T.C. MLL ETM BAKANLII

MEGEP(MESLEK ETM VE RETM SSTEMNN GLENDRLMES PROJES)

ELEKTRK ELEKTRONK TEKNOLOJS

PLC LE ANALOG LEMLER

ANKARA 2006

Milli Eitim Bakanl tarafndan gelitirilen modller; Talim ve Terbiye Kurulu Bakanlnn 02.06.2006 tarih ve 269 sayl Karar ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda kademeli olarak yaygnlatrlan 42 alan ve 192 dala ait ereve retim programlarnda amalanan mesleki yeterlikleri kazandrmaya ynelik gelitirilmi retim materyalleridir (Ders Notlardr). Modller, bireylere mesleki yeterlik kazandrmak ve bireysel renmeye rehberlik etmek amacyla renme materyali olarak hazrlanm, denenmek ve gelitirilmek zere Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda uygulanmaya balanmtr. Modller teknolojik gelimelere paralel olarak, amalanan yeterlii kazandrmak koulu ile eitim retim srasnda gelitirilebilir ve yaplmas nerilen deiiklikler Bakanlkta ilgili birime bildirilir. rgn ve yaygn eitim kurumlar, iletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modllere internet zerinden ulalabilirler. Baslm modller, eitim kurumlarnda rencilere cretsiz olarak datlr. Modller hibir ekilde ticari amala kullanlamaz ve cret karlnda satlamaz.

NDEKLERAIKLAMALAR ....................................................................................................................ii GR ....................................................................................................................................... 1 RENME FAALYET-1 ..................................................................................................... 3 1. PLCNN LAVE MODL BALANTISI......................................................................... 3 1.1. Analog Modln Tanm ve Yaps .............................................................................. 3 1.1.1. Analog Giri Modlleri.......................................................................................... 5 1.1.2. Analog k Modl ............................................................................................ 6 1.1.3. EM 231 Termokupl Modl.................................................................................. 8 1.1.4. EM 231 RTD Modl............................................................................................ 8 1.2. Analog Veri Kullanm Teknikleri ................................................................................. 9 1.2.1. Analog Sinyal Giri Alanlar ................................................................................. 9 1.2.2. Analog k Modl .......................................................................................... 11 1.3. Analog Modl zellikleri ........................................................................................... 14 1.3.1. S7-200 Genileme Modlleri............................................................................... 15 1.3.2. Analog Modl Giri zellikleri........................................................................... 15 1.3.3. Analog Girilerin Filtrelenmesi ........................................................................... 20 1.4. Analog Modllerin PLC ve evre Elemanlar ile Balants...................................... 20 1.4.1. S7-200 CPUYA PC/PPI Kablosu Balama........................................................ 22 1.4.2. Birden Fazla PLC'nin Bir Bilgisayara Balanmas.............................................. 25 UYGULAMA FAALYET .............................................................................................. 26 LME VE DEERLENDRME .................................................................................... 27 RENME FAALYET2 .................................................................................................. 28 2. ANALOG LEMLER....................................................................................................... 28 2.1. Analog Veri................................................................................................................. 28 2.2. Dijital (Saysal) Veri ................................................................................................... 29 2.3. Analog Dijital Dntrme Hesaplar......................................................................... 30 2.3.1. 12 Bitlik Bir Analog Modln Hesaplamalar..................................................... 30 2.3.2. 8 Bitlik Bir Analog Modln Hesaplamalar....................................................... 31 2.4. Dijital Analog Dntrme Hesaplar......................................................................... 32 2.4.1. 12 Bitlik Analog Modller................................................................................... 32 2.4.2. Analog Saysal Dntrcler ........................................................................... 34 2.5. Analog Giri/k Modl ve Balant zellikleri ................................................... 45 2.5.1. Giri Kalibrasyon Ayarlar .................................................................................. 47 2.5.2. EM 231 Analog Modl Ayar............................................................................ 48 2.5.3. EM 231 Analog Modl Ayar ve Kalibrasyon Elemanlar Durumu ................... 49 2.5.4. G Gereksinimleri.............................................................................................. 50 2.5.5. Cihaz Monte Ederken Dikkat Edilecek Hususlar ............................................... 50 2.5.6. EM 231 RTD Modl Balantlar...................................................................... 51 2.5.7. EM 231 Termokupl Modl................................................................................ 54 UYGULAMA FAALYET .............................................................................................. 57 LME VE DEERLENDRME .................................................................................... 77 MODL DEERLENDRME .............................................................................................. 79 CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 82 NERLEN KAYNAKLAR.................................................................................................. 84 KAYNAKA ......................................................................................................................... 85 i

AIKLAMALAR AIKLAMALARKOD ALAN DAL/MESLEK MODLN ADI MODLN TANIMI SRE N KOUL YETERLK 523 EO 0163 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Otomasyon Sistemleri PLC ile Analog lemler PLC ile Analog ilemler yapmakla ilgili temel bilgi ve becerilerin kazandrld renme materyalidir. 40/32 PLC ile Elektrohidrolik Sistemler modln tamamlam olmak. PLCye eklenen ilave analog modllerin balantlarn yaparak programn yazp altrmak. Genel Ama Gerekli laboratuvar ortam salandnda istenen sistem iin gerekli PLC ve analog modl seecek, analog ilem iin program hatasz yaparak sistemi altrabileceksiniz. Amalar Sistem iin gerekli PLC ve ilave modl balantlar iin gerekli ara ve gere malzemelerini seecek ve hatasz yapabileceksiniz. Analog verinin niteliine gre PLC programn yaparak sistemi kurup hatasz olarak altrabileceksiniz. Gerekli laboratuar ortam, bilgisayarlar, PLC program, PLC, analog modller (giri-k), RTD modl, termokupl modl, s (pt 100), seviye, basn dntrcleri DC motor ve srcs aralar donanmlar. Modln ierisinde yer alan her faaliyet sonrasnda, o faaliyetle ilgili deerlendirme sorular ile kendi kendinizi deerlendireceksiniz. retmen, modl sonunda size lme arac (uygulama, test, soru-cevap, doru yanl vb.) uygulayarak modl uygulamalar ile kazandnz bilgi ve becerileri lerek deerlendirecektir.

MODLN AMACI

ETM RETM ORTAMLARI VE DONANIMLARI

LME VE DEERLENDRME

ii

GR GRSevgili renci, Bu modl sonunda edineceiniz bilgi ve beceriler ile otomasyon alannda kendinizi daha emin ve gl hissedeceksiniz. Teknoloji ve bilimin hzla ilerledii bu zamanda elektronik ve bilgisayar sistemlerindeki gelimelere paralel olarak elektrik otomasyon sistemleri de kendini yenilemitir. Klasik kumanda dediimiz rleli kumanda sistemi, karmak otomasyon sistemlerinin kontrolnde yetersiz kalmaktadr. te bu anda devreye PLC teknolojisi girmitir. PLC teknolojisinde proje zm kolay ve daha hzldr. Ayrca kumanda panosunu ortadan kaldrarak malzeme hacim younluunu gidermitir. amzda retim zellikle tekstil, gda otomotiv sanayisinde el demeden yaplmaktadr. Buralarda makine kontrolnde PLC cihazlar kullanlmaktadr. PLC sistemleri elektrii, elektronii kapsamasnn yannda mekanik, pnmatik hidrolik sistemlerinin kontroln de kapsar. Endstride birok firmann rettii PLClere rastlamak mmkndr. Temelde btn PLC mantklar birbirinin ayndr. Bu kitapkta lkemizde geni kullanm alan bulunan S7200 serisi PLCler anlatlmtr. Endstri sanayinde analog veriler ve bunlarn kullanm teknikleri ok nemli yer kaplamaktadr. Is, seviye, k, devir kontrol, basn gibi analog veriler oka karmza kmaktadr. Bu kitapmzda bu analog verilerin PLC ile nasl ilendiini ve kullanldn bulacaksnz.

1

2

RENME FAALYET1 RENME FAALYET-1AMAGerekli laboratuar ortam salandnda analog modl tanyarak yapsn anlayacak, PLC ve evre elemanlarna balant yapabileceksiniz.

ARATIRMABu faaliyet ncesinde yapmanz gereken ncelikli aratrmalar unlardr. Analog modl nedir, niin kullanlr? Aratrnz. Analog modl eitlerini reniniz. Analog modl ile CPU arasndaki balant nasl bir yapya sahiptir? Aratrnz. Analog modln evre elemanlarna balantlarn aratrnz. Aratrma ilemlerini ncelikle n bilgi alnmas asndan internet ortam kullanlmas gerekir. Daha sonra PLC malzemeleri satan firmalar gezerek bilgi almanz sizin ufkunuzu aacaktr. Ayrca PLC kullanan firmalar aratrmak iin teknik gezi yapmanz gerekir.

1. PLCNN LAVE MODL BALANTISI1.1. Analog Modln Tanm ve YapsPLC, yap olarak ana ksmdan oluur. Bunlar; giri birimi, merkezi ilem birimi (CPU) ve k birimidir. Analog modl, analog giri ve analog k olmak zere iki blmden meydana gelir. Aadaki resimde rnek bir analog modl grn verilmitir.

Resim1.1:EM 231 analog modl

3

Aada S7-200 PLC, CPU(222) grn verilmitir.

Resim 1.2: S7-200 CPU (222) grn

Alglayclardan gelen veriler giri birimi tarafndan okunarak ilem giri imge kt denilen alana kopyalanr. Yazlm program komutlarna gre sonular deiik bellek alanlarna yazar. Eer sonularmz fiziksel klarla ilgiliyse ilem k imge kt denilen alana yazlr. En son olarak da k imge ktnde saklanan sonular fiziksel klara aktarlr. Ksaca PLC alma mant budur. Bu alma sistemi aadaki blok diyagramnda gsterilmitir.Alglayclar Giri birimi Merkezi ilem birimi k birimi Ykler

Programlama Cihazlar ekil 1.1: PLC cihaznn birimleri

4

Analog modl, analog giri ve analog k olmak zere iki blmden meydana gelir.

1.1.1. Analog Giri ModlleriAnalog deerler, direk PLC tarafndan okunamaz. PLC cihaz, yalnzca mantk sinyallerini (0ve 1 yani, yok,var) alglayabilmektedir. te dorusal sinyallerin PLC tarafndan alglanabilmesi iin giri deeriyle orantl olarak PLCye bir saysal deer atayan analog giri modlne ihtiya vardr. PLCmizin giri blmne uygulanan sinyaller saysal(dijital) veya analog olabilir. Analog sinyaller iin PLCye analog giri modl ilave edilmesi gerekmektedir. Analog girilere balanan basn, seviye, k, scaklk, nem gibi alglayclardan gelen dorusal deerleri alarak analog/saysal evirici(ADC) araclyla saysal bilgiye evirir. Bu birimde evirim seviyeleri dorusal sinyal ile orantl olarak 12 bit binary eklinde gsterilir. Ayrca analog deerleri 16 bitlik saysal deerlere evirir. Bir analog modl iersinde CPUdan (merkezi ilem birimi) ayr olarak bir kontrol sistemi vardr. Bu sistem kanal seiminin ve giri verilerinin tampon bellee yazln kontrol eder. Ayrca kendine has bir tarama zaman vardr. Bylece bellee yazma zamanlar ile CPU tarafndan bellekten veri okuma zamanlarnn akmalar nlenmitir. PLCmizin giri blmne uygulanan sinyaller saysal(dijital) veya analog olabilir.

Resim 1.3: EM235 analog modl giri

5

EM235 analog modl giri blok diyagram aada verilmitir.

ekil 1.2: EM235 analog modl giri blok diyagram

Yukarda 4 girili bir analog giri modl yap emasnda grld gibi oklayc vastasyla birden fazla veri giriine uygun olarak yaplrlar. oklayc devrede filtre ve snrlama devreleride kullanlr. Bu filtre devreleri, dalgalanmalar ve elektrik sinyal grltsn engeller. Ayrca belli bir seviyede olmayan sinyallerin analog saysal evirici devresine girmesini nler. Yine analog giri modl ile PLCmizin CPUsu arasndaki elektriksel izolasyon optokuplr devresi ile salanmaktadr. Analog saysal evirici kalibrasyon ayar analog giri modl ierisinde retilen referans gerilimini ayar potansiyemetresini (offset adjust) evirerek ayarlayabiliriz.

1.1.2. Analog k ModlMerkezi ilem biriminden ald saysal verileri saysal analog evirici (DAC) vastasyla gerilim ve akmla orantl olarak evirerek, herhangi bir makineyi dorusal olarak kontrol eder. Devir says ayar yaplacak motorlar, valfler, analog l aletleri, frekans konvertr gibi ilemlerde kullanlabilir. Aadaki emalarda bir analog k devre yaps grlmektedir. Aada analog k blok emas verilmitir.

6

Resim.1.4: EM232 analog k modl

ekil 1.3: EM 235 analog modl k blok diyagram

Bu blok emada bir saysal analog evirici ayrca klar akm veya gerilime dntrme devreleri vardr. Analog girite olduu gibi analog kta da okuma ve yazmann ve ayn anda olmamas iin zel nlemler alnmtr. Kullandmz analog modl, ekilde grld gibi kta -10 . +10 volt ve 020mA akm aralarnda analog akm veya gerilim retmektedir. Analog k modl yap devrelerinde opamplar ve transistorl ykselteler kullanlmtr. 7

Analog modllerden ayr olarak PLC ile s lm iin RTD ve termokupl modlleri gelitirilmitir.

1.1.3. EM 231 Termokupl ModlBu modl piyasada bulunan J,K,E,N,S,T ve R termokupl tiplerinin PLCye irtibat iin uygun ve izole bir ara yzeyi salamaktadr. Bu modl -80.+80 mV sinyallerin CPUya girebilmesini salar. 1.1.3.1. Termokupl Nedir? Termokupllar, farkl iki metalin birbirine balanmasyla meydana gelir. Bu yzden slift de denir. Termokupllarda, balant noktas scaklyla orantl olarak bir gerilim retir. Bu gerilim yle dktr ki bir mikrovolt birka dereceyi gsterir. Ksaca termokupl yoluyla scaklk lmenin temeli; gerilimi okumak, ek balantlardan kaynaklanacak hatay gidermek ve sonucu dorusallatrmaktr.

1.1.4. EM 231 RTD ModlRTD (Resistance Temperature Device), scakla bal olarak diren deeri deien alglayclara verilen genel isimdir. Piyasada en ok kullanlan Pt 100dr. Ayrca RDT modl, ayr diren aralnn llmesini salar. Bu olana sayesinde de potansiyemetrelerin direkt olarak balanmasn salar. Ancak bal olan her iki sensr de (RTD) ayn tip zelliklere sahip olmaldr. Aada RTD modl ile sensr aras balant ekilleri verilmitir.

ekil 1.4: RTD modl ile sensr aras balant ekilleri

RL1 = a+ klemensinden RTDye kadar olanki direntir. RL2 = a- klemensinden RTDye kadar olanki direntir. RL1 + RL2 = hata Eer RL1 = RL2 ise 8

hata

dktr.

1.2. Analog Veri Kullanm TeknikleriAnalog giri modlne, alglayclar tarafndan dntrlerek akm ve gerilimler gnderilir. Bunlardan basn dntrcs ise lt basnc gerilim veya akm cinsinden analog modlmze gnderir. Termokupl gibi bir s dntrcs ise zerine den scaklkla orantl olarak gerilim retir. rettikleri akm veya gerilimin maksimum ve minimum aralklar vardr. te bu aralklara analog giri sinyal alanlar denir. imdi bu giri alanlarn inceleyelim.

1.2.1. Analog Sinyal Giri AlanlarS7-200 PLClerin EM 231 Analog giri modl ve EM 235 Analog giri/k modl giri sinyal alanlar deerleri ve grafikleri aada verilmitir. EM 231: 0-5 V, 0-20 mA, 0-10 V, 2.5 V, 5 V EM 235: 0-50 mV, 0-100 mV,0-500 mV, 0-1 V, 0-5 V, 0-10 V,0-20Ma(tek kutupluunipolar) 25 mV, 50 mV, 100 mV, 250 mV, 500 mV, 1 V, 2.5 V, 5 V, 10 V(ift kutuplu-bipolar). rnek olarak birka tanesinin grafik deerleri karlmtr. 1.2.1.1. 0dan 5 volta Kadar (Tam Skala Giri Aral) Bu blm 0dan 5 volta kadar olan gerilim deerleri, heksadesimal (16lk say sistemi) olarak 0000den 7FFF(0-32767 desimal znrlk deeri) kadar olan deerlere karlk gelir.

Grafik 1.1: 0dan 5 volta

1.2.1.2. 0dan 20 mAe Kadar (Tam Skala Giri Aral) 0dan 20 mAa arasna kadar olan akm deerleri, heksadesimal (16lk say sistemi) olarak 0000den 7FFF (0-32767 desimal znrlk deeri) kadar olan deerlere karlk gelir. 9

Grafik 1.2: 0-20 mA aras

1.2.1.3. 0dan 10 Va Kadar (Tam Skala Giri Aral) Bu blm 0dan 10 volta kadar olan gerilim deerleri, heksadesimal (16lk say sistemi) olarak 0000den7FFF (0-32767 desimal znrlk deeri) kadar olan deerlere karlk gelir.

Grafik 1.3: 0-10 V aras

1.2.1.3. -10V dan +10 Va Kadar (Tam Skala Giri Aral) Bu blm -10dan 10 volta kadar olan gerilim deerleri, heksadesimal (16lk say sistemi) olarak F448den 0BB8(-32768-32767 desimal znrlk deeri) kadar olan deerlere karlk gelir. 10

Grafik 1.4:-10V - +10 V aras

1.2.2. Analog k ModlMerkezi ilem biriminden ald saysal verileri saysal analog evirici (DAC) vastasyla gerilim ve akmla orantl olarak evirerek herhangi bir makineyi dorusal olarak kontrol eder. Devir says ayar yaplacak motorlar, valfler, analog l aletleri, frekans konvertr gibi ilemlerde kullanlabilir. 1.2.2.1. -10V dan +10 Va Kadar (Tam Skala Giri Aral) Heksadesimal (16lk say sistemi) olarak -32768den 7FFF(-32768-32767) desimal znrlk deeri) kodlanm ikili deerler, -10 - +10 volta kadar olan gerilim deerlerine karlk gelir.

Grafik 1.5: -10 - + 10 V aras

11

1.2.2.2. 0dan 10 Va Kadar (Tam Skala Giri Aral) Heksadesimal (16lk say sistemi) olarak 0000den 7FFF(0-32767) desimal znrlk deeri) kodlanm ikili deerler, 0dan 10 volta kadar olan gerilim deerlerine karlk gelir. 10 V

0V

0000(0)

7FFF (32767)

Grafik 1.6: 0 - 10 V aras

1.2.2.3. 0dan 5 Va Kadar (Tam Skala Giri Aral) Heksadesimal (16lk say sistemi) olarak 0000den 7FFF(0-32767 desimal znrlk deeri) kodlanm ikili deerler, 0dan 5 volta kadar olan gerilim deerlerine karlk gelir.

Grafik1.7: 0 - 10 V aras

12

1.2.2.4. 0dan 20mAe Kadar (Tam Skala Giri Aral) Heksadesimal (16lk say sistemi ) olarak 0000den 7FFF(0-32767 desimal znrlk deeri) kodlanm ikili deerler, 0 20 mAe kadar olan akmlara karlk gelir.

Grafik 1.8: 0 - 10 V aras

1.2.2.5. LM 235 Is Alglayc rnei LM 235 bulunduu ortamdaki syla doru orantl olarak gerilim reten yar iletkenden yaplm bir s alglaycsdr. Her 10 Clik s artnda yaklak 10 mV gerilim vermektedir. zellikle -400 C ile +1250 Clik scaklklarn kullanlmasnda olduka elverilidir. nce LM 235 s alglaycsnn, kullanld ortamdaki s eerine gre verdii gerilimi hesaplayalm. -400 C 00 C +1250 C 40 X 10 = - 400 Mv = - 0.4 V 0 X 10 = 0 Mv 125 X 10 = 1250 mV = 1.25 V

Eer kullandmz analog modlmzn 2.5...................... +2.5 V tam skala gerilimimiz varsa ayarmz oraya getiririz. Hesabmz 16 bit zerinden yaparsak, 16. bit iaret biti olacandan 216 = 65535 deerinde bir veri alan olur. Bu alann yars (+32768) +0 V - 2.5 deeri iin dier kalan yars da (-32768) 0+2.5 Vluk deer iin kullanlmak durumundadr. Biz aadaki rneklemelerimizde yuvarlak olarak 32000 alacaz.

13

-2.5 V.....................................0 V................................+1.25 V......................................+2,5 V

-32000 saysal karlklar ise:

0

16000

+32000

2,5 V iin 32000 ise 1,25 V iin X X=32000 X 1,25 / 2,5 = 16000 2500 mV iin 32000 ise -250 mV iin X X=32000 X -250 / 2500 = -3200 2500 mV iin 32000 ise 500 mV iin X X=32000 X 500 / 2500 = 6400 250 mV..............................0 V.....................................+500 mV...........................+1250 mV

-3200

0

+6400

+32000

PLC programlamasnda saysal olarak bulunan bu deerlerin girilmesi gerekmektedir.

1.3. Analog Modl zelliklerincelikle analog modllerde kullanlan teknik terimlerin anlamlarn renelim. Hassasiyet: Belli bir lm noktas iin olmas gereken deerden sapmadr. znrlk: kta deiime neden olan en kk giri deiimidir.

14

Analog modllerin giri ve k saylar olduka nemlidir. Bir analog modlde hem anolog giri hem de analog k kombinasyon eklinde olabilecei gibi, sadece analog giri veya sadece analog k eklinde olanlar da mevcuttur. Analog genileme modlleri her zaman 2 kanaln (4 baytn) katlar cinsinden yer kaplarlar. Fiziksel olarak bu boyuta sahip olmasalar bile yine de bu alan kullanmaya devam ederler. rnein, 4 girilik ve 4 klk kombinasyon modl 8 baytlk giri ve 4 baytlk k alan igal eder.

1.3.1. S7-200 Genileme ModlleriUygulama gereksinimlerini karlamak zere, S7-200 ailesi pek ok deiik genileme modlleri ierir. Bu genileme modllerini S7-200 CPUnun ilevlerini arttrmak iin kullanabilirsiniz Aadaki tabloda genileme modllerinin bir listesi bulunmaktadr. Genilem Modlleri Dijital modller Giri k Kombinasyon Analog modller Giri k Kombinayon Akll modller Dier modller Tip 8 x DC Giri 8 x AC Giri 8 x DC k 8 x AC k 8 x Rle 4-8-16 x DC Giri/4-8-16 x DC k4 x Analog Giri 4 x Termokupl Giri 2xRTD Giri

2 x Analog k 4 x Analog Giri / 1 Analog k Pozisyonlama Modem PROFIBUS-DP AS-nterfaceTablo 1.1: Genileme modlleri

1.3.2. Analog Modl Giri zellikleri1.3.2.1. Analog Giri Blm Kullanlan deikenler EM 231 analog giri(4 giri), EM 235 analog giri ve k (kombinasyon-4 giri/1 k) rnek alnarak yazlmtr. Analog veri giri says: Ka adet analog alglayc balanabileceini belirtir. 4 Analog girili analog modl gibi. EM 231 ve EM 235de 4er adet analog giri bulunmaktadr. Veri word biimi(Data word format): 12 bitlik bir veri CPUnun analog giri wordne aadaki adres bit tablosunda gsterildii gibi yazlr. Analog saysal eviricinin 12 bitlik okuma deeri, wordn sol tarafndan balanarak yazlr. 16. bit n iaret bitidir.

15

215

214

213

212

211

210

29

28

27

26

25

24

23 0

22

21 0

20 0

12 Bitlik tek ynl veri(tek kutuplu-unipolar) 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

rnek:

12 bit 0.....5V Tek ynl giri sinyal aral. 0.....10V Tek ynl giri sinyal aral gibi.

Tek ynl veri kullanmnda, en sada bulunan 3 adet sfr, analog saysal evricideki her bir artn, word deerdeki 8 arta denk gelmesine sebep olur. 215 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

12 Bitlik ift ynl veri(ift kutuplu-Bipolar) 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

ift ynl veri kullanmnda, en sada bulunan 4 adet sfr, analog saysal evricideki her bir artn, word deerdeki 16 arta denk gelmesine sebep olur. rnek: 5V ift ynl giri sinyal aral. 10V ift ynl giri sinyal aral gibi. ift ynl tam skala aral: -32768............+32767 Tek ynl tam skala aral: 0.............32767 DC giri empedans :10MOhm gerilim girii vardr

:250 ohm akm k vardrGiri filtreleme :-3 db, 3.1 khzdedir. Maksimum giri gerilimi :30 V DC Maksimum giri akm :32 mA znrlk :12 bit veya 8 bit analog saysal evrici kulanlabilir. Giri sinyal alanlar :Analog alglayclarn (basn, sv seviye, s gibi) zelliklerine gre rettikleri gerilim veya akm deer aralklardr. Piyasada kullanlan analog giri modlleri u gerilim ve akm deerliklerini kullanrlar. Giri aralklar: Gerilim tek ynl: 0-5V, 0-10V, 0-1V,0-500mV, 0-100mV, 0-50mV Gerilim ift ynl: 5V, 10V, 1V, 500mV, 250mV, 100mV, 50mV, 25mV. Akm :0-20mA 16

Giri znrl : znrlk hesaplama yntemleri ayrca analog veri kullanm teknikleri blmnde anlatlmt. Aadaki tablolarda analog giri aralklarna gre znrlk deerlikleri verilmitir. TEK YNL (UNIPOLAR) Tam skala (Full scale) znrlk (Resolution) 12.5 V 25 V 125 V 250 V 1.25 mV 2.5 mV 2.5 A FT YNL (BIPOLAR) Tam skala (Full scale) 25mV 50 mV 100 mV 250 mV 500 V 1V 2.5 V 5V 10 V znrlk (Resolution) 12.5 V 25 V 50 V 125 V 250 mV 500 mV 1.25 mV 2.5 mV 5 mVTablo 1.2: znrlk deerlikler

0...50 mV 0...100 mV 0...500 mV 0...1 V 0...5 V 0...10 V 0...20mA

Analog saysal evirme sresi: Bizim zelliklerini tanttmz EM 231 ve EM 235 analog modlleri 12 bitliktir. Bu modller, bir analog deere karlk gelen saysal deere 149 mikrosaniye iersinde evirebilirler. Analog giri, yazdmz program ilgili noktaya her eritiinde evirilir. Bu yzden dntrme srelerine analog girie eriim iin kullanlan komutun ilem sresi eklenmelidir. 24 Volt DC besleme gerilim aral: Analog modln almas iin gerekli besleme gerilim araldr. 20.4.,28.8 volt arasndaki gerilimlerde alabilmektedir. 1.3.2.2. Analog k Blm Kullanlan deikenler EM 232 analog k(2 k), EM 235 analog giri ve k (kombinasyon-4 giri/1 k) rnek alnarak yazlmtr. 17

Analog veri k says: D ortamda kullanlan analog l aletleri, frekans eviriciler vafler, devir says ayar yapan motorlar gibi ka adet cihazn kumanda edileceini gsterir. 2 Analog kl analog modl gibi. k sinyal alanlar: Bu sinyaller CPU ilemcisinden ald saysal verileri, gerilim veya akmla orantl olarak evirebilecei deer aralklarn ifade eder. Piyasada kullanlan analog k modlleri u gerilim ve akm deerliklerini kullanrlar. Gerilim: 1-5 VDC, 0-10 VDC, -10-10 VDC vb. EM 232 ve EM235 de ise analog gerilim k sinyal aral 10Vtur. Akm: 0-20 mA, 4-20 mA gibi deerlerle standartlatrlmlardr. EM 232 ve EM235 de ise analog akm k sinyal aral 0-20 mAdir.

znrlk: Analog giri modlnde olduu gibi ayn deerlere sahiptir. EM 232 ve EM235 de gerilim znrl 12 bit, analog akm znrl ise 11 bit olarak kullanlmaktadr.Saysal / Analog eviri sistemi: Saysal deerleri analog deerlere evirirken kulland say sistemlerini gsterir. Genelde tm analog k modlleri 16 bit binary(ikili) yani 4 dijit heksadecimal (16lk) say sistemlerini kullanrlar. eviri zaman: Saysal deerleri analog deerlere evirirken harcad sreyi belirtir. zolasyon (yaltm) yntemi: Analog giri k klemens balantlar ve dahili devreler arasnda genellikle opto kuplr izalosyon sistemi kullanlr. Giri ve klarda g birimi ile elektronik birimlerin elektriksel olarak izalasyonu yaplr. Bylece merkezi ilem biriminin (CPU) g ksmnn korumas salanm olur. Maksimum yk: EM 232 ve EM235 de gerilim k olarak 5000 ohm (minimum), akm da ise 500 ohm(minimum)luk ykler balanabilir. imdi de analog modller zerindeki anahtar(swch) ve jumperlerin anlamlarna bakalm; EM 235 analog giri k modl zerinde 6 adet anahtar bulunmaktadr. AN6: Bu anahtar ak veya kapal yaparak saysal deerin iaretli(ift kutuplu) veya iaretsiz olmas salanr. ON ise tek kutuplu, OFF ise ift kutuplu olur. AN4, AN5: Analog giri modlnn kazancn deitirmek iin bu anahtarlar kullanlr. x1, x10, x100 gibi katsaylarla kazanc deitirir. AN1,AN2,AN3: Bu anahtarlarla tam skala (lme alan) deitirilebilir.

18

Anahtar durumlar aadaki tabloda gsterilmitir. TEK KUTUPLU (UNIPOLAR) Tam skala (Full scale) 0...50 mV 0...100 mV 0...500 mV 0...1 V 0...5 V 0...10 V 0...20 V znrlk (Resolution) 12.5 25 125 250 1.25 2.5 2.5 AN1 (SW1) ON OFF ON OFF ON OFF ON AN2 (SW2) OFF ON OFF ON OFF ON OFF AN3 (SW3) OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF AN4 (SW4) ON ON OFF OFF OFF OFF OFF AN5 (SW5) OFF OFF ON ON OFF OFF OFF AN6 (SW6) ON ON ON ON ON ON ON

Tablo 1.3: Semens EM 235 analog giri k modl tek kutuplu alma anahtar konum tablosu

FT KUTUPLU (BIPOLAR) Tam skala (Full scale) 25mV 50 mV 100 mV 250 mV 500 V 1V 2.5 V 5V 10 V znrlk (Resolution) 12.5 V 25 V 50 V 125 V 250 mV 500 mV 1.25 mV 2.5 mV 5 mV AN1 (SW1) ON OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF AN2 (SW2) OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON OFF AN3 (SW3) OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON AN4 (SW4) ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF AN5 (SW5) OFF OFF OFF ON ON ON OFF OFF OFF AN6 (SW6) OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF

Tablo 1.4: Semens EM 235 Analog giri k modl ift kutuplu alma anahtar konum tablosu

Yukardaki tabloyu bir rnekle aklayalm: lme alanmz (tam skala deeri) 0....5 V ve tek ynl(unipolar-kutup) olsun. Bu durumda anahtarlarmzn konumu SW6 ve SW1 ON, dier anahtarlarmz OFF eklinde dzenlenmitir.

19

1.3.3. Analog Girilerin FiltrelenmesiS7-200n iletim sistemine entegre edilmi bir yazlmla herbir analog giriin filtre edilebilmesi mmkndr. Filtre edilmi deer, seilen rnekleme saysndaki analog deerlerin ortalamasdr. Girilen rnekleme zaman ve l bant, tm seilen analog girilere uygulanr. Byk deiimlerin sratle fark edilmesi amacyla filtre, hzl yant imkan sunar. Analog giri deeri ortalamadan belli bir miktardan fazla deiirse, filtre k derhal yeni deere ulaacak ekilde gncelleir. l bant denen giriteki bu deiim, analog deerin dijital karl cinsinden tanmlanr. Balangtaki ayarlar tm analog girilerin filtre edilmesi eklindedir. Bilgisayar ayarlar u sralamada yaplr. View>component >System Block men komutu seilir ve Analog Input Filtres blmesi tklanr. Filtrelemek istediiniz analog girileri, rnekleme saysn ve l band sein. OKi tklatn. Deitirmi olduunuz sistem blounu S7-200e ykleyin. Not: Termokupl ve RTD modllerinde analog filtre kullanlmaz.

Resim 1.5: Analog giri filtresi

1.4. Analog Modllerin PLC ve evre Elemanlar ile Balantsncelikle PLCmizin CPUsunun balantlarn yapalm. Yapacamz rnekte S7-200 CPU kullanlacaktr. S7-200 CPU Enerji Balantlar:

20

ncelikle CPUyu bir ebekeye yani g kaynana balayalm. CPUlarn AC (alternatif akm) ve DC (Doru akm)modelleri bulunmaktadr. Enerji balant emalar aaya izilmitir.

ekil 1.5: DC balant (CPU 2XX DC/DC/DC modeli kullanlmtr)

Yukardaki emada grld gibi DC montajda klemenslere 24 voltluk DC gerilim uygulanr.

24 V - DC

ekil 1.6: AC balant (CPU 2XX AC/DC modeli kullanlmtr)

Yukardaki emada grld gibi AC montajda klemeslere 85 ile 265 volt aras AC gerilim uygulanabilir. CPUmuzu yerine takarken veya skerken enerjinin kapal olmasna ok dikkat etmeliyiz.

21

1.4.1. S7-200 CPUYA PC/PPI Kablosu Balama

ekil 1.7: PC/PPI kablolarnn balantlar

PLCye yklenmesi gereken devreler ncelikle bilgisayarda yazlmakta daha sonra bu bilgiler PC/PPI kablolar vastasyla iletiim salanarak PLCye gnderilmektedir. Bu ilemler iin bilgisayarmzda veya programlama cihaznda 25 pin adaptrl port veya 9 pin seri portun kullanlmas gerekir. PC/PPI kablolarn balamak iin u sray takip edilir. RS-232 konnektrn programlama cihaznn veya bilgisayarn seri portuna (com1 olabilir) balanr. RS-485 konnektr S7-200 PLCnin port 0 veya port 1ine balanr. PC/PPI kablosu zerinde bulunan DIP svilerin(anahtarlar) yukardaki ekilde olduu gibi olmas gerekir. PC/PPI programlama kablosu bilgisayar S7-200e balamak iin kullanlan en yaygn ve ekonomik kablodur. Bu kablo, bir taraftan PLCye dier taraftan bilgisayarn seri (com) portuna balanmaktadr. PC/PPI programlama kablosu sadece programlama amal deil, PLCnin dier cihazlara (modem gibi) balants iin bir evirici olarak da kullanlabilmektedir. Ayrca iletiim iin MPI ve PROFIBUS-DP kablolar da kullanlabilir. Ancak MPI kablosunu kullanmak iin, bilgisayara bir CP kart taklmaldr. CP kart daha yksek iletiim hzlarnda balant iin gerekli donanm vardr ve yksek hzlarda ebekeye balanabilir. Aadaki resimde pin numaralarnn grn, tabloda bu numaralarn anlamlar verilmitir.

22

Tablo 1.5: Pin numaralarnn grn

CPUnun modelleri retilirken dijital giri k saylar mevcuttur. Aada byle bir CPUnun (s7-200 CPU 222 dc/dc/dc) st grn verilmitir. Bu model 8 saysal giri (I0.0, I0.1..gibi) ve 6 saysal kl (Q0.0, Q0.1..gibi) bir PLCdir.

ekil 1.8: S7-200 CPU 222 DC/DC/DC st grn

23

Sa tarafta bulunan (genileme modlleri iin yazan yer) sokete analog modlmzn dii konnektr taklmak suretiyle donanm balants salanm bulunmaktadr. Ancak giri ve k saylar yeterli olmad devrelerde , daha fazla sayda giri ve k elde edebilmek iin analog veya saysal giri klar eklenerek artrlabilir. Bunlara ek modl denir. CPU 226 ve 224e 7 adet ek modl, CPU 222ye 2 adet ek modl balanabilir. Ancak 221 nin ek modl balama zellii yoktur. Aada EM 235 ek analog giri k modlnn st grn bulunmaktadr.

ekil 1.9: Analog giri k modl (EM 235) st grn izilmitir

Sol tarafta bulunan (CPUya balanr yazan yer) sokete CPUnun erkek konnektr taklmak suretiyle donanm balants tamamlanm olur.

24

1.4.2. Birden Fazla PLC'nin Bir Bilgisayara BalanmasSistemimizde 3 adet PLC, bir adet TD 200(Programlama Cihaz-TEXT DSPLAY) ve bir adet de bilgisayar kullanlmtr. Burada PC/PPI kablosu ile bilgisayarmz ve TD 200 programlama cihaz CPUlarla haberlemektedir. Ana cihaz olarak bilgisayar veya programlama cihazn seebiliriz. Bilgisayarmzda ykl bulunan MicroWIN 32 programyla konfigirasyon ayarlar yapmak gerekmektedir. View Communications menlerinden girilir. Burada communication setup penceresindeki sa ste bulunan setting the PG/PC Interface diyolog kutusu alr. Bu pencerede PC/PPI cable seilerek nstall yaplr. Programlama cihaznn istasyon adresi istasyon 0 olarak seilmelidir.

ekil 1.10: Birden fazla PLC'nin bir bilgisayara balanmas

TD 200, yalnzca S7-200 PLCsine balanabilir bir programlama cihazdr. 2 satrlk, her satrnda 20 karakter yer alan metin gsterge(programlama) aletidir. Bu cihazla proje uygulamasndaki deikenleri izleyebilir ve deitirebiliriz.

25

UYGULAMA FAALYET UYGULAMA FAALYETretmeninizin kontrolnde PLC cihaznza analog modlnzn balantsn aadaki ilem basamaklarn takip ederek yapnz.

lem BasamaklarElinizdeki modln analog giri mi yoksa analog k m olup olmadn belirleyiniz. Analog modl kablosunu CPUya balaynz. CPUdan bilgisayara rs232 kablosu araclyla balantnz yapnz. Yaptnz ilemin doruluunu arkadalarnzn almalar ile karlatrnz. Is lmleri iin kullandnz alglaycya uygun analog modl kullanp kullanmadnz kontrol ediniz. Analog saysal evirici kalibrasyon ayarna baknz. PLCye yaplan tm balantlar kontrol ediniz.

nerilerAnalog modl zerindeki teknik bilgilerden faydalanarak (AIW0, giriAOW0, k) belirleyebilirsiniz. CPU zerindeki sa tarafta bulunan sokete analog modlnn veri kablosunu balaynz. RS-232 konnektrn bilgisayarn seri portuna (com1) balaynz. Pt 100 s sensr RTD modlne gerilim reten s dntrcleri ise termokupl modlne balanr. Giri kalibrasyon ayar yaplrken modln enerjisi kesilir. Ofset potansiyometresi saa sola evrilerek okunan deerin sfr olmas salanr. DIP anahtarnn doru konumda olup olmadklarn kontrol ediniz.

26

LME VE DEERLENDRME LME VE DEERLENDRMEOBJEKTF TESTLER (LME SORULARI)Aadaki cmleleri doru veya yanl olarak deerlendiriniz. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. ( ( ( ( ( ( ( ( ( ) Analog modle saysal alglayc balanr. ) Analog girie balanan basn dntrcden gelen dorusal deerleri ADC ) Analog modlde CPUdan ayr olarak bir tarama zaman vardr. ) Frekans konvertr analog giri modlne balanr. ) Devir says ayar yaplacak motorlar analog k modlne balanr. ) Termokupl yardmyla basn lebiliriz. ) RTD modl scaklk lmlerinde kullanlr. ) EM 231 analog modlnn 10 volt analog sinyal giri alan vardr. ) 32767 saysnn 16lk say sisteminde 7FFFe karlk gelir. ) LM 235 her 1 0Clik s artnda 10 mV gerilim vermektedir. ) EM 231 ve EM 235 Analog modllerinde 4er adet analog k vardr. ) Termokupl ve RTD modlnde analog filtre kullanlmaz. ) RS-232 konnektr programlama cihazna veya bilgiayarn seri portuna(com1) ) CPU 221in ek modl balama zellii yoktur. ) Pt 100 RTD modlne balanr.

araclyla saysal bilgiye evirir.

10. ( 11. ( 12. ( 13. ( 14. ( 15. (

balanr.

DEERLENDRMECevaplarnz cevap anahtar ile karlatrnz. Doru cevap saynz belirleyerek kendinizi deerlendiriniz. Yanl cevap verdiiniz ya da cevap verirken tereddt yaadnz sorularla ilgili konular faaliyete dnerek tekrar inceleyiniz. Tm sorulara doru cevap verdiyseniz dier faaliyete geiniz.

27

RENME FAALYET2 RENME FAALYET2AMAUygun ortam salandnda analog verinin niteliine gre dntrme hesaplarn yaparak PLC programn yazacak sistemi kurup hatasz olarak altrabileceksiniz.

ARATIRMABu faaliyet ncesinde yapmanz gereken ncelikli aratrmalar unlar olmaldr: Analog veri, saysal veri kavramlarn aratrmalsnz. Analog saysal, saysal analog dntrme hesaplar renmelisiniz. Analog uygulamal rnekleri incelemelisiniz. niin yaplr

Aratrma ilemleri iin ncelikle n bilgi alnmas asndan internet ortamnn kullanlmas gerekmektedir. Daha sonra PLC malzemleri satan firmalar gezerek bilgi almanz sizin ufkunuzu aacaktr. Ayrca PLC kullanan sanayideki fabrikalara teknik gezi yapmanz gerekir. Kazanm olduunuz bilgi ve deneyimleri arkada gurubunuz ile paylanz.

2. ANALOG LEMLER2.1. Analog VeriGnlk yaantmzda kullandmz birok byklk, analog veri olarak ortaya kar. rnein; scaklk (s), basn, arlk, sv seviye, nem, k gibi byklkler hep analog olarak deiirler. Bunlarda sadece 0 ve 1 gibi iki deer deil, minimum ile maximum arasnda ok geni bir yelpazede eitli deerler sz konusu olabilir. Mesela bir s 30 0C olabilecei gibi, 50 0C, 100 0C da olabilir. Ayrca bir basn 15 bar, 40 bar veya 100 bar da olabilir. Analog veriler, aniden deiebilen sinyallere sahiptirler.

28

ekil 2.1: Analog sinyal

evredeki fiziksel deiiklikler (s,basn,arlk), alglayc veya dntrcler kulanlarak elektrik gerilimine evrilir.Bu gerilim analog bir gerilimdir. Daha sonra bu analog gerilim analog/saysal (A/D) evrici yardmyla saysala evrilir. Dijital sistem bu bilgiyi iler ve bir sonu elde eder. Bu sonu dijital veya analog olarak deerlendirilmek istenebilir. Eer elde edilen sonu analog olarak deerlendirilecekse tekrar analoga evrilmesi gerekir.

2.2. Dijital (Saysal) VeriSaysal sistemler, iki seviyeli elektrik palsleri halinde bilgilere sahiptir. Saysal devrelerde ve bilgisayarlardaki sinyaller saysaldr. Saysal sistemler bilgiyi daha gvenli, ok daha hzl zmleme ve sonu verme zelliklerine sahiptir. Saysal sinyallerde minimum (0) ve maksimum (1) deerler sz konusudur, yani bir veya sfr ikili deerlerini gsteren iki seviyeden birisindedir. Elektrik veya elektronik devreleri analiz ederken lojik devre mantndan faydalanlr. rnein; bir anahtardan bahsedilirken anahtar kapal olduu durum (ON) iin lojik 1, anahtarn ak olduu durum (OFF) iin lojik 0 kullanlr. Saysal sinyaller var-yok mantna dayal olarak kontak ak/kapal bilgisini tar. Ayrca mantk 1ve 0 olarak deerlendirilen durumlardr.

ekil 2.2: Saysal sinyal

29

2.3. Analog Dijital Dntrme HesaplarAlglayclarn rettikleri gerilimlerin analog modlnde saysal karlklarnn bulunmas iin veri alannn ve analog modln ka bitlik olduunun bilinmesi gerekir.

2.3.1. 12 Bitlik Bir Analog Modln Hesaplamalar0 - + 5 V aras gerilim veren bir dntrcnn saysal karln hesaplayalm. nce gerilime gre znrl hesaplanmas gerekir. ZNRLK=

Tam Skala Geri lim 5 5 = = = 0,0012V = 1,2mV n 4096 1 4095 2 1

Alglayc 3 V (3000 mV) verdiinde saysal karl : Saysal karlk: alglaycnn deeri / bit bana znrlk = 3000 / 1.2 = 2500 Tabloda veri adreslemesi ise 2048 1 211 1024 0 210 512 0 29 256 1 28 128 1 27 64 1 26 32 0 25 16 0 24 8 0 23 4 1 22 2 0 21 1 0 20

SONU = 2500 Alglayc 1 V (1000mV) verdiinde saysal karl; Saysal karlk: alglaycnn deeri / bit bana znrlk 1000 / 1.2 = 833 Tabloda veri adreslemesi ise; 2048 0 211 1024 0 210 512 1 29 256 1 28 128 0 27 64 1 26 32 0 25 16 0 24 8 0 23 4 0 22 2 0 21 1 1 20

SONU= 833

30

2.3.2. 8 Bitlik Bir Analog Modln Hesaplamalar0 - +10 V aras gerilim veren bir dntrcnn saysal karln hesaplayalm.

ZNRLK =

Tam Skala Geri lim 10 10 = 8 = = 0,0392V = 39,2mV n 2 1 2 1 256

n:bit adres deerliini gstermektedir. Alglayc 0 V verdiinde saysal karl : Saysal karlk: alglaycnn deeri / bit bana znrlk =0 /39,2 =0 128 0 27 64 0 26 32 0 25 16 0 24 8 0 23 4 0 22 2 0 21 1 0 20

SONU = 0 Dntrc 1.5 V verdiinde saysal karl : Saysal karlk: alglaycnn deeri / bit bana znrlk = 1500 /39.2 =38 Tabloda veri adreslemesi ise; 128 0 27 64 0 26 32 1 25 16 0 24 8 0 23 4 1 22 2 1 21 1 0 20

SONU = 38 Alglayc 10 V verdiinde saysal karl : Saysal karlk: alglaycnn deeri / bit bana znrlk = 1000 /39.2 =255 128 1 27 SONU= 255 64 1 26 32 1 25 16 1 24 8 1 23 4 1 22 2 1 21 1 1 20

31

2.4. Dijital Analog Dntrme Hesaplar2.4.1. 12 Bitlik Analog ModllerTam skala alanmz 0 hesaplarmz yapalm. + 10 V aras alarak dijital analog dntrme

Analog dijital evirmede olduu gibi nce gerilime gre znrln hesaplanmas gerekir. ZNRLK =

Tam Skala Geri lim 10 10 = = = 0,024V = 2,4mV n 4096 1 4095 2 1

n: Bit adres deerliini gstermektedir. Btn bitlerimizi dijital 0 olarak girerek analog k gerilimimizi hesaplayalm. 2048 1024 512 0 211 0 210 0 29 256 0 28 128 0 27 =0 26 64 0 25 32 0 16 0 24 8 0 23 4 0 22 2 0 21 1 0 20

2,4 X 0 = 0 mV

Deerliklerimizi aadaki veri alannda olduu gibi dzenlersek; 2048 1024 512 256 128 64 0 0 0 0 1 0 32 1 16 0 8 1 4 0 2 0 1 0

SONU: 128 + 32 + 8 = 168

2.4 X 168 = 403 mV analog k gerilimimiz.

Baka bir veri alannda ise saysal deerlerimizi aadaki gibi girersek; 2048 1024 512 0 211 0 210 29 1 256 1 28 128 64 0 27 0 26 32 0 25 16 1 24 8 0 23 4 0 22 2 0 21 1 1 20

SONU: 512 + 256 + 16 + 1 = 785

2.4 X 785 = 1884 mV analog k gerilimimiz.

32

Tam skala alanmz -10 V - + 10 V aras alarak (ift kutuplu) saysal /analog dntrme hesaplarmz yapalm.

ZNRLK =

Tam Skala Geri lim 20 20 = = = 0,048V = 4,8mV n 4096 1 4095 2 1

n: Bit adres deerliini gstermektedir. Btn bitlerimizi dijital 0 olarak girerek analog k gerilimimizi hesaplayalm. 2048 1024 512 0 0 211 0 210 =0 0 29 256 128 64 0 28 0 27 26 32 0 25 16 0 24 8 0 23 4 0 22 21 2 0 20 1 0

4,88 X 0 = 0 mV analog k gerilimimiz.

Deerliklerimizi aadaki veri alannda olduu gibi dzenlersek; 2048 1024 512 0 0 211 0 210 29 0 256 128 0 28 1 27 64 1 26 32 0 25 16 0 24 8 1 23 4 0 22 21 2 0 20 1

SONU ; 64 + 32 + 4 = 100 Baka bir veri alannda ise; 2048 1024 512 0 211 1 210 1 29

4.88 X 100 = 488 mV analog k gerilimimiz.

256 128 64 1 28 1 27 1 26

32 1 25

16 1 24

8 1 23

4 1 22

2 1 21

1 1 20

SONU: 1024 + 512 + 256 + 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 2047

33

4.88 X 2047 =9989 mV =9,9 V Analog k gerilimimiz. ift kutuplu gerilim reten alglayclarda 12.bit n iaret bitidir. Yani iaret verir ve o iarete gre toplama yaplr. 2048 1 1024 0 512 0 256 0 128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 0 2 0 1 0

SONU= - 2048 2048 1 211 1024 1 210 512 1 29

4.88 X -2048 = - 9994 mV = -9.9 V analog k gerilimimiz. 256 1 28 128 1 27 64 1 26 32 1 25 16 1 24 8 1 23 4 1 22 2 1 21 20 1 1

SONU= - 1 ( -2048 + 2047)

4.88 X -1 = -4.88 mV analog k gerilimimiz.

2.4.2. Analog Saysal DntrclerBir fiziki sistemden alnan analog verileri saysal bilgilere eviren sistemlere Analog/Dijital (saysal) konvertrler(eviriciler) denir. Analogdan saysala eviriciler, bir dorusal deerleri saysal deerlere evirirler. Scaklk alglaycs olan termokupl sya bal olarak knda rettii analog gerilimi, saysal bilgiye eviren sistemleri analog saysal dntrclere rnek olarak gsterebiliriz. Ksaca ADC olarak yazlr.

ekil 2.3: Analog / saysal evirici mantk blok diyagram

Analog/saysal eviricilerde analog giri sinyali deien bir deerdir. Yukardaki blok emada giri gerilimi 0 volt ile +5 volt arasnda deimekte ve bu arada bulunan herhangi bir deeri almaktadr. k ise giriteki analog deere bakarak bir binary (ikili) say retir. 34

Aadaki tabloda da analog giri deerlerine gre, kta elde edilen binary saylar bulunmaktadr. Tablodan takip edildiinde girie uygulanan 0 volt kta saysal deer olarak 0000, +5 volt ise 1111 binary says olarak gzkmektedir. Analog Giri Volt 0 0,333333 0,666666 0,999999 1,333332 1,666665 1,999998 2,333331 2,666664 2,999997 3,33333 3,666663 3,999996 4,333329 4,666662 5.0 D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Saysal k C B 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Tablo 2.1: Analog saysal evirici tablosu

Analog / saysal eviricilerde analog giri sinyali deien bir deerdir. Yukardaki blok emada giri gerilimi 0 volt ile +5 volt arasnda deimekte ve bu arada bulunan herhangi bir deeri almaktadr. k ise giriteki analog deere bakarak bir binary say retir. Tabloda da analog giri deerlerine gre, kta elde edilen binary saylar bulunmaktadr. Tablodan takip edildiinde girie uygulanan 0 volt kta dijital deer olarak 0000, +5 volt ise 1111 binary says olarak gzkmektedir. 2.4.2.1. ift Eimli evirici Analog gerilimlerin saysal deerlere evirilmesinde oka kullanlan yntemlerden biridir. evirilecek analog gerilim, bir S anahtar ile integral alma veya rampa rete devresine uygulanr. Vo gerilimi ykselmeye balar. Sabit bir zaman aralndan sonra fet transistor anahtarlanr ve girii aseye balayarak Voyu drmeye balar. Saysal k, integral alma devresinin hem pozitif hem de negatif eim aralklar srasnda alan saycdan elde edilir. eviri ilemi yle gerekleir. Sabit zaman aralnda, integral alma devresine bal analog giri gerilimi (C kondansatrnn arj olmasyla), karlatrcdaki gerilimi pozitif seviyeye ykseltir. Bu zaman aral sonunda elektronik anahtar (fet) girii bir aseye balar. Bu andan itibaren integral devresi k sabit bir hzla dmeye balar. Bu sre boyunca osilatrden gelen clocklar kapdan geerek saycmz saydrr. 35

Sayma, ase referans gerilimi ile yapldndan analog giri gerilimi ile gelebilecek parazitlerden saycmz muhafaza edilmi olur. ntegral alma devresi k 0 volt olduunda karlatrcnn k, denetim mantk devresi(flip-flop) giriini lojik 0 yapar. Bundan sonra gelen osilatr clocklar flip-flopun konumunu deitirerek Q kn lojik 0 ve bylece Q kn da lojik 1 yaparak sayma ilemini durdurur. Aada ift eimli evrici mantk diyagram verilmitir.

ekil 2.4: ift eimli evirici mantk diyagram

36

ekil 2.5: ift eimli evirici mantk grafii

2.4.2.2. Merdiven Devresiyle Analog Saysal evirici Bu yntemde sayc ve karlatrma devresiyle beraber merdiven tipi devre kullanlr. Saysal sayc sfrdan balayarak yukar doru sayarken, saycnn tetikledii merdiven devresi, aadaki ekilde incelenecei gibi merdiven basama eklinde k gerilimi retir. Bu gerilim her bir saym admnda bir basamak artar. Basamak giri gerilimi ve analog giri gerilimini alp karlatran devre (karlatrc), giri gerilimi basamak geriliminin altna dtnde saym durdurmak iin bir sinyal retir. te o andaki saysal k, saycnn deeridir. Merdiven devresinin rettii sinyalin gerilim deiimi, merdiven devresine uygulanan referans gerilimine ve kullanlan saym bitlerinin adetine baldr. 5 voltluk bir referans gerilimli kullanarak 12 katl bir merdiven devresini tetikleyen 12 katl saycnn her bir saymnn adm gerilimi aadaki gibi hesaplanr.

Yani 1,2mVluk evirme znrl verecektir. Saycnn clock(saat) hz, eviriyi gerekletirmek iin gerekli zaman etkiler. 1 MHzlik saat hz ile alan 12 katl bir saycnn ihtiya duyaca en fazla eviri sresi; 4096 1s 4096s 4.1ms olarak gerekleir. Bylece saniyede gerekleebilecek en az eviri says ; 37

eviri says=1/4.1 ms = 244 eviri/saniye olur.

ekil 2.6: Merdiven devresiyle analog saysal evirici mantk diyagram

ekil 2.7: Dalga ekilleri

Daha yava bir saat hz, saniyedeki eviri saysn azaltr. Daha az aym kat ise kullanan bir eviricinin saniyede gerekletirecei eviri says daha fazla olur.

38

2.4.2.3. 0804 Entegreli Analog Saysal evirici 0804 Entegreli analog saysal evirici entegresi CMOS ailesinden olup mikroilemci tipi bir entegredir. 0804 Entegreli analog saysal evirici devrelerinde, girie 0 volt ile 5 volt arasnda gerilim uygulanr. k ise 8 bitlik bir binary saydr. Giriine 0 volt uygulandnda 00000000(8 bit) binary (ikilik) deeri elde edilir. Bu entegreli devrede her bir binary basamak 0.02 voltluk gerilime karlk gelir. Yani giri gerilimi 0,02 volt olduunda k 00000001 olur. +5 voltluk bir gerilim uygulandnda ise k 11111111 binary saysna tekabl eder. Ayn ekilde 1 volt uygulandnda 00110010 ikili deeri oluur. Ayrca bu entegrenin WR, RD,INTR, isimli ayaklar sadece mikrolemcili kontroll devrelere kullanlr. Entegre iinde bulunan kare dalga retecini 10 k diren ve 150 pflk kondansatr aktif hale getirir. Z80, 8080, 8085 mikroilemcilerine 0804 entegresi direk balanabilir. Aada 0804 entegreli analog saysal evirici emas verilmitir.

ekil 2.8: 0804 entegreli analog saysal evirici emas

2.4.3. Saysal Analog eviriciler (DAC)Saysal zellikli sinyalleri dorusal(analog) sinyallere eviren devrelere denir. Ksaca DAC olarak adlandrlr. rnein CD-ROMda depolanm saysal bilgilerin mzik olduunu kabul edelim. Saysal olarak saklanm bilgiler (sesler) direk hoparlre gnderilirse hibir ey anlalmaz. Anlalmas iin CDden alnan saysal sinyaller saysal analog evirici devresi zerinden hoparlre uygulanrsa tm sesler kulamz tarafndan alglanr. Basit yapl olanlarda opamplar kullanlr. 4 bitlik binary (ikili) saylar saysaldan analoga evirdiimizi dnelim. Girite uygulayacamz en dk saysal deer 0000 en yksek 39

deerde 1111 olacaktr. ktaki analog gerilim deerimizi de en dk 0 V, en yksekte 5 V olsun. te Girie uyguladmz en dk saysal deer olan (0000) 0 Va en yksek deerde (1111) 5 V deerine denk gelecektir. Aralardaki saysal deerlerde ise k gerilimi 0-5 volt arasndaki deerleri alr. imdi saysal analog evirici eitlerini inceleyelim. 2.4.3.1. Merdiven Tipi (R-2R) Direnli Saysal Analog evirici oka kullanlan bu yntemde girite bulunan direnler, merdiveni andrr ekilde balanm olup birbirinin iki katdr. Bu yzden R-2R tipi saysal analog evirici de denir. Aadaki devrede 4 bitlik saysal deeri, kta analog bilgiye(gerilime) evirir. Merdiven devresinde k gerilimi saysal giri deeriyle orantldr ve aralarndaki forml u ekildedir.

Vo =

( A 2 0 ) + ( B 2 1 ) + (C 2 2 ) + ( D 2 3 ) Vref 24

Referans gerilimini 16 volt, girilerimizi de 0111 saysal (binary) olarak girersek;

Vo =

(0 1) + (1 2) + (1 4) + (1 8) 16 = 6V 16

V0 k gerilimimiz 6 v olur. Bu devrede 0000dan 1111e kadar 16 farkl binary deerlerini, Vref/16 adm aral iinde 16 adet gerilim seviyelerinden birine evirmektir. Merdiven para adetimizi arttrrsak daha byk gerilim znrl elde etmi oluruz. Genel olarak ifade edersek n merdiven kat iin gerilim znrl yle bulunur.

Vref 2nveya kirofun akmlar kanunu uygularsak (bir dm noktasna gelen akmlarn toplam giden akmlara eittir.) I1 + I2 + I3 + I4 = IF =

VIK V A VB VC VD + + + = buradan; 2R 2R 2R 2R RF

V0 = -

Rf

16 R

Vref ( A + 2 B + 4C + 8 D) olarak kar.

40

ekil 2.9: Merdiven tipi (R-2R) direnli saysal analog evirici devresi

Arlkl direnli saysal analog eviriciden daha hassas almaktadr. Devreye uyguladmz referans gerilimimizi deitirerek analog k deerimizi deitirebiliriz. Yukardaki ekildeki merdiven tipi (R-2R) direnli saysal analog evirici devresindeki deerleri aynen alp referans gerilimimizi de 8 V kabul ederek k gerilim deerlerimizi hesaplayalm. Yukardaki devrede bulunan deikenleri u ekilde dzenlersek; Giri gerilimi: Vref = 8 V, direnlere R dersek R = 10 K, Geri besleme direnci: Rf = 10 K, 10 K, luk

A anahtar kapal(1), dier anahtarlar (B,C,D) ak(0) konumda iken (0001) ;

V0 = -

Rf

16 R

Vref ( A + 2 B + 4C + 8 D)

V0 = -

10 8 (1 + 2.0 + 4.0 + 8.0) 160 = 0,0625 X 8 X 1 = 0,5 V

imdi de anahtarlardan Byi kapatp dier anahtarlar ak tuttuumuzu varsayalm. Yani giriten 0010 deerini uygulayalm. 41

V0 =

-

Rf

16 R

Vref ( A + 2 B + 4C + 8 D)

V0 = -

10 8 (0 + 2.1 + 4.0 + 8.0) 160 = 0,0625 X 8 X 2 =1V

imdi de tm anahtarlarn kapal konumunu hesaplayalm. Giriten 1111 deerini uygulayalm.

V0 = -

Vref ( A + 2 B + 4C + 8 D) 16 R 10 V0 = 8 (0 + 2.1 + 4.0 + 8.0) 160 = 0,0625 X 8 X15 =7,5 V

Rf

k gerilim deerliklerimizi tablomuza yerletirelim. Saysal Giriler D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Analog k Vk 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

Tablo 2.2. Merdiven tipi (R-2R) direnli saysal analog evirici (drt bit girili) Analogdijital evirici k gerilim deerleri

42

2.4.3.2. Arlk Direnli Saysal Analog evirici Bu eit saysal analog eviricide, girilerde bulunan direnler giri sinyalinin saysal arlna gre hesaplanr. Opamp ise toplayc olarak kullanlmtr. Girie uygulanan mantk 0 dzeyi 0 volt, 1 dzeyi ise +5 volt anlamna gelir. Aadaki devre 4 bitlik saysal bilgiyi, kta analog gerilime evirir. Saysal giriler 4 adet anahtar araclyla yaplmaktadr. A anahtar ve B anahtar kapal C, D anahtarlar ak olduu durumda, giriteki saysal ifade 0011 olur. Btn anahtarlar kapal durumunda ise giriteki saysal ifade 1111 deerini alr. Arlkl direnli saysal analog eviricide, girie uygulanan saysal deerlerin analog karl u ekilde hesaplanmaktadr.

Opampn kazanc: Av =

Rf Ri

Opampn kndaki gerilim: V0 = ( AV V ) Rf

veya

V0 = -

8R

Vref ( A + 2 B + 4C + 8D)

olur.

ekil 2.10da 4 bitlik saysal bilgiyi, kta analog gerilime evirir. Saysal analog evirici toplayc olarak alan bir devredir. Diren deerlikleri bit arlklarna gre seilir. Aadaki ekilde arlk direnli saysal analog evirici (drt bit girili) analog saysal evirici blok emas verilmitir.

43

ekil 2.10: Arlk direnli saysal analog evirici (drt bit girili) analog saysal evirici blok emas

Yukardaki devrede bulunan deikenleri u ekilde dzenlersek; Giri gerilimi : Vref = 3 V, Geri besleme direnci : Rf=10 K. R1=15 K, R2=30 K, R3=60 K, R4=120 K

Grdmz gibi diren deerleri bir nceki diren deerinin 2 katdr. A anahtar kapal(1), dier anahtarlar(A,B,C,D) ak(0) konumda iken (0001) ; V0 = -

Rf

8R

Vref ( A + 2 B + 4C + 8D)

V0 = -

10 3 (1 + 2.0 + 4.0 + 8.0) 120= - 0,083 X 3 X 1

= - 0,25 V imdi de anahtarlardan Byi kapatp dier anahtarlar ak tuttuumuzu varsayalm. Yani giriten 0010 deerini uygulayalm.

V0 = -

Rf

8R

Vref ( A + 2 B + 4C + 8D)44

V0 = -

10 3 (0 + 2.1 + 4.0 + 8.0) 120 = -0,083 X 3 X 2 = -0,50 VAnalog k Vk 0 -0,25 -0,50 -0,75 -1 -1,25 -1,50 -1,75 -2 -2,25 -2,50 -2,75 -3 -3,25 -3,50 -3,75

k gerilim deerliklerimizi tablomuza yerletirelim. Saysal Giriler D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Tablo 2.3: Arlk direnli saysal analog evirici (drt bit girili) analog dijital evirici k gerilim deerleri

Yukardaki tablodan da anlalaca gibi girie uygulanan saysal deerlerdeki her bir deiiklie karlk kta retilen gerilim deimektedir. k analog deerlerde bulunan iareti sinyalin opamp tarafndan ters evrildiini gsterir. Eer pozitif yapmak istersek devre kna opampl eviren ykselte devresi koymamz gerekir.

2.5. Analog Giri/k Modl ve Balant zelliklerincelikle S7-200 CPUsuna balanan EM-235 analog giri/k modl balantlar gsterilecektir. Bu modlde 4 giri ve 1 k bulunmaktadr.

45

Analog giri klemensleri unlardr. 1.Giri:AIW0 2.Giri:AIW2 3.Giri:AIW4 4.Giri:AIW6 RA, A+, ARB, B+, BRC, C+, CRD, D+, D-

olarak adreslendirilmitir. Bu girilerden herhangi biri veya birka kullanlabilir. Kullanlmayan analog giriler ksa devre edilmelidir(Dardaki herhangi bir grltnn etkisine kar). Ayrca bir analog modle ayn anda hem akm dntrc hem de gerilim dntrc balamamak gerekir. Balanan dntrc alglayclarn hepsi ya akm dntrc ya da gerilim dntrc olmak zorundadr. Aada emada EM-235 analog giri/k modl balantlar verilmitir.

ekil 2.11: EM-235 analog giri/k modl balantlar

Analog k klemensi unlardr. 1.k: AQW0 MO,VO,I0 Birden fazla analog kmz varsa bunlar AQW1, AQW3, AQW5 olarak adreslendirilir. Tek kl analog modllerde ise k AQW0 olarak adreslendirilmektedir. 46

ekil 2.12: Analog k AQW0

2.5.1. Giri Kalibrasyon AyarlarKalibrasyon ayarlar btn giri kanallarn etkilemektedir. Analog oklaycnn nnde bulunan devre elemanlarnn deerlerindeki toleranslar, ayn sinyalin birden fazla kanala balanmas durumunda okunan deerler arasnda kk farkllklara sebep olabilir(kalibrasyondan sonra bile). Girii kalibre etmek iin aadaki admlar izlenir. Modln enerjisi varsa kesilir. Anahtarlar yardmyla istenilen analog giri aral ayarlanr. Analog modle ve CPUya enerji verilir. Modln dengeye girmesi iin bir sre beklenir.(15 dk.) Bir dntrc (gerilim veya akm kayna da olabilir.) kullanlarak girilerden birine sfr sinyali uygulanr. Bal olan giriteki deer, CPU tarafndan okunarak bilgisayar ekrannda grlr.(Program yazlm bittikten sonra PLCye yklenir. Bundan sonra program status dmesi aktif hale getirilir.) Offset potansiyemetre dmesi saa sola dndrlerek okunan deerin sfr olmas veya istenilen deer olmas salanr.(Balant yaplan giri terminalindeki deerin 0 olmas) Ancak bu ayar srasnda A+ ve A- ularnda 0 V olmasna dikkat edilmelidir. Bal kaynak tam skala(maksimum giri sinyali) deerine getirilir. rnek maksimum gerilim 5 volt olarak seilirse 1. ve 6. anahtarlar ON konumuna getirilir. Gain potansiyemetresi evirilerek okunan saysal deerin 32000 olmas salanr. Alt emada kullanlmayan girilerin ksa devre edilii gsterilmitir.

47

+

-

5V

P

ekil 2.13: Kullanlmayan girilerin ksa devre edilii

2.5.2. EM 231 Analog Modl AyarEM 231 analog modl 4 girili olup k olmayan bir modldr. Altta st grn emas verilmitir.

ekil 2.14: EM 231 analog modl st grnm

48

2.5.3. EM 231 Analog Modl Ayar ve Kalibrasyon Elemanlar DurumuDIP anahtar durumlar aadaki tabloda verilmitir. 1,2,3 Nulu anahtarlar analog giri araln seer. Tm giri kanallarnn ayn giri aralna ayarlanmas gerekir. 2 girii 10 volt, dier 2 giri 5 volt ayarlayamayz. CPUnun kendi zerinde yerel giri klar bulunmaktadr. Bunlar sabit adreslere sahiptirler. CPUnun sa tarafna genileme modlleri ekleyerek bir giri/k dizisi oluturulabilir. Modl zerinde kananlar vardr. Modln tipi, giri veya k modl olmas ayrca dizi zerindeki yeri kanallarn adreslerini belirler. Sralamada nce yer alan ayn tipteki modl bir sonraki modln adresini belirler. Ancak bir giri modl, bir k modl adresine, bir dijital modl, bir analog modl adresine etki etmez. Aadaki tabloda byle bir donanm iin rnek adresleme verilmitir. 4 Giri/ 4k 4 Analog giri1 Analog k Modle 2 AIW0 AIW2 AIW4 AIW6 AQW0 4 Analog giri 1 Analog k

CPU 224

8 Giri Modl 1 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7

8 k

I0.0 Q0.0 Modl 0 I0.1 Q0.1 I2.0 I0.2 Q0.2 I2.1 I0.3 Q0.3 I2.2 I0.4 Q0.4 I2.3 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3

Modl 3 Modl 4 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 AIW8 AIW10 AIW12 AIW14 AQW4

Tablo 2.4: S7-200 PLC CPU 224 iin rnek giri k adresleri

49

S7-200 Analog genileme modl eitlerinin bazlar unlardr. EM 231 Analog 4 giri. EM 231 Analog 2 RTD giri. EM 231 Analog 4 Termokupl giri. EM 232 Analog 2 k. EM 231 Analog Kombinasyon 4 giri/1 k.

2.5.4. G GereksinimleriS7-200, 5 volt DC ve 24 volt DC salar. Analog modllerin rle bobinleri CPU zerinde bulunan 24 volt DC sensr besleme k tarafndan beslenir. Eer g gereksinimi CPUnun karlayabileceinden fazla ise dardan harici bir 24 VDC g kayna kullanmalyz. 24 VDC kayna girilere ve rle bobini klemenslerine kullanc tarafndan montaj edilir. Ayrca CPU 5 voltluk DC g salar. Bu besleme analog modllerin dahili gereksinimlerinde kullanlmas iindir. Projemiz kompleks ise ve g gereksiniminin de CPUnun karlayabilecei 5 volt DC gten fazla olduu durumlarda, harici bir kaynak balama olana yoktur. Bu durumda genileme modl says azaltlmaldr.

2.5.5. Cihaz Monte Ederken Dikkat Edilecek HususlarAnalog modl CPUya balarken gerektiinde genileme kablosu kullanlabilir. PLC cihazn yeterli soutulabilmesi iin stnde ve aasnda 25 mm aklk braklmas gerekir. Yksek scaklk bulunan ortamlarda alan elektronik cihazlarn arza olasl artar. Ayrca iletiim kablolarnn AC g kablolaryla ayn kablo kanal ierisinde yer almamasna dikkat edilmelidir. Genel kural olarak dk gerilimle alan mikroilemcili cihazlar, yksek grlt ve elektriksel grlt kaynaklarndan uzak tutulmaldr. Yerleimde daha esnek olunabilmesi iin kullanlan geniletme kablosu emas aada verilmitir.

ekil 2.15: Opsiyonel geniletme kablosuyla yatay montaj

50 25

2.5.5.1. Genileme Modln Skmek S7-200 PLCnin enerjisi kesilir. Analog modldeki sklebilir klemenste bulunan tm kablolar sklr. CPU zerindeki eriim kapa alarak, yass kablo yerinden sklr. Montaj vidalar sklr veya ray klipsi alr. Modl montaj edildii yerden karlr. Analog modlde sklebilir sra klemensi bulunur. Bu yzden kolayca sklp taklabilir. 2.5.5.2. Klemensi Skmek in Klemensine ulamak iin konnektr kapa alr. Klemensin orta yerindeki yuvaya bir klemens tornavida yerletirin. Tornavida aa doru hafife itilerek klemens sklr. Aada skl ekli gsterilmitir.

ekil 2.16: Klemensi skmek

2.5.5.3. Klemensi Yerine Takmak Konnektr kapa alr. Konnektrle modl zerinde kalan tabandaki pinler, birbirine uyacak ekilde eletirilir. Klemens, yuvasna oturacak ekilde dndrlerek bastrlr.

2.5.6. EM 231 RTD Modl BalantlarRTD (Resistance Temperature Device), scakla bal olarak diren deeri deien bir alglaycdr. Modl 2 girili bir genileme modldr. CPU 222,224,226 ve 226XM ilemcileriyle birlikte kullanlr. Sabit scaklk koullarnda altklar srece maksimum performans salarlar. Grltye kar baklk salamak iin ekranl kablo kullanlmas nerilir. Altta EM 231 RTD modl klemens balantlar gzkmektedir. 51

ekil 2.17: EM 231 RTD modl klemens balantlar

2.5.6.1. EM 231 RTD Modlnn Ayarlanmas DIP anahtarlar yoluyla RTD tipi, balant ekli, scaklk lei ve hata durumundaki deer seebilir. DIP anahtarlar modllerin alt ksmnda yer alr. DIP anahtar ayarlar deitirildikten sonra CPU veya modl enerjisinin kesilip geri verilmesi (veya deiimin enerji yokken yaplmas)gerekir. Konfigrasyon

ekil 2.18: EM 231 RTD modl iin dp anahtarlar

RTD Tipi ve Alfa 100Pt 0.003850(Balangtaki ayar) 200 Pt 0.003850 500Pt 0.003850 1000Pt 0.003850 100Pt 0.003920 200Pt 0.003920 500Pt 0.003920 1000Pt 0.003920

AN1 0 0 0 0 0 0 0 0

AN2 0 0 0 0 0 0 0 0

AN3 0 0 0 0 1 1 1 1

AN4 0 0 1 1 0 0 1 1

AN5 0 1 0 1 0 1 0 1

Tablo 2.5: RTD tipinin seimi: dip anahtarla 1 5

52

6 Nolu DIP anahtar ayar : 0 Konumunda iken, kablo koptuunda pozitif deer (+3276.7 derece) gsterir. 1 Konumunda iken kablo koptuunda negatif deer (-3276.7 derece) gsterir. 7 Nolu DIP anahtar ayar : 0 Konumunda iken, scakl Celcius(santigrat) olarak verir. 1 Konumunda iken scakl fahrenheit olarak verir. 8 Nolu DIP anahtar ayar : 0 Konumunda iken, RTD modl ile sensr arasndaki balant 3 kablolu olarak seilmi olur. 1 Konumunda iken, RTD modl ile sensr arasndaki balant 2 kablolu veya 4 kablolu olarak seilmi olur. En hassas 2 kablolu balant olup, yalnzca uygulamada kablo direncinden kaynaklanan hata ihmal edilebilir. 2.5.6.2. EM 231 RTD Modl Durum Gstergeleri Bu modl scaklk ve hata durumlarn bildiren bir data word PLCye salar. Durum bitleri aralk hatasn veya besleme/modl hatasn gsterir. LEDler de modln durumuna iaret eder. Kanal veri format 2nin tmleyeni eklinde olup 16 bitten(word) oluur. Scaklk 0,1 derecelik basamaklar halinde gsterilir. rnein llen scaklk 100.2 derece ise iletilen veri 1002dir. Hata Durumu Hata yok 24 V yok Kablo kopukluu Aralk d hatas Diyognostik hata Kanaln ilettii veri Okunan deer 32766 -32768/32767 -32768/32767 0000 SF LED Krmz OFF OFF FLA FLA ON 24V LED Yeil ON OFF ON ON OFF Aralk durum biti 0 0 1 1 0 24 VDC Besleme Bozuk 0 1 0 0 -

Tablo 2.6: EM 231 RTD modl durum gstergeleri

Aralk durum biti: Hata baytndaki 3.bittir. Besleme bozuk biti: Hata baytndaki 2 bittir. Diyognostik hata: Modl konfigrasyon hatasna neden olur. Bu durumdan nce besleme bozuk biti set olabilir veya olmayabilir. PLC verileri okuduu srece her iki kanal her 405 mili saniyede bir gncellenir. Eer PLC verileri srekli okumuyorsa, gncelleme tamamlanncaya kadar eski veriler iletilir. Kanal verilerini gncel tutmak iin PLC programnn, kanallara en az gncelleme sresi kadar sklkla eriim yapmas nerilir. EM 231 RTD modln kullanrken PLCde analog 53

filtreleme seeneini bu analog giriler iin iptal edin. Analog filtreleme, hata durumlarnn yakalanmasn engelleyebilir.

2.5.7. EM 231 Termokupl ModlDaha nce, birbirinden farkl iki metalin bir gerilim rettiini belirtmitik. Bir termokuplu modlne baladnzda, bakrdan yaplm olan modl klemensiyle farkl bir malzeme olan termokupl kablolar arasnda ek bir balant oluur. Klemens balants da bir gerilim rettiinden bir hata oluur ve bu hatann giderilmesi iin souk nokta kompanzasyonu sistemi kullanlr. Balanan termokuplun tipi bilindii ve balant noktasnn scakl lld srece gereken dzeltme yaplr. Souk nokta kompanzasyonu, balant noktas sfr santigrat dereceye denk decek ekilde, hesaplanan hata gerilimini llen deerden kartr. Modln scakl dahili bir sensrden llr. Bu scaklk, klemens scaklyla yaklak olarak ayn olduuna gre, yukarda anlatlan kompanzasyon yaplabilir. Balantdan kaynaklanan bu hata dzeltildikten sonra modln iersinde yer alan zel bir yazlm, gerilimi dorusal olarak scaklk bilgisine dntrr.(nk termokuplun oluturduu gerilim scakla gre tam dorusal deildir.) Tm bu dzeltmelerden sonra, modlden okunan deer programnzda kullanlmak zere gerek scaklk bilgisi olarak gelir. Altta EM 231 termokupl modl klemens balantlar gzkmektedir.

ekil 2.19: EM 231 termokupl modl klemens balantlar

54

2.5.7.1. EM 231 Termokupl Modlnn Ayarlanmas Ayarlama amacyla kullanlacak DIP anahtarlar modln altnda yer alr ve termokupl tipini, leini, kablo kopuk seimini, souk nokta kompanzasyonu ayarlamanz salar. DIP anahtar deiimlerinin etkili olmas iin modle veya CPUya gelen enerjinin kesilip yeniden verilmesi gerekir. Aada termokupl modl DIP anahtar(svi) ayarlar verilmitir.

ekil 2.20: Termokupl modl DIP 1,2,3 nolu anahtar (svi) grn

Aadaki tablolarda termokupl modl DIP anahtar (svi) ayarlar verilmitir. Termokupl Tipi J(Balangtaki ayar) K T E R S N +/-80mV Ayar 000 001 010 011 100 101 110 111 Aklama Anahtarlar 1 ila 3. modln tm kanallar iin termokupl (veya Mv) tipini seer. rnein E tipi termokupl iin SW1=0, SW2=1, SW3=1 olarak ayarlayn.

Tablo 2.7: Termokupl modl DIP 1,2,3 Nulu anahtar (svi) ayarlar

Anahtar 5 Konumlar Kablo kopuk yn tayini (+3276.7 derece) (-3276.7 derece) Ayar Aklama 0 olduunda kablo kopmasnda en yksek deer 0 gsterir. 1 1 olduunda kablo kopmasnda en dk deer gsterir.Tablo 2.8: Anahtar 5 konumlar

Anahtar 6 Konumlar Kablo kopuk saptama devrede Devrede Devrede deilTablo 2.9. Anahtar 6 Konumlar

Ayar 0 1

55

Aklama: Kablo kopmasn saptamak iin giri klemensleri zerinden 25 Alik bir akm iletir. 6 Nolu anahtar, bu akm kaynan devreye alr veya devre d brakr. Eer giri sinyalleri arasndaki fark 200 mVdan byk ise, bir kablo kopukluu olduu anlalr. Kablo kopukluu saptandnda 5 nolu anahtar ile seilen deer bildirilir. Anahtar 7 Scaklk lei Celsius(0C) Fahrenheit Ayar 0 1

Tablo 2.10. Anahtar 7 Konumlar

Aklama: EM 231 Termokupl modl, scakl Celsius veya Fahrenheit olarak bildirilebilir. Celsiusdan Fahrenheita dnm modln ierisinde yaplr. Anahtar 8 Souk nokta Souk nokta kompanzasyonu devrede Souk nokta kompanzasyonu devrede deilTablo 2.11. Anahtar 8 konumlar

Ayar 0 1

Aklama: Termokupl kullanlrken souk nokta kompanzasyonu mutlaka devreye alnmaldr. Aksi takdirde ciddi okuma hatalar oluabilir. +/- mV Seiminde bu sivicin bir fonksiyonu yoktur. Souk nokta kompanzasyonu otomatik olarak devre d kalr.

56

UYGULAMA FAALYET UYGULAMA FAALYETPT 100 LE ISI KONTROL UYGULAMASI lem BasamaklarYapacanz uygulamaya modl seiniz. uygun

nerilerDevrenin zelliine gre yalnz analog giri mi k m veya hem giri hem k olabilir. Yalnz bir analog giri varsa em 235 kullanlmaz. Eer kullanacamz sensr gerilim retiyorsa termokupl modl, diren deiimi oluyorsa RTD modl kullanlr. Kullanmadmz girileri uygun bir iletkenle klemensle ksa devre edebiliriz. DIP anahtarlar kullanarak sinyal giri alanlarn ayarlarz. Negatif deeri de olan bir alglayc kullanacaksak analog modlmz ift kutupluya ayarlarz.

RTD mi yoksa termokupl modl m kullanacanz dikkatli bir ekilde tespit ediniz. Analog modln CPU zerinde bulunan 24 V DC sensr besleme k tarafndan beslediniz mi? Programda kullandnz giri ve klarla, analog modl zerindekileri karlatrnz. Kullanmadnz girileri ksa devre etmeyi unutmaynz. Analog sinyal giri semeyi unutmaynz. alanlarn

Uygulayacamz devrede kullanacamz gerilimin tek kutuplu mu veya ift kutuplu mu olduunu dikkate alnz.

57

zel bir frn sisteminde, frn ssnn deeri 150 C ise stc devreye girsin, 170 Cde devreden ksn. 200Cde ise soutucu sistemi devreye girsin, 180Cde dursun. Sistemimizde -2000 C - +6500 C aras alan bir Pt 100 s alglaycs kullanlacaktr. Analog modlmz 5 V ift kutuplu(bipolar)olarak ve 16 bit zerinden ayarladmz farzedelim. Bu devrenin uygulanmas iin RTD modl gerekmektedir. - 5 V ................................- 2,5 V.....................0 V......................+2,5 V....................... +5 V

-32768 -2000 C Saysal karlk : +6500 C iin +150 C iin

-16000

0

+16000

+32767 +6500 C

Saysal karlk: 32767 ise x = 756 +6500 C iin 32767 ise x

+ 170 C iin X = 17 x 32767 / 650 +6500 C iin + 200 C iin = 907 X = 20 x 32767 / 650 IKILAR Q0.0 : Istc Q0.1 : Soutucu

X = 15 x 32767 / 650 = 857 +6500 C iin + 180 C iin 32767 ise x

32767 ise x = 1008

X = 18 x 32767 / 650 GRLER AIW0: 1.Analog giri

58

LADDER (MERDVEN) DAGRAMI

59

SBR0

60

OB1 A 1 (NETWORK 1): PLC, RUN pozisyonuna getirildiinde bilgi taramas iin ilk dngde SBRO sayfasna gesin. A 2 (NETWORK 2): lk nce subroutne ve interrupt sayfalarna yneldikten sonra buradan alnan bilgiler bu sayfaya atandktan sonra ilenilir. VW500 alan iinde bulunan saysal deer, 738den(150 Cnin saysal karl) kk veya eit ise stc alsn demektir. VW500 alan iinde bulunan saysal deer, 837den(170 Cnin saysal karl) kk veya eit ise stc alsn. 170 Cden sora stc devreye girmez. A 3 (NETWORK 3): VW500 alan iinde bulunan saysal deer, 985den(200 Cnin saysal karl) eit ve bykse soutucu alsn. Ortam scakl 886ya(180 C nin saysal karl) indiinde devreden ksn. SBR0 A 1 (NETWORK 1): PLC, RUN pozisyonuna getirildiinde OB1 sayfasndan bu sayfaya ynlendirilerek bu sayfadaki bilgiler, bir kereye ait olmak zere OB1 sayfasna atanr. MOV_Bnin IN griindeki deer nterrupt sayfasna hangi sre aralklarla bilgi taramasnn yaplacan ifade eder. SMB34: 0 Nulu nterrupt sayfasndaki bilgileri zaman kontroll olarak deerlendiren zel bir bayttr. ENI: Interrupt kullanmamza izin verir. EVNT 10: Zaman kontroll nterrupt 0 INT 0 A 1 (NETWORK 1): SBR 0 sayfasndan nterrupt yapldndan PLC bilgi taramas iin bu sayfaya geer. MOVE komutuyla AIW0 analog giri alanndaki bilgiler VW 500 alanna atlr.

61

STL (PLC KOMUTLARI) OB1LDW= VW500, +907 OLD = Q0.1

SBR0NETWORK 1 LD SM0.0 MOVB 100, SMB34 ATCH 0, 10 ENI

INT 0NETWORK 1 LD SM0.0 MOVW AIW0, VW500 Seviye Kontrol Uygulamas Bir sitede su deposu bulunmaktadr. Balatma butonuna bastmzda ebekedeki suyu pompa motoru depoya basacaktr. Deponun doluluk oran(%25-%50-%75-%100) ultrasonic bir sv seviye dntrcs tarafndan izlenecek ve dardaki sinyal lambalarn aktif hale getirecektir. Deponun derinlii 10 metredir. Su ebekesinde su yokken depoda hazr halde bulunan su bir su pompa motoru ile siteye aktarlacaktr. Not: Bir basn anahtar ebekede su olup olmadn tespit edecektir. 0 mV ................................. 2,5 mV.....................5 mV........................7,5 mV...........10 mV

0

8192

16384

24576

32767

62

0 Saysal karlk: 10 mV iin 7,5 mV iin

2,5

5

7,5

10

32767 ise x = 24576Resim 2.1: Ultrasonic seviye sensr

X = 7,5 x 32767 /10

Saysal karlk : 10 mV iin 5 mV iin Saysal karlk : 10 mV iin 2,5 mv iin 32767 ise x = 8192 32767 ise x = 16384

X = 5 x 32767 / 10

X = 2,5 x 32767 / 10 Giriler I0.0 : Balatma butonu I0.1 : Basn anahtar Ultrasonic sv sensr I0.2 : Motor durdurma butonu AIW0 : Ultrasonic sv sensr

klar Q0.0 : Pompa motoru Q0.1 : Sinyal lambas(%25 doluluk) Q0.2 : Sinyal lambas(%50 doluluk) Q0.3 : Sinyal lambas(%75 doluluk) Q0.4 : Sinyal lambas(%100 doluluk)

63

LADDER (MERDVEN) DAGRAMI

64

SBR0

INT0

65

STL (PLC KOMUTLARI) OB1 LD I0.0 O Q0.0 A I0.1 AN I0.2 AN Q0.4= Q0.0 LDW= VW500, +8192 = Q0.1 LDW= VW500, +16384 = Q0.2 LDW= VW500, +24576 = Q0.3 LDW= VW500, +32767 = Q0.4 SBR0 LD SM0.0 MOVB 150, SMB34 ATCH 0, 10 ENI INT 0 LD SM0.0 MOVW AIW0, VW500

66

BASIN KONTROL UYGULAMASI Sabiha Gken havaalannda bulunan stma merkezindeki bir kazan u ekilde almaktadr. Bu kazan havaalanndaki pasaport konrol biriminin kaloriferini beslemektedir. Kazan iersindeki su stclarla kaynatlarak su buhar elde edilmektedir. Kazan basncmzn deerini renmek iin 24 V gerilimle alan basn dntrc kullanlmaktadr. Basn dntrcmzn alglayabilecei basn alan 0-200 KPA olup bu deerle orantl olarak 0-20 mA k akm vermektedir. Kazan basnc 100 KPAnn altna inince stclarn devreye girmesi ve 175 KPAlk basn deerinin stne knca stclarn devre d kalmas, 190 KPA olduundada alarm vermesi istenmektedir. Ayrca sv seviye anahtarndan gelen sinyallere gre pompa kazana su bassn. Bu uygulamamz PLC ile tasarlayalm. Basn dntrcnn, basn deerine gre verdii akm ve saysal karlnn bulunmas gerekir.

0 KPA ....................100 KPA........................175 KPA...............190 KPA.........200 KPA

0 mA 0A

10 mA 0.010 A

17.5 mA 0.017 A

19mA 0.019 A

20 mA 0.020 A

Analog giri modlnn bu ilemi 16 bit zerinden yapn varsayarsak; Saysal karlk: 20 mA iin 17.5 mA iin X = 17.5 x 32767 / 20 Saysal karlk: = 32767 ise x

28671( 175 KPA ) 32767 ise x

20 mA iin 10 mA iin

X = 10 x 32767 / 20 Saysal karlk:

= 16384 (100 KPA) 20 mA iin 19 mA iin 32767 ise x (190 KPA)

X = 19 x 32767 / 20 67

= 31129

GRLER I0.0 sv seviye anahtarndan gelen kazan bo sinyali I0.1 sv seviye anahtarndan gelen kazan dolu sinyali AIW0: 1.Analog giri IKILAR Q0.0 : Istc Q0.1 : Alarm Q0.2 : Pompa motoru

Resim 2.2: Erime basn sensr Karakteristikleri

0..50 bardan 02000bar' a kadar lm aral 3,3 mv/V k deeri 0 (4) ... 20 mA ve 0 ... 10 V opsiyonel k deeri k sinyalinin %80'ini destekleyen kalibrasyon resistr Tm resistans strain gauge amplifikatrlerle ve displayler ile kullanm iin Opsiyonel mercury-free tip CrNi elikten yaplm d kaplama

Resim 2.3: rnek bir basn dntrc

68

LADDER (MERDVEN) DAGRAMIOB1

69

SBR0

70

SM0.0 : PLCnin RUN yaplmasyla 1 konumundadr. SM0.1 : PLCnin RUN yaplmasyla lk dngde(tarama) 1, sonraki dnglerde 0 olan bittir.

STL (PLC KOMUTLARI) OB1//NETWORK COMMENTS NETWORK 1 LDW