PLC Siemens S7200 Komutları ve Açıklamaları

[Klavyeah]

PLC Siemens S7200 Komutları ve Açıklamaları

S7-200 KOMUT SETi’NiN AçIKLAMASI

S7-200, bütün PLC`lerden beklenen temel komutları, ihtiyaç duyulabilecek bütün şekilleriyle hizmete sunmuştur, bununla beraber S7-200, geliştirmek istenebilecek en kompleks sistemler için dahi fazlasıyla yeterli miktarda özel amaçlı komutları da ihtiva eder.
Komutları sınıflandırma şekli temel itibariyle mantıksal yığından etkileniş şekillerine göre olacaktır. Daha önce çalışma şeklini kısmen de olsa açıklanan bu bölgeyi bir kere daha açıklanırsa,
Mantıksal yığın, mantıksal işlemlerin üzerinde yapıldığı ve bazı komutların kullanımlarından önce, parametrelerinin girildiği özel bir bölgedir. Genel çalışma ilkesi olarak LIFO adı verilen sistemle yani son giren değer, ilk çıkacak değerdir ilkesiyle çalışan bu sistem; kompleks mantıksal işlemlerin yani eğer ile başlayan uzun cümlelerin PLC ye anlatımı için geliştirilmiştir.
Bütün S7-200 komutlarını, 3 ayrı guruba ayırmak mümkündür,
• Mantıksal yığının içeriğine bağlı olmayan komutları.
• Mantıksal yığının ilk elemanının 1, yani DOğRU, ile gösterilmesiyle çalışan komutlar.
• Program bölgelerinin başlangıcını, sonunu veya özel bir yerini işaret eden komutlar .

5.1. KOşULSUZ OLARAK işLETiLEN KOMUTLAR

= n //n ile gösterilen yere mantıksal yığının ilk değeri atanır
=I n // n ile gösterilen yere o anda (tarama süresi bitmeden) //mantıksal yığının ilk değeri atanır.
A n // mantıksal yığının ilk değeri n ile VE işlemine tutulur ve //sonuç yığının ilk elemanına atanır.
AB<= n1, n2 //n1<=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VE işlemine tabi tutulur
AB>= n1, n2 // n1>=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VE işlemine tabi tutulur.
AB= n1, n2 //n1 = n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VE işlemine tabi tutulur.
AD<= n1, n2 //n1<=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla VE //işlemi tabi tutulur.
AD>= n1, n2 // n1>=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VE işlemine tabi tutulur.
AD= n1, n2 // n1 = n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VE işlemine tabi tutulur.
AI= n //yığının ilk elemanı, n değeri dışarıdan o an süresi // okunarak VE işlemine tabi tutulur
ALD // yığının 1.(ilk) ve 2. Elemanını VE işlemine sokar
// ve yığını bir kaydırarak sonucu yığının ilk elemanına //yazar.
AN n // n adlı değişkenin değeri (1/0), ters çevrilerek (0,1); //yığının ilk elemanıyla VE işlemine sokulur.
ANI n // n adlı giriş noktasının değeri (1/0) o an (tarama süresi //bitmeden) dışarıdan okunarak ve daha sonrada ters //çevrilerek (0,1); yığının ilk elemanıyla VE işlemine //sokulur.
AW<= n1, n2 // n1<=n2 işleminin sonucu (0/1), yığının ilk elemanıyla VE //işlemine tabi tutulur.
AW>= n1, n2 // n1>=n2 işleminin sonucu (0/1), yığının ilek elemanıyla VE işlemine tabi tutulur.
AW= n1, n2 // n1 = n2 işleminin sonucu (0/1), yığının ilek elemanıyla //VE işlemine tabi tutulur.
CTU Cxxx, PV // yığının 2. Elemanın değerinin 0`dan 1`e değişimini sayar //ve yığının 1. Elemanını değeri 1 olunca sayıcıya sıfırlar. //Cxxx sayıcısının değeri PV ile gösterilen değere ulaşınca //yine Cxxx şeklinde gösterilen sayıcı biti 1 yapılır.
CTUD Cxxx, PV // yığının 3. Elemanının değerinin 0`den 1`e değişimlerinde //yukarı doğru ve yığının 2. Elemanının değerinin 0`dan 1`e //değişimlerinde aşağı doğru sayar. CTU komutunda //olduğu gibi yığının 1. Elemanı1 olunca sayıcıyı sıfırlar. //Cxxx sayıcısının değeri PV ile gösterilen değere ulaşınca //yine Cxxx şeklinde gösterilen sayıcı biti 1 yapılır.
ED // mantıksal yığının bu komuttan evvelki değeri bir önceki //çevrimde 1 ve bu çevrimde 0 ise yığının ilk elemanını o //çevrim için 1 yapar.
EU // mantıksal yığının bu komuttan evvelki değeri bir önceki //çevrimde 0 ve bu çevrimde 1 ise yığının ilk elemanını o //çevrim için 1 yapar.
LD n // n`in değerini, mantıksal yığını 1 yukarı kaydırıp //1.elemanın yerini alır.
LDB<=n1, n2 // n1 <=n2 işleminin değerini, yığını yukarı kaydırıp yükle
LDB>= n1, n2 // n1 >=n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp yükle
LDB= n1, n2 // n1 = n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp yükle
LDD<= n1, n2 // n1 <=n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp //yükle
LDD>= n1, n2 // n1 >=n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp yükle
LDD= n1, n2 // n1 = n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp yükle
LDI n //giriş noktasının değeri o an (tarama süresi bitmeden) //okuyarak yığının ilk elemanına yığın ilk elemanına yığını //bir kaydırarak yükler.
LDNI n // n giriş noktasının değerini o an (tarama süresi bitmeden) //okuyup tersini alarak, yığının ilk elemanına yığını bir kaydırarak yükler.
LDW<= n1, n2 // n1<= n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp //yükle.
LDW>= n1, n2 // n1>= n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp //yükle.
LDW= n1, n2 // n1 = n2 işleminin değerini, yığını 1 yukarı kaydırıp yükle.
LPP // yığının ilk elemanını dışarı atar, dolayısıyla onun altındaki bütün elemanların sıra numaralarıda bir azalır. Dolayısıyla yığının yüksekliği bir azalır.
LPS // yığının ilk elemanını yığına bir kere daha yükleyerek //yığını bir kaydırır.
LRD // yığının 2. Elemanını 1. Elemanı üzerinde kopyalar.
MEND1,2 // çevrim sonu işareti (proğram sonu)
NOT // yığının ilk elemanının tersini alır. 1`se, 0, 0`sa 1 yapar.
O n // mantıksal yığının ilk değeri n ile VEYA işlemine tutulur //ve sonuç yığının ilk elemanına atanır.
OB<= n1, n2 // n1<=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
OB>= n1, n2 // n1>=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
OB = n1, n2 // n1=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
OD<= n1, n2 // n1<=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
OD>= n1, n2 // n1>=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
OD= n1, n2 // n1=n2 işleminin sonucu (1/0), yığının ilk elemanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
OI n // yığının ilk elemanı, n değeri dışarıdan o an (tarama süresi //bitmeden) okunarak VEYA işlemine tabi tutulur.
OLD // yığının 1.(ilk) VEYA 2. Elemanını VEYA işlemine sokar //ve yığını bir kaydırarak sonucu yığının ilk elemanına atar.
ON n // n adlı değişkenin değeri (1/0), ters çevrilerek (0,1);
// yığının ilk elemanıyla VEYA işlemine sokulur.
ONI N // N adlı giriş noktasının değeri (1/0) o an (tarama süresi //bitmeden) dışarıdan okunarak ve daha sonrada ters //çevrilerek (0,1); yığının ilk elemanıyla VEYA işlemine //sokulur.
OW<= n1, n2 // n1<=n2 işleminin sonucu (0/1), yığının ilk elamanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
OW>= n1, n2 // n1>=n2 işleminin sonucu (0/1), yığının ilk
// elamanıyla VEYA işlemine tabi tutulur.
OW = n1, n2 // n1=n2 işleminin sonucu (0/1), yığının ilk elamanıyla //VEYA işlemine tabi tutulur.
RET 3,1,4 // alt proğramı bitirir ve ana proğrama dönmeyi sağlar.
RET 3,2,4 // interrupt altproğramını bitirir ve ana proğrama dönmeyi //sağlar.

5.2.KOşULLU OLARAK işLETiLEN KOMUTLAR

Koşullu olarak işletilen komutlar, işletilmeden evvelki en son mantıksal işlemin sonucunun 1 veya 0 olmasına göre işletilirler, ve bir evvelki işlemin sonucu 1 ise çalışırlar. Mantıksal yığın olarak adlandırılan ve mantıksal işlemlerin sonuçlarının kaydedildiği bölgenin ilk elemanı olan, bir evvelki mantıksal işlemin sonucunun yanında, mantıksal yığının 2.ve 3. elemanıda bazı komutlarca kullanılabilir. Mesela yukarı sayıcının hangi girişle sayacağını, hangi girişle sıfırlanacağını bu komuttan evvel LD komutuyla yığına (stack) yüklemek gereklidir.
+D IN1, IN2 // IN1 ve IN2 adlı 32 bitlik tamsayıları, yığının ilk değeri 1 //ise toplar.
+I IN1, IN2 // IN1 ve IN2 adlı 16 bitlik tamsayıları, yığının ilk değeri 1 //ise toplar.
-D IN1, IN2 // IN1 ve IN2 adlı 32 bitlik tamsayıları, yığının ilk değeri 1 ise çıkarır.(IN2-IN1=IN2)
-I IN, IN2 // IN1 ve IN2 adlı 16 bitlik tamsayıları, yığının ilk değeri 1 //ise toplar.(IN2-IN1=IN2)
ANDD IN1, IN2 // yığının ilk değeri 1 ise, 32 bitlik değerler üzerinde //mantıksal VE işlemini yapar.
ANDW IN1, IN2 // yığının ilk değeri 1 ise, 16 bitlik değerler üzerinde //mantıksal VE işlemini yapar.
ATCH INT, Event // Event adı verilen interrupt yapabilen olaylar meydana //geldiğinde, yapılması gereken görevleri interrupt alt //proğramlarına bağlayarak, çözebilirsiniz. Event ile //numarası belirtilen olay meydana geldiğinde INT ile //numarası belirtilen interrupt alt proğramı çalışır.
ATH IN, OUT, LEN //yığının ilk elemanı 1 ise IN ile gösterilen ASCII //karakterini, Hexadecimal (16`lık) sisteme (OUT) çevirir. //LEN, giriş değerinin (IN), uzunluğunu gösterir.

ATT DATA, TABLE5 // yığının ilk elemanı 1 ise DATA ismiyle adlandırılan //bilgiyi Tablo ile gösterilen tabloya aktar.
BCDI IN // yığının ilk elemanı 1 ise BCD değerini tamsayıya çevirir.
BMB IN, OUT, N // IN ile gösterilen baytları OUT ile gösterilen bölgeye, blok //halinde taşır.
BMW IN, OUT, N //IN ile gösterilen 16 bitlik Wordleri OUT ile gösterilen //bölgeye, blok halinde taşır.
CALL n6,1 // proğramın işleyişini n ile gösterilen alt proğrama aktarır.
CRET 3,1,4 // yığının ilk elemanı 1 ise altproğramı sona erdirir.
CRETI 3,2,4, //yığının ilk elemanı 1 ise interrupt altproğramını sona //erdirir.
DECDI IN // IN ile gösterilen 32 bitlik tamsayının değerini 1 azaltır.
DECO IN, OUT // IN sayısının gösterdiği biti OUT üzerinde 1 yapar.
DECW IN, // IN ile gösterilen 16 bitlik tamsayının değerini 1 azaltır.
DISI1 // bütün interrupt faaliyetlerini iptal eder.
DIV IN1, IN2 // 16 bitlik sayılar üzerinde bölme IN2/ IN1= IN2 işlemi //yapar.
DTCH Event // Event numarasıyla gösterilen olayla,
// bu olay meydana geldiğinde çalıştırılan interrupt
// alt proğramının, çalışmasını iptal eder.
ENCO IN, OUT // Out baytının IN numaralı bitini 1 yapar.
END1,2 // çevrimi sona erdirir.
ENI1 // interruptların hepsini aktif duruma getirr.
FIFO Table, Data // Table ile işaret edilen bilgi tablosunun ilk karekterini //alarak Data bölgesine atar.
FILL In, Out, N // Out ile gösterilen yerden itibaren, N adet In in gösterdiği //değer atanır.
FND<SRC,PAT,INDX // Src ile gösterilen tablonun içinde Indx`ten itibaren “Pat” //değişkeninden daha küçük ilk değerin pozisyonunu bulur.
FND>SRC,PAT,INDX // Src ile gösterilen tablonun içinde Indx`ten itibaren “Pat” //değişkeninden daha büyük ilk değerin pozisyonunu bulur.
FND<>SRC,PAT,INDX // Src ile gösterilen tablonun içinde Indx`ten itibaren “Pat” //değişkeninden eşit olmayan ilk değerin pozisyonunu bulur.
FND=SRC,PAT,INDX // Src ile gösterilen tablonun içinde Indx`ten itibaren “Pat” //değişkenine eşit olan ilk değerin pozisyonunu bulur.
FOR Index, Initial, Final 5,1 // FOR ile NEXT komutu arasındaki komutları, Index değeri //Initial ilk değerinden başlayarak birer birer artarak Final //değerine çıkana kadar tekrarlar.
HDEF Hsc, Mode1 // Mode ile gösterilen operasyon şeklini Hsc hızlı sayıcısına //yükler.
HSC n // n ile numarası verilen hızlı sayıcıya ait özel hafıza //bölgesini inceleyerek, hızlı sayıcıya çalışma izni verir.
HTA In, Out, Len // In ile gösterilen Hexadecimal (16`lık sistem) sayılara //karşılık gelen ASCII karakter kodlarını Out adlı bölgeye //atar.
IBCD In // In ile gösterilen tamsayıları BCD sayılara çevirir.
INCD n // n ile gösterilen 32 bitlik tamsayının değerini 1 arttırır.
INCW n // n ile gösterilen 16 bitlik tamsayının değerini 1 arttırır.
INVD n // n ile gösterilen 32 bitlik bit – bit tersini alır.
INVW n // n ile gösterilen 16 bitlik tamsayının bit – bit tersini alır.
JMP Mxxx // Proğrmın aşışını Mxxx ile gösterilen bölgeye aktarır.
LIFO Table, Data5 // Table ile gösterilen tabloya girilen en son değeri silerek //Data`ya aktarır.
MOVB In, Out // In ile gösterilen baytın değerini Out`a kopyalar.
MOVW In,Out // In ile gösterilen 16 bitlik wordün (16 bitlik tamsayı) //değerini Out`a kopyalar.
MOVD In, Out // In ile gösterilen 32 bitlik double wordün (32 bitlik //tamsayı) değerini Out`a kopyalar.
MUL In1, In2 // 16 bitlik sayıları çaparak, sonucu In2 ye aktarır.
ORD In1, In2 // 32 bitlik değerleri bit – bit VEYA işlemine sokup/ sonucu //In2`ye aktarır.
ORW In1, In2 // 16 bitlik değerleri bit – bit VEYA işlemine sokup sonucu /In2`ye aktarır.

PLS x5 // PTO/PWM yani darbe katarı çıkışı veya darbe genişliği //modulasyonu çıkışlarıyla ilgili özel hafıza bölgesini //inceleyerek, bu çıkışları istenilen şekle ayarlayıp, //çalışmalarına izin verir.
R S-bit, n // S- bit ile gösterilen bitten itibaren n adet biti sıfır yapar.
RI S-bit, n // S- bit ile gösterilen bitten itibaren n adet biti o an (tarama //süresi bitmeden) da, sıfır yapar.
RLD In, n // In ile gösterilen 32 bitlik double wordü sola doğru //döndürür.
RLD In, n // In ile gösterilen 16 bitlik wordü sola doğru döndürür.
RRD //In, n In ile gösterilen 32 bitlik double wordü sağa doğru //döndürür.
RRW In, n // In ile gösterilen 16 bitlik wordü sağa doğru döndürür.
S S-bit, n // S- bit ile gösterilen bitten itibaren n adet biti bir yapar.
SEG In, Out // In ile gösterilen sayının 7 segment displayde göstermek //için gerekli olan çıkış kodunu Out adlı yerde saklar.
SHRB Data, S- bit,n // S- bit ile gösterilen kaydırma bölgesinin içine Data ile //gösterilen bilgiyi, n ile gösterilen miktarda ve yönde //kaydırır.
SI S-bit, n // S- bit ile gösterilen bitten itibaren n adet biti o an (tarama //süresi bitmeden) da, bir yapar.
SLD In, n // In ile gösterilen 32 bitlik double wordü sola doğru //kaydırır.
SLD In, n // In ile gösterilen 16 bitlik wordü sola doğru kaydırır.
SRD In, n // In ile gösterilen 32 bitlik double wordü sağa doğru //kaydırır.
SRW In, n // In ile gösterilen 16 bitlik wordü sağa doğru kaydırır.
STOP // proğramın çalışmasını durdurarak, PLC`nizin STOP //moduna geçmesini sağlar.
SWAP In // In ile gösterilen wordün, sol ve sağ baytlarının yerini //değiştirir.
TODR T5 // o anki saati ve günü
// T adı verilen değişkene yükler
TODW T5 // o anki saati ve günü
// T adı verilen değişkenin değerine ayarlar.
TON Txxx, PT // Txxx ile gösterilen zamanlayıcıyı çalıştırır ve zamanlayıcı //PT değerine ulaşınca, yine aynı adla gösterilen Txxx //biti “1” olur.
TONR Txxx, PT // Txxx ile gösterilen hafızalı zamanlayıcıyı çalıştırır ve //zamanlayıcı PT değerine ulaşınca, yine aynı adla gösterilen //Txxx biti “1” olur. Hafızalı zamanlayıcı, kendisinden //evvelki mantıksal yığının değeri 1`den 0`a düşsede, //içerisindeki süreyi sıfırlayamaz. Bir daha ki sefere, kaldığı //yerden devam eder.
WDR // çevrim süresi eğer çok uzarsa, yani MEND komutuna //ulaşma süresi gecikirse, PLC otomatik olarak STOP //moduna geçer, bunu önlemek için bu süreyi gerektiği //bölümlerde, WDR komutuyla sıfırlanabilir..
XMT Table, Port // Table ile gösterilen tablodan, bilgileri okuyup, seri porttan //dışarıdaki cihazlara yollar.
XORD In1, In2 // 32 bitlik double wordün bitleri üzerinde xor işlemi yapıp //sonucu In2 üzerine atar.
XORW In1, In2 // 16 bitlik wordün bitleri üzerinde xor işlemi yapıp sonucu //In2 üzerine atar.


5.3. KOMUT LiSTESiNDEKi BöLGE VE YERLERE iSiM/ ETiKET VEREN KOMUTLAR

INT n1,2,4 // Interrupt alt proğramı başlangıcını gösterir.
LBL Mxxx //Proğramın akışını, JMP komutuyla //yönlendireceğimizi gösteren etiket.
NEXT 5,7,1, // For döngüsünün sonunu gösterir.
NOP // işlem yapmayan komut, özel durumlarda kullanılır.
SBR n1,2,4 // Alt proğram başlangıcını gösterir.


5.4. KOMUTLARIN üSTüNDEKi işARETLER
X1→ bu şekilde gösterilen komutlar interrupt alt proğramlarında kullanılamazlar.
X2→ bu şekilde gösterilen komutlar alt proğramlarda kullanılamazlar.
X3→mantıksal yığını, alt proğram işleyişinden evvelki şekline getirir.
X4→ bu komutlar ana proğramı içinde kullanılamaz.
X5→ sadece S7-214`de kullanılabilir.
X6→ o anki yığını sonraki kullanım için saklayarak,Yığının ilk elemanını 1 geri kalanı 0 yapar.
X7→ yığının ilk elemanı 1 yapar.

 

[SerkaN]

1. PROGRAMLANABİLİR LOJİK KONTROL SİSTEMLERİ

1.1 GİRİŞ:
Endüstriyel uygulamaların her dalında yapılan genel amaçlı kumanda ve otomasyon çalışmalarının bir sonucu olan PLC tekniği, kullanıcılara A’dan Z’ye her türlü çözümü getiren komple bir, teknoloji alt grubudur. Endüstriyel kontrolün gelişimi PLC’lerin gerçek yerini belirlemiştir. İlk önce analog kontrolle başlayan, Elektronik kontrol sistemleri zamanla yetersiz kalınca, çözüm analog bilgisayar adını verebileceğiz sistemlerden, dijital kökenli sistemlere geçmiştir. Dijital sistemlerin zamanla daha hızlanması ve birçok fonksiyonu, çok küçük bir hacimle dahi yapılabilmeleri onları daha da aktif kılmıştır. Fakat esas gelişim, programlanabilir dijital sistemlerin ortaya çıkması ve mikroişlemcili kontrolün aktif kullanıma geçirilmesinin bir sonucudur. Mikroişlemcili kontrolün, mikroişlemci tabanlı komple sistemlere yerini bırakmak zorunda kalması, Z80 ile aylarca süren tasarlama süresinin yanında, baskı devre yaptırmak zorunda kalınması ve en küçük değişikliğin bile ağır bir yük olmasının sonucudur. İşte bu noktada PLC’ler hayatımıza girmeye başlamıştır.
Programlanabilir lojik kontrolörlerin çıkışı 60'li yılların sonu ile 70'li yılların başlarına dayanır. İlk kumanda kontrolörleri bağlantı programlamalı cihazlardı. Bu cihazların fonksiyonları, lojik modüllerin birbirine bağlantı yapılarak birleştirilmesi ile gerçekleştiriliyordu. Bu cihazlarla çalışmak hem zordu, hem de kullanım ve programlama olanakları sınırlıydı. Bugünkü PLC'ler ile karşılaştırıldığında son derece basit cihazlardı. PLC'lerin ortaya çıkarılma amacı, röleli kumanda sistemlerinin gerçekleştirdiği fonksiyonların mikroişlemcili kontrol sistemleri ile yerine getirilebilmesidir. Lojik temelli röle sistemlerine alternatif olarak dizayn edildiklerinden PROGRAMLANABILIR LOJIK KONTROLÖR (Programmable Logic Controller) adi verilmiştir.
İlerleyen zaman içinde çeşitli firmalar muhtelif kapasitelerde PLC'ler üretmişlerdir.Bu firmalar arasında Mitsubishi, Toshiba gibi firmalar küçük tipte, kapasite bakımından alt ve orta sinif PLC'ler üretmişlerdir. Siemens, Omron, Allen-Bradley, General Electric, Westinghouse gibi firmalar da PLC sistemlerini daha geniş bir tabana yayarak alt, orta ve üst sınıflarda PLC'ler üretmişlerdir.

1.2 PLC
Günümüzde endüstride hemen hemen her alanda el değmeden eğitim sürecine girilmiştir. El değmeden gerçekleştirilen üretimlerde PLC’ler kullanılmaktadır. PLC “Programlanabilir Lojik Kontrolör” İngilizce kelimelerinin baş harflerinin alınarak kısaltılması ile oluşur.
PLC bir bilgisayara benzetilirse; girişlerinde Mouse ve klavye yerine basit giriş bağlantıları vardır. Yine çıkışlarında Ekran yerine basit çıkış bağlantıları vardır. Girişlere bağlanan elemanlara sensör, çıkışlara bağlanan elemanlara da iş elemanı denir.

Şekil-1.1 PLC Genel Blok Şeması

Üstteki şekildeki blok diyagramda gösterildiği gibi PLC sensörlerden aldığı bilgiyi kendine göre işleyen ve iş elemanlarına göre aktaran bir mikroişlemci sistemidir. Sensörlere örnek olarak, herhangi bir metali algılayan endüktif sensör, PLC girişine uygun gerilim vermede kullanılan buton ve anahtarlar verilebilir. İş elemanları için PLC çıkışından alınan gerilimi kullanan kontaktörler, bir cismi itme veya çekmede kullanılan pnömatik silindirleri süren elektro-valfler, lambalar uygun örnektirler.

1.3 PLC SİSTEMLERİNİN AVANTAJLARI
PLC'lerin, daha önce kullanılan konvansiyonel sistemler ile karşılaştırıldığında bir çok avantajı vardır. Eski sistemlerin getirdiği birtakım zorluklar bugün PLC'lerin yaygınlaşması ile aşı1mıştır. PLC sistemleri önceki sistemlere göre daha az yer kaplamaktadır. Dolayısıyla kontrol sisteminin yer aldığı dolap yada pano boyutları oldukça küçülmektedir. Sınırlı alanlarda kontrol mekanizmasının kurulması imkanı ortaya çıkmıştır. Sistem için sarf edilen kablo maliyetleri nispeten daha azalmıştır. Ayrıca PLC sisteminin kurulmasının kolay olması ve kullanıcıya, kurulu hazır bir sistemin üzerinde değişiklik ve ilaveleri kolayca yapabilme esnekliğinin sağlanması, PLC'lerin giderek yaygınlaşmasına ve endüstride her geçen gün daha fazla kullanılmalarına neden olmuştur. Bu avantajlar ile proje maliyetleri de azaltılarak, proje mühendislerine de ticari açıdan büyük faydalar sağlamıştır.

1.3.1 PLC İLE RÖLELİ SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

1. PLC ile daha üst seviyede otomasyon sağlanır.
2. Az sayıda denetim yapılan durumlarda tesis yatırımı PLC’ de daha fazladır.
3. PLC’li sistem daha uzun süre bakımsız çalışır ve ortalama bakım onarım süresi (MTTR-Meal Time To Repair) daha azdır.
4. Arızalar arası ortalama süre (MTBF-Mean Time Between Feilures) PLC’li sistem için 8000 saatten daha fazladır.
5. Teknik gereksinimler değişip arttıkça PLC’li sistem az bir değişiklikle ya da hiçbir değişikliğe gereksinim duyulmadan yeniliğe adapte edilebilirken röleli sistemde bu oldukça zordur.
6. PLC’ler daha az bir yer kaplar ve enerji harcarlar

1.3.2 PLC’LER İLE BİLGİSAYARLI KONTROL SİSTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI
Endüstriyel kontroldeki yeni trendler, software tabanlı kontrol sistemlerini gündeme getirdi. PC tabanlı kontrol sistemi seçimiyle sürecin sadece ilk adımı atılmaktadır. Peki ya daha sonrası?
Kontrol sistemleri için PC tabanlı ya da PLC’ ye dayalı kontrol yapısında karar vermeden önce, dikkate alınması gereken tüm noktaların titizlikle analiz edildiğinden emin olunmalıdır.
Yazılım
PC tabanlı kontrol sistemleri, uygulama için gerekli operasyonları gerçekleştirecek şekilde geliştirilen bir yazılım programıdır. Bu nedenle, bu tip sistemler, aynı zamanda yazılım motoru (soft control engine) olarak da adlandırılmaktadır. Unutulmamalıdır ki, PC tabanlı kontrol sistemi sipariş edildiğinde, özel bir işletim sistemi için geliştirilmektedir. Bu noktada asıl mesele bu işletim sisteminin seçimidir.
Windows NT, gerçek zamanlı (real time) veya bir başka gerçek zamanlı işletim sisteminin seçimi yapılmalıdır. Bu sistemler için en yaygın olarak kullanılanı Windows NT’dir. Bu işletim sisteminin zorlu endüstriyel ortamlarda gerçek zamanlı kontrol amaçlı dizayn edilmemiş olması nedeniyle, üzerinde yoğunlaşan tartışmalara rağmen, PC tabanlı kontrol sistemlerinde, % 90 civarında bu işletim sisteminin kullanıldığı tahmin edilmektedir.
Konuya genel olarak bakıldığında, Windows NT, kabul edilebilir bir işletim sistemi olarak düşünülebilir.
Donanım
Sistem seçiminin en kritik etkenlerinden birisi de donanımdır. Yazılım üzerinde koşacağı donanım için genellikle şu seçenekler söz konusudur;

• Endüstriyel PC
• Ticari bir PC
• Açık kontrolörler (open controller)
Her hangi bir bilgisayar satıcısından kolayca temin edilebilen ticari PC’ler, ekonomik fiyat ve temin kolaylığı avantajlarına sahiptir. Buna karşılık endüstriyel koşullarda çalışma performansı yeterli düzeyde değildir.
Diğer taraftan endüstriyel PLC’ler sanayideki ağır çalışma koşulları için gelişmiş özelliklere sahip cihazlardır. (sarsıntılı, nemli, tozlu, gürültülü ortamlar için önleyici donanımlara sahiptirler). 0- 60 C ortam ısılarında ve %0 ve %95 arası nem oranı olan ortamlarda çalışabilir.
Bununla birlikte farklı programlama dili, arıza bulma ve bakım kolaylıklarının olması gibi özelliklerden dolayı bilgisayarlardan farklıdırlar. Bilgisayarların arıza ve bakım servisi ile programlama dillerinin öğrenilmesi için özel bir eğitime gerek vardır.
PLC programlama dili klasik kumanda devrelerinde uygunluk sağlayacak şekildedir. Bütün PLC’lerde hemen hemen aynı olan AND, OR, NOT (VE, VEYA, DEĞİL) gibi boolean ifadeleri kullanılır. Programlama klasik kumanda sistemini bilen birisi tarafından kolayca yapılabilir.
Büyük çaplı kontrol sistemleri için bilgisayarların mikroişlemcilerin kullanılması, 10 adet röle kontaktör elemanlarından daha az eleman gerektiren kontrol devrelerinde de klasik kumamda devrelerinin kullanılması daha avantajlı ve gereklidir.
Diğer seçenek olan açık kontrolörler ise, PLC yapısının içine, PC tabanlı kontrol yapısının entegre edilmesiyle ortaya çıkmaktadır.
Hafıza
MByte ve GByte düzeyinde hafıza gereksinimi olan uygulamalarda PLC’ler genelde yardımcı işlemci (coprocessor) desteğine ihtiyaç duyulmaktadır PC tabanlı sistemlerin , sabit disklerinin GByte düzeyine erişmesi, yüksek hafıza gereksinimi olan uygulamalarda avantaj sağlamaktadır.
Özet olarak PLC ile PC hakkında şunlar söylenebilir;
1. PLC’li sistem endüstriyel ortamdaki yüksek düzeydeki elektriksel gürültü elektromanyetik parazitler, mekanik titreşimler, yüksek sıcaklıklar gibi olumsuz koşullar altında çalışabilir.
2. PLC’lerin yazılım ve donanımları o tesisin elemanlarınca kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
3. Teşhis yazılarıyla hatalar kolayca bulunabilir.
4. Yazılım, alışagelmiş röle sistemleri ile yapılabilir.
5. Bilgisayarlar birden fazla programı değişik sıralarla esnek bir şekilde gerçekleştirirken, PLC’ler tek bir programı sıralı bir şekilde baştan sona gerçekleştirir.
6. Ayrıca PC tabanlı sistemin, güncel teknolojideki yeniliklere adapte olabilmesi açısından kullanım süresi daha kısadır.

2. PLC KULLANIM AMACI

2.1 GENEL KULLANIM AMACI
Genel olarak PLC, endüstri alanında kullanılmak üzere tasarlanmış, dijital prensiplere göre yazılan fonksiyonu gerçekleyen, bir sistemi yada sistem gruplarını, giriş çıkış kartları ile denetleyen, içinde barındırdığı zamanlama, sayma, saklama ve aritmetik işlem fonksiyonları ile genel kontrol sağlayan elektronik bir cihazdır. Aritmetik işlem yetenekleri PLC'lere daha sonradan eklenerek bu cihazların geri beslemeli kontrol sistemlerinde de kullanılabilmeleri sağlanmıştır.
PLC sistemi sahada meydana gelen fiziksel olayları, değişimleri ve hareketleri çeşit1i ölçüm cihazları ile belirleyerek, gelen bilgileri yazılan kullanıcı programına göre bir değerlendirmeye tabi tutar. Mantıksal iş1emler sonucu ortaya çıkan sonuçları da kumanda ettiği elemanlar aracılığıyla sahaya yansıtır: Sahadan gelen bilgiler ortamda meydana gelen aksiyonların elektriksel sinyallere dönüşmüş halidir. Bu bilgiler analog yada dijital olabilir. Bu sinyaller bir transduserden, bir kontaktöre yardımcı kontağından gelebilir. Gelen bilgi analog ise, gelen değerin belli bir aralığı için, dijital ise sinyalin olması yada olmamasına göre sorgulama yapılabilir.Bu hissetme olayları giriş kartları ile, müdahale olayları da çıkış kartları ile yapılır.
PLC ile kontrolü yapılacak sistem büyüklük açısından farklılıklar gösterebilir. Sadece bir makine kontrolü yapılabileceği gibi, bir fabrikanın komple kumandası da gerçekleştirilebilir. Aradaki fark sadece kullanılan kontrolörün kapasitesidir. PLC'ler, bugün akla gelebilecek her sektörde yer almaktadır. Kimya sektöründen gıda sektörüne, üretim hatlarından depolama sistemlerine, marketlerden rafinerilere kadar çok geniş bir yelpazede kullanılan PLC'ler, bugün kontrol mühendisliğinde kendilerine hakli bir yer edinmişlerdir. Elektronik sektöründeki hızlı gelişmelere paralel olarak gelişen PLC teknolojisi, gün geçtikçe ilerlemekte otomasyon alanında mühendislere yeni ufuklar açmaktadır. Bu yüzden de her teknikerin yüzeysel bile olsa biraz bilgi sahibi olması gereken bir dal konumuna gelmektedir.

2.2 GENEL UYGULAMA ALANLARI
Yakın zamana dek PLC’lerin bugünkü kadar yaygın kullanılmamasının 2 nedeni vardır. Mikroişlemcilerin ve ilgili parçaların fiyatlarının oldukça düşmesiyle maliyet verimliliğinin (I/O noktası başına maliyet) artması ve karmaşık hesap ve iletişim görevlerini üstlenme yeteneğinin, PLC’ yi daha önce özelleştirilmiş bir bilgisayarın kullanılıyor olduğu yerlerde kullanılabilir hala getirmesi. PLC uygulamaları iki sınıfta toplanabilir: Genel ve Endüstriyel uygulamalar hem ayrık hem de proses sanayilerinde mevcuttur. PLC’lerin doğduğu sanayi olan otomotiv, en büyük uygulama alanı olmayı sürdürmektedir. Yiyecek işleme ve hizmetleri gibi sanayilerde şu an dünyada gelişen alanlar arasında PLC’lerin kullanıldığı 5 genel uygulama alanı vardır. Tipik bir kurulum, kontrol sistemi sorununa çözümü, bunların bir ya da daha çoğunu içererek bulunur. Bu 5 alan şunlardır:

2.2.1 SIRA (SEQUENCE) KONTROL
PLC’lerin en büyük ve en çok kullanılan ve “sıralı çalışma “ özelliğiyle röleli sistemlere en yakın olan uygulamasıdır. Uygulama açısından, bağımsız makinalarda ya da makine hatlarında, konveyör ve paketleme makinalarında ve hatta modern asansör denetim sistemlerinde bile kullanılmaktadır.

2.2.2 HAREKET KONTROLÜ
Bu doğrusal ve döner hareket denetim sistemlerinin PLC’ de tümleştirilmesidir ve servo adım ve hidrolik sürücülerde kullanılabilen tek yada çok eksenli bir sistem denetimi olabilir. PLC hareket denetimi uygulamaları, sonsuz bir makine çeşitliliği içerir. (örn. metal kesme,metal şekillendirme, montaj makinaları) ve şoklu hareket eksenleri ayrık parça ve süreç sanayi uygulamalarında koordine edebilirler. Bunlara örnek olarak; kartezyen robotlar, film, kauçuk ve dokunmamış kumaş tekstil sistemleri gibi, ağla ilgili süreçler verilebilir.

2.2.3 SÜREÇ DENETİMİ
Bu uygulama PLC’nin birkaç fiziksel parametreyi (sıcaklık, basınç, debi, hız, ağırlık vb gibi) denetleme yeteneğiyle ilgilidir. Bu da bir kapalı çevrim denetim sistemi oluşturmak için, analog I/O gerektirir. PID yazılımının kullanımıyla PLC, tek başına çalışan çevrim denetleyicilerinin (single loop controllers) işlevini üstlenmiştir. Diğer bir seçenek de her ikisinin en iyi özelliklerini kullanarak PLC ile kontrolörlerin tümleştirilmesidir. Buna tipik örnekler de plastik enjeksiyon makinaları, yeniden ısıtma fırınları ve bir çok diğer yığın denetimi (batch-control) uygulamasıdır.

2.2.4 VERİ YÖNETİMİ
PLC’yle veri toplama, inceleme ve işleme son yıllarda gelişmiştir. İleri eğitim setleri ve yeni PLC’lerin genişletilmiş bellek kapasiteleriyle sistem, artık denetlediği makine veya proses hakkında veri yoğunlaştırıcı olarak kullanılabilir. Sonra bu veri, denetleyicinin belleğindeki referans veri ile karşılaştırılır ya da inceleme ve rapor alımı için başka bir aygıta aktarılabilir. Bu uygulamada büyük malzeme işleme sistemlerinde ve kağıt, birincil metaller ve yiyecek işleme gibi bir çok proses sanayinde sıkça kullanılır.

 

[SerkaN]

2.3 SMATIC S7-200 MICRO PLC

2.3.1 SIMATIC S7-200 PLC NEYE YARAR?
Küçük boyutları ve güçlü komut seti ile S7-200 ‘ü, küçük otomasyon projelerinin her dalında kullanabiliriz. Bazı uygulama alanları bina otomasyonu, hidrolik presler, trafik lambaları, otomatik kapılar, asansörler, ısı kontrolü gereken fırınlar, karıştırıcılar, şişeleme makineleri, paketleme makineleri, pompalar, hidrolik pnömatik kaldırma platformları gibi birçok dalda kullanılır.


Bu örnekleri daha ayrıntılı olarak incelersek;
1. Konveyör Sistemi: Motorları durdurmak-çalıştırmak ve gelen malzemeleri saymak için bir program yazmak için 15 dakika ayırmak yeterlidir. Ayrı ayrı taşınan malzemeleri sayabilir ve stoklarınızı da dah rahat tutabilirsiniz.
2. Kapı Kontrol Sistemi: Küçük boyutları ile en küçük makinelere bile sığar; mesela giriş çıkışlarda kapıların kontrolünü yapabilir, araç geldiğinde kapıları otomatik olarak açıp kapayabilir.
3. Trafik Lambaları: Trfiğin durumuna ve hatta yoğunluğuna göre trafiği yönlendirebilirsiniz.
4. Fırınlar: Isı ve proses değerlerinin ölçülmesi, sıcaklığın ve prosesin istenilen şekilde yönlendirilmesi ve vanaların açılıp-kapatılması için 50 satırlık bir program yazarak, hem yer, hem de maliyet olarak daha avantajlı ve daha güvenilir bir sistemle çalışacaksınız. Sistemde hata bulmanız kolaylaşacak, fırın ısısını ve çalışma süresini kontrol etmek için kolaylıkla Ekran takabileceksiniz.
5. Pompalar: Bir Pompanız var, son seferde kaç litre satış yaptınız veya makine açıldığından beri kaç litre satış çıkış elde ettiniz. Litre fiyatınız ne kadar ve müşteri size ne kadar bir ücret ödeyecek. Programını yazın ve gerektiğinde birim fiyatları değiştirin, yada fiyat artışını otomatiğe bağlayın ve mesela ayda %10 otomatik artış yaptırın.

2.3.2 SIMATIC S7-200 MICRO PLC’NİN TEMEL PARÇALARI VE FONKSİYONLARI

CPU adı verilen bölüm PLC’nin ana beyni olarak işlev görür, bir bilgisayarın merkezi işlem birimi olarak da tanımlanabilir. Bu bölümün iç yapısında mikroişlemcileri, mikrokontrolörleri ve Ram-EEPROM gibi hafıza birimlerini içerir. CPU, PLC’nin en önemli parçası olup, onun tüm fonksiyonlarını sağlayan beynidir. Bizim için etkili olan temel özellikleri ise hızı, işleyebildiği komutlarının sayısı ve bu komutların yeterince etkili olmasıdır. Biz genellikle CPU’nun, programlanmasıyla, özel fonksiyonlarının ayarlanmasıyla ve dolayısıyla, istediğimiz özelliklerde çalışmasıyla ilgileniriz.
S7-200 ün 6 çeşit CPU’su vardır. CPU seçerken önemli bir noktada, CPU’ların hızıdır. S7-200’lerin işlemci hızları çok yüksektir. CPU 212, 1024 tane binary işlemi 1.3ms ve CPU 214 ise 0.8ms de tamamlar. Yani yaklaşık olarak 1.000.000 adet işlemi 1 saniyede yapabilirler. Uygulamanızın gerektirdiği hıza göre CPU’ların hızını da dikkate almanız düşük hızlı CPU’ları satın alırken önemli bir faktör olmakla beraber, S7-200 gibi yüksek hızlı PLC kullanıyorsanız, pek sorun olmaz!
Bu önemli nokta da CPU-212 veya CPU-214 seçmeye karar vermektir. Programlama ve birçok fonksiyon açısından birbirinin aynı olan bu iki tipten CPU-214’de CPU-212’de olmayan bazı önemli noktalar bulunuyor. 2 tane 7kHz’lik hızlı sayıcı ve 2 tane PTO/PWM darbe genişliği modülasyonu çıkışlarını kullanmak bazı durumlarda faydalı olabilir. PTO çıkışlarla STEP motorları veya DC motorları rahatlıkla ve ayrıca masraf yapmadan kontrol edebilirsiniz yada PWM çıkışlarla lamba ışık şiddetini arttırıp azaltabilirsiniz. PTO çıkışlar Türkçe darbe katarı çıkış olarak adlandırılır ve istediğiniz frekansta ve istediğiniz miktarda kare dalga çıkış vermenizi sağlar. PWM çıkışta ise, kare dalganın frekansını ve simetrisini değiştirebilirsiniz.
Bunların yanında S7-214’de ki yüksek hızlı sayıcıları da unutmamak lazım. Bu sayıcılarda, bir şaftın dönüşünü kontrol edebilmeniz için uygun modlar vardır ve bu komple sistem, ayrıca şaft encoder kullanarak; motor hız ve pozisyonlama kontrolü yapabilmenizi belli ölçüler dahilinde mümkün kılar.
PLC’lerin haberleşme yetenekleri, onların dış dünyaya uyum sağlama güçleriyle doğru orantılıdır. PLC’nizi tek başına herşeyi yöneten ve bütün ihtiyaçlarını tek başına sağlayan bir adam gibi tasavvur etmeyin. CPU’nuz bir çok aletle bilgi alış verişinde bulunup, görevlerini yerine getirebilir. S7-212’yi düşünebileceğiniz birçok alete çok rahatlıkla bağlayabilir ve bilgi transferi gerçekleştirebilirsiniz. CPU’nun kendi haberleşme portu RS-485 olup birçok cihazın aynı hat üzerinden haberleşmesini sağlayabilir. CPU’nuzu bilgisayara bağlamak için kullandığınız RS-232 seri haberleşme portuna taktığınız özel kabloyu, barkod okuyucu veya yazıcı gibi RS-232 haberleşme protokolünü kullanan cihazlarla bilgi alış verişinde bulunmak içinde kullanabilir olmanız size iki ayrı protokol tipini de, kullanma avantajını verir.
Barkod okuyucudan aldığınız bilgilerle stok tutabilir, yazıcınızdan her türlü bilgiyi bastırabilir yada bilgisayarınızla istediğiniz gibi haberleşme yapabilirsiniz. Bu arada başka bir PLC ile de haberleşmeniz mümkün.
Immediate I/O adıyla anılan komutları kullanarak normalde her çevrimin başında gerçekleştirilen okuma ve yine her çevrimin sonunda gerçekleştirilen dışarıya yazma işlemini çevrimin ortasında o komutlar işlenildiği anda gerçekleştirmenizi sağlar.
S7-214’ün bildiğimiz 24 saatlik gerçek bir saati vardır. Aynı zamanda gün-yıl ayarlaması ve okuması yapabilen, bu saati kullanarak, zamana bağlı olayları daha iyi kumanda edebilirsiniz.
S7200’ün makine tasarımında ve daha sonra program geliştirlmesinde çok faydalı olacak, test ve hata bulmaya yönelik fonksiyonları vardır. Bu fonksiyonları değişken adı verilen: zamanlayıcı(timer), sayıcı(counter), hafıza bitleri(memory bits), özel hafıza bitleri(special memory bits) ve normal hafıza bölgesi(variable memory) gibi programlama sırasında kullandığımız gereçleri daha iyi kontrol etmek için kullanırız. Bu fonksiyonları sıralarsak,

• Çok değişkeni takip etme fonksiyonu(taking snapshots): Programınızın çalışması esnasında CPU 212’de 1, CPU 214’de 8 defa olmak üzere 8 ayrı değişkeninin değerini önceden belirlediğiniz komutlardan sonra kaydedilmesini sağlayabilirsiniz. Böylece program hatalarını bulmanız kolaylaşır.
• Bir değişkeni takip etme fonksiyonu(tracing): Programın her çevrimi sonunda yani her işleyişinin sonunda önceden belirlediğiniz bir değişken (zamanlayıcı, sayıcı, hafıza bölgesi...) kaydedilir ve kaydedilen bu değerleri daha sonra programınızdaki hataları bulma amacıyla kullanabilirsiniz.
• Tek veya çok çevrim(single/multiple scan): Programınızın istediğiniz çevrim sayısı süresince çalışmasını, sonrada durmasını sağlayıp, PLC’yi ara basamaklarda kontrol edebilirsiniz. Bu sayede sistem üzerinde çok daha kolay düzeltmeler yapabilirsiniz.
• Değişkenlerin değerlerini program dışında zorlama ile değiştirme (force) fonksiyonu: Bu fonksiyonu kullanarak girişleri, istediğiniz değerler geliyormuş gibi çalışmaya zorlayabilir (yani girişlerin ve içeride bulunan değişkenlerin (zamanlayıcı-sayıcı-hafıza bitleri...) değerlerini gerçekte olmayan bir değere getirip sabitleme yapabilirsiniz), ve böylece programın işleyişinden etkilenmeyecek bir giriş simulatörü(input simulator) elde edebilirsiniz. Değişkenleri istediğiniz gibi belli değerlere sabitleyebilir ve programın kontrölünü, atlama(jump) komutlarından evvel gelen değişkenlerin değerlerini değiştirerek, programda belli kısımların, istemediğiniz zamanlarda işlenmemesini sağlayabilirsiniz. Bu özelliği kullanırken dikkatli olmanızı önermek yerinde olur, çalışan bir sistemde bir çıkış bitini, “1”e sabitleyerek, bir motoru, programın kontrölü dışında çalıştırabilir ve dolayısıyla mesela motoru fazla zorlayıp yakarak sistemi bozabilir ve insanlara zarar verebilirsiniz.
• Hafıza kartuşu, S7214’de bulunan ek bir özelliktir. Bu kartuş özellikle yurt dışına veya veya uzak yerlere yollandığınız makinalar için özellikle faydalı olacaktır. Programda yapacağınız değişiklikleri ofisinizde yapacak ve daha sonra bunu S7-214’ün üzerinde bulunan kartuş takma bölümünü kullanarak hafıza kartuşuna yükleyeceksiniz. Bundan sonra, hafıza kartuşunu makinanızın bulunduğu yere yollamanız ve kartuşu S7-214’e yüklemeniz mümkün. PLC’ye giren elektiriği kesip kartuşu takacak, daha sonrada PLC’yi çalıştıracaksınız. PLC üstünde dolu bir kartuş görünce, bir evvelki programını silerek, yeni programı kendi içindeki EEPROM hafızaya yükleyecektir ve tabi hafıza kartuşunu daha sonra çıkarmalısınız.
• S7-200’de bulunan şifre koruma sistemi, makinanızın taklit edilemez olmasını ve yetkisiz kişilerce programınızın değiştirilememesini sağlar. Kendinizin ve makinanızın güvenliği için rahatça kullanabileceğiniz bu metodun üreticilerimize faydalı olacağnı düşünüyoruz.

3. PLC’ NİN YAPISI

• Güç kaynakları
• Merkezi işlem üniteleri (CPU)
• Dijital giriş/çıkış birimleri(Dijital I/ O Modules)
• Analog giriş / çıkış birimleri(Analog I/ OMmodules)
• Akıllı giriş/çıkış birimleri (İntelligent I/O Modules)
• Özel modüller
• Haberleşme modülleri (Communication Modules)
• Kartların takıldığı raflar (Subrack’s)
• Bağlantı modülleri (Interface Modules)
• Tamamlayıcı ekipmanlar


3.1 GÜÇ KAYNAKLARI

Bu modüller PLC içindeki kartların beslemelerini (Giriş çıkış kartları hariç saklamakla yükümlüdür. Dış kaynak beslemelerini PLC’nin iç voltaj seviyelerine indirirler. PLC içindeki kartların güç sarfiyatına göre kaynağın maksimum çıkış akımı değişik değerlerde seçilebilir. Çıkış akımının çok yüksek olduğu durumlarda fan ünitesi ile soğutma gerekliliği yoktur.Güç kaynağının içindeki hafıza yedekleme pili ile CPU içindeki kullanıcı programı, kalıcı ‘retentive’ işaretleyiciler, sayıcı ve zamanlayıcı içerikleri gerilim kesilmesine karşı korunabilir. Bu yedekleme pili enerji yokken değiştirilecekse, dışarıdan bir kaynakla güç kaynağı beslenmelidir.

3.2 MERKEZİ İŞLEM BİRİMLERİ (CPU’s)

Merkezi işlem birimleri PLC sisteminin beyni olarak düşünülebilir. Bu birimler kumanda edilen sisteme ait yazılımın(sadece mantık yazılımının) saklandığı ve bu yazılımın işlendiği kartlardır.Merkezi işlemci haricinde program hafızası ve programlama cihazı bağlantısı için bir interface içerir.Ayrıca bazı modellerde başka PLC gurupları ile beraber çalışabilmeleri için özel interface’lerde bulunur.
CPU’lar çoklu işlemci sistemi ile dizayn edilmiştir.Bir standart mikroişlemcinin yanı sıra CPU tipi ile bağlantılı olarak bir yada daha fazla Gate-Array Tekniği ile özel olarak geliştirilmiş dil işlemcisi bulunur. Bu dil işlemcileri tanımlanmış olan kumanda komutlarını çok kısa sürede işlerler.Dil işlemcilerinin işleyemediği komutları da standart mikro işlemci yorumlar.Standart mikroişlemci ile dil işlemcisinin yada işlemcilerinin Co-Procsssing diye adlandırılan bu çalışma tarzı ile çalışmaları, PLC kumanda programının çok kısa zaman aralıklarında işlenmesini sağlar.Standart mikroişlemci aynı zamanda işletim sisteminin çalışmasından ve interface’lerin sorgulanmasından sorumludur.Sadece okumaya yönelik (ROM) hafıza içinde işletim sistemi bulunur.Kullanıcı tarafından yazılan PLC programı ise CPU’nun okunabilir-yazılabilir (RAM) hafızası içinde yer alır.Örnek olarak CPU 944’ün iç yapısı şu şekildedir;

Şekil-3.1 CPU 944’ün iç yapısı​

Sistemde kullanılacak CPU’nun seiçimi önemlidir. İstenen fonksiyounu uygun şekilde yerine getirebilmesi için CPU’nun işlem hızı, hafıza kapasitesi ve spesifik özelliklerinin process’in minimum gereklerini sağlaması şarttır. CPU ne kadar güçlü ise saklanabilecek kullanıcı programı o kadar geniş, bu programın işlenebilmesi de o kadar kısa sürede gerçekleşecektir. Bir başka deyişle process’i kontrol eden sistemin kendi kontrol mekanizması (CPU) process’e göre atıl kalmamalıdır. Örnek olarak SIMATIC 115U serisi CPU’lar düşünülecek olursa ,bu serideki CPU’lar CPU 941,CPU 942, CPU 943, CPU 943, CPU 944, ve CPU 945 olarak beş çeşittir.
Serinin en alt modeli olan 941 modelinde bir bit operasyonu yerine getirilmesi için gereken zaman 1,6 uS iken, serinin en üst modeli olan CPU 945’te aynı işlem 0,1uS’dir. Buradan da anlaşılacağı üzere sistemi kontrol eden CPU^nun performansı sahadaki aksiyonları farketme, değerlendirme ve karara varma aşamalarını minimum zamanda gerçekleyebilecek durumda olmalıdır.
CPU’lar ayrıca kumanda edilen sisteme göre PID fonksiyonlarını da işleyebilir.Analog modüller ve PID yardımcı software ile bağlantılı olarak sekiz PID kontrol çevrimine kadar işlem yapılabilir. CPU’ların program işlemesi daha ileride detaylı olarak işlenecektir.

 

[SerkaN]

3.3 DİJİTAL GİRİŞ/ÇIKIŞ BİRİMLERİ (Dijital I/O Modules)

PLC’nin giriş bilgileri kontrol edilen ortamdan veya makinadan gelir. Gelen bu bilgiler içimde PLC var yada yok şeklinde değerlendirilmeye tabi tutulan sinyaller sisteminin dijital girişlerini oluşturur. Dijital girişler PLC ‘ye çeşitli saha ölçüm cihazlarından gelir. Bu cihazlar farketmeleri gereken olay gerçekleştiğinde PLC’nin ilgili giriş bitimini ‘0’ sinyal seviyesinden ‘1’ sinyal seviyesine çıkarırlar. Böylece sistemin sahada olan hadiselerden haberdar olmasını sağlar. Dolayısıyla sistem içindeki fiziksel değişimleri PLC’nin anlayabileceği 0-1 sinyallerine dönüştürürler. PLC’nin girişine gelen sinyaller basınç şalterlerinden ,sınır şalterlerinden , yaklaşım şalterlerinden vaye herhangi bir röle,kontaktör yada otomatın yardımcı kontağından gelebilir. Sinyal PLC dışı binary sinyaldir ve giriş modüllerinde PLC’nin iç sinyal seviyesine indirirler. Tek bir giriş modüllerinde 8, 16 yada 32 bit dijital saha bilgisi okunabilir. Modüller üzerinde her girişe ait bir LED bulunur ve gelen sinyalin seviyesi buradan anlaşılabilir. PLC’nin giriş sinyallerini okuyabilmesi için bu sinyallerin kartın tipine göre ilgili aralıkta olması gerekmektedir. Örnek olarak SIMATIC S5 –115U PLC’nin giriş modüllerinde 24V DC bir giriş için 0 sinyal seviyesi –30V ile +5V arasındadır aynı girişin bir sinyal seviyesi için olması gereken gerilim seviyesi ise, +13V ile +30V aralığında olmalıdır. Alternatif gerilimli girişler için gerilim seviyesinin yanı sıra gelen sinyalin frekansında önem taşımaktadır. Bu sinyallerin izin verilen frekans aralığı 47Hz ile 63Hz’dir. Bazı giriş modüllerinde girişlerin okunması yine başka bir girişin tetiklenmesi ile engellenebilir. Bu şekilde istenilen sinyaller için PLC kör olarak çalıştırılabilir. Yarıca giriş modülleri kesmeli çalışma (interrupt) modunda çalışabilir.
PLC’nin sahadaki yada prosesdeki bir şeye binary olarak müdahale edeceği zaman kullanıldığı birimler dijital çıkış birimleridir. Dijital çıkış modülleri PLC iç sinyal seviyeleri prosesin ihtiyaç duyduğu binary sinyal seviyeleri çeviren elemanlardır. Bu modüller üzerinden bir çıkışın set edilmesi ile sahadaki yada kumanda panosu içimdeki herhangi bir eleman kumanda edilebilir. Bu eleman bir lamba, bir röle yada bir kontaktör olabilir. Dijital çıkış modülleri röle, triyak yada transistör çıkışlı olabilir. Sahaya yapılan kumandanın hızlı olması gerektiği durumlarda doğru gerilimle çalışıyorsa transistör, alternatif gerilimle ile çalışıyorsa triyak kullanımlı yüzden de kart üzerine çekilecek max. Çıkış akımlarına dikkat etmek gerekir. SIMATIC S5-115U sistemlerinde kullanılan 24V çıkış modüllerinde max. Çıkış akımı 0,5A olabilir. Alternatif akım çıkışlarında ise çıkış akımı 2A’e kadar çıkabilir. Dijital çıkış kartları da, giriş kartları gibi 8, 16 yada 32 bit olabilir. Bu modüllerde de her bite ait sinyal durumunu gösteren bir LED bulunur. Ayrıca kartın özelliğine göre kısa devre dedektörü de bulunabilir.
Sadece giriş sinyalleri okutan ve sadece çıkış sinyallerini gösteren kartlar yanında hem giriş hem de çıkış birimleri içeren kombine giriş çıkış kartlarıda vardır. Bu kartlar sınırlı sayıda giriş çıkışı için yer tasarrufu sağlar.
3.4 ANALOG GİRİŞ/ÇIKIŞ BİRİMLERİ (Anolog I/O Modules)

Kontrol edilen sistemdeki bütün sinyallerin varlıklarına yada yokluklarına göre sorulan sinyaller beklenemez. Örnek olarak bir sıcaklık yada basınç değeri dijital olarak sorgulanabilir ancak bu değerin net bir şekilde belirlenmesi dijital giriş modülleri ile mümkün olmaz. İşte burada devreye analog olarak yapılan kontrol devreye girer. Analog değer kullanımında alt sınır ve üst sınır değerlerin arasında kalan bölgeye kontrol yapılır. Bu kontrollerin yapılması analog giriş çıkış kartları ile mümkün olmaktadır. Analog giriş modülleri prosesten gelen analog değerleri dijital değerlere dönüştürür. Yalnız öncelikle ölçümü yapılan fiziksel büyüklüğün PLC’nin anlayacağı dile çevrilmesi gerekir. Bu işlemi gerçekleştiren cihazlara transmitter adı verilir. Transmitterler problarından ölçtükleri büyülüğü değerlendirerek 0-20mA, 4-20mA yada 0-10V gibi belli aralıkta ifade edilen sinyallere çevirirler. Bu sinyaller de PLC’nin analog giriş kartları ile intern bus hattı üzerinden CPU’ya okutulur. Böylece PLC belli aralıklarda değişen değerleri işleyebilir duruma gelir.
SIMATIC analog giriş kartlarında ölçüm yapıla aralığı belirleyen ‘ölçüm aralık modülleri’ bulunur. Bu modülün takılması ile beraber analog kart üzerindeki switch ayarı da yapılarak analog değer okuma için gerekli şartlar yerine getirilmiş olur. Analog değer kartları mümkün olduğu kadar gürültüye karşı korumalı üretilirler. Bütün modüller değer aralığı aşımını belirleyebilir ve kablo kopma durumunu ihbar edebilir. SIMATIC S5-115U kartları 50mV, 500mV, Pt100, 1V, 5V, 10V, 20mA +4-20mA aralıklarında ölçüm yapabilirler.
Analog çıkış modülleri sisteme analog olarak müdahale edilmesi gereken durumlarda kullanılır. Bu modüllerle sahadaki bir eleman 0-10V, 0-20mA yada 4-20mA çıkışları ile oransal olarak kontrol edilebilir. PLC’nin analog çıkışları ile bir actuator yönetilebilir. CPU tarafından karar verilen çıkış değerleri dijital formda analog çıkış kartının işlemcisine iletilir. Bu değerler bir dijital-analog çevirici ile analog voltaj değerlerine çevrilir. Ayrıca bir voltaj-akım çevirici ile çıkış akımları oluşturulur.
Bir programlanabilir lojik kontrolör CPU’sunun performansı o CPU’nun analog değer işlemesi ile orantılıdır.

3.5 AKILLI GİRİŞ/ÇIKIŞ MODÜLLLERİ (intelligent I/Q Modules)

PLC’lerin normal lojik fonksiyonları dışında birtakım özel fonksiyonları da bulunmaktadır. Bu fonksiyonlarla çıkış gözetimli, diğer bir deyişle kapalı çevrim geri besleme kontrol uygulamaları gerçekleştirilebilir. Bu tip modüller yüksek hızda ve çok ileri derecede hassas kontrol imkanları sağlamak için tasarlanmışlardır.Akıllı giriş-çıkış kartları kapalı çevrim kontrolünde, pozisyonlamada, sayma ve oranlamada ve analog değer işlemede kullanılır .
Akıllı I/Q modüllerin sağladığı avantaj, bu modüllerin zaman açısından kritik olan görevlerini tamamıyla kendilerinin görmesidir. Birçok durumda bu kontrolleri kendi özerk işlemçileri gerçekleştirirler. Böylece CPU’nun kendi görevlerine konsantre olması sağlanarak sistemin kontrol hızı büyük oranda arttırılmış olur. Bu akıllı giriş-çıkış modülleri, saha ile birebir giriş-çıkış kanalları üzerinden bağlantılıdırlar.
3.6 ÖZEL MODÜLLER

PLC ler için tasarlanmış özel modüller isminden de anlaşılacağı üzere PLC nin vazifesi olmayan daha çok kişisel bilgisayarların görevi olan bilgi saklama uygulamalarında kullanılır. Bu saklanacak bilgilerin CPU içerisinde sabit olarak yer alması gereksiz ve çoğu zaman imkansızdır.Bu yüzden PLC sistemi içine dahil edilen bir kart ile bilgi alınması, alınan bu bilgilerin işlenmesi ve büyük oranlarda (CPU içerisinde saklanamayacak boyutta) saklanması sağlanır.Bu tür işlemlerin gerçekleştirilebilmesi için özel modül içerisinde birtakım yazılımlar yapılması gerekir.CPU bu kartlara bilgileri “internal bus’’ hattı üzerinden çeşitli komutalarla gönderir. Dos ortamı komutlarını çalıştırabilir ve örnek olarak database içerisinde bilgi saklayabilir. PLC ye takılabilen bu tip kart modeli PC’ler ayrıca flopy drive üzerinden bilgilerin backup olarak yedeklenmesini de sağlarlar. Burada saklanan değerlere ulaşılabilmesi için CPU içerisinde ilgili data blokların açılmış olması gerekmektedir. CPU içindeki STEP5 data blokları herhangi bir ara işlem gerektirmeden excel yada lotus dosyaları içine entegre edilebilir.

3.7 HABERLEŞME MODÜLLERİ (Communication modules)

Kominikasyon modülleri PLC’lerle giriş-çıkış birimleri arasındaki yada başka PC’ler arasındaki data alışverişini sağlarlar. Bu modüller direkt bağlantı (point to poinı) ile işletilebileceği gibi bir network üzerinden de işletilebilir. Bire bir bağlantıda bağlantı yapılan CPU çift interface içerir. Bir porta programlama cihazı ile ulaşılırken diğeri üzerinden haberleşme sağlanır. Böylece sisteme daha fazla sayıda I/Q dahil edilmesi mümkün olur. Ayrıca LAN (local area network) üzerinden de data alışverişi sağlanır. Bu networklar içinde PLC’ler PC’ler saha elemanları ve Workstationlar bulunabilir . Prosesin Monitör üzerinden izlenmesi printer raporlamaları da bu tip haberleşme modülleri üzerinden yapılır.

3.8 KARTLARIN TAKILDIĞI RAFLAR (Rack’s)

PLC kartlarının takıldığı bu raflar PLC sınıflarına göre farklılıklar göstermektedir. PLC grubu içinde S5-90 ve S5-95 direkt olarak raylı montaj olup herhangi bir rafa monte edilmemektedir. S5-100 kartları submodüle olarak tabir edilen elemanlar üzerine monte edilmektedir. Bu elemanlar üzerinde bulunan bus hattı ile haberleşme sağlanmaktadır.Ayrıca modüler yapıda olan bu elemanlar montaj kolaylığı sağlamaktadır. Submodüler ray üzerine takılırlar. S5-100 tipi PLC’ye ait kartlarda submodüller üzerine vidalanmak suretiyle monte edilir. S5-115 sistemlerinde submodüllerin görevlerini subrack’ler yerine getirir. Subrack’ler ray sistemine uyumlu olmayıp vida montajı ile sabitlenirler. Bu elemanların ihtiyaca göre değişik tipleri bulunmaktadır. Bazı modellere sadece giriş-çıkış kartları takılabildiği gibi bazılarına da çeşitli özel modüller takılabilmektedir. S5-115 sistemi subrack’lerin de ayrıca bazı yüksek akım çekebilen kartların soğutulabilmesi için fan ünitesi montajı da yapılabilmektedir. S5-135 ve S5-155 sistemlerinde kartların takıldığı raflar daha özellikli olup PLC de kullanılan kartların beslemelerini sağlayan güç kaynağı da barındırmaktadır. Ayrıca bu güç kaynağı içinde soğutucu fanlar bulunmaktadır.

 

[SerkaN]

4. PLC LER ARASI HABERLEŞME (BUS) SİSTEMİ

4.1 GİRİŞ

Bir üretim hattı birden fazla CPU’nun kumanda ettiği istasyonlardan oluşuyor ise bu istasyonların birbiri ile uyum içinde çalışmaları gerekir. Uyumlu çalışmanın yolu istasyonları kumanda eden CPU’ların birbirleri ile veri alış verişlerinin düzenli sağlaması ile olur.
Örneğin; iki istasyondan meydana gelen bir sistemde, 1. istasyonda ölçme 2. istasyonda ölçüm sonucuna göre ayırma işlemi yapılacaktır. 1. istasyonda ölçülen parçanın 2. istasyona gönderebilmesi için 2. istasyonun hazır olduğuna dair bilginin 1. istasyon tarafından alınması gerekir. 2.istasyon ölçme sonucu elde edilen ayırma bilgileri (kalın, normal, ince) 1. istasyondan almalı ve ona göre parçayı farklı bantlara gönderebilmelidir.
CPU’lar arasında iletilecek bilgi sayısı kadar hat çekmek (paralel haberleşme) gereksizdir ve ekonomik değildir. Bunun yerine gönderilecek bilgiler gönderici CPU tarafından tek hat üzerinden protokol çerçevesinde sıra ile gönderilir. Alıcı CPU aynı protokol ile gönderilen bilgileri alır, düzenler ve kullanır. (seri haberleşme).
Bu ve benzer haberleşme sistemlerimde her zaman CPU’ların haberleşmesi söz konusu değildir. Çoğu zaman merkezde bir CPU (master) ve bunun ilk farklı istasyonlardaki giriş çıkış verilerinin merkeze iletilmesi amacıyla kullanılan yardımcı birimlerde (slave) oluşur. Bu yapıya BUS sistemi denir. Şekil-4.1’de bu yapı ayrıntılı olarak gözükmektedir. S5-155U ana PLC dir. Diğer PLC lerden gelen bilgiler bu PLC de derlenir.
Burada şöyle bir soru akla gelebilir. PLC sistemlerinde çok sayıda giriş çıkış sayısına ulaşabilir. Dolayısıyla her istasyonda bir CPU olacak şekilde çok sayıda CPU mu? Yoksa tek CPU kullanılarak istasyonlar ile slavelerle haberleşme mi kullanılmalı?
Bu öncelikle sistemlerin büyüklüğü ve istasyonların birbiri ile olan bağımlılığı ile ilgili bir durumdur. Öncelikle farklı sistemleri tek CPU ile kumanda etmek demektir, sistemleri birbiri ile kilitlemek demektir. Yani, sistemlerden veya CPU’lardan herhangi birinden oluşan bir arıza diğer sistem veya CPU’da çalışmamasına neden olur. Ayrıca programın çok uzaması demek çevrim süresinin yani giriş ve çıkışların güncelleştirilme süresinin çok uzaması demektir. Bu da programlanmada istenmeyen bir durumdur. Ancak her sistem içimde farklı bir CPU kullanmak demek sistemin maliyetinin artması demektir.
Günümüzde otomasyon alanında üretim yapan bir çok firmanın ürettiği bir BUS sistemi vardır. Bu sistemleri birbirinden ayıran temel özellikler şunlardır.

 Veri ve kumanda hatlarının birbiri ile nasıl bağlandığı (topoloji şekli:ağaç, yıldız, düz hat, daire)
 Maksimum iletim hattı uzunluğu
 Veri iletim hızı
 Hatasız veri transferi
 Bağlanabilecek maksimum giriş çıkış elemanı sayısı
 Piyasada bulunan saha elemanlarına (sensör ve çalıma elemanları) uyumlu olması
 Saha elemanlarının sistem çalışırken değiştirilebilir olması v.b.

Bu bölümde veri alış verişi sağlamak amacıyla kullanılan BUS sistemlerinden,
 MPI
 AS-I
 PROFIBUS ağ sistemlerinin üzerinde durulacaktır.

4.2 MPI HABERLEŞME SİSTEMİ (Multipoint İnterface)

MPI haberleşme sistemi özellikle CPU’lar arası haberleşme işlemlerinde çok yoğun olarak kullanılır. Konfigürasyon ve kullanımı oldukça basittir. İki damarlı (profibus) kablosu bir kablo ve MPI bağlantı konnektörü dışında bir donanıma ihtiyaç duymazlar.
Haberleşme kablosu (profibus kablosu) MPI hattına, programlama cihazı bağlantı kablosu (MPI kablosu) bağlanıyormuş gibi bağlanmalıdır. Maksimum 32 adet katılımcı bağlanabilir ve iletim hattı uzunluğu en fazla 50 metre olabilir, 50 metrenin üzerindeki mesafeler için RS 485 yükseltici kullanmak gerekir. Her yükseltici hat uzunluğu 1000m kadar çıkarabilir. Toplam 10 yükseltici kullanılabilir. İletim hattının başlangıç ve bitiş noktalarındaki konnektörlere sonlama direnci konmalıdır. (konnektör “on” konumuna alınmalıdır)

4.3 AS-I HABERLEŞME SİSTEMİ (Aktuator Sensor –İnterface)

Giriş sinyalleri ile çıkış elemanlarının birbiri ile bağlanarak bir şebeke oluşturdukları alt seviyeli bir haberleşme sistemidir. Mevcut bir haberleşme sisteminin tamamlayıcısı olarak düşünülebilirler.
Özel yassı bir kablo ve buna takılan bir bağlantı elemanı ile sistemin oluşturulması, devreye alınması, sonradan eleman eklenip çıkarılması oldukça basit bir yapıdadır. Sisteme eklenmesi düşünülen giriş veya çıkış elamanları kuplaj modülleri ile AS-I kablosuna eklenir (özel formdaki bir modül bastırılarak kablo izolasyonu delinerek kontak sağlanır)
Bir CPU’nun AS-I ile haberleşebilmesi için AS-I master AS-I slave’lerin kullanılması gerekir. AS-I master, CPU montaj rayına takılan AS-I haberleşme işlemcisidir. (CP 342-2). Diğer sinyal modülleri ile aynı özellikte kullanılır. CPU ile dahili bus sistemi üzerinden haberleşir.
AS-I hattına bağlanan sensör veya çalışma elemanlarının, master tarafından yapılan bildirimleri anlamaları ve kendi verilerini master’a iletebilmeleri için AS-I slave’ler kullanılır. Slave’ler AS-I kablosu üzerine eklenen ve özel bir adresleme ünitesi yardımı ile 1 ile 31 arasında adreslenen elemanlardır. Yeni alınan bir slave fabrika tarafından adreslenmemişse “0” adresine sahiptir. Slave’ler sadece master tarafından kendilerine bildirilen emri alır ve kendi durumunu master’a bildirirler.
Her AS-I slave’i giriş veya çıkış olarak kullanılabilir. Her slave’e 4 bit transferi yapabilir. Bu durumda bir AS-I hattına maksimum 31 eleman takılabilir ve her eleman 4 bit transferi yapabildiğine göre 4x31=124 ikili sinyal iletebilir.
AS-I besleme gerilimi 30Vcc ve her bir slave’e bağlı sensör çalışma elemanı için de 100mA’dir. AS-I hattından hem besleme hem de veri aktarımı yapıldığından özel bir besleme ünitesine ihtiyaç duyurulur. Maksimum hat uzunluğu 100m’dir. Daha uzun mesafeler için kullanılmalıdır.

4.4 PROFİBUS HABERLEŞME SİSTEMİ (Process Field Bus)

Profibus haberleşme sistemi Siemens’inde içinde bulunduğu bir çok PLC üretici firma tarafından geliştirilen ve standart olarak kabul edilen bir ağ sistemidir.Farklı amaçlar için geliştirilen PROFIBUS sistemleri olmasına rağmen biz sadece PROFIBUS DP (merkezi olmayan çevresel birimlerin) üzerinde duracağız.
PROFIBUS DP (dezentrale peripherie) otomasyon cihazı ile merkezi olmayan cihazlar arsında hızlı bir şekilde ver alış verişimi sağlayan bir haberleşme sistemidir. Özellikle PLC’nin merkezde, çevre birimlerinin (slave) çalıma sahasında (işin yapıldığı yerde) olduğu durularda iletim hatlarının oluşturulması çok kolay bir şekilde gerçekleştirilmektedir.
Merkezdeki CPU (master) giriş bilgilerini slave’lerden okur, bunları işler ve çıkış bilgilerini slave’lerin çıkışlarına yazar.

Profibus teknik özellikleri
 Her bir bus bölümüne 32, toplam 126 katılımcı bağlanabilir.
 Çevre birimleri (slave’ler ve saha elemanları (sensör, motor) çalışma esnasında takılıp çıkarılabilir.
 Bu dağılımı “token-passing” sisteminin “master-slave” sisteminin yönetimine göre yapılır.
 Veri transferi iki damarlı blendajlı kablo veya optik iletkenler ile yapılır.
 Veri iletim mesafesi Elektrik kabloları ile 12 km , optik kablolar ile 23.8 km kadar olabilir.
Modüler değiştirme ve cihazların değiştirilebilmesi mümkündür.

PROFIBUS DP iki şekilde oluşturulabilir;
1. Mono master
2. Multi master,

4.4.1 Mono Master (DPM 1: DP- Master 1. Sınıf) Sistemi
Tek merkezli kumanda şeklidir. Merkezi kumanda birimi olarak PLC kullanılır ve çevresel birimler (slave’ler PLC’e bağlanırlar. Program belirlenen çevrim dahilinde slave’lerden bilgileri alır ve onları değerlendirir.

​

4.4.2 Multi Master (DPM : DP – Master 2. Sınıf) Sistemi
Bu sistemde birden fazla master bulunur. Bu masterlar birbirinden bağımsız olarak, her biri bir master ve ona ait slavelerden meydana gelen alt sistemleri oluştururlar. Ana sisteme ait farklı görevleri yerine getiriler. İlave görselleştirme, arıza takip düzeneği gibi.
Slavelere ait giriş çıkış görüntüleri bütün masterlerden okunabilir. Çıkışlara bir şey yazılması ise sadece ilişkilendirilmiş master tarafından gerçekleştirilebilir. Masterler birbirileri ile veri alışverişi yapabilirler. Multi master sisteminde çevrim süresi oldukça uzundur. Bu sistemler “Token Passing” (bayrak yarışı) sistemine göre çalışırlar, yani bayrağa sahip olan gönderme hakkına sahip olur. Bu hak master den mastere belli zaman aralıklarında devredilir.

 

[SerkaN]

5. PLC PROGRAMLAMA

5.1 BİLGİSAYAR PROGRAMLARIYLA PLC PROGRAMLARININ FARKI

Bilgisayar programları yaptıkları işleri, sırasıyla ve birbiri ardınca test edebilen belli mantık işlemlerine göre yerine getirirler. Fakat PLC ‘ler için durum biraz daha farklıdır. PLC programı devamlı bir cevrim halindedir. Bütün komutlar sırasıyla işletilir ve yine başa dönülür. PLC programının tamamı bilgisayar dillerinde döngü adı verilen kısımlar gibidir. PLC programı yüksek seviyeli programlama dillerinde While/Wend komutları arasında yazılmış program parçalarına benzer şekilde çalıştırılır. Fakat PLC programının işlem tarzı itibariyle, biraz farkı vardır. PLC ‘de program aynı anda birkaç olayı gerçekleştirir. Dolayısıyla birbirinden bağımsız olayların ve dolayısıyla komutların aynı anda işletilmesi, yani bir olay bitmeden diğerine başlanılması gerekir. Bu iş için en ideal işleyiş tarzı, bir döngü içine bütün komutları yazmak ve döngüyü de bütün olayların en iyi şekilde kontrolü için döngüyü mümkün olan en yüksek hızda çalıştırmaktır.
PLC ‘lerde, bilgisayarlarda olduğu gibi bir işlemi bitirip başka bir işleme geçmek mantıklı değildir. Mesela bir motora kapıyı kapaması için çıkışlardan voltaj veriyorsunuz. Bu işi bir bilgisayar programı yazarak yapıyorsanız, kapanma komutunu verirsiniz ve kapı kapanana kadar dolayısıyla işlem bitene kadar Program alt satıra geçmez, yani bu sırada başka hiçbir işlemi yapamazsınız. PLC sistemlerinde ise işlemin tamamlanması önemli değildir, program baştan sona saniyede binlerce kez iletilir. Programda komutlar, yapılması gerekiyorsa, yani önlerindeki mantıksal işlemin sonucu izin veriyorsa işletilir. Böylelikle aynı anda birbirinden bağımsız olarak hem A kapısı açılıyor hem de B vanası kapatılıyor ve bu sırada yazıcıya bilgi yollanıyor olabilir.

5.2 PROGRAMLAMA AÇISINDAN PLC ‘NİN BİLGİSAYARA GÖRE AVANTAJLARI

Bir makinanın, bir fabrikanın yada her hangi bir prosesin gerçekleştirilmesi sırasında aynı anda bir çok olay meydana gelir ve bunların bir sıra halinde olması gerekmez. Dolayısıyla normal bilgisayar programlarıyla bu gibi bir prosesi kontrol edemezsiniz. Fakat bir PLC için aynı anda gerçekleşen bir çok olayı kumanda etmek hiç sorun değildir.
Bu arada sırf kumanda işlemlerine yönelik bir çok komutu da fazladan ihtiva etmesi sebebiyle, PLC ile bu tip programları yazmak ve çalıştırmak kolaydır.
CPU ‘yu programlayabilmek için LAD (merdiven diyagramı) ve STL (program listesi) gibi çeşitli diller kullanılabilir.



5.3 STANDART PROGRAMLAMA

SIMATIC CPU’ların programlanmasında STEP5 adlı programlama paketi kullanılır. Bu paket basit mantık kurma fonksiyonlardan, kullanıcı programı tarafından çağrılabilecek kompleks sistem fonksiyonlarına kadar birçok özelliği içerir. STEP5 ile programlama yapılırken, programlayıcı, mesleki kökenine göre sunulan imkanlardan birini seçerek kendine en uygun programlama ortamını yaratabilir. SIMATIC programı, merdiven mantığı (Ladder Diagram ‘LAD’), lojik kapı mantığı (Control System Flowchart ‘CSF’) veya komut listesi (Statement List ‘STL’) olarak hazırlanabilir. Bu gösterimler DIN 19239 standardına göre hzırlanmıştır. Röle mantığına aşina olanlar Ladder Diagram ile, mantıksal kapı işlemlerine aşina olanlar Control System Flowchart ile program yazılabilir.
Üç program gösterimi arasındaki farklar özellikle binary operasyonlarda göze çarpmaktadır. Yazılan program çok özel komutlar içermediği sürece bir gösterimden diğerine kolaylıkla dönüştürülebilir. Ayrıca bu programlama imkanları içinde kapasite farklılığı vardır. Sözgelimi LAD ile gerçekleştirilemeyen bazı fonksiyonlar CSF ile, CSF ile gerçekleştirilemeyen bazı fonksiyonlar da STL ile gerçekleştirilebilir. STEP5 programlama dilinde lojik operasyona tabi tutulacak sinyaller adreslenirken öncelikle adresin yer aldığı byte yazılır. Byte ve bit numarası nokta ile ayrılır. Örnek olarak 19. byte içinde ilk bit kastediliyor ise bu adres “19.0” olarak yazılmalıdır. Bu adresin giriş mi yoksa çıkış mı olduğu ise bu adresin önüne yazılan harf ile belirtilir. Yazılmak istenen adres çıkış ise, İngilizce versiyonda “Q19.0” olarak yazılır.Misal olarak bir girişin olup diğerinin olmadığı (10.0 var, 10.1 yoksa, çıkış 20.0 verilsin) bir VE fonksiyonu gerçekleştirilmek isteniyor olsun. Bu fonksiyonu yerine getiren program 3 ayrı gösterimde şu şekilde gösterilir;

5.3.1 LOJİK KAPI GÖSTERİMİ (CSF)
Yazılan programın CSF ile gösteriminde kullanıcı programını kutucuklar olarak görmektedir. Bir lojik kilitleme en az bir kilitleme kutucuğu ve bir sonuç kutucuğundan oluşmaktadır. Her kilitleme başlı başına bir birimdir ve STEP5 yazılımında segment olarak tabir
edilen bir birimi kapsar. Yapılacak olan lojik işlemin yerine getirilmesi gereken şartları, kilitleme kutucuğunun sol tarafında yer alırlar. Burada operasyona giren sinyal var olmasına göre sorgulanacak ise düz bir çizgi ile, var olmamasına göre sorgulanacak ise, düz çizgi ve bir çember ile gösterilir. Kutucukların sağ tarafında yapılan lojik işlemin sonucu yer alır ve bu sonuç “=” işaretiyle gösterilir. Teorik olarak bir çok “ve” ya da “veya” kapısı yazılabilir. Bunun sınırı kullanıcı hafızası ile ilgilidir. Bu program modunda yapılan lojik kilitlemeler her segment için sadece bir sonuca bağlanabilmektedir. CSF modunda STEP5 komutlarının tamamı gösterilmemektedir. Bu fonksiyonların gösterilebilmesi için STL moduna geçilmelidir. Eğer program grafik olarak gösterilemeyen komutlar içeriyorsa, ekrana getirilmesinde ilgili segment otomatik olarak STL modunda gösterilir.

​

5.3.2 KONTAK PLAN GÖSTERİMİ (LAD)
Program LAD modunda yazılacak yada izlenecek ise, binary kilitlemeler kontak sembollerinin ard arda yada alt alta sıralanması şeklinde yapılır. Operasyona tabi tutulacak sinyaller köşeli parantezler olarak resmedilirler. Sinyal lojik 1 seviyesine göre sorulacak ise köşeli parantez içerisi boş halde, lojik 0 seviyesine göre sorulacak ise köşeli parantez içerisine “/ “ şekli ile gösterilir. Sorgulama sonucu, bir akım yolu hattı gibi resmedilen lojik kilitlemenin sağ tarafına eklenen parantez ile gösterilen bobindir. Kilitlenme şartları sağlandığında bu bobinin enerjilendiği düşünülebilir. Kontaklar normalde açık ve normalde kapalı kontak olarak kilitleme şartları meydana getirilebilir. Grafik olarak gösterilemeyen komutlar CSF’ de olduğu gibi otomatik olarak STL’e geçilerek ekrana getirilir.

​

5.3.3 KOMUT LİSTESİNİN GÖSTERİMİ (STL)
Bir diğer programlama cinsi olan STL modunda, yerine getirilmesi istenen lojik fonksiyonun şartları ve sonuçları ve komut listesi (mnemonic) olarak hazırlanmaktadır. Mnemonic komutlar iki kısımdan oluşur. Birinci kısım operasyon kısmıdır ve prosesörün bu komutla ne yapması gerektiğini belirler. İkinci kısım ise operand kısmıdır. Bu kısımda da operasyon kısmında ki işlemin hangi sinyale uygulanacağı belirlenir. Mnemonic komutlar prosesör tarafından ekranda görüldüğü haliyle yukarıdan aşağıya doğru ilerlemekte ve her lojik şart sırası geldiğinde sorgulanmaktadır. Bu programlama / izleme modunda meydana getirilen her sonucun tek tek segmentlere yerleştirilmesine gerek yoktur. Bir segment içinde birden fazla lojik işlem gerçekleştirilebilir.Bu modda lojik 0 sorgulaması yapılacaksa komutun arkasına “N” not harfi eklenir

​

Bu örnekte yapılan iş, I 0.0 olarak adlandırılan girişten gelen sinyalin değeri ile I 0.1 girişinden gelen sinyalin değerinin mantıksal VE işleminden geçirilmesidir. Ayrıca normalde açık kontak için seri bağlantı komutudur.
Bu diyagramın STL karşılığı ise:

LD I 0.0 //I0.0 Girişini oku
A I 0.1 //ve bu sonucu I0.1 girişi ile A(nd) yani VE işlemine tabi tut
= Q0.0 //And işleminin sonucuna göre Q0.0 çıkışını 1 yap

​

5.4.2 VEYA (OR) İŞLEMİ
Bu örnekte I0.0 girişi ile I0.1 girişinin mantıksal OR işleminden geçirilmesidir. Normalde açık kontaklar için paralel bağlantı komutudur.

Bu diyagramın STL karşılığı;
LD I 0.0 //I0.0 Girişini oku
O I 0.1 //bu sonucu I0.1 girişiyle O(r) yani VEYA işlemine tabi tut
= Q0.0 //Or işleminin sonucuna göre Q0.0 çıkışını 1 yap.

​

5.4.3 VE DEĞİL (AND NOT) İŞLEMİ
Normalde kapalı kontaklar için paralel bağlantı komutudur.

Bu LAD diyagramın STL karşılığı;

LD I 0.0 //I 0.0 Girişini oku
AN I 0.1 //I 0.0 ile I 0.1’i Ve Değil işlemine tabi tut
= Q0.0 //Ve Değil işleminin sonucuna göre Q0.0 çıkışını 1 yap.

​

5.4.4 VEYA DEĞİL (OR NOT) İŞLEMİ
Normalde kapalı kontaklar için paralel bağlantı komutu.

Bu diyagramın STL karşılığı;


LD I 0.0 //I 0.0 girişini oku
OR I 0.1 //I 0.0 girişi ile I0.1 girişini Veya Değil işlemine tabi tut
= Q0.0 //Veya Değil işleminin sonucuna göre Q0.0 çıkışını 1 yap

​

5.5 PROGRAMLAMADA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR

1. PLC kumanda devresinde sinyal akışı soldan sağa doğrudur.
2. Elemanların hiçbirisinin dağıtım hattına direkt olarak bağlantı yapılamaz. Eğer gerekli olursa programda kullanılmayan yardımcı rölelerin normalde kapalı kontaklar üzerinden bağlantı yapılabilir.
3. Herhangi bir röle bobininden sonra kontak bağlantısı yapılamaz. Eğer gerekli ise bu kontağın röle bobininden önceye alınması geekir.
4. İki veya daha fazla röle bobini paralel bağlanabilir.
5. Kontak ve bobin numaraları o PLC’ye ait kullanma kılavuzundan öğrenilmelidir.



Linkler;


https://i.kontrolkalemi.com/instr_popis_S7_200.pdf

 

[crazyboy3535]

S7-200 DE ANALOG SİNYALİ OP.Panel YADA PC DE NASIL OKURUM.

ÖRNEĞİN ; BİR SICAKLIK SENSÖRÜNDEN GELEN 4000mV DEĞERİNİ PLC DE NASIL BİR PROGROGRAMLAMA YAPMAYILIM Kİ 40'C YE EŞİT OLDUĞUNU GÖREBİLSİN BUNU İÇİN NE YAPMAM GEREK VE BUNU EKRANA NASIL TAŞIRIM.

S7 200 Ü SACEDE ANOLOG SENSÖRLERDEN(BASINÇ,SICAKLIK,SEVİYE) GELEN SİNYALLER İLE TAKİP İÇİN NASIL PROGRAMLARIM ,GELEN SİNYALLERİ BASINÇ,SICAKLIK,SEVİYE OLARAK NASIL GÖREBİLİRİM.

BİRDE DİJİTAL OLARAKTA KAÇ COUNT SAYDIĞINIDA GÖRMEM GEREKİYOR.

 

[esmus]

S7-200 DE ANALOG SİNYALİ OP.Panel YADA PC DE NASIL OKURUM.

ÖRNEĞİN ; BİR SICAKLIK SENSÖRÜNDEN GELEN 4000mV DEĞERİNİ PLC DE NASIL BİR PROGROGRAMLAMA YAPMAYILIM Kİ 40'C YE EŞİT OLDUĞUNU GÖREBİLSİN BUNU İÇİN NE YAPMAM GEREK VE BUNU EKRANA NASIL TAŞIRIM.

S7 200 Ü SACEDE ANOLOG SENSÖRLERDEN(BASINÇ,SICAKLIK,SEVİYE) GELEN SİNYALLER İLE TAKİP İÇİN NASIL PROGRAMLARIM ,GELEN SİNYALLERİ BASINÇ,SICAKLIK,SEVİYE OLARAK NASIL GÖREBİLİRİM.

BİRDE DİJİTAL OLARAKTA KAÇ COUNT SAYDIĞINIDA GÖRMEM GEREKİYOR.

S7200 de analog değerler okuyabilmek için analog kart seçimini ilk başta yapmalısın kullanıcağınız cihaz amper volt pt100 veya termokupl olabilir...
S7200 de sıcaklık ölçümü için kullanabileceğiniz pt100 analog kartları mevcuttur.Bu kartı gireceğiniz pt100 leri s7200 de işlemek oldukça kolaydır.
Yapmanız gereken elinizdeki ısı ölçerin offset değerini bulabilmeniz. Örneğin analog input dan gelen değer 700 gibi bir rakam fakat sizin ölçüm yaptığınız nokta 100 derece programda bir offset değeri atayarak ısı ölçeriniz gerçek değeri göstemesini sağlamalısınız... OP aktarmak çok kolaydır...Bu değerleri bir data bileşenine aktardıktan sonra istediğiniz op ye aktarabilirsiniz....

 

[mstyalvac]

PLC sistemlerinde arıza tesbiti nasıl yapılır?

örneğin s7-200 serisinde sisteme bağlı bi cihaz veya kontakta sorun var ve sistem çok

çok karmaşık bu sorunu pcden tesbit edebilirmiyiz?

 

[fly]

S7200 de analog değerler okuyabilmek için analog kart seçimini ilk başta yapmalısın kullanıcağınız cihaz amper volt pt100 veya termokupl olabilir...
S7200 de sıcaklık ölçümü için kullanabileceğiniz pt100 analog kartları mevcuttur.Bu kartı gireceğiniz pt100 leri s7200 de işlemek oldukça kolaydır.
Yapmanız gereken elinizdeki ısı ölçerin offset değerini bulabilmeniz. Örneğin analog input dan gelen değer 700 gibi bir rakam fakat sizin ölçüm yaptığınız nokta 100 derece programda bir offset değeri atayarak ısı ölçeriniz gerçek değeri göstemesini sağlamalısınız... OP aktarmak çok kolaydır...Bu değerleri bir data bileşenine aktardıktan sonra istediğiniz op ye aktarabilirsiniz....

İlk önce verdiginiz bilgiler içi teşekkür ederim..
Ben s7200 ile analog sensörden çıkan voltaj degerine baglı olarak step motor kontrolü yapmak istiyorum bu konu hakkında bilgi verirseniz sevinirim..
Saygılarımla..