TEMEL PLC SİSTEMLERİ

PLC TANIMI:   lojik, sıralama, sayma, veri işleme, karşılaştırma ve aritmetik işlemler gibi fonksiyonları programlama desteğiyle girişleri değerlendirip çıkışları atayan, bellek, giriş/çıkış, CPU ve programlayıcı bölümlerinden oluşan entegre bir cihazdır.

     PLC cihazında, otomatik kumanda da kullandığımız yardımcı röleler, zaman röleleri, sayıcılar gibi kumanda elemanlarının yerine kullanılan mikroişlemci temelli cihazlardır. Bu cihazlarda zamanlama, sayma, sıralama ve lojik işlemler yazılımla gerçekleştirilir.  

     PLC cihazının yapısında, CPU‟nun (Central Prosessing Unit) giriş, çıkış, haberleşme modülü vb birleştirilmesi ile oluşturulmaktadır. Bunlar birbirine BUS ile bağlanmıştır.   

   PLC CİHAZININ FAYDALARI

1. Daha kolay ve güvenilirdirler.

2. Daha az yer tutar ve daha az arıza yaparlar.

3. Yeni bir uygulamaya daha çabuk adapte olurlar.

4. Kötü çevre şartlarından kolay etkilenmezler.

5. Daha az kablo bağlantısı isterler.

6. Hazır fonksiyonları kullanma imkânı vardır.

7. Giriş ve çıkışların durumları izlenebilir.

PLC’ nin Kullanım Amacı ve Alanları

PLC ile makine kontrolü yapılabileceği gibi bir fabrikanın komple kumandası da gerçekleştirilebilir. İmalat sanayi, tarım, enerji üretimi, kimya sanayi vb.

PLC‟lerin genel uygulama alanları şunlardır:

1. Sıra Kontrol: PLC‟lerin en büyük ve en çok kullanılan ve “sıralı çalışma“ özelliği  gösteren bağımsız makinelerde ya da makine hatlarında, konveyör ve paketleme makinelerinde ve hatta modern asansör denetim sistemlerinde kullanılmaktadır.

2. Hareket Kontrolü : Doğrusal ve döner hareket denetim sistemlerinin Servo adım ve hidrolik sürücülerde kullanılabilen tek ya da çok eksenli bir sistem denetimi olabilir. Örnek, kartezyen robotlar, film, kauçuk ve dokunmamış kumaş tekstil sistemleri vb.

3. Süreç Denetimi: Bu uygulama PLC‟nin birkaç fiziksel parametreyi (sıcaklık, basınç, debi, hız, ağırlık vb gibi) denetleme yeteneğiyle ilgilidir. örnek olarak plastik enjeksiyon makineleri ve ısıtma fırınları verilebilir. 

4. Veri Yönetimi: PLC ile veri toplama, inceleme ve işlemleri yapılır. Sonra bu veri, denetleyicinin belleğindeki referans veri ile karşılaştırılır ve rapor alımı için başka bir aygıta aktarılabilir

Kullanım Alanlarına Örnekler

1.Havalandırma ve soğutma tesislerinde

2.Paketleme ve ambalajlama tesislerinde

3.Taşıma tesislerinde

4.Otomobil endüstrisi

5.Petrol dolum ve yıkama tesislerinde

6.Çimento sanayinde

7.Klima ve asansör tesislerinde

8.Aydınlatma ve vinç tesislerinde

9.İmalat, tarım, tekstil ve her türlü makinelerde

10.Elektro pnomatik–hidrolik sistemlerde

11.Robot tekniğinde kullanılmaktadır.

 PLC ile Röle Sistemleri Arasındaki Farklar ve Avantajları

1.Kontrol devresinin işlevi yazılımla sağlandığından, kontrol devresini tasarlamak, röleli bir devrenin             tasarımından daha kolaydır.

2.Bütün kontrol işlevleri yazılımla gerçekleştiğinden, farklı uygulama ve çalışma programlarını sağlamak son    derece kolaydır ve donanımın değiştirilmesine gerek kalmaksızın yazılımın değiştirilmesi yeterlidir.

3.Röleli kontrol devrelerine göre çok daha az yer kaplarlar.

4.Küçük kontrol devrelerinde röleli kontrol sistemi daha ucuz olur.

5.Güvenilirliği yüksek, bakımı kolaydır. Devrelerde arıza aramayı kolaylaştırır.

6.Bilgisayarla ve diğer kontrolörle haberleşme olanağı vardır. Bu özelliği, bilgisayarlı otomasyon işlemine    olanak sağlar.

7.Arıza yapma ihtimali azdır. Bir PLC için arızalar arası ortalama süre yaklaşık olarak 8000 saattir.

8.Kötü çevre koşullarında, özellikle tozlu ortamlarda, röleli kumanda devrelerine göre daha güvenlidir.

PLC Parçalarının Yapısı ve Fonksiyonları

                            GİRİŞLER(INPUT)              PLC               ÇIKIŞLAR(OUTPUT)

Merkezi İşlem Birimi (CPU) (Central Prosessing Unit)

   PLC’in beynidir. Girişten gelen emirlere göre hafızadaki programı işletir. Çıkışlara yansıtır. Hafıza ile sürekli haberleşir.

Hafıza (Bellek Elemanları)

   PLC’ de programın tutulduğu yerdir. Hafızanın kapasitesi  KB  ile gösterilir.

ROM (Read Only Memory) =  sadece okunabilir bellek 

RAM (Random Access Memory )= rastgele erişimli hafızalardır.( Bilginin enerji kesilmesiyle yok olan hafızalar)

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory )= Hem yazılabilir hem de okunabilir bellek.

   PLC’nin hafızası EPROM tür hafızadır.

   Program bellekte 0 ve 1 ler şeklinde saklanır.

Güç Kaynağı (Power Supply)

   PLC’nin besleme ünitesidir. PLC’nin çoğu 24 V. İle çalışır. Güç kaynağı 220 V. AC yi   24 V. DC’ye çevirir.

   PLC’nin işlemcisi, +5 V. Yani lojik 1 sinyaline göre çalışır. Fakat dışardan 24 V. Verilir. PLC’nin içindeki optokuplörle  +5 V.ta düşürülür. Çünkü iç elemanlar +5 V. İle çalışır.

Giriş/Çıkış Bölümü

    İşlemciyi (CPU) PLC beyni olarak kabul edersek, giriş/çıkış (I/O) (Input / Output) birimini de PLC nin DUYU ORGANLARI kabul edebiliriz.

   PLC ile ısı, nem, ağırlık, hız gibi fiziksel büyüklükler ölçülebilir.Bunlar için sensör gerekir.Fiziksel büyüklüğün değerine göre Analog sinyal verir. PLC bu Analog sinyalden anlamaz. Analog sinyal Analog modülle sinyale dönüştürülür.

Uyum Devresi

     PLC‟ye ulaşan +24V giriş sinyalleri, giriş bölümünde opto-kuplör denilen optik bağlaçlar ile yalıtılarak +5V‟a çevrilir. Çünkü CPU‟daki işlemcinin çalışma gerilimi +5V‟tur

     Bir ışık gönderici ve ışık alıcıdan oluşan ortak devreye optik aktarıcı denir. Işık gönderici olarak bir kızıl ötesi (IR) sahada çalışan veya görülebilir ışık veren LED‟ler, ışık algılama için ise foto diyot, foto transistör kullanılmaktadır. Opto-kuplör düzeneği ile sistemlerin birbirleri ile hiçbir iletken bağlantısı olmaksızın, optik olarak (10Mhz‟ e kadar hızlılıkla) sinyal aktarılması sayesinde hassas ve pahalı olan sistem, güç ünitesinde olabilecek arıza ve tehlikelerden korunmuş olur.

Bu durumda foto transistör ışık alamadığından yalıtkandır. T1 transistörü ise 47K‟lık direnç üzerinden pozitif beyz polarması alacağından iletkendir. Bu durumda schmith trigger çıkışı sıfırdır. PLC giriş ünitesine +24V‟luk giriş sinyali uygulandığında, IR diyotunun ışık vermesini sağlar. Bu durumda foto transistör ışık alarak iletken olur. Bu durum T1 transistörünü yalıtkan yapar. Böylece schmit trigger çıkışı pozitif olur. Bu şekilde +24V‟luk PLC giriş sinyalleri +5V‟luk sinyallere dönüştürülmüş olur.

Analog Giriş/Çıkış Birimi

    PLC ile  ısı, nem, ağırlık, hız gibi fiziksel büyüklükler ölçülebilir. Bunlar için bir sensör gerekir. Fiziksel büyüklüğün değerine göre sensör Analog sinyal verir.

    PLC bu Analog sinyalden anlamaz. Analog sinyal Analog modülle dijital sinyale dönüştürülür.

Genişleme Birimleri

    PLC nin üzerinde belirli sayıda giriş ve çıkış vardır. Giriş ve çıkış sayısı yeterli olmadığı zaman giriş çıkış modülleri ilave edilebilir.

   Dijital giriş çıkış modülü (Hem giriş hem de çıkış sayısı artırılabilir.)

   Dijital giriş modülü        (Sadece giriş sayısını artırır.)

   Dijital çıkış modülü        (Sadece çıkış sayısını artırır.)

PLC seçiminde dikkat edilecek hususlar.

  Yapılacak işin durumuna en uygun PLC seçilir ve şunlara dikkat edilir.

1. Giriş çıkış sayısı

2. Giriş çıkış tipleri

3. Programlama imkanları

4. Çalışma hızı

5. Sistem genişlemesi ve iletişim

6. Çevre Birimleri

7. Hangi imalatçı

8. Maliyet