PLC (Programlanabilir Kontrol Cihazı) TABANLI SİSTEMLERİN İNTERNET ÜZERİNDEN İZLENMESİ

Derya Birant, Alp Kut

Dokuz Eylül ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Bölümü

İÇERİK

Giriş PLC nedir? PLC’lerin Uygulama Alanları PLC’lerin Yapısı PLC’lerin Avantajları PLC ile Elde Edilen Verilerin Değerlendirilmesi PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim için bir Model PLC – PC İletişim Çözümleri Sonuçlar ve Gelecekteki Çalışmalar

Giriş

PLC’ler 80 ‘li yıllardan sonra küçülüp yetenekleri ise aynı oranda artan kontrol cihazlarıdır.

İnsan hatalarını engellemek için tasarlanmışlardır. Üretim elemanlarında oluşacak hataları denetlemek için

kullanılması kaçınılmazdır. Önceleri belirli bir üretim sahasında denetim amacı ile

kullanılmışlardır. Günümüzde gelişen iletişim teknolojisi ile artık başka

yerlerde yapılan PLC süreç denetimleri, farklı yerlerden izlenip denetlenebilir.

PLC Nedir? (I)

PLC (Programmable Logic Controller – Programlanabilir Kontrol Cihazı) algılayıcılardan aldığı bilgiyi kendine verilen programa göre işleyen ve iş elemanlarına aktaran bir mikro işlemci tabanlı bir cihazdır.

PLC Nedir? (II)

Endüstriyel bir ortamda görev yapmak üzere tasarlanmış digital prensiplere göre çalışan elektronik bir cihazdır.

PLC’lerin Uygulama Alanları (I)

Fırınların kontrolü Enerji dağıtım kontrolü Üretim otomasyonu (gıda sanayi, kimya sanayi, gibi) Asansör kontrolü (ağırlık sensörleri) Motor ve vanaların açık / kapalı konumlarının ve arıza

durumlarını kontrolü Arızalanan bir pompanın yerine yedek olan pompanın

otomatik olarak devreye girmesi Motorların belirli zaman aralıklarında yedekleri ile

değiştirilerek dinlendirilmesi …

PLC’lerin Uygulama Alanları (II)

Sıra Denetimi ile İlgili Uygulamalar

Hareket Denetimi ile İlgili Uygulamalar

Süreç denetimi ile İlgili Uygulamalar

Veri yönetimi ile İlgili Uygulamalar

Sıra Denetimi ile İlgili Uygulamalar

Yapılacak işlerin belirli bir sırayla yapılmasını denetler.

Örneğin Asansörlerin hangi katlara hangi sırayla uğrayacağının

denetleme

Bir üretim bandında belirli bir konumda çalışan makinelerin sırasını belirleme

Hareket Denetimi ile İlgili Uygulamalar

Doğrusal ve döner hareket denetimi sağlar.

Örneğin Metal kesme

Metal şekillendirme

Montaj makinelerinde denetim sağlama

Süreç denetimi ile İlgili Uygulamalar

Sıcaklık Basınç Nem Hız Debi

gibi parametrelerin denetlenmesini gerektiren uygulamalarda kullanılabilmektedir.

Veri yönetimi ile İlgili Uygulamalar

Bir işletmede yer alan her türlü süreçte oluşabilecek verilerin toplanması ve süreçlerin gerektiği şekilde yönlendirilmesi

Süreç içerisinde yer alan çeşitli makine ve benzeri teçhizat hakkında veri toplanması

Toplanan verilerin Referans veriler ile karşılaştırılması İncelenmesi İzlenmesi Raporlanması amacıyla başka bir aygıta aktarılması

PLC’nin Ana Birimleri (I)

Giriş Birimi Kontrol edilen sisteme ait basınç, seviye, sıcaklık gibi

algılayıcılardan gelen sinyaller giriş birimi üzerinden alınmaktadır.

Örneğin Herhangi bir metali algılayan Statik elektrik yapısıyla bir cismi hisseden Işığı algılayan optik algılayıcılar gibi

İşlem Birimi Giriş Biriminden aldığı bilgiyi kendine verilen programa göre

işleyen ve sonucu çıkış bilgisi olarak aktaran ana işlem birimidir.

PLC’nin Ana Birimleri (II)

Çıkış Birimi Ana işlem birimi giriş verilerini, belirlenmiş programa göre

işler, daha sonra çıkış birimi ilgili denetim için gerekli kontrol sinyallerini üretir.

Örneğin; Bir motorun çalışmasını sağlama, Bir cismi itme ve çekme, Işık yayma, Alarm verme gibi

Programlayıcı Birim İşlem birimi tarafından uygulanacak programların

oluşturulduğu birimdir. PLC’leri programlamak için genellikle kişisel bilgisayarlar kullanılmaktadır.

PLC’nin Ana Birimleri (III)

PLC’nin Ana Birimleri (IV)

PLC’lerin Avantajları (I)

Güvenilirlik Tehlikelere karşı hemen hemen tüm elemanların

korunmuş olduğu elektronik birimlerden oluşmaktadır.

Fiziksel Büyüklük PLC’ler yeteneklerine göre çok küçük ve az yer

kaplayan cihazlardır. Bu da her ortamda sorunsuzca kullanılmalarını sağlamaktadır.

Maliyet PLC çözümlerinin gerek ilk yatırım maliyetleri gerekse

sağladığı üretim kazançları açısından maliyetleri önemsiz kalmaktadır.

PLC’lerin Avantajları (II)

Ortam Dayanıklılığı PLC’ler özellikle endüstriyel ortamlar için

tasarlandıklarından bu tip ortamlarda dayanıklılık göstermektedirler.

İletişim Kabiliyeti PLC’ler kendi aralarında, kişisel bilgisayarlarla, ve

diğer akıllı cihazlarla iletişim sağlayabilmektedirler.

Kompleks Yapı PLC’ler birçok makinenin aynı anda kontrolünü,

bellekteki, her iş elemanına ait alt programlar ile yapabilmektedirler.

PLC’lerin Avantajları (III)

Esneklik PLC programlarında değişiklik kolay ve hızlı bir şekilde

yapılabilmektedir. Ayrıca PLC bellekleri arttırılabilir.

İşlem Hızı PLC mantıksal ve aritmetik işlemlerden oluşan bir

programı oldukça hızlı bir şekilde işletebilmektedir.

Görüntüleme Bir PLC programı ve ilgili devrenin çalışması direk

olarak monitörden izlenebilmektedir. Ayrıca arıza tarama yapılabilmekte ve geçmiş çalışma durumları sonradan izlenebilmektedir.

PLC ile Elde Edilen Verilerin Değerlendirilmesi

PLC sistemlerinde donanımın yanında yönetimi, kontrolü, ve verilerin depolanmasını sağlayacak bir yazılıma da ihtiyaç duyulmaktadır.

Şu an mevcut olan PLC yazılımlarının büyük bir çoğunluğu DOS veya Windows uygulamasıdır.

Bu yazılımların WEB tabanlı olarak Internet üzerinde çalışır hale getirilmesi bir çok avantaj sağlayacaktır.

PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim (I)

WEB tabanlı PLC yazılımlarının sağlayacağı avantajlar:

Uygulamanın her yerden ulaşılabilir olması

İstemci bilgisayarlara herhangi bir erişim programı yüklemek gerekmemesi

Günümüz teknolojisine uygun olması

PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim (II)

İzlenecek adımlar PLC’nin gerekli verileri elde etmesi

Elde edilen verilerin sunucu bilgisayarlara aktarılması

Verilerin sunucu bilgisayarlarda depolanması

İstemci bilgisayarların bir arayüz programı ile Internet üzerinden sunucuya erişmesi

Bir arayüz programı ile verilerin izlenmesi, sorgulanması, ve raporlanması

PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim için bir Model (I)

Model genel olarak

Internet üzerinde yer alan istemciler, Merkezi bir sunucu,

Uygulama sunucusu Veritabanı sunucusu

Kontrol cihazları (PLC’ler), Kontrol edilen iş elemanlarından

oluşmaktadır.

PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim için bir Model (II)

AP

PLC – PC İletişimi

Doğrudan bağlantı (RS232, RS485, USB)

Doğrudan yerel ağ bağlantısı

Modem aracılığı ile geniş alan ağ bağlantısı

Kablosuz modem aracılığı ile bağlantı

Doğrudan Bağlantı

Modem Aracılığıyla PLC-PC Bağlantısı

PLC - PC İletişimi

PLC sunucuya isteklerini belirli komutlar kullanarak belirtebilmektedir.(*)

Örnek komutlar Dosyaya yazma

<WRITE [filename]>    data data data...  data....  </>

Dosyaya ekleme yapma <APPEND [filename]> 

  data data data...  data....</>

Dosyadan okuma <READ [filename]> 

  </>

* İzleyen örneklerde yer alan komutlar (Triangle Research International) firması PLC’lerine aittir

PLC - PC İletişimi

Örnek komutlar E-Posta

<EMAIL [email address]>    Sender: [sender email]  Subject: [subject text]  data data data...  data....  </>

Zaman bilgisini isteme (Real Time Clock) <READ RTC[ ]></>

PLC – PC iletişim Güvenliği

En basit güvenlik önlemi iletişimin özel bir ağ kullanılarak sağlanmasıdır.

Eğer PLC ile PC arasında iletişim halka açık hatlar üzerinden sağlanıyorsa gönderilecek veriler ve komutlar şifrelenebilir.

Sonuçlar

PLC’ler üretim hızı ve otomasyonu sağlaması açısından üretime büyük bir ölçüde katkıda bulunmaktadır.

PLC’ler sıra, hareket, süreç denetimi yapabilmekte ve çok çeşitli verilerin toplanmasında kullanılabilmektedir.

PLC verilerinin yönetimini, izlenmesini, sorgulanmasını ve kontrolünü sağlayacak bir yazılıma da ihtiyaç duyulmaktadır.

Böyle bir yazılımın WEB tabanlı olarak Internet üzerinde

çalışması birçok avantaj sağlayacaktır.

Gelecek Çalışmalar

Uygulamanın çeşitli mobil cihazlar erişimini de desteklemesi sistemi daha etkin kılabilir.

Mobil cihazlar sayesinde tesisin veya bir makinenin üst düzey yöneticiler tarafından yer ve zamandan bağımsız olarak daha kolay kontrol edilebilmesi, verilerin daha kolay ve hızlı izlenebilmesi

sağlanabilir.