(Basmal butonlar) ve snr anahtarlar (limit switches) gibi girilerin balanmasnsalar. Ayn ekilde k kontroll lambalar (lights), kk motorlar (small motors),solenoidler (Solenoids), rle ve motor statrleri gibi ON/OFF anahtarlama kontrolnesahip cihazlarla snrlandrlmtr. Her bir ayrk I/O modl gcn ortak voltajkaynandan almaktadr. Bu voltajlar farkl byklk ve tipte olabilirler. Bunlar mevcuteitli AC ve DC voltaj deerlerinde olup aada verilmitir.


23/52

Giri Arabirimi k Arabirimi

24 Vac/dc 12-48 Vac

48 Vac/dc 120 Vac

120 Vac/dc 230 Vac

230 Vac/dc 120 Vdc

5 Vdc (TTL seviyesi) 230 Vdc

5 Vdc (TTL seviyesi)

d) Analog Giri/k Birimi (I/O modules)

lk retilen PLCler sadece ON/OFF kontroll cihazlara balamaya izin veren ayrk I/Oarabirimleri ile snrlandrlmt. Bu snrlandrmadan dolay birok ilemuygulamalarnn ou ksmi olarak PLC tarafndan kontrol edilebilmekteydi. GnmzPLC leri ise kontrol ilemlerinin ounu pratik olarak yerine getiren, analogarabirimleri ve ayrk (I/O) Giri/k arabirimlerini iermektedir. Analog girimodlleri, analog girilerden alnan analog akm ve gerilimleri alarak, bir AnalogDigital Komvertr (ADC) araclyla digital data formuna dntrr. Buradadnm seviyeleri analog sinyal ile orantl olarak 12 bit binary veya 3 digit BCD

kodlu deer olarak ifade edilir. Analog sensr elemanlar, s, k, hz, basn, nemsensrleri gibi transdserlerdir. Btn bu alglayclar analog girie balanabilir.

Kontrol edilen sistemdeki btn sinyallerin varlklarna yada yokluklarna gre sorulansinyaller beklenemez. rnek olarak bir scaklk yada basn deeri dijital olaraksorgulanabilir ancak bu deerin net bir ekilde belirlenmesi dijital giri modlleri ilemmkn olmaz. te burada devreye analog olarak yaplan kontrol devreye girer.Analog deer kullanmnda alt snr ve st snr deerlerin arasnda kalan blgeyekontrol yaplr. Bu kontrollerin yaplmas analog giri k kartlar ile mmknolmaktadr. Analog k arabirim modl, ilemciden dijital datalar alarak, voltaj veakmla orantl olarak dntrr ve bir cihaz analog olarak kontrol eder. Digital data

bir btn olarak Digital/Analog eviriciden (DAC) geirilerek, analog formda sinyalelde edilir. Analog k cihazlar ; kk motorlar, valfler, analog l aletleridir.Analog giri modlleri prosesten gelen analog deerleri dijital deerlere dntrr.Yalnz ncelikle lm yaplan fiziksel bykln PLCnin anlayaca dileevrilmesi gerekir. Bu ilemi gerekletiren cihazlara transmitter ad verilir.Transmitterler problarndan ltkleri byl deerlendirerek 0-20mA, 4-20mA yada0-10V gibi belli aralkta ifade edilen sinyallere evirirler. Bu sinyaller de PLCninanalog giri kartlar ile intern bus hatt zerinden CPUya okutulur. Bylece PLC belliaralklarda deien deerleri ileyebilir duruma gelir.

SIMATIC analog giri kartlarnda lm yapla aral belirleyen lm aralk

modlleri bulunur. Bu modln taklmas ile beraber analog kart zerindeki switch


24/52

ayar da yaplarak analog deer okuma iin gerekli artlar yerine getirilmi olur. Analogdeer kartlar mmkn olduu kadar grltye kar korumal retilirler. Btn

modller deer aral amn belirleyebilir ve kablo kopma durumunu ihbar edebilir.SIMATIC S5-115U kartlar 50mV, 500mV, Pt100, 1V, 5V, 10V, 20mA +4 -20mAaralklarnda lm yapabilirler.

Analog k modlleri sisteme analog olarak mdahale edilmesi gerekendurumlarda kullanlr. Bu modllerle sahadaki bir eleman 0-10V, 0-20mA yada 4-20mAklar ile oransal olarak kontrol edilebilir. PLCnin analog klar ile bir actuatorynetilebilir. CPU tarafndan karar verilen k deerleri dijital formda analog kkartnn ilemcisine iletilir. Bu deerler bir dijital-analog evirici ile analog voltajdeerlerine evrilir. Ayrca bir voltaj-akm evirici ile k akmlar oluturulur. Bir

programlanabilir lojik kontrolr CPUsunun performans o CPUnun analog deerilemesi ile orantldr.

e) Merkezi lem Birimi (CPU, Central Processing Unit)

Merkezi ilem birimi g kayna (power supply) ve ilemci-bellek (processor-memory) modlleri arasnda haberlemeyi salar. ekil 1.2.12a da basitletirilmi blokemada grlmektedir. G kayna birimi ilemci ve bellek ile birlikte ekil 1.2.12b degrld gibi bu iki birimi evrelemi olarakta bulunabilir.

CPU deyimi sksk ilemci (processor) deyimi ile birlikte kullanlmaktadr.Programlanabilir denetleyicilerinbeyni olan CPU nitenin byk bir blmn ilemci-

bellek birimi oluturmaktadr.Bu birimde; mikroilemci, bellek ipleri, bilgi okuma ve bellekten bilgi isteme ve programlama cihazyla ilemcinin gereksinim duyduuhaberleme devreleri bulunmaktadr. PLCnin geliimi CPUnun zelliklerininartmasyla paraleldir. Gnmz PLC sistemleri lojik ilemleri yerine getirmenin dndazamanlama, sayma, veri saklama, temel toplama, karma, arpma blme ilemleri ,karlatrma ilemleri, kod evirme ilemleri gibibir ok zelliklere sahiptirler.

f)lemci-Bellek Modl

Programlanabilir Denetleyicilerin beyni olan CPU ailesinin byk blmn

ilemcibellek (Processor Memory) birimi tekil etmektedir. Bu modl; mikroilemci, bellek ipleri, programlama cihazlar ile ilemci arabirimi iin gerekli iletiimdevrelerini, kapsamaktadr. Daha kk sistemlerde mikroilemci bellek ve iletiim bir

btn olarak tek bir modl ierisinde bulunabilir. Son dnemdeki PLCler temel lojikilemleri ok hzl yerine getirecek karar verme kapasitesine sahiptir. Ayrca ilemcidier fonksiyonlar da yerine getirir. rnein zamanlama, kyaslama, tutma ve drttemel matematik fonksiyon olan toplama, karma, arpma ve blme fonksiyonlarnyerine getirir. Bu ilave ilemci fonksiyonlar daha byk PLC sistemlerindekurulmutur.


25/52

3.3 BELLEK DZAYNI (MEMORY DESIGN)

Memory, denetleyicideki kontrol plan veya programn saklamak iin kullanlr.Memoryde saklanan bilgi, hangi girie gre hangi k iaretinin saklanaca ileilgilidir ve gerekli hafza miktarn programn yaps belirler. Memory bit olarakisimlendirilen zel bilgi paracklarn depolar. 1 Byte = 8 bit ve 1024 Byte = 1 Kbyteolup memory kapasitesinin miktar bu birimlerde ifade edilir. Bellek tipleri saklananbilginin kaybolup kaybolmamasna bal olarak 2 grupta incelenebilir.

I. Grup; Bellei besleyen g kaynann enerjisinin kesilmesiyle birlikte bilgininkaybolmas durumunda hafza silinmi demektir. II. Grupta ise enerji kesilmeklebirlikte saklanan bilgiler kaybedilmez. Ancak bu tip belleklerin ieriinin deitirilmesiiin zel bir sisteme gereksinim vardr.

a) I. Grup Bellekler

Ram (Random Access Memory) ve RIW (Read-Write) ad verilen rasgele eriimlibelleklerdir. Bu tip belleklerde enerjinin kesilmesi ile birlikte eldeki bilgi kaybolur.

Programlama esnasnda yazma ve okuma ilemlerinin yerine getirilmesinde kullanlr.PLC cihaz bnyesinde mevcut olan pil ile ram beslenerek program saklanabilir. Tabiiki batarya enerjisi bittii anda program silinecektir. RAM memory zellikle

programlarn test alma durumlarnda byk kolaylk salar.

b)II. Grup Bellekler

ROM (Read Only Memory) ad verilen salt okunur belleklerdir .Bu bellek tipisilinebilir ve programlanabilir olmasna gre alt gruplara ayrlr.

1) PROM (Programmable Read-Only Memory)

Programlanabilir salt okunur bellek (PROM); ROM (Read Only Memory) saltokunur bellein zel bir tipidir. PROM bellek balangta bulunan ve/veya ilave edilen

bilgilerin chip iine yazlmasna msaade eder. PROM iine yalnz bir defa bilgi

yazlabilir.

PROM un ana dezavantaj silinebilir ve programlanabilir olmamasdr. PROMda

programlama, eritme veya koparma mantna gre yapldndan, eriyebilir

balantlarn eritilmesi geri dn olmayan (bir defaya mahsus) bir ilemdir. Bu


26/52

sebeple PROMa bir program kodu yazlmadan nce tm hata kontrol ilemlerinin

bitirilmi olmas gerekmektedir.

2) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

EPROM olarak isimlendirilen, silinebilir, programlanabilir salt okunur bellek,

PLC cihazlarnda ska kullanlan bellek tipidir. Yazlm olan programlar (gerek deyim

ve gerekse Ladder diyagramlar) nce EPROM belleinde saklanr ve buradan (CPU)

merkezi ilem birimine gnderilir.

3) EAROM (Electrically Alterable Read-Only Memory)

Elektrikle deiebilir Salt okunur Bellekler Eprom bellee benzer fakat silmek iin

bir ultraviole k kayna gerekmez. EAROM chipi silerek temizlemek iin bir silici

voltaj uygun pine tatbik edilir. Bir defa silindikten sonra chip tekrar programlanabilir.

4) EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)

EEPROM hafza tipi ise Eprom hafzada olduu gibi enerjinin kesilmesi durumunda

bile eldeki bilgiler kaybolmaz. Yazma ve silme ilemlerinde zel aralar gerekmez.

PLCye monte edilen EEPROM veya EPROM hafzalar kaset iinde depolanm bulunan programa gre alacaktr. Buna gre ROM kaset deitirilerek istenilen

program altrlabilir.

Veri Tablosu; giri ve k durumlar, zamanlayc ve sayc deerleri ve veri

depolar gibi bilgileri ieren, program da tamak iin gerekli bilgileri depolar.

Tablonun ierii durum verisi ve saylar (ya da kodlar) olmak zere 2 gruba ayrlr. 0 ve

1 durumlar bit yerlerine kaydedilen bilginin ON/OFF durumudur. Veri Tablosu 3

blme ayrlr. Giri Grnt Tablosu ; Bu birim giri arabirim devrelerine irtibatlanandijital girilerin durumunu saklar. Giriin ON/OFF durumuna gre giriin bu birimdeki

deeri 0 veya 1 olarak saklanr.

k Grnt Bellei; Output arabirimine bal olan cihazlarn dijital olarak konumunu

kontrol eden bitlerin bir dizisidir. k birimlerinin lojik durumlar bu bellekte saklanr

ve bu lojik seviyeli bellekten alnarak k birimine transfer edilir.


27/52

3.4. PROGRAMLAMA CHAZLARI

Programlanabilir denetleyicilerin en nemli niteliklerinden birisi; kullanm kolay programlama elemanlarna sahip olmasdr. Programlama cihaz operatr ile

denetleyicinin devreleri arasnda iletiimi salar. Programlama cihaz ile PLC kontrol

program kullanc tarafndan cihaza gnderilir. Endstriyel CRT terminalleri genellikle

birok cihazla programlanabilir denetleyiciler iin kullanlr. Bu terminaller kendi

iinde gsterge birimi,klavye ve merkezi ilem birimi ile haberlemeyi salayacak olan

gerekli dzenekleri ierir. CRT (Ekran)nn sunduu avantaj programlarn ekranda

kolaylkla izlenmesini salamaktr.

Kk PLClerin programlanmasnda kullanlan ucuz,tanabilir ve kk,mini

programlayc cihazlarda bulunmaktadr. Bu tr programlama cihazlarnn ekran CRT

tp yerine LCD (liquid crystal display) ad verilen likid kristal ekrandr. Mini

programlayclar zerinde LCD ekran,program anahtarlama takm ve zel fonksiyon

tular beraberce bulunmaktadr.

CPUlar ayrca kumanda edilen sisteme gre PID fonksiyonlarn da

ileyebilir.Analog modller ve PID yardmc software ile balantl olarak sekiz PIDkontrol evrimine kadar ilem yaplabilir. CPUlarn program ilemesi daha ileridedetayl olarak ilenecektir.

3.5DJTAL GR/IKI BRMLER (Dijital I/O Modules)PLCnin giri bilgileri kontrol edilen ortamdan veya makinadan gelir. Gelen bu

bilgiler iimde PLC var yada yok eklinde deerlendirilmeye tabi tutulan sinyallersisteminin dijital girilerini oluturur. Dijital giriler PLC ye eitli saha lm

cihazlarndan gelir. Bu cihazlar farketmeleri gereken olay gerekletiinde PLCninilgili giri bitimini 0 sinyal seviyesinden 1 sinyal seviyesine karrlar. Bylecesistemin sahada olan hadiselerden haberdar olmasn salar. Dolaysyla sistem iindekifiziksel deiimleri PLCnin anlayabilecei 0-1 sinyallerine dntrrler. PLCningiriine gelen sinyaller basn alterlerinden ,snr alterlerinden , yaklamalterlerinden vaye herhangi bir rle,kontaktr yada otomatn yardmc kontandangelebilir. Sinyal PLC d binary sinyaldir ve giri modllerinde PLCnin i sinyalseviyesine indirirler. Tek bir giri modllerinde 8, 16 yada 32 bit dijital saha bilgisiokunabilir. Modller zerinde her girie ait bir LED bulunur ve gelen sinyalin seviyesi

buradan anlalabilir. PLCnin giri sinyallerini okuyabilmesi iin bu sinyallerin kartn


28/52

tipine gre ilgili aralkta olmas gerekmektedir. rnek olarak SIMATIC S5 115UPLCnin giri modllerinde 24V DC bir giri iin 0 sinyal seviyesi 30V ile +5V

arasndadr ayn giriin bir sinyal seviyesi iin olmas gereken gerilim seviyesi ise,+13V ile +30V aralnda olmaldr. Alternatif gerilimli giriler iin gerilim seviyesininyan sra gelen sinyalin frekansnda nem tamaktadr. Bu sinyallerin izin verilenfrekans aral 47Hz ile 63Hzdir. Baz giri modllerinde girilerin okunmas yine

baka bir giriin tetiklenmesi ile engellenebilir. Bu ekilde istenilen sinyaller iin PLCkr olarak altrlabilir. Yarca giri modlleri kesmeli alma (interrupt) modundaalabilir.

PLCnin sahadaki yada prosesdeki bir eye binary olarak mdahale edecei zaman

kullanld birimler dijital k birimleridir. Dijital k modlleri PLC i sinyalseviyeleri prosesin ihtiya duyduu binary sinyal seviyeleri eviren elemanlardr. Bumodller zerinden bir kn set edilmesi ile sahadaki yada kumanda panosu iimdekiherhangi bir eleman kumanda edilebilir. Bu eleman bir lamba, bir rle yada birkontaktr olabilir. Dijital k modlleri rle, triyak yada transistr kl olabilir.Sahaya yaplan kumandann hzl olmas gerektii durumlarda doru gerilimlealyorsa transistr, alternatif gerilimle ile alyorsa triyak kullanml yzden de kartzerine ekilecek max. k akmlarna dikkat etmek gerekir. SIMATIC S5-115Usistemlerinde kullanlan 24V k modllerinde max. k akm 0,5A olabilir.Alternatif akm klarnda ise k akm 2Ae kadar kabilir. Dijital k kartlar da,giri kartlar gibi 8, 16 yada 32 bit olabilir. Bu modllerde de her bite ait sinyaldurumunu gsteren bir LED bulunur. Ayrca kartn zelliine gre ksa devre dedektrde bulunabilir.

Sadece giri sinyalleri okutan ve sadece k sinyallerini gsteren kartlar yanndahem giri hem de k birimleri ieren kombine giri k kartlarda vardr. Bu kartlarsnrl sayda giri k iin yer tasarrufu salar.

3.6ANALOG GR/IKI BRMLER (Anolog I/O Modules)Kontrol edilen sistemdeki btn sinyallerin varlklarna yada yokluklarna gre

sorulan sinyaller beklenemez. rnek olarak bir scaklk yada basn deeri dijital olaraksorgulanabilir ancak bu deerin net bir ekilde belirlenmesi dijital giri modlleri ilemmkn olmaz. te burada devreye analog olarak yaplan kontrol devreye girer.Analog deer kullanmnda alt snr ve st snr deerlerin arasnda kalan blgeyekontrol yaplr. Bu kontrollerin yaplmas analog giri k kartlar ile mmknolmaktadr. Analog giri modlleri prosesten gelen analog deerleri dijital deerleredntrr. Yalnz ncelikle lm yaplan fiziksel bykln PLCnin anlayacadile evrilmesi gerekir. Bu ilemi gerekletiren cihazlara transmitter ad verilir.


29/52

Transmitterler problarndan ltkleri byl deerlendirerek 0-20mA, 4-20mA yada0-10V gibi belli aralkta ifade edilen sinyallere evirirler. Bu sinyaller de PLCnin

analog giri kartlar ile intern bus hatt zerinden CPUya okutulur. Bylece PLC belliaralklarda deien deerleri ileyebilir duruma gelir.

SIMATIC analog giri kartlarnda lm yapla aral belirleyen lm aralkmodlleri bulunur. Bu modln taklmas ile beraber analog kart zerindeki switchayar da yaplarak analog deer okuma iin gerekli artlar yerine getirilmi olur. Analogdeer kartlar mmkn olduu kadar grltye kar korumal retilirler. Btnmodller deer aral amn belirleyebilir ve kablo kopma durumunu ihbar edebilir.SIMATIC S5-115U kartlar 50mV, 500mV, Pt100, 1V, 5V, 10V, 20mA +4 -20mA

aralklarnda lm yapabilirler.

Analog k modlleri sisteme analog olarak mdahale edilmesi gereken durumlardakullanlr. Bu modllerle sahadaki bir eleman 0-10V, 0-20mA yada 4-20mA klar ileoransal olarak kontrol edilebilir. PLCnin analog klar ile bir actuator ynetilebilir.CPU tarafndan karar verilen k deerleri dijital formda analog k kartnnilemcisine iletilir. Bu deerler bir dijital-analog evirici ile analog voltaj deerlerineevrilir. Ayrca bir voltaj-akm evirici ile k akmlar oluturulur.

Bir programlanabilir lojik kontrolr CPUsunun performans o CPUnun analog

deer ilemesi ile orantldr.

3.7AKILLI GR/IKI MODLLLER (intelligent I/Q Modules)PLClerin normal lojik fonksiyonlar dnda birtakm zel fonksiyonlar da

bulunmaktadr. Bu fonksiyonlarla k gzetimli, dier bir deyile kapal evrim geribesleme kontrol uygulamalar gerekletirilebilir. Bu tip modller yksek hzda ve ok

ileri derecede hassas kontrol imkanlar salamak iin tasarlanmlardr.Akll giri-kkartlar kapal evrim kontrolnde, pozisyonlamada, sayma ve oranlamada ve analogdeer ilemede kullanlr .

Akll I/Q modllerin salad avantaj, bu modllerin zaman asndan kritikolan grevlerini tamamyla kendilerinin grmesidir. Birok durumda bu kontrollerikendi zerk ilemileri gerekletirirler. Bylece CPUnun kendi grevlerine konsantreolmas salanarak sistemin kontrol hz byk oranda arttrlm olur. Bu akll giri -k modlleri, saha ile birebir giri-k kanallar zerinden balantldrlar.


30/52


31/52

yaplabilmektedir. S5-135 ve S5-155 sistemlerinde kartlarn takld raflar dahazellikli olup PLC de kullanlan kartlarn beslemelerini salayan g kayna da

barndrmaktadr. Ayrca bu g kayna iinde soutucu fanlar bulunmaktadr.

4. PLC LER ARASI HABERLEME (BUS) SSTEM4.1 GR

Bir retim hatt birden fazla CPUnun kumanda ettii istasyonlardan oluuyorise bu istasyonlarn birbiri ile uyum iinde almalar gerekir. Uyumlu almann yoluistasyonlar kumanda eden CPUlarn birbirleri ile veri al verilerinin dzenlisalamas ile olur.

rnein; iki istasyondan meydana gelen bir sistemde, 1. istasyonda lme 2.

istasyonda lm sonucuna gre ayrma ilemi yaplacaktr. 1. istasyonda llenparann 2. istasyona gnderebilmesi iin 2. istasyonun hazr olduuna dair bilginin 1.istasyon tarafndan alnmas gerekir. 2.istasyon lme sonucu elde edilen ayrma

bilgileri (kaln, normal, ince) 1. istasyondan almal ve ona gre paray farkl bantlaragnderebilmelidir.

CPUlar arasnda iletilecek bilgi says kadar hat ekmek (paralel haberleme)gereksizdir ve ekonomik deildir. Bunun yerine gnderilecek bilgiler gnderici CPUtarafndan tek hat zerinden protokol erevesinde sra ile gnderilir. Alc CPU ayn

protokol ile gnderilen bilgileri alr, dzenler ve kullanr. (seri haberleme).Bu ve benzer haberleme sistemlerimde her zaman CPUlarn haberlemesi sz

konusu deildir. ou zaman merkezde bir CPU (master) ve bunun ilk farklistasyonlardaki giri k verilerinin merkeze iletilmesi amacyla kullanlan yardmc

birimlerde (slave) oluur. Bu yapya BUS sistemi denir. ekil-4.1de bu yap ayrntlolarak gzkmektedir. S5-155U ana PLC dir. Dier PLC lerden gelen bilgiler bu PLCde derlenir.

Burada yle bir soru akla gelebilir. PLC sistemlerinde ok sayda giri ksaysna ulaabilir. Dolaysyla her istasyonda bir CPU olacak ekilde ok sayda CPUmu? Yoksa tek CPU kullanlarak istasyonlar ile slavelerle haberleme mi kullanlmal?

Bu ncelikle sistemlerin bykl ve istasyonlarn birbiri ile olan bamll

ile ilgili bir durumdur. ncelikle farkl sistemleri tek CPU ile kumanda etmek demektir,sistemleri birbiri ile kilitlemek demektir. Yani, sistemlerden veya CPUlardan herhangibirinden oluan bir arza dier sistem veya CPUda almamasna neden olur. Ayrca

programn ok uzamas demek evrim sresinin yani giri ve klarn gncelletirilmesresinin ok uzamas demektir. Bu da programlanmada istenmeyen bir durumdur.Ancak her sistem iimde farkl bir CPU kullanmak demek sistemin maliyetinin artmasdemektir.

Gnmzde otomasyon alannda retim yapan bir ok firmann rettii bir BUSsistemi vardr. Bu sistemleri birbirinden ayran temel zellikler unlardr.


32/52

Veri ve kumanda hatlarnn birbiri ile nasl baland (topolojiekli:aa, yldz, dz hat, daire)

Maksimum iletim hatt uzunluu Veri iletim hz Hatasz veri transferi Balanabilecek maksimum giri k eleman says Piyasada bulunan saha elemanlarna (sensr ve alma elemanlar)

uyumlu olmas Saha elemanlarnn sistem alrken deitirilebilir olmas v.b.Bu blmde veri al verii salamak amacyla kullanlan BUS

sistemlerinden,

MPI AS-I PROFIBUS a sistemlerinin zerinde durulacaktr.

4.2 MPI HABERLEME SSTEM (Multipoint nterface)MPI haberleme sistemi zellikle CPUlar aras haberleme ilemlerinde ok

youn olarak kullanlr. Konfigrasyon ve kullanm olduka basittir. ki damarl(profibus) kablosu bir kablo ve MPI balant konnektr dnda bir donanma ihtiyaduymazlar.

Haberleme kablosu (profibus kablosu) MPI hattna, programlama cihazbalant kablosu (MPI kablosu) balanyormu gibi balanmaldr. Maksimum 32adet katlmc balanabilir ve iletim hatt uzunluu en fazla 50 metre olabilir, 50metrenin zerindeki mesafeler iin RS 485 ykseltici kullanmak gerekir. Her ykselticihat uzunluu 1000m kadar karabilir. Toplam 10 ykseltici kullanlabilir. letimhattnn balang ve biti noktalarndaki konnektrlere sonlama direnci konmaldr.(konnektr on konumuna alnmaldr)

4.3 AS-I HABERLEME SSTEM (Aktuator Sensor nterface)Giri sinyalleri ile k elemanlarnn birbiri ile balanarak bir ebeke

oluturduklar alt seviyeli bir haberleme sistemidir. Mevcut bir haberleme sisteminintamamlaycs olarak dnlebilirler.

zel yass bir kablo ve buna taklan bir balant eleman ile sisteminoluturulmas, devreye alnmas, sonradan eleman eklenip karlmas olduka basit biryapdadr. Sisteme eklenmesi dnlen giri veya k elamanlar kuplaj modlleri ileAS-I kablosuna eklenir (zel formdaki bir modl bastrlarak kablo izolasyonu delinerekkontak salanr)

Bir CPUnun AS-I ile haberleebilmesi iin AS-I master AS-I slavelerinkullanlmas gerekir. AS-I master, CPU montaj rayna taklan AS-I haberleme


33/52

ilemcisidir. (CP 342-2). Dier sinyal modlleri ile ayn zellikte kullanlr. CPU iledahili bus sistemi zerinden haberleir.

AS-I hattna balanan sensr veya alma elemanlarnn, master tarafndanyaplan bildirimleri anlamalar ve kendi verilerini mastera iletebilmeleri iin AS-Islaveler kullanlr. Slaveler AS-I kablosu zerine eklenen ve zel bir adresleme nitesiyardm ile 1 ile 31 arasnda adreslenen elemanlardr. Yeni alnan bir slave fabrikatarafndan adreslenmemise 0 adresine sahiptir. Slaveler sadece master tarafndankendilerine bildirilen emri alr ve kendi durumunu mastera bildirirler.

Her AS-I slavei giri veya k olarak kullanlabilir. Her slavee 4 bit transferiyapabilir. Bu durumda bir AS-I hattna maksimum 31 eleman taklabilir ve her eleman 4

bit transferi yapabildiine gre 4x31=124 ikili sinyal iletebilir. AS-I besleme gerilimi 30Vcc ve her bir slavee bal sensr alma eleman iin

de 100mAdir. AS-I hattndan hem besleme hem de veri aktarm yapldndan zel bir besleme nitesine ihtiya duyurulur. Maksimum hat uzunluu 100mdir. Daha uzunmesafeler iin kullanlmaldr.

4.4 PROFBUS HABERLEME SSTEM (Process Field Bus)Profibus haberleme sistemi Siemensinde iinde bulunduu bir ok PLC retici

firma tarafndan gelitirilen ve standart olarak kabul edilen bir a sistemidir.Farklamalar iin gelitirilen PROFIBUS sistemleri olmasna ramen biz sadece PROFIBUSDP (merkezi olmayan evresel birimlerin) zerinde duracaz.

PROFIBUS DP (dezentrale peripherie) otomasyon cihaz ile merkezi olmayancihazlar arsnda hzl bir ekilde ver al veriimi salayan bir haberleme sistemidir.zellikle PLCnin merkezde, evre birimlerinin (slave) alma sahasnda (iin yapldyerde) olduu durularda iletim hatlarnn oluturulmas ok kolay bir ekildegerekletirilmektedir.

Merkezdeki CPU (master) giri bilgilerini slavelerden okur, bunlar iler vek bilgilerini slavelerin klarna yazar.

Profibus teknik zellikleri Her bir bus blmne 32, toplam 126 katlmc balanabilir. evre birimleri (slaveler ve saha elemanlar (sensr, motor) alma

esnasnda taklp karlabilir. Bu dalm token- passing sisteminin master-slave sisteminin

ynetimine gre yaplr. Veri transferi iki damarl blendajl kablo veya optik iletkenler ile yaplr. Veri iletim mesafesi elektrik kablolar ile 12 km , optik kablolar ile 23.8

km kadar olabilir.

Modler deitirme ve cihazlarn deitirilebilmesi mmkndr.


34/52

PROFIBUS DP iki ekilde oluturulabilir;1. Mono master2. Multi master,

4.4.1Mono Master (DPM 1: DP- Master 1. Snf) SistemiTek merkezli kumanda eklidir. Merkezi kumanda birimi olarak PLC kullanlr

ve evresel birimler (slaveler PLCe balanrlar. Program belirlenen evrim dahilinde slavelerden bilgileri alr ve onlar deerlendirir.

ekil-4.2 Mono Master Sistemi

4.4.2 Multi Master (DPM : DPMaster 2. Snf) SistemiBu sistemde birden fazla master bulunur. Bu masterlar birbirinden bamsz

olarak, her biri bir master ve ona ait slavelerden meydana gelen alt sistemleri

olutururlar. Ana sisteme ait farkl grevleri yerine getiriler. lave grselletirme, arzatakip dzenei gibi.

Slavelere ait giri k grntleri btn masterlerden okunabilir. klara birey yazlmas isesadece ilikilendirilmi master tarafndan gerekletirilebilir. Masterler

birbirileri ile veri alverii yapabilirler. Multi master sisteminde evrim sresi oldukauzundur. Bu sistemler Token Passing (bayrak yar) sistemine gre alrlar, yanibayraa sahip olan gnderme hakkna sahip olur. Bu hak master den mastere bellizaman aralklarnda devredilir.


35/52

5. PLC PROGRAMLAMA

5.1 BLGSAYAR PROGRAMLARIYLA PLC PROGRAMLARININ FARKIBilgisayar programlar yaptklar ileri, srasyla ve birbiri ardnca test edebilen

belli mantk ilemlerine gre yerine getirirler. Fakat PLC ler iin durum biraz dahafarkldr. PLC program devaml bir cevrim halindedir. Btn komutlar srasyla iletilirve yine baa dnlr. PLC programnn tamam bilgisayar dillerinde dng ad verilenksmlar gibidir. PLC program yksek seviyeli programlama dillerinde While/Wendkomutlar arasnda yazlm program paralarna benzer ekilde altrlr. Fakat PLC

programnn ilem tarz itibariyle, biraz fark vardr. PLC de program ayn anda birkaolay gerekletirir. Dolaysyla birbirinden bamsz olaylarn ve dolaysylakomutlarn ayn anda iletilmesi, yani bir olay bitmeden dierine balanlmas gerekir.Bu i iin en ideal ileyi tarz, bir dng iine btn komutlar yazmak ve dngy de

btn olaylarn en iyi ekilde kontrol iin dngy mmkn olan en yksek hzdaaltrmaktr.

PLC lerde, bilgisayarlarda olduu gibi bir ilemi bitirip baka bir ilemegemek mantkl deildir. Mesela bir motora kapy kapamas iin klardan voltajveriyorsunuz. Bu ii bir bilgisayar program yazarak yapyorsanz, kapanma komutunuverirsiniz ve kap kapanana kadar dolaysyla ilem bitene kadar Program alt satragemez, yani bu srada baka hibir ilemi yapamazsnz. PLC sistemlerinde ise ilemintamamlanmas nemli deildir, program batan sona saniyede binlerce kez iletilir.Programda komutlar, yaplmas gerekiyorsa, yani nlerindeki mantksal ilemin sonucu

izin veriyorsa iletilir. Bylelikle ayn anda birbirinden bamsz olarak hem A kapsalyor hem de B vanas kapatlyor ve bu srada yazcya bilgi yollanyor olabilir.

5.2 PROGRAMLAMA AISINDAN PLC NN BLGSAYARA GREAVANTAJLARI

Bir makinann, bir fabrikann yada her hangi bir prosesin gerekletirilmesisrasnda ayn anda bir ok olay meydana gelir ve bunlarn bir sra halinde olmasgerekmez. Dolaysyla normal bilgisayar programlaryla bu gibi bir prosesi kontroledemezsiniz. Fakat bir PLC iin ayn anda gerekleen bir ok olay kumanda etmek hisorun deildir.

Bu arada srf kumanda ilemlerine ynelik bir ok komutu da fazladan ihtivaetmesi sebebiyle, PLC ile bu tip programlar yazmak ve altrmak kolaydr.

CPU yu programlayabilmek iin LAD (merdiven diyagram) ve STL (programlistesi) gibi eitli diller kullanlabilir.


36/52

5.3 STANDART PROGRAMLAMA

SIMATIC CPUlarn programlanmasnda STEP5 adl programlama paketi kullanlr.Bu paket basit mantk kurma fonksiyonlardan, kullanc program tarafndanarlabilecek kompleks sistem fonksiyonlarnakadar birok zellii ierir. STEP5 ile

programlama yaplrken, programlayc, mesleki kkenine gre sunulan imkanlardanbirini seerek kendine en uygun programlama ortamn yaratabilir. SIMATIC program,merdiven mant (Ladder Diagram LAD), lojik kap mant (Control SystemFlowchart CSF) veya komut listesi (Statement List STL) olarak hazrlanabilir. Bugsterimler DIN 19239 standardna gre hzrlanmtr. Rle mantna aina olanlarLadder Diagram ile, mantksal kap ilemlerine aina olanlar Control System Flowchart

ile program yazlabilir.

program gsterimi arasndaki farklar zellikle binary operasyonlarda gzearpmaktadr. Yazlan program ok zel komutlar iermedii srece bir gsterimdendierine kolaylkla dntrlebilir. Ayrca bu programlama imkanlar iinde kapasitefarkll vardr. Szgelimi LAD ile gerekletirilemeyen baz fonksiyonlar CSF ile,CSF ile gerekletirilemeyen baz fonksiyonlar da STL ile gerekletirilebilir. STEP5programlama dilinde lojik operasyona tabi tutulacak sinyaller adreslenirken ncelikleadresin yer ald byte yazlr. Byte ve bit numaras nokta ile ayrlr. rnek olarak 19.

byte iinde ilk bit kastediliyor ise bu adres 19.0 olarak yazlmaldr. Bu adresin giri

mi yoksa k m olduu ise bu adresin nne yazlan harf ile belirtilir. Yazlmakistenen adres k ise, ngilizce versiyonda Q19.0 olarak yazlr.Misal olarak birgiriin olup dierinin olmad (10.0 var, 10.1 yoksa, k 20.0 verilsin) bir VEfonksiyonu gerekletirilmek isteniyorolsun. Bu fonksiyonu yerine getiren program 3ayr gsterimde u ekilde gsterilir;

5.3.1 LOJK KAPI GSTERM (CSF)Yazlan programn CSF ile

gsteriminde kullanc programnkutucuklar olarak grmektedir. Birlojik kilitleme en az bir kilitleme

kutucuu ve bir sonukutucuundan olumaktadr. Herkilitleme bal bana bir birimdir ve

STEP5 yazlmnda segment olarak tabir edilen bir birimi kapsar. Yaplacak olanlojik ilemin yerine getirilmesi gereken artlar, kilitleme kutucuunun sol tarafnda yeralrlar. Burada operasyona giren sinyal var olmasna gre sorgulanacak ise dz bir izgi


37/52

ile, var olmamasna gre sorgulanacak ise, dz izgi ve bir ember ile gsterilir.Kutucuklarn sa tarafnda yaplan lojik ilemin sonucu yer alr ve bu sonu =

iaretiyle gsterilir. Teorik olarak bir ok ve ya da veya kaps yazlabilir. Bununsnr kullanc hafzas ile ilgilidir. Bu program modunda yaplan lojik kilitlemeler hersegment iin sadece bir sonuca balanabilmektedir. CSF modunda STEP5 komutlarnntamam gsterilmemektedir. Bu fonksiyonlarn gsterilebilmesi iin STL modunageilmelidir. Eer program grafik olarak gsterilemeyen komutlar ieriyorsa, ekranagetirilmesinde ilgili segment otomatik olarak STL modunda gsterilir.

5.3.2KONTAK PLAN GSTERM (LAD)

Program LAD modundayazlacak yada izlenecek ise, binarykilitlemeler kontak sembollerinin ard

arda yada alt alta sralanmas eklindeyaplr. Operasyona tabi tutulacaksinyaller keli parantezler olarakresmedilirler. Sinyal lojik 1 seviyesine

gre sorulacak ise keli parantez ierisi bo halde, lojik 0 seviyesine gre sorulacak isekeli parantez ierisine / ekli ile gsterilir. Sorgulama sonucu, bir akm yolu hattgibi resmedilen lojik kilitlemenin sa tarafna eklenen parantez ile gsterilen bobindir.Kilitlenme artlar salandnda bu bobinin enerjilendii dnlebilir. Kontaklarnormalde ak ve normalde kapal kontak olarak kilitleme artlar meydana getirilebilir.Grafik olarak gsterilemeyen komutlar CSF de olduu gibi otomatik olarak STLegeilerek ekrana getirilir.

5.3.2 KOMUT LSTESNN GSTERM (STL)Bir dier programlama cinsi olan STL modunda,

yerine getirilmesi istenen lojik fonksiyonun artlar vesonular ve komut listesi (mnemonic) olarak

hazrlanmaktadr. Mnemonic komutlar iki ksmdan oluur.Birinci ksm operasyon ksmdr ve prosesrn bu komutlane yapmas gerektiini belirler. kinci ksm ise operand

ksmdr. Bu ksmda da operasyon ksmnda ki ilemin hangi sinyale uygulanacabelirlenir. Mnemonic komutlar prosesr tarafndan ekranda grld haliyle yukardanaaya doru ilerlemekte ve her lojik art sras geldiinde sorgulanmaktadr. Buprogramlama / izleme modunda meydana getirilen her sonucun tek tek segmentlere

yerletirilmesine gerek yoktur. Bir segment iinde birden fazla lojik ilemgerekletirilebilir.Bu modda lojik 0 sorgulamas yaplacaksa komutun arkasna N not

harfi eklenir


38/52

5.4 PROGRAMLAMA

Genel olarak, bir kumanda devresi tasarm iin temel lojik ilem komutlaryeterlidir ve bu komutlara zamanlayc komutlar da eklendiinde btn kontaklkumanda devreleri gerekletirilebilir.

Herhangi bir kontakl kumanda devresi bir lojik fonksiyon ile ifade edilebilir.Biz burada temel PLC komutlarn greceiz:

5.4.1 VE (AND) LEMBu rnekte yaplan i, I 0.0 olarak adlandrlan giriten gelen sinyalin deeri ile I 0.1

giriinden gelen sinyalin deerinin mantksalVE ileminden geirilmesidir. Ayrca normalde ak

kontak iin seri balant komutudur.Bu diyagramn STL karl ise:

LD I 0.0 //I0.0 Giriini okuA I 0.1 //ve bu sonucu I0.1 girii ile A(nd) yani VE ilemine tabi

tut

= Q0.0 //And ileminin sonucuna gre Q0.0 kn 1 yap

5.4.2 VEYA (OR) LEMBu rnekte I0.0 girii ile I0.1 giriinin mantksal OR ileminden

geirilmesidir. Normalde ak kontaklar iinparalel balant komutudur.

Bu diyagramn STL karl;LD I 0.0 //I0.0 Giriini okuO I 0.1 //bu sonucu I0.1 giriiyle O(r) yani VEYA ilemine tabi

tut

= Q0.0 //Or ileminin sonucuna gre Q0.0 kn 1 yap


39/52

5.4.3 VE DEL (AND NOT) LEMNormalde kapal kontaklar iin paralel balant komutudur.

Bu LAD diyagramn STL karl;

LD I 0.0 //I 0.0 Giriini okuAN I 0.1 //I 0.0 ile I 0.1i Ve Deil ilemine tabi tut= Q0.0 //Ve Deilileminin sonucuna gre Q0.0 kn 1 yap

5.4.4 VEYA DEL (OR NOT) LEMNormalde kapal kontaklar iin paralel balant komutu.

Bu diyagramn STL karl;

LD I 0.0 //I 0.0 giriini okuOR I 0.1 //I 0.0 girii ile I0.1 giriini Veya Deil ilemine tabi tut= Q0.0 //Veya Deil ileminin sonucuna gre Q0.0 kn 1 yap

5.5 PROGRAMLAMADA DKKAT EDLECEK HUSUSLAR1. PLC kumanda devresinde sinyal ak soldan saa dorudur.2. Elemanlarn hibirisinin datm hattna direkt olarak balant yaplamaz.

Eer gerekli olursa programda kullanlmayan yardmc rlelerin normaldekapal kontaklar zerinden balant yaplabilir.

3. Herhangi bir rle bobininden sonra kontak balants yaplamaz. Eer gerekliise bu kontan rle bobininden nceye alnmas gerekir.

4. ki veya daha fazla rle bobini paralel balanabilir.5. Kontak ve bobin numaralar PLCye ait kullanma klavuzundan

renilmelidir.


40/52

6. SWEDISH MEKANZMALI ROBOTUN PLC LE KONTROL6.1 ROBOTUN SIMATIC S7-200 MICRO PLC DLNDEK PROGRAMI

a) Ladder Diyagram;


41/52

b)STL Diyagram;


42/52

c)FBD Diyagram;


43/52

6.2SSTEMN TANITIMIAada resimleri verilen swedish mekamizmal robotun alma prensibi u

ekilde olacaktr. Hareket drt tekerlee balanan drt ayr motorla bir birindenbamsz moment alarak almaktadr. Salanmas istenilen ynlerde motor tahrikynleri aadaki gibidir.

a-) leri - Geri Hareket:

b-) Saa - Sola Hareket:

c-) Etrafnda Dnme Hareketi:

V

f

fr V2

V3

V

f

V2 V3

V4

V1

fh

f

V2

V1

V3

V4

V

f

V1 V4


44/52

6.3SSTEMN KNEMATK ANALZ:

Aktif Tekerlek Hz;

Vwheel = Vw= R.w.cos

w =

= 450 (swedish) = 00 (X eksenine gre)

Robot hz vektr;

Vr = [ Vx, Vy, ]T

Aktif robot hznn robot hz vektrleri cinsinden gsterilii;

Vwx = -Vx.cos( )

Vwy = -Vy.sin( )

Ww = [ L0cos()]

Vw = Vwx + Vwy + Vw


45/52

R.w.cos = -Vx.cos( ) + Vy.sin( ) + L0cos()

= 450, = 00 ve L0 = 2 iin;

R.w2

2= -Vx.

2

2+ Vy.

2

2+ .2.

2

2

R.w = -Vx + Vy + 2

Tekerlek hzlar ile robot hz arasndaki iliki ;

4

3

2

1

V

V

V

V

=

0

0

0

0

)sin()cos(

)sin()cos(

)sin()cos(

)sin()cos(

L

L

L

L

x

y

x

VV

V1, V2 ,V3 ,V4 tekerlek hzlardr.

V1 = -Vx.cos( ) + Vy.sin( ) + [ L0cos()]

V2 = -Vx.cos( ) - Vy.sin( ) + [ L0cos()]

V3 = Vx.cos( ) - Vy.sin( ) + [ L0cos()]

V4 = Vx.cos( ) - Vy.sin( ) + [ L0cos()]

J =

444

333

222

111

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

Vy

V

Vx

V

V

Vy

V

Vx

V

yx

yx

=

0

0

0

0

)4

sin()4

cos(

)4

sin(4

cos(

)4

sin(4

cos(

)4

sin()4

cos(

L

L

L

L


46/52

Vw: tekerlek h< vektr;

Vw = [ V1 V2 V3 V4 ]T

Vr: Robot hz vektr;

Vr = [ Vx Vy ]T

Vw=

J

-1.Vr

Vr = [ 2 0 0 ]T

olsun. Robot hz X ynnde 2 m/s hzda olsun;

4

3

2

1

V

V

V

V

=

2

2

2

2

2

22

2

2

2

22

2

2

2

22

2

2

2

x

0

0

2

=

414.1

414.1

414.1

414.1


47/52

6.4 SSTEMN RESMLERLE TANITIMI

ekil 6.1 Robotun stten model grnm


48/52

ekil 6.2 Robotun bir tekerlek gvdesinin llendirilmesi

ekil 6.5 Tekerleklerin nden ve stten grn

R5

R27


49/52

ekil 6.3 Swedish hareketini salayan silindirlerin gsterimi

450

450


50/52

ekil 6.5


51/52

Robotun rnek resimleri;


52/52

KAYNAKLAR

i. Programlanabilir Denetleyiciler, Boazii niversitesi Mh. Fak.Do. Dr. M. Okay Kaynak

ii. TSX17 Serisi Proglanlanabilir Otomasyon Cihazlar(Telecanique Tantm Katalou)

iii. PL7-2 Dilinde Proramlanabilir Denetleyici(TelecaniqueTele TEM Yayn)

Kocaeli niversitesi PLC Dersi Notlar

PLC - Programlanabilir_Lojik_Kontrol[1]

Documents