Endüstriyel Otomasyon

20.04.23 1

Endüstriyel Otomasyon Endüstriyel Otomasyon

Dr. Kadir ERKANDr. Kadir ERKAN

Mekatronik Mühendisliği Bölümü

Bahar : 2013Bahar : 2013

Endüstriyel Otomasyon

20.04.23 Endüstriyel Otomasyon 2

RÖLELi SİSTEMLERDEKİ SORUNLARRÖLELi SİSTEMLERDEKİ SORUNLAR

Kontak Kusuru

Kontak Aşınması

Çok sayıda rölenin sisteme eklenmesi ve kablolanmasının zorluğu

Sistemin içeriğinin değiştirilmesinin zorluğu ve karışıklığı

Kontak sayısının sınırlılığı

Sistem değişikliğinin ilave masraflara yol açması

Çok sayıda kumanda elemanı nedeni ile arıza bulma zorluğu

Çok sayıda kumanda elemanı nedeni ile hacimsel açıdan fazla yer kaplama

Sistemlerde güvenlik sorunu

Yüksek enerji tüketimi

20.04.23 3Endüstriyel Otomasyon

PLC (Programmable Logic Controller)PLC (Programmable Logic Controller)

PLC Programlanabilir Mantık Denetleyicisi

PLC : Endüstriyel kontrol işlemlerinde ihtiyaç duyulan kontrol, kumanda, izleme, geri bildirme, haberleşme gibi bir takım işlemleri gerçekleştirmek için tasarlanmış özel amaçlı bilgisayar sistemi olarak ifade edilebilir.

PLC fikri 1960’lı yılların ortalarında otomotiv üretim tesislerindeki problemleri çözmek üzere ortaya çıkmıştır. İlk PLC 1969 yılında MODICON firması tarafından geliştirilmiştir. Zaman içerisinde, basit mantıksal işlemleri yerine getiren ünitelerden gelişmiş özel amaçlı bilgisayar sistemlerine geçilmiştir.

04/20/23 Endüstriyel Otomasyon 4

PLC ve PCPLC ve PC

PLC’nin merkezi işlem ünitesinde mikroişlemci veya mikrodenetleyici ünitebulunur. Bu yüzden her PLC bir bilgisayardır. Fakat her bilgisayar bir PLC değildir.

PLC’ler üretimin yapıldığı tozlu, kirli ve elektriki gürültü gibi ağır şartlarda çalışacak şekilde dizayn edilmiştir. Bununla birlikte farklı bir programlama dili , arıza bulma ve bakım kolaylıklarının olması gibi özellikleri ile sanayi uygulamalarında bilgisayardan farklıdırlar.

Bilgisayarların arıza ve bakım servisi ile programlama dillerinin öğrenilmesi için özel bir eğitime gerek vardır. PLC programlama dili klasik kumanda devrelerine uygunluk sağlayacak şekildedir.

Bütün PLC’lerde hemen hemen aynı olan AND, OR, NOT (VE,VEYA, DEGİL ) gibi Boolen ifadeleri kullanılır. Programlarda klasik kumanda sistemini bilen birisi tarafından kolayca yapılabilir. 0-60 santigrad-derece ortam sıcaklıklarında ve %0-%95 arası nem oranı olan ortamlarda çalışabilirler.


PLC’nin AvantajlarıPLC’nin Avantajları

PLC’ nin en büyük avantajı, düşük voltajlarda çalışması, bakım maliyetlerinin elektromekaniki röle kontrol sistemlerine göre oldukça ucuz olması, buna ilave olarak ;

BASİTLİK: PLC’ nin modüller yapısı her türlü özel uygulamalara ve sistemlere göre değiştirilebilme, hataları düzeltme ve sistem değişikliklerin tamamına cevap vermeleridir.

GELİŞMİŞ ÖZELLİKLERI: PLC’ nin modüler yapısı her türlü özel uygulamalara vesistemlerin uzantılarına cevap verecek biçimde çalışmaktadır.

UYGUNLUK: Elektro mekanik sistem kontrolleri ve bunların devre bağlantılarıgöz önüne alınırsa PLC’nin yaptığı işe göre kapladığı alan ve teferruatı oldukça farklıölçüde olduğundan yerden tasarruf edilir. Ayrıca depolanması daha kolaydır.

PROGRAMLANABİLME: PLC’ nin mekanikli parçaları olmayıp genel amaçlı kontrolaygıtlarıdır. PLC’ nin tekrar tekrar program yapacak biçimde hafızası vardır, birçokdeğişik bağlantıları yerine getirebilecek ilave devre dizaynları da yapılabilir.


PLC ‘nin AvantajlarıPLC ‘nin Avantajları

ENERJİ TÜKETİMİ: Bir çok devre elemanı yerine fonksiyonel ve bütünleşik tek yapı ortaya koyduğundan dolayı daha düşük enerji tüketimi

İŞLETİM KOLAYLIĞI: Karmaşık devre elemanları yerine bütünleşik tek yapı işletimde ve arıza tesbitinde kolaylık sunmaktadır.

VERİ İLETİŞİMİ : İşletmelerde raporlama ve analiz için verileri saklama, iletme ve diğer PLC ler ile haberleşerek karmaşık sistemleri yönetme

ORTAM DAYANIKLIĞI: PLC ‘ler özellikle endüstriyel ortamlar için tasarlandıklarından dolayı basınç, sıcaklık v.b. gibi dış etkenlere karşı dayanıklıdır.

GÖRÜNTÜLEME : PLC programı ve devrenin çalışması doğrudan monitörden izlenebilmektedir.


PLC ‘lerin SınıflandırılmasıPLC ‘lerin SınıflandırılmasıPLC’ler değişik özelliklerine (hız, haberleşme protokol destekleri, dışarıdan bağlanabilecek modül sayıları, hafızası vb.) göre sınıflandırılabilmektedir. I/O sayılarına göre de sınıflandırılmaları mümkündür. Buna göre;

1. Micro PLCs 32 I/O Devices. 2. Small PLCs 32 to 128 I/O. 3. Medium PLCs 64 to 1024 I/O. 4. Large PLCs 512 to 4096 I/O. 5. Very large PLCs 2048 to 8192 I/O.


İŞE UYGUN PLC SEÇİMİİŞE UYGUN PLC SEÇİMİ

PLC ‘nin Çıkış Tipi (Röle, Transistör?) : Kontrol edilen cihaza, sisteme ve çalışma

gerilimine göre değişmektedir.

PLC ‘nin Giriş ve Çıkış Sayıları : Kontrol edilecek sisteme ait giriş ve çıkış sayıları,

sistemin dışarıdan takibini kolaylaştıra sinyal lambaları, alarmlar, sistemin genişleme

potansiyeli

Analog Giriş Sayısı (gerekiryorsa) : Işık, Isı, Basınç …sensör girişleri

Program Kapasitesine : PLC nin ana mikroişlemcisinin gelişmişliği, bit sayısı, adres

ve data hattı sayısı, hızı gibi parametreler programlama kapasitesini gösterir.

Satıcının ürün stok durumu


İŞE UYGUN PLC SEÇİMİİŞE UYGUN PLC SEÇİMİ

Desteklediği Komutlara : Komut sayısı RAM belleğine tekabül etmektedir.

Genişleme Modülü Nokta Sayısı : Özel eklenecek cihazlar var mı? Sıcaklık

kontrolü, basınç kontrol modülü, giriş çıkış sayısının arttırılması

İletişim Protokolleri : Diğer PLC ler ile haberleşmesi ve sistemin tek

merkezden kontrolü

Ürünle ilgili teknik destek alma : Sistem kurarken destek, Plc eğitimi, el

kitapları, teknik destekte servis hızı…

Garanti süresi ve kapsamı : Yedek parça stok durumu, servis garanti süresi


PLC ‘nin Temel YapısıPLC ‘nin Temel Yapısı



Merkezi İşlem Ünitesi : PLC nin beynidir. Sisteme ait yazılımın saklandığı ve bu

yazılımın işlendiği kartlardır. Hafıza, programlama cihazı ve başka plc ler ile

çalışabilmeleri için arayüzler bulunur. Özellikle hızı ve hafıza kapasitesi son derece

önemli parametreleridir.

Hafıza : RAM hafıza hem yazılabilen hem de okunabilen geçici

hafıza birimidir. Giriş çıkış birimleri ile ilgili verilerin saklandığı belleklerdir.

ROM hafıza sadece okunabilen kalıcı hafızalardır ve komut bilgileri, sabitler buraya

yüklenirler. EPROM ise programlanabilir ve silinebilir hafıza türüdür. PLC ‘de

programlar önce burada saklanır sonra merkezi işlem ünitesine gönderilir. Son

zamanlarda eprom yerine flash bellek kullanılmaktadır.

Giriş ve Çıkış Bölümü : PLC nin gözü, kulağı ve dilidir. Sensörler, şalterler ve

rölelelerden gelen verilerden dolayı, girişler 0 dan 1 seviyesine çıkar ve plc dışarıdaki

gelişmelerden haberdar olur. Giriş röleleri vasıtası ile bunları CPU ya iletir. Çıkışta

sistem ve işlemler için 5 V 12 V ve 220 V çıkış üretmektedir.


PLC I/O ElemanlarıPLC I/O Elemanları



Güç Kaynağı : PLC içerisindeki elektronik üniteleri besleme görevini üstlenir. 110/220 V AC ve 24 V DC olan türleri mevcuttur.

Haberleşme : PLC nin başka plc ler ile ekipmanlar ile haberleşmesini sağlayan kısımdır. Haberleşme kabloları genelde RS232 portunu kullanır. Diz üstü bilgisayarlarda USB den RS 232 ye dönüştürücü kullanılmalıdır.

Genişleme Bağlantısı : Eklenebilirlik plc ler için çok önemlidlr. Ethernet modülü eğer internete bağlanılmak isteniyor ise ve giriş çıkışları arttırmak isteniyorsa buna benzer ilaveler eklenebilir.


Temel PLC YapısıTemel PLC Yapısı


PLC I/O Hafıza AlanıPLC I/O Hafıza Alanı


PLC Giriş YapısıPLC Giriş Yapısı

PLC’ye temelde 2 tür işaret girişi olmaktadır; analog ve dijital olmak üzere;Dolayısıyla Analog Giriş ve Dijital Giriş üniteleri yer almaktadır.

PLC giriş birimine gelen bir işaretin mantıksal 1 kabul edildiği bir alt sınır ve mantıksal 0 kabul edildiği bir üst sınır vardır.


PLC Giriş Birimi DonanımıPLC Giriş Birimi Donanımı

Endüstriyel Otomasyon20.04.23 18

PLC Giriş Birimi DonanımıPLC Giriş Birimi Donanımı


PLC Çıkış Birimi DonanımıPLC Çıkış Birimi Donanımı

Röleli Çıkış Birimleri : Çok sık devreye girmeyen, elektriksel yalıtım

gerektiren durumlarda

Yarı İletkenli Çıkış Birimleri : Yüksek hızlı açma- kapama gerektiren

durumlarda; doğru akımlı devrelerde transistörler, alternatif akımlı devrelerde

triyaklar kullanılır.








PLC Programlama KavramlarıPLC Programlama Kavramları

PLC’lerde 2 programdan söz etmek mümkündür!!!

Kullanıcı tarafından yazılan prosesin kontrol ve kumandasını icra eden sistem

programı

Kullanıcının yazdığı programı derleyen ve PLC’ye yükleyen program… Bu program

aynı zamanda benzetim özelliğine de sahip olabilir…

FP WINPRO (Nais PLC) Step7 (Siemens PLC) CX-one (Omron PLC)…

Sistem Programının İşlevleri

Kullanıcı Programını Yürütür

Kesmeli Çalışma ve İletişim Olaylarını Düzenler

Sistem Çalışma Durumlarını Denetler


PLC Programlama KavramlarıPLC Programlama Kavramları

Programlama işlemi ise;PC kullanılarakPC kullanılarakProgramlama cihazı kullanılarakPLC üzerindeki tuş takımı ve ekran kullanılarak yapılabilir…


PLC Çalışma PrensibiPLC Çalışma Prensibi


PLC ‘nin ÇalışmasıPLC ‘nin Çalışması





04/20/23 29Endüstriyel Otomasyon

PLC ‘nin Çalışma İlkesiPLC ‘nin Çalışma İlkesi

Rutin Çalışma Dışındaki Durumlar

Kesmeli Çalışma : PLC tarama çevriminden daha hızlı değişen işaretleri

algılamak ve değerlendirmek için kullanılır. Giriş işaretlerine doğrudan erişilir.

Kesme işareti geldiğinde ana programa ara verilir ve kesme alt programı

yürürlüğe girer. Alt program tamamlanınca tekrar ana programa dönülür.

Özel Komutlar Kullanma: İvedi giriş çıkış komutları (Immediate I/O

Instructions) kullanılarak giriş değerleri, komut işlenirken de okunabilir.


Bazı PLC’lerin KarşılaştırılmasıBazı PLC’lerin Karşılaştırılması


Bazı PLC’lerin KarşılaştırılmasıBazı PLC’lerin Karşılaştırılması

Documents

Endüstriyel Otomasyon