Programlanabilir kontrolorler standart moduller temel alindigindan, donanim ve yazilim tasarimlari birbiri ile uyumlu olmasina ragmen bagimsiz olarak gerceklestirilir. Bu yaklasim 4.1 (a) da verilmistir. Donanim ve yazilimi paralel olarak gelistirmekle, zamandan kazanildigi gibi sistem, fonksiyonunu mevcut duruma uyumlastirilabilir ve cok esnek bir harekete gecirme oldugundan avantaj saglanir. Bu sayede, son degisim sistem bellegine yerlesip PLC icinden kurulana kadar, harekete gecirici kontrol fonksiyonlarinin degistirilmesine imkan tanir.



Her tasarim projesinden beklenilen son derece onemli, fakat sik sik ihmal edilen dokumantasyon islemidir. Bir projenin dokumantasyon verilerini eksisiz yenileme, gorevin gelismesine iliskin tam bir dokumantasyon ve yenilemeye gereksinim duyar. Bu bilgi, toplam sistem dokumantasyonunun bir bolumunu bicimlendirir ve daha sonraki gorevlendirme durumunda islevselligini yitirir.



PROGRAMLANABİLİR KONTROLoRuN SEcİMİ



PLC sistemlerinin bugun icin gecerli kuresel sinirlari vardir. Bu sinirlar yeni ilave yer degistirmelerle ile ayni tiplerin daha ileri ozellikleri ile uretilmektedir. Teknolojideki gelismeler calisma verimini urunun pazar degerini arttirmak icin, imalatcilar tarafindan cabucak uyumlastirilir. Bununla birlikte, yapiminda istenilmemesine ragmen, PLC`lerin her versiyonu kontrol olanaklari nedeniyle cok benzerdir. Bununla kayda deger degisiklikler, programlama metod ve dillerine iliskili olarak imalatcilarin farkli standartlariyla birlikte desteklenir.



HANGİ İMALATcI ?



Gorev kapsamina bagli olarak, mevcut musteri imalatciya direk yaklasabilir veya projenin tamamini ustlenen kisi, sistemi kuranlar ile baglanti kurabilir.



Sistem kurucular, bir veya iki imalatcinin PLC `si ile calisma egilimindedirler. Bunun icin, urun bezerligi ve butunlugu neden gosterilir. Bu sistem kurucular, en iyi bir veya iki PLC `yi teklif. Eder. Bazi musteriler de danisma firmalara bagli calisir.



Bir imalatciya gereken bilgiyi ve yardimci, kullanicinin daha onceki programlanabilir kontrolor ve kontrol sistemlerindeki tecrubesine bagli olarak onemli olcude degisebilir. cunku tecrubeli kullanicinin oldugu yer, sistem tasarim ve kurma isinden cok, calisma hizi ve teknikte mukemmellik getirir. Musterilerin buyuk kisminin PLC tecrubesi olacak fakat Pazar hakkinda bilgileri olmayacaktir. Bu amacla bazi sorular hazirlanmistir:



Kullanici tasarim isinde bir yardimci bulabilir mi?
Hangi oranda pazar payi imalatcilari tutar?
İmalatci muhtemel kullanici ihtiyaclarini karsilamak icin PLC sistem tipi uzerinde kurs verebilir mi?
Butun yardimci el kitaplari ve manueller gereken programlama dilinde iyi bir standart midir?
Ayni yada farkli imalatcida diger PLC tiplerinin sistemle uyumlulugu nedir?
Kullanilan programlama yontemi, uygulama icin kontrol plani taslagina uygun mudur?


Tecrubesiz kullanici dusunuldugunde imalatcinin onerecegi sistem tasarim calismasi ile birlikte programlama kursu son derece avantajlidir.



PLC SİSTEMLERİNİN VE TİPLERİ



PLC sistem genisligi uzerine alinacak kararda baslica etkenler:



Gerekli GİRİs / cIKIs kapasiteleri
Gerekli GİRİs / cIKIs tipleri
Gerekli bellek genisligi
Komutlari set ve CPU`nun gerektirdigi hiz ve guc


GİRİs / cIKIs KOsULLARI





PLC GİRİs / cIKIs bolumleri islem sureci icinde tum isaret ve kontrol haltlarini baglamada yeterli modulleri kapsamayabilir. Bu moduller temel sistem ozelliklerini dogrulamalidir. Gerilim seviyesi yukleme, vs. Ayrica;



Her modul icin gereken GİRİs / cIKIs uclarinin tip ve sayilari
Kontrolor ve hedef islem arasinda gereken yalitim
Yuksek hizda GİRİs / cIKIs veya uzaktan GİRİs / cIKIs veya herhangi bir diger ozel olanak gereksinimi
Genisleme potansiyeli ve kurulu yedek GİRİs / cIKIs uclarina bagli olarak tesisin gelecekteki gereksinimleri
GİRİs / cIKIs uclarinin gerektirdigi guc kaynagi.




BELLEK VE PROGRAMLAMA KOsULLARI



PLC tipine bagli olarak, sistem bellegi CPU ile ayni kart uzerinde bulunabilir veya ayri bir kart tahsil edilebilir. Bu metot, CPU kartinda karsit bir degistirme gerekmesizin sistemde gereken maksimum degisikligi mumkun kilar.

Daha once deginildigi gibi, bellek genisligi normalde sistemde gereken Giris / cikis uclarinin miktarina baglidir. Diger bir etken ise kurulan kontrol programidir. Herhangi bir programin tam kapasitesi tum tasarlama , kod cozme , kurma ve test etmeyi iceren yazilima kadar belirlenemez.Yine de programin karisikligi uzerinden bir averajla bu genislik hesaplanabilir.Bundan dolayi birbirine gecmeli ( interlock ) veya siralamali rutinler acikca , basit bir islemdekinden daha fazla bellek gerektirir.Program buyuklugu , Giris / cikis uc sayilarina baglidir.cunku her uc yazma ve okuma komutlari icermelidir. Kartlar arasinda gecise musaade etmek icin ozel fonksiyonlar, ana PLC bellegi icinde bellek bosluklari gerektirebilir.

Sonucta bu bosluklar sayesinde kontrolde degisikler yapilabilir ve sistem ileride genisletilebilir.

Bellek RAM veya EPROM secilebilir.RAM bellek sistemin kurulmasindan once ve sonra programin suratli ve kolayca calistirilmasini saglar.Giris / cikis ve veri fonksiyonlari dinamik olduklarindan bunlar icin daima RAM kullanilmalidir.EPROM bellek ise program saklama ve saklanan programlarin gerektiginde ozel bir silici ile temizlenmesinde kullanilabilir.EPROM’ lar ozellikle PLC uzerinde yuklu bir programin birkac makinayi birden kontrolunde tercih edilebilir.Yine de RAM , program yazilimi sirasinda tamamlanip test edilinceye kadar saklama icin kullanilabilir.Bakiniz sekil ……

Giris / cikis bellegi

+

Kontrol program bellegi

+

ozel fonksiyon cizelgeleri

+

Degisiklik ve degismeler icin bosluk





sekil …cesitli gorevler icin PLC bellegi



KOMUT GRUBU / CPU (MERKEZİ İsLEM BİRİMİ)



Herhangi bir sistemin, verilen gorevi yerine getirmesi icin uygun komut grubunu icermelidir. Genisligine bakmasizin butun PLC’ ler lojik kontrol, siralama gibi komutlari icerir. Genis PLC’ ler daha guclu komutlara sahiptir. Ama kucuk ve orta makinalarin bazi islevlerinin titizlikle yerine getirebilmesi icin kullanilan ozel fonksiyonlar, PLC’ nin calisma kapasitesini ortaya koyar.

PLC’ lerde hiz ve islevsellige bagli olarak farkli seviyelerde calistirmayi iceren bir CPU kart secimi vardir. Giris / cikis sayilarinda ve fonksiyon kartlarindaki artis gibi islem surecinin her devri icin daha buyuk sayida isaret oldugundan, talebe gore CPU karti uzerinde de bir artis olabilir. Bu durum , eger tarama suresi yeterli degil ise daha hizli bir CPU kartini gerektirir.

ozel bir uygulama icin PLC’ ye iliskin dogru birimlerin secimini takiben, yazilim ve donanim tasarim fonksiyonlari bagimsiz olarak gerceklestirilebilir.

1960 yilinda yuksek verimlilik, guvenilirlik ve yeni devreler icin yeni baglantilar gerek gostermemek gibi ustunlukleri ile birlikte bilgisayarlar kullanilmaya ha4andi Buda beraberinde endustriyel uretimde otomasyonu ortaya cikardi.
Bilgisayarlar, Mikroislemciler (Microprocessors) ile yapilan kontrol islemi, yuksek fiyat, programlarin karisikligi, bilgisayar teknolojisi icin gerekli egitilmis eleman eksikligi gibi dezavantaj lar ortaya koydu.

1960 yili ortalarinda bilgisayar teknolojisi ile klasik kum-anda devreler (role, kontaktor) karisimi bir programlanabilen kumanda ve buna bagli olarak programlanabilir kumanda cihazinin (PLC) yapim fikri ortaya cikti. Bu dusunce ile “mekaniki doner anahtar lama tamburu gibi bazi uygulamalar gerceklestirildi.

Otomobil endustrisinde seri uretim hatlarindaki kontrol sistemleri, her bir yeni model otomobil icin yeni bir kontrol sistemi degisikligi , ilk programlanabilir kumanda teknigi fikrinin ortaya cikmasina sebep olmustur. Bu endustrideki ihtiyac ile birlikle ayni zamanda PLC ‘ nin kullanini, tamir ve bakim kolayliklari gibi ozelliklerinin olmasini getirmistir.

1969 yilinda, klasik (Elektrik) kumandanin Elektronik karsiligi olan ilk PLC yapildi. 1978 yilinda ise dort yillik bir calismanin urunu olarak , NEMA (National ElectrIc Manufaktureres Association) kurulusu tarafindan ilk PLC ‘ler piyasaya suruldu.

l980’li yillarla birlikle PLC endustrisinde yeni teknolojik ilerlemeler kaydedildi. “Bit-Slice “ teknolojisinin kullanimi ile daha hizli bir tarama (Scan) yapilabilmesi , cok az (ona kadar) sayida role kullanan sistemler yerine kullanilabilecek dusuk fiyatli PLC ierin piyasaya surulmesi , Mikroislemci akilli giris/cikisla dagitilmis isleme (ASCII isletim arabaglari) isi ve basinc olcen alici larin (sezicilerin) (thermocouple ve strain gaugle) dogrudan PLC ‘ye baglanabilmesine olanak saglayan arabaglar donanim acisindan kaydedilen ilerlemelerle birer ornek olarak sayilabilirler. Diger onemli bir ilerleme de cesitli denetleyicilerin ortak bir yol (bus) uzerinden baglanabilmelerine olanak saglayan aile yaklasimi oldu. Boylece ufak sistemlerden baslayarak , zamanla denetleyici sistemi buyutme olanagi dogdu.

PLC’nin merkezi islem unitesinde mikroislemci veya mikrokontrolcu unite bulunur. Bu yuzden her PLC bir bilgisayardir. Fakat her bilgisayar bir PLC degildir. PLC’ler uretimin yapildigi tozlu, kirli ve elektriki gurultu gibi agir sartlarda calisacak sekilde dizayn edilmistir. Bununla birlikte farkli bir programlama dili , ariza bulma ve bakim kolayliklarinin olmasi gibi ozellikleri ile sanayi uygulamalarinda bilgisayardan farklidirlar. Bilgisayarlarin ariza ve bakim servisi ile programlama dillerinin ogrenilmesi icin ozel bir egitime gerek vardir. PLC programlama dili klasik kumanda devrelerine uygunluk saglayacak sekildedir. Butun PLC’lerde hemen hemen ayni olan AND, OR, NOT (VE,VEYA, DEGİL ) gibi Boolen ifadeleri kullanilir. Programlarda klasik kumanda sistemini bilen birisi tarafindan kolayca yapilabilir. 0-60 santigrat ortam isilarinda %0-%95 arasi ncm orani olan ortamlardir.

Buyuk capli kontrol sistemleri icin bilgisayarin-mikroislemciler in kullanilmasi. on adet role-kontaktor elemanlarindan daha az eleman gerektiren kontrol devrelerinde de klasik kumanda devrelerinin kullanilmasi daha avantajli ve gereklidir.

Sonuc olarak; kucuk ve orta buyuklukteki her turlu kumanda sisteminde,kucuk yapili yuksek guvenirlikli ve degisebilir (flexile) beyin olarak PLC’ ler otomasyon uretiminin vazgecilmez birer elemani olmustur.

PLC cihazi, giristen alinan bilgi ve komutlari isler. Giris komutlari; am temasli buton , secici anahtar, dijital anahtar veya sensor girisi olan sinir anahtar, yakinlik (proximity) anahtar, fotoelektrik anahtar vs. dir. Bu elemanlarla yuklerin calisma sartlari gozlenir veya kontrol edilir.

Giris sinyallerine karsilik cikis sinyallerinin iletimi, PLC’de yazili olan programa baglidir. Selenoid valf, sinyal lambasi, role, gibi kucuk yukler PLC tarafindan direkt olarak surulebilir. Fakat, buyuk kapasiteli selenoid valf, 3 fazli motor gibi yukler kontaktor veya role uzerinden surulmelidir.

PLC’ler icin gelistirilmis olan programlama dilleri, kontakli (roleli) kumanda devreleri tasarimcilarinin kolayca anlayip uygulayabilecegi bicimindedir. Bir kontakli kumanda devresinden PLC’ye gecmek oldukca kolaydir. Bununla beraber, kontakli kumanda devresi ile ayni amacla gerceklestirilen PLC programi farkli sonuclar verebilir. Bunun nedeni kontakli kumanda devresi ile PLC arasindaki yapisal farklardir.

Kontakli kumanda devrelerinde her role veya kontaktor paralel calisir. Yani ayni anda role ve kontaktor bobinleri enerjilenir ve kontaklar konum degistirir. PLC’lerde ise lojik islemler sirasiyla yapilir. Konunun daha iyi anlasilabilmesi icin asagidaki kontakli kumanda devresin ve bu devreye ait kontakli diyagrami inceleyelim.
Asagida verilen kumanda devresinde Sl butonuna basildiginda K1 ve K2 kontaktor bobinleri ayni anda enerjilenir . Hangi kontaktor once devreye girerse o kontaktor devrede kalir digeri devreye girmez. Bu ise kontaktorlerin zaman sabitleri ve baglanti iletkenlerin direnc ve enduktansina baglidir. Yukarida leder diyagrami verilen ayni devrenin bir PLC icin yazilmis olan program parcasidir.

Bu devrede 80 butonu 1 nolu PLC girisine, 81 butonu 2 nolu PLC girisine baglanmistir. Eger bu program PLC’ ye yuklenir ve 81 butonuna basilirsa, her zaman Ki kontaktorunun devreye girdigi ve K2 kontaktorunun hicbir zaman devreye girmedigi gorulecektir. Bunun nedeni PLC’ de programin adim adim isleme girmesidir. cunku 1. Satirdaki il nolu cikis degeri LOJİK 1 olacagindan ve bu deger 2. Satira ait lojik deger hesaplanirken kullanilacagi icin 2. Satirin sonucu lojik 0 olacaktir. Ele alinan bu ornekte vurgulanmak istenen sudur; bir kontakli kumanda devresinden yararlanilarak yazilan bir PLC programi amaca uygun calismayabilir. Bu nedenle yazilan her programin test edilmesi gerekir. Genellikle PLC programlayicilarda veya kisisel bilgisayarlarda kullanilan derleyici programlarinda bu olanak saglanmistir.

PLC’ nin en buyuk avantaji, dusuk voltajlarda, bakim maliyetlerinin elektromekaniki role kontrol sistemlerine gore oldukca ucuz olmasi, buna ilave olarak bir cok avantajlar saglamaktadir.

BASİTLİK: PLC’ nin moduller yapisi her turlu ozel uygulamalara ve sistemleri degistirebilme, hatalari duzeltme ve sistem degisikliklerin tamamina cevap vermelidir.

OZELLİKLERI: PLC’ nin moduler yapisi her turlu ozel uygulamalara ve sistemlerin uzantilarina cevap verecek bicimde calismalidir.

UYGUNLLUK: Elektro mekanik sistem kontrolleri ve bunlarin devre baglantilari goz onune alinirsa PLC’nin yaptigi ise gore kapladigi alan ve teferruati oldukca farkli olcude oldugundan yerden tasarruf edilir.

DEGİsKENLİK: PLC’ nin mekanikli parcalan olmayip genel amacli kontrol aygitlaridir. PLC’ nin tekrar tekrar program yapacak bicimde bircok degisik baglantilari yerine getirebilecek ilave devre dizaynlar yapabilirler.

GERCEKCİLİK: PLC’ lerin elektromekaniki kisimlari olmadigi icin kinlacak bozulacak parcalari yoktur. PLC’ ler sonra kullanilmak uzere komple olarak depolanabilirler.

Programlanabilir denetleyiciler olarak adlandin lan sistemler, gunumuzde yaygin olarak, otomatik kontrol duzenlerinde kullanilmakta olan mikroislemci tabanli endustriyel otomasyon cihazlardir. PLC ikili giris sinyallerini isleyerek, teknik islemleri, calismalarin adimlarini direkt olarak etkileyecek cikis isaretlerini olusturur. cogunlukla programlanabilir denetleyicilerin yapabilecegi islerde bir sinir yoktur. PLC, bir is akisindaki butun adimlan dogru zaman ve dogru siradaki bir hareket icerisinde olmasini Saglar. Kontrol problemlerinin cozumunde teknik olarak gorulmustur ki bu problemlerin karmasikligina gore PLC uygulamalar degisebilir.

Bununla beraber asagidaki temel elemanlar PLC uygulamalari icin daima gereklidir

1 .Donanim (hardware)
2. Yazilim (software)
3 .Algilayicilar (Sensorler)
4.İs elemanlari
5 .Programlayici

Donanim (Hardware)

Donamim elektronik moduller anlaminda kullanilir. Bu moduller sistemin butun fonksiyonlarini veya makinayi kontrol edebilir, adresleyebilir ve belirli bir is akisin sirasinda harekete gecebilirler.

PLC’nin donanim elemanlarini su sekilde siniflandirabiliriz
• Merkezi islem birimi (CPU)
• Giris birimi (INPUTS)
• cikis birimi (OUTPUTS)
• Programlayici birimi (PROGRAMMABLE)

Yazilim (Software)

Yazilim, lojik islemler, makine veya bir sistemdeki elemanlarin harekete gecirilmesini belirleyen programlardir. Yazilimlar, donanimda bulunan bellek birimi icerisinde saklanirlar ve istenildiginde degistirilebilirler. Kontrol akisi, donanimda herhangi bir degisikligin gereksinim duyulmadan yazilan bir program ile degistirilebilir.

Algilayicilar ( Sensorler )
Bu elemanlar kontrol edilecek bir makine ya veya bir sisteme direkt olarak baglanirlar. Bilgi, bu elemanlarin elektriksel akim degerlerine gore algilama PLC’ ye iletilir.

Algilayicilara ornek olarak;
Sinir anahtarlar,
İsaret ureticiler,
Fotoseller,
Sicaklik algilayicilari verilebilir.

is elemanlari
Bu elemanlar kontrol edilecek bir makine ya veya sisteme direkt olarak baglanirlar. PLC’ nin gonderdigi isaretlere gore durum degistirirler. İs akisi bu durum degisikligine gore belirlenir. is elemanlarina ornek olarak;

İkazlar (Lambalar, sesli ikazlar, ziller),
Pnomatik silindirler (Valf sistemler),
Gostergeler,
Kontaktorler,
Motor yol vericilerini verebiliriz.

Programlanabilir Lojik Kontrol uniteleri (PLC)

Programlanabilir lojik kontrol uniteleri, ikili ve ust denetimsel (supervisory) kontrolu saglayan, mikroislemci tabanli elektronik unitelerdir. PLC' ler otomasyonun vazgecilmez yapi taslaridir.

Otomasyon, en genis tanimiyla teknik proseslerin gerceklestirilmesinde, insanin bizzat uretim yapma gorevini, otomatik uretim ve bunu kontrol etme, izleme gorevine donusturen bir kavram degisimidir. Burada kontrol sozcugu, teknik bir kavram olarak, kumanda ve ayar gibi kavramlari kapsamakta, boyle bir islem, icinde bilgisayar da ihtiva eden endustriyel otomasyon cihaz ve sistemleri kullanarak otomatik calismayi genellikle uretim koordine etme ve yonlendirme anlaminda kullanilmaktadir. Teknik prosesler, en genel sekilde enerji uretiminden baslayarak, tum temel diger endustrilerdeki uretimler ve endustrilerde kullanilan makinelerin ve proseslerin calisma sekilleridir.

uretim yapma yerine, uretimin kontrol edilebilmesinden uc ana unsuru anliyoruz. Bunlar; uretimde daha yuksek verimlilik saglama, ekonomik uretim yapabilme ve rekabet ortamina uyum gosterebilme, bir digeri ise insanin calisma ortaminda emniyet ve konforun saglan-masidir.

Yirminci yuzyilin baslarinda kimya endustrisinde bas dondurucu uretimin ana hedefi, dusuk isletme masraflari ve az yatirim ile bu isi buyuk hizda basarmak idi. Diger ornek ise, otomobil sanayiinden verilebilir. Transfer hatlarinda uretilen standart otomobiller, seri mamul olarak da pazar tarafindan kabul edilip musteri buluyordu. Boyle bir imalat sekli ile uretim artirilmisti; ancak uretimde esneklikten soz edilemezdi, o zamanlar amac, sadece talebi karsilamaktan ibaretti.

50'li ve 60'li yillarda modern otomasyon teknigi cok buyuk gelismeler gosterdi. Otomasyon merkezi proses bilgisayarlari yapildi. Kimya, maden, demir-celik, cimento gibi endustrilerde cok gelismis otomasyon projeleri gerceklestirildi. Ancak yapilan butun calismalar butun uretim hacimleri ve tek bir imalat icin uygundu.

Bugun, standart seri urunler, eskiden oldugu gibi, musteri bulamiyorlar, cunku pazari ve urunu musteri belirliyor. ureticinin gorevi ise, bu pazara olan talebe gore, o urunu uretmek seklinde. Bu tarihi gelisim ile, geride birakilan yillarin durumunu kisaca ozetleyebiliriz. Burada yapilan hata, seri imalatin, pazarin istegine gore belirlenememis olmasidir.