1

1.ENDÜSTRİYEL KONTROL

Motorların, üretim yapan makine ve tezgahların denetlenmesi endüstriyel kontrolün uygulama alanıdır. Endüstride ilk önceleri elektro-mekanik (roleli) kontrol, daha sonra elektronik kontrol kullanıldı.

1.1.ROLELİ KONTROL

-B-

-A-

Şekil-1

Role, prensip şeması şekil-1A’da gösterilen, elektromekenik bir anahtardır. A-A bobin uçlarına uygulanan akımın oluşturduğu manyetik alanın kuvveti, yayların itme kuvvetini yenerek paleti aşağı çeker. Palet üzerinde bulunan kapalı kontaklar açılır, açık kontaklar kapanır. Bir rolenin elektrik bağlantı şemasında, şekil-1B’deki sembol kullanılır.

1.1.1.Basit Elektrik sembolleri ve devreleri

Elektrik devrelerinin oluşturulmasında, her bir devre elemanının sembolü kullanılır. Bazı basit sembollerin adı ve özellikleri aşağıda verilmiştir.

Sembol Adı Özelliği

Buton Normalde açık

Buton Normalde açık Kontak Normalde açık

2

Kontak Normalde kapalı

Role

dc kaynak

Lamba

Örnek-1.1: Bir butona basıldığında bir lambayı yakan, bırakıldığında söndüren elektrik devresini kurunuz.

Şekil-2

Örnek-1.2: Bir butona basıldığında yanan bir lambayı söndüren, bırakıldığında tekrar yakan elektrik devresini kurunuz.

Şekil-3

Yukarıdaki her iki örnekte lambanın çektiği akım buton üzerinden geçer. Özetle, butonun akım kapasitesi, lambanın çektiği akımı karşılayabilmelidir. Aksi halde buton bozulur.

Küçük kontrol akımı ile büyük yük akımlarına kumanda etmenin en basit yolu, roleli kontrol devresi kurmaktır.

+

E L

B+

E L

B+

3

Örnek-1.3: Bir butona basıldığında bir lambayı yakan, bırakıldığında söndüren roleli elektrik devresi kurunuz.

Şekil-3

Roleli kontrol devresinin iki üstünlüğü vardır.

*Kontrol devresi ile lamba (güç) devresi bir birinden yalıtılmıştır.*Kontrol devresi dc, ac veya daha düşük bir gerilim kaynağından beslenebilir.

Örnek-1.3’deki devrede lamba, buton basılı olduğu sürece yanar. El butondan çekilirse, lamba söner. Lambanın devamlı yanmasını sağlamak için rolenin normalde açık olan bir kontağı B butonu uçlarına paralel bağlanır. Bu işleme kısaca “kilitleme” veya “mühürleme” denir.

Örnek-1.4: Aşağıdaki şartları sağlayan roleli bir elektrik devresi kurunuz.

*Bir butona basıldığında bir lamba yansın.*El butondan çekildiğinde lamba yanmaya devam etsin.*İkinci butona basıldığında lamba sönsün.

Şekil-4

Bağlantı iletkenlerinin açıkça gösterildiği bu bağlantıya “açık şema” veya “bağlantı şeması” denir. Böyle bir devre, bağlantının tüm detaylarını açıkça göstermesinin yanında, özellikle karmaşık devrelerin izlenmesinde gözü yorar. Uygulamada açık ve kapalı kontakların roleden bağımsız olarak gösterildiği çizimler daha çok kullanılır. Böyle bir çizimde açık ve kapalı kontaklar şekil-5’deki gibi gösterilir. Kontak üzerindeki harf, hangi

E

L

BR

0

+R

E

L

BR

0

+R

Kontroldevresi

Güç devrsi

4

roleye ait olduğunu belirtir. Örneğin, şekil-5A’daki kontak A rolesi tarafından kontrol edilen, normalde açık bir kontak, şekil-5B’deki ise aynı role tarafından kontrol edilen, normalde kapalı bir kontaktır.

A

A

Normalde açık Normalde kapalı -A- -B-

Şekil-5

Örnek-1.5: Şekil-3’deki devreyi yukarda açıklanan sembolleri kullanarak tekrar çiziniz.

Şekil-6

Şekil-6’daki devre şöyle okunur. B butonuna basıldığında enerjilenen A rolesi kendine ait olan A kontağını kapar ve L lambası yanar.

Böyle bir düzenlemede de kumanda ve güç devrelerinin bağımsız olduğuna dikkat ediniz.

Örnek-1.6: Şekil-4’deki devreyi yukarda açıklanan sembolleri kullanarak tekrar çiziniz.

L

B

dc veyaac kaynak

A

R 0

A

5

Şekil-7

Şekil-7’daki devrede normalde kapalı olan butona durdurma veya “stop” butonu normalde açık olan butona ise başlatma veya “start” butonu denir.

Devre şöyle okunur. Start butonuna basıldığında enerjilenen A rolesi kendine ait güç devresindeki A kontağını kapatır, L lambası yanar. Ayrıca, kumanda devresindeki A kontağını da kapatır ve akım stop butonu ile bu kontak üzerinden geçip, A rolesinin devamlı enerjili kalmasını sağlar. Artık el start butonundan çekilse de role enerjili kalmaya, L lambası yanmaya devam eder. Stop butonuna basıldığında, A rolesinin enerjisi kesileceğinden, A kontakları açılır, L lambası sönerken kilitleme de düşer.

1.2. ELEKTRONİK KONTROL

Endüstride elektronik kontrol, elektroniğin gelişimine göre aşağıdaki gibi dört farklı şekilde yapıldı.

*Analog kontrol*Dijital Kontrol*Bilgisayar ile kontrol*PLC ile kontrol

1.2.1.Analog Kontrol

İlk olarak kullanılan bu kontrol, bir transistor ün anahtar olarak çalıştırılması ilkesine dayanır. Prensip şeması şekil-8’deki gibidir. Anahtarın 1 nolu konuma alınması ile beyze uygulanan küçük bir sinyal transistor ün tam iletime geçmesini sağlar. Enerjilenen role kontağını kapatır ve lamba yanar. Anahtar 2 nolu konuma alındığında, beyz sinyali sıfır olacağından trnasistör yalıtıma gider, A kontağı kapanmayacağı için lamba yanmaz.

L

dc veyaac kaynak

AA

R 0

A

6

Şekil-9, bir dc motorun sağa-sola dönmesini sağlayan bir devrenin prensip şemasını göstermektedir. Anahtar 1 nolı konuma alındığında, op-amp’ın çıkışı pozitif olur, üstteki transistör iletime geçer, A rolesi enerjilenir, güç devresindeki A kontakları kapanır ve örneğin motor sağa döner. Anahtar 2 nolu konuma alındığında op-amp’ın çıkışı negatif olur, B rolesi enerjilenir, motor bu defa sola döner.

Şekil-8

Kontrol devresi Güç devresi Şekil-9 Uygulamada bazen çalışmanın bir zaman peryodu içinde tamamlanması istenebilir. Örneğin, bir lambanın belirli bir süre içinde yanması ve sonra sönmesi gibi. Bu işlemi gerçekleştiren devreye “zamanlayıcı” veya zaman rolesi” denir.

2

1

A A

+E

Vcc R O

QRB

B

+E2

2

1

A

Q2

+E1

Vcc+10V

VEE-10

Q1

A

B

B

A

+100Vdc

7

Bir zamanlayıcının prensip şeması şekil-10’daki gibidir. C kondansatörü tam şarjlı olduğu için açık devre özelliği gösterecektir. IB=0 olacağından, transistör yalıtımdadır. A rolesi enerjisizdir, A kontağı açık olduğu için L lambası sönüktür.

Şekil-10

Butona basıldığında, IB beyz akımı transistor ü iletime sokar. Aynı zamanda C kondansatörü de kısa devre olur. Buton bırakılsa bile, boşalan kondansatör kısa devre özelliği göstereceğinden, üzerinden geçen akım transistor ü iletimde tutar, lamba yanmaya devam eder. Kondansatör tamamen şarj olduğunda, açık devre özelliği göstereceğinden IB=0 olur, A rolesinin enerjisi kesilir ve L lambası söner. Burada P potansiyometresi kondansatörün şarj zamanını veya lambanın yanık kalma süresini ayarlar. R direnci ise, P=0 durumunda beyz devresinin kısa devre olmasını önler.

1.2.2. Dijital Kontrol

Şekil-11A’daki devrede LED’in ışık yayabilmesi için, B1 ve B2 butonlarının aynı anda kapalı olması gerekir. Böyle bir çalışma dijital olarak VE kapısına karşılık gelir ve şekil-11B’deki gibi çizilebilir. Buna göre; B1=1 ve B2=1 ise LED ışık yayar.

Şekil-12A’daki devrede LED’in ışık yayabilmesi için B1 veya B2 butonlarından birinin kapalı olması gerekir. Böyle bir çalışma dijital olarak VEYA kapısına karşılık gelir ve şekil-12B’deki gibi çizilebilir. Buna göre; B1=1 veya B2=1 ise LED ışık yayar.

Şekil-13A’daki devreye enerji uygulandığında LED ışık yaymaya başlar. Eğer B butonuna basılırsa, LED söner. Böyle bir çalışma dijital olarak NOT (inverter) kapısına karşılık gelir ve şekil-13B’deki gibi çizilebilir. Buna göre; B butonuna basılırsa LED ışık yayar, bırakılırsa LED söner.

P

+ C11uFB A A

Vcc+10V

R O

Q

R

RB

Lojik 1

B2

LEDB1Lojik 1 Lojil 0

B2 LEDB1

8

-A- -B-

Şekil-11

-A- -B-

Şekil-12

-A- -B-

Şekil-13

Örnek-1.7: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren dijital devreyi kurunuz.

*Start butonuna basıldığında bir LED yansın.*El butondan çekildiğinde LED sönsün.

Lojik 1 Lojil 0

B2

LEDB1Lojik 1

B2

LEDB1

Lojik 1 Lojil 0

BLED

Lojik 1 Lojil 0

BLED

9

Şekil-14

Örnek-1.8: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren dijital devreyi kurunuz.

*Start butonuna basıldığında bir LED yansın.*El butondan çekildiğinde LED yanmaya devam etsin.*Stop butonuna basıldığında LED sönsün.

Şekil-15Örnek-1.9: Aşağıdaki devreyi yorumlayınız.

Lojik 1

LEDB

R

Lojik 1

LEDB

R

Lojik 1

BLED

B

R

R0 1

SD CP

RQ_Q

B2

B1

LED

10

Şekil-16

1.2.3. µP/PC (Mikroişlemci/Bilgisayar) ile Kontrol

Analog ve dijital kontrol sistemlerinin her uygulama için özel kartlar (PCB) gerektirmesi, programlanabilen dijital sistemlere (µP/PC) geçişi zorunlu kılmıştır. Böylece kontrol, yazılarak gerçekleştirilmiş, sistemin yeni değişikliklere uyumunda kolaylık sağlanmıştır. Fakat programlamanın çok iyi yetişmiş kişilerce yapılabilmesi uygulamada zorluklar çıkarmıştır. Ayrıca, mikroişlemci ile kontrol edilecek devre arasına özel tasarlanmış kartlar konulması, değişikliklerin pahalıya gelmesine neden olur.

Bilgisayarlı kontrolde programlama zorluğunun yanında, gerekli olmayan bir çok parçanın da kullanılması maliyeti yükseltir. Ayrıca, bilgisayar çıkışından alınan +5V., endüstriyel giriş/çıkışlar için yetersizdir. Bu iş için özel olarak tasarlanmış analog/dijital kartlar kullanmak gerekir. Bunun için de bilgisayarın iç yapısı ile ilgili bilgiye ihtiyaç vardır. Bilgisayar monitorsuz kullanılmaz. Boyutları da pano içine konulması için çok büyüktür.

1.2.4. PLC İle Kontrol

PLC’ler mikroişlemci temellidirler. Fakat, hafızalarına önceden işletim programı yüklendiği için işlemci dili veya elektronik iç yapısı ile ilgilenilmez. Program şekline sokulan probleme göre çalışırlar.

PLC’yi kullanmak için çok bilgi ve deneyim gerekmez. Ayrıca, hata yapılması neredeyse imkansızdır. Çünkü, yapılan hatayı bildirecek donanıma sahiptir.

2.PLC’LERE GENEL BAKIŞ

11

Endüstrinin vazgeçilmez kontrol elemanı olan PLC’ler bugün onlarca firma tarafından üretilmektedirler. Her bir firmanın ürettiği PLC farklı görünüş ve kapasitede olsa bile, çalışma mantıkları ortaktır.

2.1. PLC’LERİN GELİŞİMİ

İlk PLC sistemleri 1960’ların sonunda, 1970’lerin başında bilgisayarlardan geliştirildi. Bu ilk PLC’ler çoğunlukla otomotiv sanayinde kullanıldı. Otomobil fabrikaları her model değişiminde bir aya kadar kapatılıyordu. İlk PLC’ler model değişim zamanını kısaltmak için diğer yeni otomasyon teknikleri ile kullanıldı. Değişim işlemi esnasında en çok zaman yeni veya gözden geçirilen role ve kontrol panellerinin bağlantısında harcanmaktaydı. PLC’lerin yeniden programlanması işlemi, iletkenlerin, rolelerin, zamanlayıcıların ve diğer devre elemanlarının tamamının bir panelde yeniden bağlantısının yapılmasının yerini aldı. PLC’ler yeniden programlanma zamanını birkaç güne kadar azalttılar.

1970’lerin başındaki bilgisayar/PLC yeniden programlama işleminde büyük bir problem vardı. Programlar karmaşıktı ve değişiklik yapmak için çok iyi eğitilmiş programcılara ihtiyaç vardı. 1970’lerin sonunda programlarında yapılan düzenlemelerle PLC’ler biraz daha kullanıcı dostu oldu. 1978’de mikroişlemci (µP) çiplerinin kullanılması ile, tüm otomasyon sistemlerinde bilgisayarın ağırlığı arttı, fiyat düştü. Sonuç olarak robotlar, otomasyon elemanları ve PLC dahil bütün bilgisayar çeşitleri gelişti. PLC programları çoğu insanlar için anlaşılır oldu. PLC’ler çok ucuzladı.

1980’lerde PLC kullanımı devamlı arttı. Bazı büyük elektronik ve bilgisayar şirketleri ve bazı farklı şirketler elektronik bölümleri kurdular. PLC bunların en önemli ve geniş ölçekli üretimleri oldu. PLC pazarı 1978’de 80 milyon dolar/yıllık bir hacimden, 1990’da 1milyar dolar/yıl’a ulaştı. Büyüme hala devam etmektedir. Geçmişte makine takım endüstrisinde CNC (Computer Numerical Control) ler kullanılırken, şimdi PLC’ler kullanılıyor. PLC’ler bina enerji ve güvenlik kontrol sistemlerinde geniş ölçüde kullanılmaktadır. PLC’lerin evlerde ve tıp cihazları gibi geleneksel olmayan alanlardaki kullanımı giderek artacaktır.

2.2. KULLANIMI

Roleli lojik (roleli kumanda) konusunda bilgili olan bir kişi, birkaç saatte bir çok PLC fonksiyonuna hakim olabilir. Bu fonksiyonlar bobinleri (roleleri), kontakları, zamanlayıcı ve sayıcıları kapsar. Aynı özellik dijital lojik alt yapısına sahip bir kişi için de doğrudur. Dijital prensipleri veya ladder (merdiven) diyagramlarını iyi bilmeyen kişiler için öğrenme işlemi daha çok zaman alır.

Roleli lojik konusunda bilgili bir kişi uygun bir öğretim ile birkaç günde ileri PLC fonksiyonlarına hakim olabilir. Kurslar ve işletim el kitapları bu ileri fonksiyonlara hakim olmada çok yardımcı olur.2.3. PLC’LERİN ROLELİ SİSİTEM İLE KARŞILAŞTIRILMASI

12

Eski roleli tip kontrol paneli büyük boyutludur. Üzerinde bir çok iletkenler, bağlantılar ve roleler bulunur. Dolayısı ile bakım problemleri vardır. PLC’ler ise aynı lojik kontrol görevini yerine getirirken, farklı programlar için tek bir bağlantı ihtiyaç duyulur. Bunun yanında daha küçük ve daha güvenilirdirler. Kontrol sisteminin mantığını değiştirmek için roleli sistemde iletken bağlantıları yeniden yapılırken, PLC’lerde program değişikliği çok çabuk yapılabilir.

Roleli sistemin bazı sakıncaları aşağıdaki gibidir.

*Boyutları büyüktür.*Ağırdırlar*Pahalıdırlar*Sıkça bakıma ihtiyaç duyarlar*Bağlantıları karmaşıktır.

PLC’nin bazı üstünlükleri aşağıdaki gibidir.

Esneklik: Eskiden elektronik olarak denetlenen her bir üretim makinesinin kendi özel kontrol sistemi vardı. Örneğin, 15 makine için 15 farklı kontrol devresi kullanılırdı. Her bir kontrol devresi için birden fazla kart gerekebilirdi. Oysa şimdi, her bir makine bir PLC ile denetlenebilir. Hatta 15’den az PLC’ye de ihtiyaç olabilir, bir PLC birden çok makineyi kontrol edebilir. Çünkü her makinenin programı bağımsızdır.

Bağlantı değişikliği ve hata düzeltme: Roleli düzenlemede her hangi bir program değişikliğinde devre elemanları ve iletkenlerin yeniden bağlanması için bir zaman gerekir. PLC programı veya ardışık tasarım değişikliği dakikalar içinde yapılabilir. PLC kontrollü bir sistemde iletken bağlantılarının yenilenmesi gerekmez. Eğer programda bir hata düzeltilecekse, bu değişiklik çok çabuk yapılabilir.

Fazla kontak sayısı: Örneğin, dört adet kontağın bulunduğu ve bütün kontakların da kullanıldığı roleli bir sistemde tasarım değişikliği fazladan üç adet kontak gerektirdiğinde, sisteme yeni bir role veya role bloğu eklemek gerekir. PLC’lerde çıkış elemanı olarak kullanılan her bir bobin (role) için programdan gelen bol miktarda kontaklar bulunur. Bu sorunu gidermek için klevyeden sadece üç adet kontak otomatik olarak programa ilave edilir. Eğer yeterli hafıza alanı varsa, bir çıkış elemanından veya bobinden 100 kontak elde edilebilir.

Programlama şekli: Bir PLC’nin programlanmasında en basit yol ladder (merdiven) diyagramıdır. Bir teknisyen bunu kullanarak programlama işlemini kolayca yapabilir. Ayrıca, dijital veya Boolean kontrol sistemleri konusunda çalışan bir PLC programlayıcısı da PLC’yi programlayabilir.

Güvenirlik ve devamlılık: Katı hal devre elemanları genel olarak mekanik sistemlerden veya role ve zamanlayıcılardan daha güvenilirdirler. PLC’ler katı hal devre elemanlarından yapılırlar. Güvenirlik oranları çok yüksektir. Sonuç olarak kontrol sisteminin bakım fiyatları düşüktür.

Dökümantasyon (Belgeleme): Eğer gerekirse, PLC’ye yüklenen devrenin çıktısı bir yazıcı yardımı ile dakikalar içinde alınabilir.Dosyalar içinde devrenin kopyasını aramak gerekmez.Çalışın devrenin çıktısı her hangi bir anda alınabilir.

13

Güvenlik: Program değişikliği, PLC uygun olarak açılmadıkça ve hazır hale getirilmedikçe yapılamaz. Roleli düzenlemeler belgelenmemiş değişikliğe açıktır. Örneğin, ofis gece vardiyasında kilitli ise, sistemde yapılan bir değişiklik her zaman kayıt edilemeyebilir.

Sabit program uygulamaları: Bazı uygulamalar tek program uygulamalarıdır. Eğer gerekmiyorsa, çoklu program özellikleri olan bir PLC kullanmak avantaj sağlamaz. Örneğin, ekipman üreticileri fiyat avantajı için hala ayar vidalı mekanik tambur-kasnak kullanırlar. Bu tip uygulamaların işlem sırası nadiren değişir, veya hiç değişmez. Böylece PLC kullanmak gerekmez.

Çevre faktörleri: Yüksek ısı ve vibrasyon (titreşim) gibi çevresel faktörler, PLC’lerdeki elektronik devre elemanlarını etkiler, çalışmalarını sınırlar.

Enerji kesilmesi – Güvenli çalışma: Roleli sistemlerde stop butonu elektriksel olarak devreyi keser. Eğer besleme gerilimi yoksa, sistem durur. Besleme gerilimi normal değerine ulaşsa bile çalışma otomatik olarak yeniden başlamaz. Elbette PLC programlanarak bu sorun giderilebilir. Bununla birlikte, bazı PLC programlarında PLC’yi durdurmak için bir giriş gerilimi uygulanması gerekebilir. Bu sistemler “enerji kesilmesi – güvenli çalışma” durumu değildir. Bu sakınca, şekil-17’deki gibi PLC sistemine bir güvenlik rolesi ilave edilerek aşılabilir.

Şekil-17

Sabit devre çalışması: Eğer çalışan devre hiç değişmiyorsa, sabit bir kontrol devresi ise, (mekanik tambur-kasnak sistemi gibi) fiyat PLC’den daha düşük olabilir.Çalışmada peryodik değişiklikler varsa (ardışık çalışma gibi) PLC çok ekonomiktir.

2.4. PLC’LERİN µP/PC’LER İLE KARŞILAŞTIRILMASI

R 0

A

PLCA

A

StartStop

14

*PLC’ler, PC’lerde standart olan ekran, disket sürücüsü gibi donanıma ihtiyaç göstermezler.

*PLC’ler uzun süre çalışabilirler.

*PLC’ler kullanılırken elektronik iç yapı ile veya µP’nin dili ve yapısı ile ilgilenilmez.

*PLC ile en karmaşık işler çok az bilgi ve beceri ile çözülebilir.

*PLC’lerde kullanıcının hata yapması çok zordur.

*µP/PC ile kontrolün maliyeti yüksektir.

* µP/PC’lerde endüstriyel giriş-çıkışlar yoktur.

2.5. µP/PC PROGRAMI İLE PLC PROGRAMININ KARŞILAŞTIRILMASI

Bilgisayarlar, yapacakları işleri sıra ile ve bir biri ardınca test edilen belli bir mantık işlemine göre programlanırlar. Oysa PLC’ler için işleyiş biraz daha farklıdır. PLC programı şekil-18’deki gibi devamlı bir çevrim halindedir. Bütün komutlar sırası ile işletilir ve başa dönülür. PLC programının tamamı, bilgisayar dillerindeki döngü adı verilen kısımlar gibi çalışır.

Şekil-18

Şekil-18

PLC’lerde program, aynı anda bir kaç işlemi gerçekleştirebilir. Yani bir birinden bağımsız olayların ve komutların aynı anda işletilmesi, bir başka söyleyişle bir olay bitmeden diğerine başlanması gerekebilir. Böyle bir çalışma için en ideal işleyiş tarzı, bir

Girişlerin okunma- sı. Fiziksel

girişler PII kütüğü denen alana kopyalanır.

Kendi kendinin kon- trol edilmesi.Proğram hafızasını ve genişleme mo- düllerini denetler.

Sonuçların fiziksel çıkışla aktarılması.

Programdaki ku- manda mantığının çalıştırılması. Komutlar çalıştırılır ve sonuçlar değişik hafıza alanlarına yazılır.

İletişim taleplerinin sağlanması.PC veya operatör paneli ile iletişimin kurulur.

15

döngü içinde bütün komutları yazmak ve döngüyü de bütün olayların en iyi şekilde kontrolü için mümkün olan en yüksek hızda çalıştırmaktır.

PLC’lerde, bilgisayarlarda olduğu gibi bir işlemi bitirip, sonra başka bir işleme geçmek mantıklı değildir. Örneğin, bir motora PLC çıkışından kapıyı kapaması için sinyal verdiğinizi düşünün. Eğer bu işi bir bilgisayar programı yazarak yapıyorsanız, kapanma komutu verildikten kapı kapanana kadar, yani işlem bitene kadar program alt satıra geçmez. Bu esnada başka hiçbir işlem yapılamaz. PLC programlarında ise, işlemin tamamlanması önemli değildir. Program baştan sona kadar saniyede binlerce kez işletilir. Böylece aynı anda bir birinden bağımsız olarak A parçası işlenirken, B parçası montaj hattına yollanabilir, yazıcıdan da çıktı alınabilir.

Şekil-19

2.6. PLC’LERİN KISIMLARI

Bir PLC’nin fonksiyonel blok diyagramı şekil-19’daki gibidir. PLC’ler giriş-çıkış portlarının tasarlanmasına ve dc veya ac kaynak ile beslenmesine göre değişik modellerde üretilirler. Eğer;

G İ

R İ

Ş L

E R

C P

U

H A

F I

Z A

Ç I

K I

Ş L

A R

PROGRAMLAMATERMİNALİ

BESLEME

S İ

N Y

A L

Ç I

K I

Ş

U Ç

L A

R I

S İ

N Y

A L

G İ

R İ

Ş U

Ç L

A R

I

16

*Besleme kaynağı dc, girişler dc ve çıkışlar dc ise bu PLC DC/DC/DC olarak,

*Besleme kaynağı ac, girişler dc ve çıkışlar roleli ise, AC/DC/ROLE olarak,

*Besleme kaynağı ac, girişler ac ve çıkışlar ac ise AC/AC/AC olarak

İfade edilir. ac ve role çıkışlı modellerde doğrudan ac şebeke gerilimi (220Vac) kullanılabilir. DC/DC/DC modellerde ayrıca 24Vdc bir besleme kaynağı kullanılmalıdır.

2.7.1.Giriş/Çıkış Portları

Bir hasar oluşturmaması için bilgi CPU’ya doğrudan uygulanamayacağı gibi, doğrudan da alınamaz. Giriş veya çıkış uçlarının yalıtımı için optik izolatörler kullanılır. Şekil-20, transistor lü, tristörlü ve triyaklı optik izolatör çeşitlerini göstermektedir.

Transistor lü optik izolatör Tristörlü optik izolatör Triyaklı optik izolatör

Şekil-20

Transistor lü optik izolatörler düşük akımlı dc uygulamalarda, tristörlüler daha yüksek akımlı dc uygulamalarda, triyaklılar ise, ac uygulamalarda kullanılırlar. Şekil-21A dc giriş, şekil-21B ac giriş sinyallerinin PLC’ye aktarılmasının prensip devresini göstermektedir. CPU’nun her bir giriş ucuna bu devrelerden bir tane bağlanır. Örneğin 8 girişli bir PLC için toplam 8 adet kullanmak gerekir.

-A- -B- Şekil-21

D R

R

R

dc g

iriş

siny

ali

ac g

iriş

siny

ali

CP

U’y

a

CP

U’y

a

17

Şekil-22A dc çıkış, şekil-22B roleli çıkış ve şekil-22C ac çıkış sinyalinin PLC’den yüke aktarılmasına ait prensip devresini göstermektedir. CPU’nun her bir çıkış ucuna bu devrelerden bir tane bağlanır. Örneğin 6 çıkışlı bir PLC için 6 adet kullanılır.

-A- -B-

-C-

Şekil-22

Eğer PLC her gün binlerce kez çıkış sinyali verecekse, iç role kontakları daha çabuk deforme olacaktır. Bu tip uygulamalarda roleli çıkış yerine, 24Vdc çıkışlı model kullanılıp, dış rolelerin bununla sürülmesi daha uygun olacaktır.

+VccD

D

MOV

+Vcc

220V

D

220Vac

C

YÜK

RTETİKLEMEDEVRESİ

CP

U’d

an

CP

U’d

an

CP

U’d

an

18

3. S 7-200 CPU 21x PLC’Sİ

Siemens firmasının değişik otomasyon uygulamalarına kumanda etmek için ürettiği S7-200 serisi PLC’ler, Windows tabanlı programlama yazılımını kullanmaktadır. Bu program, Bool mantığı, sayma, zamanlama, karmaşık matematik işlemleri ve diğer akıllı cihazlarla iletişim kurama özelliğine sahiptir. S7-200 serisi olarak, ilk önceleri 21x ailesi üretildi. Daha sonra bu aile geliştirilerek 22x ailesi üretildi. 21x ailesinin işletim programı 22x ailesini çalıştırmaz. Fakat 22x ailesinin programı 21x ailesini de çalıştırabilir. Bu bölümde önce 21x ailesinin özellikleri açıklanacak, sonraki bölümde 22x ailesinin farklılıkları belirtilecektir. Çünkü her iki ailenin de birçok özelliği ortaktır.

3.1. CPU 21x AİLESİ

CPU 21x ailesinin,

*CPU 210

*CPU 212

*CPU 214

*CPU 215

*CPU 216

Olarak beş ayrı modeli vardır.

CPU 210 modeli çok küçük boyutlu, basit kumanda devrelerinin gerçekleştirilmesin de kullanılır. Diğer modeller hem kumanda, hem de geri beslemeli kontrol devrelerinin gerçekleştirilmesinde kullanılır. CPU 214, CPU 215 ve CPU 216 modellerinde gerçek sayılar üzerinden matematik işlem yapabilme olanağı sağlayan komutlar bulunduğundan, geri beslemeli kontrol algoritmaları veya sayısal filitre yazılımları daha kolay gerçekleştirilebilir. CPU 215 ve CPU 216 modellerinde endüstriyel kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılan PID (Oransal İntegral Türev) fonksiyon komutu bulunur.

3.1.1. Giriş-Çıkış birimleri ve Genişleme Modülleri

CPU 212 modelinde ana birim üzerinde 8 adet giriş ve 6 adet çıkış ucu vardır. Ayrıca, şekil-23’deki gibi 2 adet genişleme modülü bağlanarak toplam giriş-çıkış sayısı 78’e kadar arttırılabilir. Örneğin, 8 adet giriş ucu olan EM 221 modülünden 2 adet kullanılarak toplam giriş sayısı 24, çıkış sayısı 6 yapılabilir. Veya, 2 adet EM 222 genişleme modülü bağlanarak giriş sayısı 8, toplam çıkış sayısı 22 yapılabilir. Veya, 2 adet EM 223 genişleme modülü bağlanarak toplam giriş sayısı 40, toplam çıkış sayısı 38 yapılabilir.

19

Ayrıca şekil-24’deki gibi CPU 212 modeline, 3 analog giriş (AI), 1 analog çıkış (AO) noktası bulunan EM 235 analog modelinden 2 adet bağlanarak 6 adet analog giriş – 2 adet analog çıkış noktası elde edilebilir.

24 giriş – 6 çıkış

8 giriş – 22 çıkış

40 giriş – 38 çıkış

Şekil-23

Şekil-24

Bağlanacak genişleme modüllerinin sayısını, PLC’nin elektriksel sınır değerleri belirler.

CPU 214 modelinde ana birim üzerinde 14 giriş ve 10 çıkış noktası bulunur. Elektriksel sınır değerleri aşmamak koşulu ile ana birime 7 adet genişleme birimi bağlanabilir. Örneğin, CPU’dan 5V altında maksimum 660 mA akım çekilebilir. O halde genişleme birimlerinin toplam akım gereksinimi bu değeri aşmamalıdır.

Eğer CPU 214 modeline şekil-25’deki gibi 16 giriş – 16 çıkış noktası bulunan EM 223 genişleme biriminden 3 adet bağlanırsa, toplam 62 giriş ve 58 çıkış noktası elde edilir. Fakat her bir genişleme modülü 5Vdc altında 160 mA akım çeker. Bu durumda CPU’dan;

CPU 2128Input – 6 Output

EM 22316 Input - 16 Output

EM 22316 Input – 16 Output

CPU 2128Input – 6 Output

EM 2218 Input

EM 2218 Input

CPU 2128Input – 6 Output

EM 2228 Output

EM 2228 Output

CPU 2128Input – 6 Output

EM 2353AI – 1 AO

EM 2353AI – 1 AO

20

3 x 160 = 480 mA

akım çekilecektir. Eğer bu yapıya analog genişleme birimi eklenmek istenirse, 70 mA akım çeken bu birimlerden en fazla iki adet bağlanabilir.

2 x 70 = 140 mA

Bu durumda CPU’dan çekilen toplam akım;

480 + 140 = 620 mA

olacaktır. Bu değer, maksimum sınır değer olan 660 mA’den küçük olduğu için çalışmada bir sorun yaşanmaz.

Şekil-25

CPU 215 modelinde giriş –çıkış sayısı, CPU 214’ün aynıdır. Sadece genişleme birimleri için 5Vdc besleme kaynağından 1000 mA akım çekilebilir. Örneğin, bu model kullanılırsa şekil-25’deki yapıya 2 adet daha analog birim eklenerek toplam genişleme birim sayısı 7 yapılabilir.

CPU 216 modelinde ana birim üzerinde 24 giriş – 16 çıkış noktası bulunur. Genişleme birimleri kullanılarak 128 giriş – çıkış noktası, 12 analog giriş ve 4 analog çıkış noktası elde edilebilir.

PLC’ye eklenen modüller dijital, analog veya ikisinin karışımı olabilir.

Ek modüllerde adresleme, program yazım aşamasında, baştan tasarlanması ve dikkate alınması gerekir.

3.1.2. Bellek Yapısı

Bellek alanı, şekil-26’daki gibi üç bölümden oluşur.

*Program alanı*Parametre alanı*Kalıcı veri alanı

CPU 21414I – 10 O

EM 22316I – 16 O

EM 22316I – 16 O

EM 22316I – 16 O

EM 2353AI – 3A O

EM 2353AI – 3A O

21

Bu üç alandaki bilgiler, rastgele erişimli bellek (RAM) ve elektriksel silinebilir bellek (E2PROM) bölümlerinde saklanır.

CPU 212 dışındaki modellerde ayrılabilir bir bellek alanı (kartuş) bulunur. E2PROM olan bu eleman her hangi bir programı bir başka PLC’ye aktarmada kullanılır.

Şekil-26

Program alanı, programa ilişkin komutların saklandığı bellek alanıdır. Boyutu;

CPU 212 için 512 kelime (1024 byte)

CPU 214 için 2048 kelime (4096 byte)

CPU 215 için 4096 kelime (8192 byte)

CPU 216 için 4096 kelime (8192 byte)

dır. Bir kumanda devresi için PLC seçimi yapılırken, program için ayrılmış alanın boyutu (da) göz önüne alınır. Bir program için gerekli bellek alanı, her bir lojik işlem komutu için 1 kelime, zamanlayıcı ve sayıcı komutları için 3 kelimelik alan kullanılacağı göz önüne alınarak hesaplanır.

Parametre alanı, PLC’ye ait verilerin (şifre, istasyon adresi gibi kalıcı bilgilerin) saklandığı bellek alanıdır.

Veri alanı, PLC program belleğine yüklenen kullanıcı programının yürütülmesi esnasında hesaplanan sonuçlar, ara değerler, sabit değerler, sayıcı, zamanlayıcı, hızlı sayıcı, analog giriş-çıkış değerlerinin saklandığı bellek alanıdır. Veri alanı;

PROGRAMALANI

VERİ ALANI(Timer-Counter)

PARAMETRE ALANI

KALICIVERİ ALANI

PROGRAMALANI

PARAMETRE ALANI

KALICIVERİ ALANI

PROGRAMALANI

PARAMETRE ALANI

KALICIVERİ ALANI

RAM

E2PROM

İÇ BELLEK

E2PROM Ayrılabilir bellek elemanı (CPU 212’de yok)

22

*Veri alanı değişken bellek (V)

*Giriş görüntü belleği (I)

*Çıkış görüntü belleği (Q)

*İç bellek kaydedicisi (M)

*Özel bellek kaydedicisi (SM)

*Zamanlayıcı (T)

*Sayıcı (C)

*Analog giriş (AI)

*Analog çıkış (AQ)

*Akümlatör kaydedicisi (AC)

*Hızlı sayıcı (HSC)

Bölümlerinden oluşur.

Değişken veri belleği (V), iki kısımdan oluşur. “Veri bloğu” olarak adlandırılan birinci kısım hem RAM hem de E2PROM’da saklanır. İkinci kısım ise, sadece RAM bellekte saklanır. Bu bilgiler E2PROM belleğe yüklenmediği için kalıcı değildir. PLC uzun süre enerjisiz kalırsa, (CPU 212 için 50 saat, CPU 214, 215, 216 için 190 saat) bu alandaki bilgiler silinir.

3.1.3. Veri belleğine ulaşım

Veri belleği alanına bit, byte (8bit), kelime (word – 16 bit) ve çift kelime (double word – 32 bit) olarak doğrudan adresleme ile ulaşılabilir. Bellek alanını gösteren I , Q , M , V , SM harflerinden sonra yazılan B (byte), W (word) ve D (double word) harfleri bellek konumlarına erişim boyutunu gösterir. Örneğin;

I0.0 komutu ile 1 bitlik

WB0 komutu ile 8 bitlik

VW0 komutu ile 16 bitlik

VD0 komutu ile 32 bitlik

verilere ilişkin işlemler yapılır.

3.1.4. Diğer özellikler

S7-200’lerin işlemci hızları çok yüksektir. CPU 212 1024 adet binary işlemini 1.3 ms’de, CPU 214 ise 0.8 ms’de tamamlar. Kısaca 1 000 000 adet işlemi 1s’de yapabilirler.

23

CPU 212’de olmayan, fakat CPU 214’de bulunan iki adet PTO/PWM çıkışı vardır. PTO (Pals dizisi çıkışı), istenen frekans ve miktarda kare dalga çıkışı üretir. Böylece step veya dc motorlar kolayca sürülebilir. PWM (Pals genişlik modülasyonu), palsin genişliğini ayarlar. Örneğin, bir lambanın ışık şiddeti kolayca ayarlanabilir.

CPU 214’de bildiğimiz 24 saatlik gerçek zaman saati vardır. Aynı zamanda gün-yıl ayarlaması ve okuması yapabilen bu saati kullanarak zamana bağlı olaylar kontrol edilebilir.

3.1.5. CPU’nun çalışma konumları

PLC’nin, üzerinde STOP,TERM ve RUN konumları olan üç pozisyonlu bir anahtar bulunur.

STOP konumunda PLC’de program değişikliği yapılabilir, giriş - çıkış ve dahili olaylarla ilgili bilgi alınabilir.

TERM konumunda bütün kontrol PLC’nin bağlı bulunduğu bilgisayarın elindedir. Bu konumda PLC’de program değişikliği yapılabilir, giriş – çıkış ve dahili olaylarla ilgili bilgi alınabilir, PC kumandası ile PLC STOP ve RUN konumları arasında geçiş yapabilir. TERM konumunda iken STOP ve RUN modunda yapılabilecek her şey, istenilen moda geçilerek yapılabilir.

RUN konumunda önceden yüklenen program çalışır. Bu sırada PLC’de program değişikliği yapılamaz. Giriş – çıkış ve dahili olaylarla ilgili bilgi alınabilir.

3.1.6. Haberleşme

S7-200’lerin kendi haberleşme portları RS 485’dir. PLC’ler bu pot üzerinden bir biri ile bağlanabilirler. Şekil-27 RS 485 protokolüne göre haberleşen üç ayrı PLC’yi göstermektedir. Bağlantılar yapıldıktan sonra her bir PLC’ye kısa bir program yazmak gerekir.

MASTER

SLAVE-1 SLAVE-2

Şekil-27

CPU 214

S7-200

CPU 214

S7-200

CPU 214

S7-200

24

Eğer RS 232 protokolü kullanılan bir araçla, örneğin PC ile haberleşmek gerekirse, RS 485 ile RS 232 arasında bir arabirim veya PPI (Point to Point Interface) kablosu kullanılmalıdır. Şekil-28, PC ile PLC arasındaki bağlantıyı sağlayan PPI kablosunu göstermektedir.

Şekil-28

PPI kablosu üzerinde bulunan anahtarlar, data transfer miktarını belirler. Aşağıdaki tabloda data miktarı ile anahtar konumu arasındaki ilişki verilmiştir.

Data miktarı Anahtar konumu

38.4 k. 0000

19.2 k 0010

9.6 k 0100

2.4 k 1000

1.2 k 1010

600 1100

Eğer bir PC birden fazla PLC ile haberleşecekse, bağlantı MPI (Multi Point Interfaca) kablosu ile yapılır.

PLC’ler bilgisayara port adı verilen çıkış noktaları üzerinden bağlanırlar. Bir bilgisayarda Paralel ve seri olmak üzere iki port vardır.

Paralel portlar sekiz adet veri hattı içerirler ve baytın her biti bu hatlardan aynı anda iletilir. Paralel portlar LPT1, LPT2 olarak adlandırılır. Paralel portlar şekil-29’da görüldüğü gibi 25 pinlik bir dişi konektöre bağlıdır.

25

Şekil-29

Seri portların konnektörleri 25 ve 9 pin olmak üzere 2 şekilde olur. 25 pinlik konektörler artık kullanılmamaktadır. Şekil-30, 9 pinlik konektörü göstermektedir. 25 veya 9 pinlik portlara farklı pin sayısına sahip cihaz bağlayabilmek için özel adaptörler kullanılır. Seri port ile iletişimde bitler peş peşe, seri bir biçimde ve belirli zaman aralıkları ile gönderilir veya alınır. Bunun sebebi portun tek bir veri hattına sahip olmasıdır. Bilgi alış-verişinin senkronize olabilmesi için bir bitlik verinin hatta kalma süresi önemlidir. Seri iletişim hızı bit/sn ya da Baud birimiyle ölçülür. Baud hız, bir saniyede iletilen bit sayısıdır.Özellikle kablo uzunluğu arttıkça verilerin kaybolma riski doğar.

Şekil-30

seri portlar ile bilgilerin iletilmesi daha güvenili olmasına rağmen iletişim hızı yavaştır. Paralel portlar ise seri porttan çok daha hızlıdır. Bununla birlikte güvenilir bir veri iletimi sağlamazlar. Bilgisayarda bulunan PLC kontrol programını, PLC’ye yüklemek için seri portlar kullanılır.

3.1.7.PLC’nin kurulması

Bir PLC’nin kurulması için,

*PLC’ye

*Onu çalıştıracak güç kaynağına

*PC’ye

*Gerekli yazılıma (Programa)

*PPI kablosuna

İhtiyaç vardır. Şekil-31, 21x ailesine ait DC/DC/DC modeli bir PLC’nin bağlantı devresini göstermektedir.

26

Girişlerin besleme uçları Çıkışların besleme uçları + 24Vdc - + 24Vdc -

+ 24Vdc - PLC’nin besleme uçları Şekil-31

3.2. CPU 21x AİLESİNİN PROGRAMLANMASI

Bir problemin çözümü için PLC’ye tanıtılmasına “PLC’nin programlanması” denir. S7 – 200 PLC’si iki farklı şekilde programlanır.

*Ladder (merdiven) diyagramı ile

*STL (Statement List) komutları ile

Ladder diyagramı, en basit programlama tekniğidir. Programlayıcının, her komutun karşılığı olan sembolleri program kütüphanesinden çağırıp, belli mantık ve kurallar içinde bir biri ile bağlaması yeterlidir. Hazırlanan program PLC’ye yüklenir. Ladder diyagramını kullanabilmesi için programcının özel bir bilgiye ihtiyacı yoktur.

STL komutları, mikro işlemci veya mikro kontrolörlerin programlanmalarında kullanılan komutlara benzer. Bu komutların belli bir disiplin içinde yazılması ile PLC programlanır. STL komutlarını kullanacak programcının mikro kontrolör programlama mantığına sahip olması gerekir.

IM M

I0.0 L+

I0.1 Q0.0

I0.2 Q0.1

I0.3 PLC Q0.2

2M Q0.3

I0.4 Q0.4

I0.5 Q0.5

I0.6 M

I0.7 L+

27

Konuların anlatımında öncelikle Ladder diyagramı dikkate alınacak, fakat her bir sembolün de STL komutları karşılığı verilecektir.

3.2.2. Programın Çalıştırılması

Bir programın yazılıp, PLC’ye yüklenip, çalıştırılması için aşağıdaki işlem sırası takip edilir.

*Masa üstündeki ilgili ikonu çift tıklayınız.

*Yeni bir çalışma sayfası açınız.

*İlgili ayar ve tanıtma işlemini yapınız.

*Kütüphaneden semboller listesini çağırıp, devreyi kurunuz.

*Yazdığınız programı PLC’ye yükleyiniz.

*PLC’yi RUN konumuna alınız.

*Eğer çalışma ekrandan izlenecekse, “Araç çubuğu”ndan “Debug”u seçip, “Ladder

statys on”u tıklayınız.

3.2.1. Ladder Diyagramı

Ladder diyagramında, elektrik-elektronik devre elemanlarının sembolleri kullanılır. Aşağıda bazı basit Ladder sembolleri verilmiştir. Farklı semboller konular ilerledikçe gösterilecektir.

Sembol Adı Özelliği

Buton veya kontak Normalde açık

Buton veya kontak Normalde kapalı

( ) Çıkış elemanı Role veya bobin

Ladder diyagramında buton, anahtar veya kontak aynı sembolle gösterilir. Eğer giriş elemanı olarak kullanılacaksa, yanına I (İnput) harfi konur. Örneğin, şekil-32A’daki sembol PLC’nin giriş portuna bağlanan 1. giriş elemanı olduğunu anlatır. Eğer aynı sembol Q harfi ile gösterilseydi, bunun çıkış portuna ait bir kontak olduğu anlaşılırdı. Çünkü çıkışlar Q harfi ile gösterilir. Örneğin, şekil-32B’deki sembol PLC’nin çıkış portunun 1. çıkış elemanına ait bir kontak olduğunu anlatır.

28

-A- -B-

Şekil-32

Laffer diyagramında semboller bilgisayar ekranında “Devre-1 , Devre-2…” olarak ayrılan boşluklara çizilir. Eğer çizimde bir hata yapılırsa, programın PLC’ye yüklenmesi sırasında hata mesajı verilecektir.

PLC’ye yazılan programın bittiği “END” komutu ile belirtilir. Eğer bu komut konulmazsa, PLC programın sona erdiğini anlayamaz. Ekranda hata mesajı gözükür.22X ailesinde bu komut konulmaz. Örneğin, S7 200 CPU 224 PLC’si ile çalışırken bu komutu kullanmayacağız.

Örnek-3.1: Bir butona basıldığında bir roleyi enerjilendiren, el butondan çekildiğinde ener- jisini kesen devrenin Ladder diyagramını çiziniz.

Örnek-3.2: Bir butona basıldığında bir rolenin enerjisini kesen, devrenin Ladder diyagramı mını çiziniz.

I0.0 Q0.0

29

Yukardaki her iki örnek, bir PLC’nin aynı girişinin normalde açık veya normalde kapalı olarak tanımlanabileceğini göstermektedir.

Örnek-3.3: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren devrenin Ladder diyagramını çiziniz.

*Start butonuna basıldığında bir role enerjilensin.*Enerjilenen ilk role ikinci roleyi enerjilendirsin.

3.2.2. STL Komutları

S7-200 CPU 21x PLC’leri, içinde sayısal VE , VEYA ve DEĞİL gibi işlemleri de bulunduran komutlar dizisi ile de programlanabilir. Bu komutlara kısaca STL komutları

30

denir. Bazı STL komutları aşağıda verilmiştir. Konular ilerledikçe farklı komutlar da gösterilecektir.

Komut Komutun Adı Açıklaması

LD LOAD Yükle

LDN LOAD NOT Tümleyenini yükle

A AND VE işlemi

AN AND NOT Tümleyenine VE işlemi

O OR VEYA işlemi

ON OR NOT Tümleyenine VEYA işlemi

NOT NOT Tümleyen

= Çıkışa atama

S SET Kurma

R RESET Silme

ALD AND BLOK VE Blok

OLD OR BLOK VEYA Blok

MEND Program Sonu (21X için)

STL komutları, bilgisayar ekranında “Devre-1 , Devre-2…” olarak ayrılan boşluklara yazılır.Program yazmaya LD (Yükle) veya LDN (Tümleyenine yükle) komutu ile başlanır.

Örnek-3.4: Örnek-1.10’daki problemi STL komutları ile yazınız.

Devre-1

LD I0.0 I0.0 girişini yükle (oku)

= Q0.0 Sonucu Q0.0’a ata

Örnek-3.5: Örnek-1.11’deki problemi STL komutları ile yazınız.

31

Devre-1

LDN I0.0 I0.0’ın tümleyenini yükle (oku)

= Q0.0 Sonucu Q0.0’a ata

Örnek-3.6: Örnek-1.12’deki problemi STL komutları ile yazınız.

Örnek-3.7: VE işlemini gerçekleştiren bir devrenin Ladder diyagramını çiziniz. STL komut- larını yazınız.

Örnek-3.8: VEYA işlemini gerçekleştiren bir devrenin Ladder diyagramını çiziniz, STL

komutlarını yazınız.

32

Örnek-3.9: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren devrenin Ladder diyagramını çiziniz, STL komutlarını yazınız.

*Start butonuna basıldığında bir lamba yansın.*El butondan çekildiğnde lamba yanmaya devam etsin.*Stop butonuna basıldığında lamba sönsün.

33

Örnek-3.10: İki adet lamba aşağıdaki gibi denetlenecektir. Devrenin Ladder diyagramını çiziniz.

*1.start butonuna basıldığında 1. lamba yansın.*El butondan çekildiğinde 1. lamba yanmaya devam etsin.*1.lamba yanarken, 2.start butonuna basıldığında 2. lamba yanmasın. *Stop butonuna basıldığında 1. lamba sönsün.*2.start butonuna basıldığında 2. lamba yansın.*El butondan çekildiğinde 2. lamba yanmaya devam etsin.*2.lamba yanarken, 1.start butonuna basıldığında 1. lamba yanmasın.

Not: Elektrik kumanda tekniğinde bu çalışma şekline “elektriksel kilitleme” denir.

34

3.2.3. Bloklama

Birden fazla kontak kendi aralarında VE – VEYA şeklinde düzenlendikten sonra, elde edilen blokların yine kendi aralarındaki bağlantıları, STL komutlarında “Bloklama” olarak adlandırılır. Bloklama ALD (VE BLOK) ile OLD (VEYA BLOK) olarak iki şekilde yapılır.

ALD (VE BLOK)

Şekil-33’deki gibi, dört adet kontak kendi aralarında ikişerli olarak VEYA şeklinde düzenlikten sonra, VE işlemi ile bağlanmasına ALD (VE BLOK) denir.

Şekil-33

Şekil-33’deki gibi bir devrenin STL komutları ile yazılımında, Şekil-34’deki dirençli devrenin çözümünde izlenen yol dikkate alınır. Önce, R1║R2 dirençleri, sonra R3║R4

dirençleri sadeleştirilir. Daha sonra, elde edilen iki eş değer direnç toplanır.

Şekil-34

Şekil-31’deki devrede I0.0 ve I0.1 ile I0.2 ve I0.3 kontakları STL komutları ile yazıldıktan sonra, elde edilen eş değer iki blok ALD komutu ile bağlanır.

I0.0 I0.2

I0.1 I0.3

R2 R4

R3R1

R1║R2 R3║R4

35

OLD (VEYA BLOK)

İki adet VE düzenlemesinin şekil-35’deki gibi VEYA işlemi ile bağlanmış şekline, STL komutlarında OLD (VEYA BLOK) denir.

Şekil-35

Böyle bir devrenin STL komutları ile yazılımında şekil-36’daki dirençli devrenin çözümünde izlenen yol dikkate alınır. Önce R1+R2 dirençleri, sonra R3+R4 dirençleri sadeleştirilir. Daha sonra elde edilen eş değer iki paralel direnç toplanır.

Şekil-36

Şekil-33’deki devrede I0.0 ve I0.1 ile I0.2 ve I0.3 kontakları STL komutları ile yazıldıktan sonra, elde edilen eş değer iki blok OLD komutu ile bağlanır.

I0.0 I0.1

I0.2 I0.3

R2

R4R3

R1 R1+R2

R3+R4

36

Örnek-3.11: Aşağıda Ladder diyagramı ile verilen devrenin STL komutları ile karşılığını yazınız.

Not: Devrenin çalışması, örnek-1.18’deki devre ile aynıdır.

37

3.2.4. Bit Hafıza Alanı (M)

Bit memori olarak belirtilen bu alan tıpkı bir yardımcı role gibi kullanılabilir. Programın işletilmesi sırasında bir çıkış (role – bobin) gibi çalışır, fakat fiziksel olarak PLC’nin üzerinde bulunmaz.

Örnek-3.12: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren devrenin Ladder diyagramını çiziniz.

*Start butonuna basıldığında M rolesi çalışsın ve Q0.0 çıkış rolesi enerjilensin.*El butondan çekildiğinde çalışma devam etsin.*Stop butonuna basıldığında çalışma dursun.

Örnek-3.13: Örnek-3.2’deki devrenin STL komutlarını yazınız.

38

CPU 212 PLC’sinde M0.0’dan M15.7’ye kadar, CPU 214, CPU 215 ve CPU 216 PLC’lerinde M0.0’dan M31.7’ye kadar adreslenmiş bit memori alanı bulunur.

3.2.5. SET – RESET Komutu

Bir PLC programında kullanılan bütün giriş – çıkış elemanlarını bir noktadan, aynı anda enerjilendirmek veya enerjisini kesmek için kullanılan komutlardır.

SET Komutu SET, kurmak, enerjilendirmek anlamına gelir. Sembolü şekil-37A’daki gibidir. Burada “S bit”, SET edilecek adresi belirtir. Bunlar, I , Q , M , SM , S , T , C olabilir. “N” ise, SET edilecek adeti belirtir.

S bit S bit

( S ) ( S ) N

-A- -B-

Şekil-37

Şekil-37B, SET komutunun Ladder diyagramındaki kullanımını göstermektedir. I0.0 kontağı kapatıldığında, S bit adresinde belirtilen bir alanın N adeti SET edilir. Örneğin, Şekil-38’deki devrede SET edilecek adres Q0.0, adeti ise 2’dir. Buna göre, I0.3 kontağı kapatıldığında, Q adresli çıkışların ikisi Q0.0 ve Q0.1 enerjilenir.

N

39

Şekil-38

RESET Komutu RESET, silmek, enerjisini kesmek, sıfırlamak anlamına gelir. Sembolü şekil-39A’daki gibidir. Burada “R bit”, RESET edilecek adresi belirtir. Bu, I , Q , M , SM , S , T , C olabilir. “N” ise, RESET edilecek adeti belirtir. Şekil-37B, RESET komutunun Ladder diyagramındaki bağlantısını göstermektedir. I0.0 kontağı kapatıldığında, R bit adresinde belirtilen elemanın N adeti RESET edilir. Örneğin, Şekil-40’daki devrede RESET edilecek adres Q0.0, adeti ise 3’dür. Buna göre I0.3 kontağı kapatıldığında, enerjili olan Q çıkışlarından üçünün enerjisi kesilir.

S bit S bit

( R ) ( R ) N

-A- -B-

Şekil-39

N

40

Şekil-403.2.6. Zamanlayıcılar

Enerjilendikten belli bir zaman sonra bir kontağını açan veya kapatan devre elemanlarına “zamanlayıcı” (Timer) denir. Uygulamada bir zaman aralığında yapılması istenen işlem devrelerinde kullanılırlar.

CPU 212 PLC’sinde toplam 64 adet zamanlayıcı vardır. Bunlara Txx adresi ile ulaşılır. T; zamanlayıcı (Timer) olduğunu, xx ise sayısal olarak kaçıncı zamanlayıcı olduğunu belirtir. Adresi T32’den T63’e kadar olan toplam 32 adet zamanlayıcıya gecikmeli çalışan zamanlayıcı (düz zamanlayıcı – on delay timer) denir. TON ile gösterilir. Enerjileri kesildiğinde, hafızaları silinir, kontakları başlangıç konumuna döner. Şekil-41A’daki sembol ile gösterilirler.

Adresi T0’dan T31’e kadar olan toplam 32 adet zamanlayıcıya ise, hafızalı zamanlayıcı (retentive on delay timer – kalıcı zamanlayıcı) denir. TONR ile gösterilir. Hafızalı veya kalıcı zamanlayıcılarda enerji kesildiğinde sadece çalışma durur, hafıza silinmez. Enerji tekrar geldiğinde çalışma kaldığı yerden devam eder. Şekil-41B’deki sembol ile gösterilirler.

Txx Txx TONIN

PT

TONRIN

PT

41

-A- -B-

Şekil-41

Zamanlayıcı sembollerindeki IN; enerji bağlantı ucudur. Zamanlayıcılar bu uç üzerinden devreye bağlanırlar.

PT (Preset Time); zaman ayar ucudur. Zamanlayıcının ne kadar gecikme yapacağı bu uç karşısına yazılan sayı ile belirlenir. Fakat, sayı doğrudan zamanı belirtmez. Örneğin bu uç karşısına yazılan 15 sayısı 15 s.’lik zaman gecikmesini anlatmaz. Bir zamanlayıcının yapacak olduğu gecikme,

Toplam Zaman Gecikmesi = PT ucuna yazılan sayı x Adım aralığı

Eşitliği ile hesaplanır. PT ucuna yazılabilecek en büyük sayı 32.767’dir. Her iki zamanlayı- cının da üç değişik adım aralığı vardır.

Adım aralığı TON TONR

1ms T32 T0

10ms T33 – T36 T1 – T4

100ms T37 – T63 T5 – T31

Yukarda açıklanan üç farklı adım aralığına sahip zamanlayıcılar için maksimum zaman gecikmesi aşağıdaki kadar olur.

Adım aralığı Adım aralığı x 32 767 Max.Zaman gecikmesi

1 ms. 1ms x 32 767 32 767 ms. 32.767 s

42

10 ms 10ms x 32 767 327 670 ms 327.67 s

100 ms 100ms x 32 767 3 276 700 ms 3 276.7 s

TON Zamanlayıcıları

STL komutlarında TON, Txx, PT komutu ile gösterilirler. Aşağıda bir TON zamanlayıcısının devreye bağlantısı ve STL komutları ile karşılı verilmiştir.

Toplam Zaman Gecikmesi = PT x Adım aralığı

= 5 x 10ms = 50ms

Örnek-3.13: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren devrenin Ladder diyagramını çiziniz, STL komutlarını yazınız.

*Start butonuna basıldıktan 3s sonra bir lamba yansın.*El butondan çekilince lamba sönsün

43

Not: El butondan çekildiğnde, enerjisi kesilen T32 zamanlayıcısının hafızasının başlangıç değerine (sıfıra) döndüğüne, T32 kontağını açtığına dikkat ediniz.

Örnek-3.14: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren devrenin Ladder diyagramını çiziniz, STL komutlarını yazınız.

*Start butonuna basıldığında bir lamba yansın.*Buton basılı iken, 3s. sonra lamba sönsün.

44

Not: *Yukardaki örnekte iki farklı yerdeki kontağın aynı adresle (I0.0) gösterildiğine dikkat ediniz. *Eğer t32 kontağının yanına I0.0 kontağı konulmasaydı, PLC RUN konumuna alındığında (I0.0) butonuna basmadan) lamba yanardı.

Örnek-3.15: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren devrenin Ladder diyagramını çiziniz, STL komutlarını yazınız.

*Start butonuna basıldığında bir lamba yansın.*El butondan çekildiğinde lamba yanmaya devam etsin.*5 s sonra lamba sönsün, devre tekrar çalışı duruma gelsin.*5 s dolmadan stop butonuna basılırsa, devrenin akımı kesilsin.

45

Not: *Yukarıdaki örnekte fiziksel olarak PLC üzerinde bulunmayan iç (yardımcı) role kullanıldığına dikkat ediniz.

.

,Örnek-3.16: Aşağıdaki işlem sırasını gerçekleştiren devrenin Ladder diyagramını çiziniz.

*Start butonuna basıldığında bir lamba peryodik olarak 2s yansın, 2s sönsün.*Stop butonuna basılınca çalışma dursun.

46

Örnek-3.17: Üç adet lamba aşağıdaki gibi yakılmak isteniyor. Ladder diyagramını çiziniz.

*Start butonuna basıldığında 1. lambadan başlayarak üç lamba 1’er s. aralıklarla yansın.

*3.lamba da 1s yandıktan sonra çalışma başa dönsün (peryodik olsun)*Stop butonuna basılınca çalışma dursun.

1s. 1s.1s.

47

Örnek-3.18: Örnek-3.17’deki devrede çalışma başa döndüğünde 1.lamba hemen yanmak- tadır. Çalışma başa döndüğünde, çalışmayı 1s. Gecikme ile başlatan devrenin Ladder diyagramını çiziniz.

1.Lamba

2.Lamba

3.Lamba

48