Elektrik Elektronik Teknolojisi Alan Temrinleri

 
Hogeldiniz Ziyareti. Ltfen giri yapn veya kayt olun.

Kullanc adnz, ifrenizi ve aktif kalma sresini giriniz

Endüstriyel Kontrol Sistemleri / Programlanabilir lojik denetleyiciler

Temrin No: 3

PROGRAMLANABÝLÝR LOJÝK DENETLEYÝCÝLER

PLC nedir?
Programlanabilir Lojik Kontrolörler (PLC) (Programmnable Logic Controller) otomasyon devrelerinde yardýmcý röleler, zaman röleleri, sayýcýlar gibi kumanda elemanlarýnýn yerine kullanýlan mikroiþlemci temelli cihazlardýr. Dersimizde yapacaðýmýz uygulamalar FATEK firmasýnýn ürettiði FBS14A model plc ile gerçekleþtirilecek.  Çeþitli firmalarýn ürettikleri PLC’ler yapýsý ve programlama mantýðý olarak birbirlerine çok yakýn özellikler gösterir. Birbirlerine karþý deðiþik üstünlükleri vardýr. Program komutlarý birbirinden deðiþiktir.

PLC ile Röle Sistemleri Arasýndaki Farklar nelerdir?

1.      Kontrol devresini yapmak, röleli bir devrenin tasarýmýndan daha kolaydýr.

2.      PLC ile bütün kontrol iþlevleri yazýlýmla gerçekleþtiðinden, farklý uygulama ve çalýþma programlarýný saðlamak son derece kolaydýr ve donanýmýn deðiþtirilmesine gerek kalmaksýzýn yazýlýmýn deðiþtirilmesi yeterlidir.

3.      Röleli kontrol devrelerine göre çok daha az yer kaplarlar.

4.      Küçük kontrol devrelerinde röleli kontrol sistemi daha ucuz olur.

5.      Güvenilirliði yüksek, bakýmý kolaydýr. Devrelerde arýza aramayý kolaylaþtýrýr.

6.      PLCli sistemlerin bilgisayarla haberleþme olanaðý vardýr.

7.      PLCnin arýza yapma ihtimali azdýr. Bir PLC için arýzalar arasý ortalama süre yaklaþýk olarak 8000 saattir.

8.      Kötü çevre koþullarýnda, özellikle tozlu ortamlarda, röleli kumanda devrelerine göre daha güvenlidir.

PLC ile kontrol sistemi oluþturulurken yapýlan iþlem basamaklarý nelerdir?

1.Kontrol probleminin ifade edilmesiyle sorun kaðýda dökülür.

2.Sorunun çözümü için gerekli kumanda devresi klasik röleli yöntemle tasarlanýr.

3.Tasarlanan sistemin çalýþýrlýðýnýn kontrolü yapýlýr.

4. Sisteme ait ladder programý pc ya da programlama cihazý ile hazýrlanýr.

5. Hazýrlanan ladder programý PLCye aktarýlýr.

6. PLCye ilgili giriþ ve çýkýþ elemanlarý baðlanarak sistem çalýþýr hale getirilir.

Kullaným Alanlarýna Örnekler

1.Havalandýrma ve soðutma tesislerinde

2.Paketleme ve ambalajlama tesislerinde

3.Taþýma tesislerinde

4.Otomobil endüstrisi

5.Petrol dolum ve yýkama tesislerinde

6.Çimento sanayinde

7.Klima ve asansör tesislerinde

8.Aydýnlatma ve vinç tesislerinde

9.Ýmalat, tarým, tekstil ve her türlü makinelerde

10.Elektro pnomatik–hidrolik sistemlerde

11.Robot tekniðinde kullanýlmaktadýr

PLC Yapýsý ve Çalýþma Prensibi:

Merkezi iþlem birimi

CPU, PLC  sisteminin beyni olup içerisinde çok çeþitli lojik kapý devreleri mevcuttur.CPU bir mikro iþlemci tabanlý sistem olup kontrol röleleri, sayýcý, zamanlayýcý gibi fonksiyonlarý yerine getirir. CPU, çok çeþitli sensör devrelerinden gelen giriþ bilgilerini okuyarak hafýzada depolanmýþ kullanýcý programýný uygular, uygun çýkýþ komutlarýný  kontrol devrelerine gönderir. Ýþlemci ve giriþ çýkýþ modülleri tarafýndan kullanýlan düþük seviyeli voltaj için bir DC güç kaynaðý gereklidir. Bu güç kaynaðý CPU bünyesinde olabileceði gibi PLC sistemi bünyesinde baðýmsýz fakat sisteme baðlý olarak bulunabilir.  FATEK FBS14A model PLCde güç kaynaðý PLC bünyesinde bulunmaktadýr.

Giriþ cihazlarý örneðin push-buton  (dokunulduðunda ON, býrakýldýðýnda OFF), sýnýr anahtarlarý , sensörler giriþ modüle üzerindeki terminallerle irtibatlanýr.  Çýkýþ cihazlarý örneðin küçük motorlar, selonoid  valflar ve gösterge ýþýklarý çýkýþ modülü üzerindeki terminallerle irtibatlanýr.  Ýstenen program, programlama cihazý veya bilgisayar ile iþlemcinin belleðine yüklenir.

Hafýza (Bellek Elemanlarý)

Hafýza mikro denetleyicideki kontrol programýný saklamaya yarar. Hafýzada saklanan bilgi giriþlerine göre çýkýþlarýn hangi iþaretleri saðlayacaðý ile ilgilidir. Hafýza, bit olarak isimlendirilen bilgi parçacýklarýný saklar ve çok tipleri olmasýna raðmen bunlarý, kaybolduðu veya bilginin kaybolmadýðý hafýza olarak iki kategoride inceleyebiliriz. Bilginin kaybolduðu hafýza tipinde besleme gerilimi kesildiðinde hafýza silinir. Kaybolmayan tipte ise bilgilerin varlýðý kaynak gerilimine baðlý deðildir. Bilginin enerji kesilmesiyle yok olan hafýzalar RAM (Random Access Memory ) dediðimiz rastgele eriþimli hafýzalardýr. Bilginin kaybolmadýðý hafýza tipleri ise ROM (Read Only Memory) olan salt okunur hafýzalardýr.  PLC‟lerde kullanýlan hafýza tipi genellikle EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory )olarak adlandýrýlan silinebilir, programlanabilir, salt okunabilir hafýzalar kullanýlmaktadýr. PLC‟ler ilerde anlatýlacak olan Ladder Diyagramý veya deyim listesine göre programlanýrlar. Bu programlar EPROM hafýzaya kaydedilerek saklanýr ve bu hafýzadan merkezi iþlem birimine gönderilir.

Programlama Makinesi

Kullanýmý kolay programlama elemanlarý programlanabilir denetleyicilerin en önemli özelliklerinden biridir. Programlama cihazý kullanýcý ile denetleyici arasýndaki haberleþmeyi saðlar. Programlama aygýtý, PLC denetleme programýnýn kullanýcý tarafýndan cihaza gönderilmesini saðlar. Bu terminaller kendi içerisinde gösterge ünitesi, klavye ve merkezi iþlem birimi ile haberleþmeyi saðlayacak gerekli elektronik düzenekleri içerir. CRT (ekran) gösterimin avantajý programlarýn ekranda izlenerek kolay yorumlanmasýný saðlamaktýr.

Küçük PLC‟leri programlamak için mini programlayýcýlar ucuz ve taþýnabilirdir. Gösterge genelde LCD‟dir ve klavye nümerik tuþlarla beraber programlama komutlarýný ve özel fonksiyon tuþlarýný içerir. Böylece programlama yapýlýrken klavye üzerindeki hazýr fonksiyon tuþlarý kullanýlmaktadýr. Program yükleyiciler hazýrlanan programlarý kaydetmek veya program komutlarýný iþlemciyle yüklemek için kullanýlýr. Yükleyicilerin iki tipi vardýr. Bunlar manyetik kaset veya diskler ya da elektronik hafýza modülleridir. Kaset veya disk kaydediciler kullanýcý programýný kaydetmek için manyetik diskler ya da kasetleri kullanýlýr. Programýn diske ya da kasete kaydedilmesi programýn istenildiði zaman kullanýlmasýný saðlar. Elektronik hafýza modülleri daha küçük programlarý saklamayý ve tekrar cihaza yüklemeyi saðlar. Genellikle bu bellek modülü programýn yazýlýp okunmasý için kullanýlan bir EEPROM‟dur.

Güç Katý

PLC içerisindeki elektronik devrelerin çalýþmasý için gerekli olan gerilimi istenilen seviyede temin eder. Þebeke gerilimi 220 VAC veya 24 VDC olan tipleri mevcuttur. Bazý CPU‟larda dahili bir güç kaynaðý bulunmakta olup bu kaynak CPU‟nun kendisinin, geniþleme modüllerinin 5 VDC ve 24 VDC ve kullanýcýnýn 24 VDC gereksinimini karþýlamaktadýr. Her CPU üzerinde 24 VDC algýlayýcý besleme çýkýĢý yer almakta olup bu kaynak lokal giriĢler veya geniĢleme modüllerinin röle bobinlerini beslemek için kullanýlabilir. Eðer güç gereksinimi CPU‟nun saðlayabileceðinden fazla ise, harici bir 24 VDC güç kaynaðý kullanýlmalýdýr.

 Uyarý: Harici 24 V DA güç kaynaðý,24 VDC algýlayýcý güç kaynaðýnýn paralel baðlanmasý iki kaynaðýn gerilim seviyeleri arasýnda uyumsuzluk olmasý sonucuna yol açabilir. Bu durum sonucunda iki güç kaynaðýndan biri veya her ikisi de anýnda arýzalanabilir veya ömürleri kýsalabilir ve PLC‟nin davranýĢý bozulabilir.

Giriþ/Çýkýþ Bölümü

Ýþlemciyi (CPU) PLC beyni olarak kabul edersek, girii/çýkýþ (I/O) (Input / Output) birimini de PLC nin DUYU ORGANLARI kabul edebiliriz. Girii modülü kontrol edilen makinelerden, iþlemciden veya dýþarýdan bir anahtardan ya da algýlayýcýden aldýðý sinyali kabul ederek kullanýlmasýný saðlar. Çýkýþ modülleri denetleyicinin, çýkýþtaki makinenin ya da iþlemin kontrolü için 5 VDC, 12 VDC veya 220 VAC lik çýkýĢ sinyalleri saðlarlar. Bu çýkýþ sinyalleri, optik izolatörler veya güç elektroniði elemanlarý kullanýlarak yüksek akýmlarýn kontrolü saðlanýr.

 

Uyum Devresi

PLC otomasyonunda yazýlan program kadar önemli bir husus da giriþ iþaret bilgilerinin kusursuz olmalarýdýr. Otomasyon biriminin herhangi bir bölgesinde PLC‟ye ulaþan +24V giriĢ sinyalleri, giriþ bölümünde opto-kuplör denilen optik baðlaçlar ile yalýtýlarak +5V‟a çevrilir. Çünkü CPU‟daki iþlemcinin çalýþma gerilimi +5V‟tur.

 

 

Bir ýþýk gönderici ve ýþýk alýcýdan oluĢan ortak devreye optik aktarýcý denir. Iþýk gönderici olarak bir kýzýl ötesi (IR) sahada çalýþan veya görülebilir ýþýk veren LED‟ler, ýþýk algýlama için ise foto diyot, foto transistör kullanýlmaktadýr. Iþýk algýlayýcý, ýþýk göndericinin gönderdiði ýþýðý alýr ve böylece giriþ ile çýkýþ arasýnda optik bir aktarma gerçekleþmiþ olur. Giriþ akýmýndaki deðiþiklikler gönderilen ýþýk þiddetinin deðiþmesine, algýlanan ýþýðýn deðiþmesine ve böylece çýkýþ akýmýnýn deðiþmesine neden olur. Opto-kuplör düzeneði ile sistemlerin birbirleri ile hiçbir iletken baðlantýsý olmaksýzýn, optik olarak (10Mhz‟ e kadar hýzlýlýkla) sinyal aktarýlmasý sayesinde hassas ve pahalý olan sistem, güç ünitesinde olabilecek arýza ve tehlikelerden korunmuþ olur.

Dýþ ortamdan PLC giriþ ünitesine sinyal uygulanmamýþsa IR diyotu ýþýk vermez. Bu durumda foto transistör ýþýk alamadýðýndan yalýtkandýr. T1 transistörü ise 47K‟lýk direnç üzerinden pozitif beyz polarmasý alacaðýndan iletkendir. Bu durumda schmith trigger çýkýþý sýfýrdýr. PLC giriĢ ünitesine +24V‟luk giriĢ sinyali uygulandýðýnda, IR diyotunun ýþýk vermesini saðlar. Bu durumda foto transistör ýþýk alarak iletken olur. Bu durum T1transistörünü yalýtkan yapar. Böylece schmit trigger çýkýþý pozitif olur. Bu Ģekilde +24V‟luk PLC giriĢ sinyalleri +5V‟luk sinyallere dönüþtürülmüþ olur. Ayrýca PLCler aþaðýdaki gibi farklý giriþ ve çýkýþ gerilimlerine sahip olabilir.

 

Analog Giriþ/Çýkýþ Birimi

Ġlk PLC‟ler yalnýz ON/OFF kontrolü isteyen cihazlarý baðlamaya izin veren ayrýk ( I/O) giriþ / çýkýþ ara birimleri ile sýnýrlandýrýlmýþtýr. Bu nedenle PLC‟ler çoðu proses uygulamalarýnýn kýsmen kontrolünü yapabiliyordu. Günümüzde kontrol iþlemlerinin çoðunu pratik olarak saðlayan analog arabirimleri ve ayrýk giriþ / çýkýþ ara birimleri içeren PLC‟ler mevcuttur. Analog giriþ modülleri analog giriþlerden alýnan analog akým ve gerilim sinyallerini kabul eder. Bu giriþler bir analog sayýsal konverter sayesinde sayýsal sinyale çevrilir. Sayýsal çevrilmiþ analog sinyal binary olarak iĢlemci tarafýndan kullanýlabilmek için düzenlenir. Analog giriþe genellikle sýcaklýk, ýþýk, hýz, basýnç, nem algýlayýcýlarý gibi algýlayýcýlar baðlanýr. Analog çýkýþ modülü orantýlý olarak analogtan sayýsal çevrilmiþ sinyal, kontrol için bir analog sinyale verilir. Sayýsal veri analog formu elde etmek için bir sayýsal -analog konvertörden geçirilerek analog çýkýĢ cihazlarý olan küçük motorlar, valfler ve analog ölçü aletleri gibi elemanlara verilir.

Geniþleme Birimleri

Giriþ ve çýkýþ sayýsý kumanda problemini çözecek miktarda deðilse PLC sistemine ek birtakým modüller baðlanarak cihazýn kapasitesi geniþletilir. Bu durumda PLC‟ye giriþ ve çýkýþ üniteleri eklenmiĢ olur. Geniþletilecek giriþ ve çýkýĢ sayýlarý PLC„lerin marka ve modellerine göre deðiþir. Hangi firmanýn PLC‟sine geniþletme ünitesi eklenecekse o firmaný ürettiði geniþletme modülleri kullanýlmalýdýr.

Kartlarýn Takýldýðý Raflar (rack’s)

PLC sisteminde giriþ/çýkýþ birimleri CPU ile ayný yapý içinde veya CPU‟dan uzakta yerleĢtirilebilir. Buradaki slotlara fiĢ ya da konnektör direkt olarak baðlanýr. I/O (giriþ / çýkýþ) modülü monte edilebilen raflardan (rack) oluþmuþtur. Bunlar isteðe göre PLC‟ler üzerinde sökülüp takýlabilir. Bu raflar üzerine güç kaynaðý, CPU, sayýsal giriþ/çýkýþ modülleri, analog giriþ/çýkýþ modülleri, modüller arasý haberleþme ara birimleri takýlýr.

 

PLC Seçiminde Dikkat Edilecek Hususlar

Giriþ/Çýkýþ Sayýsý

Kontrol sisteminde çalýþmayý yönlendiren giriþ cihazlarý ile kontrol edilen komponent sayýsý bellidir. Bu cihazlarýn PLC ile baðlanabilmesi için kontrolörde yeteri kadar giriĢ ve çýkýĢ baðlantý hattý olmalýdýr. Ayrýca çalýĢmanýn dýĢarýdan takip edilmesine yarayan aygýtlarýn (örnek:sinyal lambalarý, alarm cihazlarý) baðlantýsý ise sisteme özgü, özel gereksinimlere yanýt verebilecek durumda olmalýdýr.

Giriþ/Çýkýþ Tipleri

GiriĢ/çýkýĢ cihazlarý ile kontrolör arasýnda elektriksel uyum olmalýdýr. Eðer büyük güçlü anahtarlar bulunuyorsa deðme noktalarýnda oluĢacak temas dirençlerinin ve titreþimlerinin çalýþmayý olumsuz etkilemesi önlenmelidir. Giriþ cihazý elektriksel bir sinyal gönderiyorsa, ister AA ister DA çalýþma olsun, gerekli dönüþtürücüler ile birlikte uyum içinde olmalýdýr. Çýkýþ tipleri, çýkýþ cihazlarýna ve onlarýn çalýþtýðý enerji kaynaklarýna göre deðiþmektedir. Bazý cihazlar röleli çýkýþlar ile kontrol edilirken bazýlarýnýn da triyak veya transistör çýkýþlarý ile kontrol edilmesi gerekir.

Programlama Ýmkanlarý

Kontrolörün programlama dili ne kadar sade ve anlaþýlýr olursa, kullanýmý teknik elemanlar tarafýndan o kadar kolay olur. Yazýlabilecek maksimum komut sayýsý programlama esnekliðini artýrýr. Komut sayýsý miktarý RAM bellek kapasitelerine tekabül etmektedir. Bununla birlikte programlanabilir kontrolör programlarý, genellikle 1000 komuttan daha az, ortalama 500 adým veya daha kýsadýr. Çoðu sisteme iliþkin problemlerin çözümünde bazý fonksiyonel özel rölelere ihtiyaç duyulur. Timer (zamanlayýcý) ve counter (sayýcý) gibi rölelerin çokluðu her zaman tercih sebebidir. PLC 'nin yapýsýnda bulunan ana mikroiþlemcinin geliþmiþliði programlama imkanlarý ile paraleldir. Bunda iþlemcinin bit sayýsý, adres ve data hattý sayýsý, hýzý, vs. gibi özellikleri etkili olmaktadýr.

Çalýþma Hýzý

Hýz, bir kontrol sisteminden beklenen en önemli özelliklerden biridir. PLC için çalýþma hýzý, algýlanan deðiþimlerin yorumlanarak tepki verilmesi arasýnda geçen süre ile ifade edilir, fakat burada asýl ayýrt edici nitelik tarama zamanýdýr; çünkü diðer süreler aþaðý yukarý birbiriyle aynýdýr. Tarama hýzýnýn azalmasý çalýþma hýzýnýn artmasýna sebep olur.

Sistem Geniþlemesi ve Ýletiþim

Eklenebilir modüllerle giriþ/çýkýþ sayýsýnýn artýrýlmasý ve sistemin geniþletilmesi sürekli bir avantajdýr. Öte yandan PLC'ler arasýndaki iletiþim imkaný tercih edilen yönlerden biridir. PLC 'ler arasýnda haberleþmeyi ve bilgi iþlem cihazlarý ile beraber çalýþarak tek bir merkezden yönetimi mümkün kýlar. Bu amaçla kullanýlan RS 232 konnektörleri PLC üzerinde tüm kontrollerin yapýlabilmesini saðlar. Kullanýlan modelin ve bu modeldeki program özelliklerinin yeni modellerle entegrasyon imkanlarý da göz önünde bulundurulmalýdýr.
Çevre Birimleri

Aþaðýda görülen her bir ilave birim kontrolörün iþlevselliðini arttýrmaktadýr.

Ayrýlabilir programlama konsolu

Grafik programlayýcý

Printer ara birimleri

EPROM (PROM) programlayýcý okuyucu

Manyetik teyp bandý

Disket üniteleri

Printer ara birimleri

Hangi imalatçý

Otomasyoncular, bir veya iki imalatçýnýn PLC'si ile çalýþma eðilimindedirler. Buna ürün benzerlik ve bütünlüðü sebep gösterilir. Müþteriye en iyi bir veya iki PLC 'yi teklif ederler.

PLC seçiminde aĢaðýdaki sorulara da dikkat etmek gerekir.

Kullanýcý tasarým iĢinde bir yardýmcý bulabilir mi?

Ýmalatçýnýn pazar payý nedir?

Ýmalatçý kullanýcý ihtiyaçlarýný karþýlayabilmek için PLC üzerinde eðitim verebilir mi?

Bütün yardýmcý el kitaplarý mevcut mu?

Ayný ya da farklý imalatçýda diðer PLC modellerinin sistemle uyumluluðu nedir?

Kullanýlan programlama yöntemi, uygulama için kontrol planý taslaðýna uygun mu?

Ýhtiyaç anýnda kýsa sürede teknik destek verebiliyor mu?

Garanti kapsamý dýþýnda standart en az 10 yýl yedek parça ve servis garantisi var mý?

Maliyet

PLC'ler arasýnda oldukça deðiþik fiyat farklarý bulunmaktadýr. Ýþletme ekonomisinde PLC ' ler için ayrýlan bütçe maliyeti karþýlayabilmelidir.

 

 

 

 

 

 

Aþaðýdaki sorularý cevaplayýnýz.

1. Aþaðýdakilerden hangi ifade PLC en iyi þekilde tanýmlar?

A) Mikrodenetleyici  B) Elektronik cihaz  C) Bilgisayar  D) Elektrikli cihaz  E) Hiçbiri

 

 

2. Aþaðýdakilerden hangisi PLC‟nin en önemli kullaným alanlarýndan biridir?

A) Haberleþme  B) Görüntü iletiþimi  C) Otomasyon iþlemleri  D) Otomobillerde  E) Hiçbiri

 

3. Aþaðýdakilerden hangisi PLC‟nin ana birimlerinden biridir?

A) Buton  B) Þalter  C) CPU  D) Kontaktör  E) Röle

 

4. PLC ile röle sistemleri karþýlaþtýrýlýrsa, PLC‟nin üstünlüðü aþaðýdakilerden hangisi deðildir?

A) Kontrol devresini tasarlamak, röleli bir devrenin tasarýmýndan daha kolaydýr.

B) Bütün kontrol iþlevleri yazýlýmla gerçekleþtiðinden, farklý uygulama ve çalýþma programlarýný saðlamak son derece kolaydýr, yazýlýmýn deðiþtirilmesi yeterlidir.

C) Röleli kontrol devrelerine göre çok daha yer kaplarlar.

D) Güvenilirliði yüksek, bakýmý kolaydýr. Devrelerde arýza aramayý kolaylaþtýrýr.

E) PLC kötü çevre koþullarýnda, röleli kumanda devrelerine göre daha güvensizdir.

 

5. Aþaðýdakilerden hangisi PLC‟lerin avantajlarýdýr?

A) Ýþlem hýzý yüksektir.

B) Ýletiþim kabiliyeti vardýr

C) Maliyet düþüktür.

D) Ortam dayanýklýlýðý vardýr.

E) Hepsi

 

6. Aþaðýdakilerden hangisi hafýza elemanýdýr?

A) Akýl  B) Zihin  C) Elektronik cihaz  D) Eprom  E) Elektrikli alet

 

7. Aþaðýdakilerden hangisi PLC‟nin giriþ ve çýkýþ ünitelerine baðlanmaz?

A) Buton B) Anahtar  C) Algýlayýcý D) Röle E)Trafo

 

8. AĢaðýdaki Ģýklardan hangisi için geniĢleme birimlerine gerek vardýr?

A) Maliyeti artýrmak için

B) Röle baðlantýsý yapmak için

C) Daha fazla giriĢ çýkýĢ ihtiyacý olduðunda

D) Algýlayýcýleri baðlamak için

E) Hiçbiri

 

9. Aþaðýdaki þýklardan hangisi PLC seçiminde dikkat edilmez?

A) Giriþ çýkýĢ sayýsýna

B) Giriþ çýkýþ tiplerine (sayýsal / analog)

C) Programlama imkanlarýna

D) Çalýþma hýzýna

E) Renklerine

 

 

 

 

 

DEÐERLENDÝRME

Adý soyadý

Teknoloji

Ölçüm

Süre

Tertip Düzen

Ýþ güvenliði

Toplam

 

70

--

10

10

10

100

 

 

 

 

 

 

Temrini indirmek için buraya týklayýnýz.