PLC YAPISINDAKİ BİRİMLER

Bir PLC’nin içyapısı aşağıdaki şekildeki gibi verilebilir. Bütün sayısal bilgisayarlar gibi PLC, bir mikroişlemci, bellek ve giriş-çıkış arabirimlerinden oluşur.

Mikroişlemci yerine mikro kontrolör veya mikrobilgisayar olarak adlandırılan elemanlar da kullanılır. Bu elemanlar mikroişlemciden farkı, işlemci, bellek ve giriş-çıkış arabirimlerinin aynı yonga içinde bulunmasıdır.

Bellek olarak, salt okunur bellek (ROM) ve rasgele erişimli bellek (RAM) kullanılır. İşletim sistemi ve PLC’ye ilişkin değiştirilmeyen veriler, salt okunur bellekte; veriler, kullanıcı programı ve giriş-çıkış işaret durumları rasgele erişimli bellekte tutulur. Giriş-çıkış işaret durumlarının tutulduğu özel bellek alanı giriş-çıkış görüntü belleği olarak adlandırılır. Giriş- çıkış arabirimi, bir giriş-çıkış arabirimi üzerinden kumanda elemanlarına bağlanır.

• Merkezi İşlem Birimi (CPU)

PLC belleğindeki sistem programına göre çalışmayı düzenleyen ve kullanıcı programını yürüten en önemli birimdir. Bu birim işlemci-bellek modülleri ve güç kaynağı arasındaki haberleşmeyi sağlar. İşlemci, kullanıcı programını yürüten ve PLC’ nin çalışmasını düzenleyen en önemli elemandır.

CPU’ nun büyük bir bölümünü oluşturan işlemci-bellek birimi; mikroişlemci, hafıza üniteleri, hafızadan bilgi isteme ve saklama devreleri ve programlama aygıtlarıyla, işlemcinin ihtiyaç duyduğu haberleşme devrelerinden oluşur.

• Hafıza

Programlanabilir Denetleyicilerin beyni olan CPU ailesinin büyük bölümünü işlemci bellek (Processor Memory) birimi teşkil eder. Bu modül; mikroişlemci, bellek çiplerini, programlama cihazı ile işlemci arabirimi için gerekli iletişim devrelerini,kapsamaktadır. Daha küçük sistemlerde mikroişlemci bellek ve iletişim bir bütün olarak tek bir modül içerisinde bulunabilir. İşlemci, zamanlama, sayma, kıyaslama, tutma ve dört temel matematik fonksiyon olan toplama, çıkarma, çarpma ve bölme fonksiyonların yerine getirir. Bu ilave işlemci fonksiyonları daha büyük PLC sistemlerinde kurulmuştur.

Bir PLC'nin memory bölümü, Ferit çekirdek veya yar iletken hücrelerden oluşturulmuştur ve içlerinde 0 veya 1 şeklinde bilgi saklanan birimleri içerir. Bu birimler bit, digit, byte ve word şeklinde gruplandırılmıştır.

Bit                                     1 veya 0                2 Bit

Digit                                    1001                   4 Bit

Byte                                10101011               8 Bit

Word                       1010101110101011      16 Bit

Word, memory'nin veri yazmaçlarının, veri iletiminin ve aritmetik biriminin bir anda işleyebildiği bit sayısında olup, genellikle 16 bit uzunluğundadır. Memory, ardışıl word'ler şeklinde düzenlenmiştir ve her bir word'ün tek bir adresi vardır.

Memory'nin belirli bir konumdan yazma (write) ve okuma (read) şu şekilde olur:

1) Denetim bölümü, memory bölümüne belirli bir adres gönderir.

2) Denetim bölümü, bilginin transfer yönünü göstermek için memory bölümüne bir READ/WRITE işareti gönderir.

3) Denetim bölümü, transferin gerçekleşmesi için gerekli bir süre bekler. Bu süre, okuma işleminde transferden önce, yazma işleminde ise transferden sonra yer alır.

Memory, denetleyicideki kontrol plan veya programında saklamak için kullanılır. Memory’de saklanan bilgi, hangi girişe göre hangi çıkış işaretinin saklanacağı ile ilgilidir ve gerekli hafıza miktarını programın yapısı belirler. Memory bit olarak isimlendirilen bilgi parçacıklarını depolar.

1 Byte =8 bit ve 1024 Byte =1 Kbyte

memory kapasitesinin miktarı bu birimlerde ifade edilir. 

• Güç Kaynağı

Tüm PLC’ ler de işlemcinin ve çevre birimlerin çalışmasını sağlayan bir besleme güç kaynağı ve enerji kesilmesi anında PLC’ yi besleyen yedek güç kaynağına ihtiyaç vardır. PLC pil veya akü ile dahili olarak veya şebeke gerilimi ile beslenir.

Pil veya akülü besleme kaynağı, sitemin enerjisi kesildiğinde RAM’ların kesintisiz olarak beslenmesini sağlayarak uygulama programının silinmesini önler.PLC şebeke gerilimi ile beslenirse, PLC içinde bulunan güç kaynağı gerekli olan DC ve AC gerilimleri sağlar. Pil veya akünün değiştirilmesi gerekirse mevcut program bir yere kayıt edilmelidir. Aksi halde program silinir.

• Diğer Birimler

PLC’ lerde giriş ve çıkış birimleri dışında, yüksek hız sayıcısı, kesme işareti girişi, analog giriş (ADC) ve analog çıkış (DAC) gibi giriş-çıkış birimleri bulunur.

Yüksek hız sayıcıları ve kesme işareti girişleri, PLC tarama çevrim süresinden daha hızlı değişen işaretlerin algılanıp değerlendirilmesi amacı ile kullanılır. Analog giriş ve çıkış birimleri ise geri beslemeli kontrol sistemlerini gerçeklenmesi için gereklidir. Küçük boyutlu PLC’ ler de genellikle besleme kaynağı, giriş ve çıkış birimleri, işlemci birimi tümleşik olarak, büyük boyutlu PLC’ler de ise ayrı birimler biçiminde bulunur.

Ayrıca programı yedeklemek ve başka bir PLC’ ye aktarmak için kalıcı bellek birimi, giriş-çıkış saysını artırmak için genişleme birimi enerji kesilmeleri durumunda PLC’ yi besleyen yedek güç kaynağı ve iletişim ara birimi gibi elemanlarda bulunur.

• Programlayıcı Birimi

PLC’leri programlamak ve yazılan programın derlenip program belleğine yüklenmesi amacıyla kullanılır. Programlayıcı birimi mikro işlemci tabanlı bir özel el cihazı olabileceği gibi bir kişisel bilgisayarda olabilir. Bu birim programın yazılması, PLC’ye aktarılması ve istenirse çalışma sırasında giriş-çıkış veya saklayıcı durumların gözlenmesi veya bazı parametrelerin değiştirilmesi olanaklarını sağlar.

Günümüzde PLC’leri programlamak için daha çok kişisel bilgisayarlar kullanılır. Herhangi bir kişisel bilgisayara yüklenen bir editör-derleyici programı yardımıyla PLC’ler daha kolay bir şekilde programlanabilir. Her PLC üreticisi firma, özellikle kumanda devreleri ile ilgili kişilerin kolayca kullanabilecekleri veya uyum sağlayabilecekleri editör-derleyici programları geliştirmişlerdir.