MENÜLER

                Endüstri otomasyonu;endüstride enerji ve hammadde üreten¸hammadeyi  yarı mamül veya mamül hale getiren ve işleyen cihazlar ile bunlarla ilgilielekt ronik sistemler ve yazılım mühendisliğini kapsayan oldukça geniş ve karmaşık bir yapıya sahip mühendislik alanıdır Kompleks teknoloji ile üretim yapan sanayisi gelişmiş tüm ülkelerde, endüstri üretimhızı ve otomasyonu büyük bir ölçüde üretime katkıda bulunmaktadır. Tesislerin emniyeti, otomasyonu sayesinde sağlanmaktadır. Bu nedenle, ekonomimize büyük kazanç-lar sağlar proses sistemleri olmaksızın üretim yapabilmeleri, günümüzde kompleks tekno-loji altında nerede ise imkansız hale gelmiştir.

          Endüstride, bir ürünün imal edilmesi için bir çok karmaşık işlem yapılmaktadır.Başarıya ulaşmak için, işlemlerin belirli bir sıraya göre, uygun zamanda yapılması sağlanılmalıdır.  Bunun için, sistemdeki değişikler , hangi işlemin yapılacağının belirlenmesi amacıyla sürekli gözlenmelidir.  Daha sonra da belli araçlar yardımıyla sisteme müdahale edilir. Tüm bu yapılanlara “süreç denetimi “ denir. Süreç denetimi insanlar tarafından yada otomatik olarak göre çeşitli mantıksal değerlendirilmenin yapılması ve çeşitli aletlerin açılıp kapatılmasıdır

PLC NİN TARİHİ

      Endüstriyel tesislerde kontrol sistemlerinin ilk kullanılışı 19 . yüz yıl sonlarına doğruolmuştur. Bu yıllarda montaj hatlarının çeşitli kısımlarının otomasyonu için, özel olaraktasarlanmış mekanik düzenler kullanılmıştır1920 li yıllardan itibaren is roleler ve kontaktörler kullanılmaya başlanmış ve böylece kontrol  sistemlerinde  şüphesiz daha  ileri  bir düzeye  ulaşmıştır. Rölelerin  ömürlerinin  uzun  olmaması  ve  çalışma  frekanslarının  sınırlı  olması  gibi  edenler anahtarlama elemanı olarak kullanılabilecek yeni elemanlar arayışını doğurmuş ve 1950 ‘ li yıllarda germanyum transistörler uygulamalara girmiştir. Daha sonraki aşama, 1970’ li yıllarda, ayrık elemanların yerini entegre devrelerin alması ile gerçekleşmiş ve böylece çok aha kompleks kontrol sistemlerinin tasarlanması mümkün olmuştur.PLC’ lerin tarihçesi ise1968 yılına, General Motors  firmasının hydramatiç bölümündeki esnek olmayan ve maliyeti yüksek roleli sistem yerine kullanılabilecek bilgisayar temelli, esnek v e endüstrinin mühendisleri tarafından kolayca programlanabilecek ve bakım yapılabilecek bir kontrol sisteminin tasarım kriterlerinin belirlenmesine kadar geri gider. Sonuç olarak ortaya çıkan cihazlar , sadece rolelerin yerini almaktan çok öteye gidebilmelerine rağmen uygulama alanları, tekrarlı işlemler yapan makine ve süreçlerle sınırlı kaldı. Çünkü bunlar sadece on-off kontrol yapabilecek yetenekte idiler .

    1970-1974 yılları arasında microprocessor (mikro işlemci) teknolojisindeki ilk gelişmelerle birlikte programlanabilir kontrollerin esnekliği ve akıllılığı daha da arttı. Operatörle etkileşim, aritmetik işlem, veri üzerinde işlem ve bilgisayarlar iletişim gibi yetenekler PLC lerin uygulama alanlarında yeni ufuklar açtı. Cihazların bir display (ekran) aracılığı ile alışıla gelmiş  role  sembolleri kullanarak  kolaylıkla  programlana  bilmeleri mümkün  oldu.  Aritmetik işlem yeteneği  ve daha gelişmiş komut setleri PLC lerin , mümerik data veren sensörlerle (algılayıcı) doğrudan kullanılabilmelerini ve bunlardan gelen verilere dayalı mantık ve sıralama işlemlerinin yapılabilmesini sağladı.

    1975-1979 yılları arasında ise gerek donanım gerekse yazılım açısından yeni ilerlemeler kaydedildi. Bunlar arasında daha yüksek memory kapasitesi, analog ve konumlandırma kontrolü gibi yetenekler sayılabilir. Daha yüksek memory daha yüksek ve karmaşık uygulama programlarının, değişen koşullar altında değişik reçetelerin kullanılabilmesine olanak sağladı. Analog kontrol kolaylığı ise on-off kontrolünün büyük bir eksikliğini ortadan kaldırdı ve analog verilerin doğrudan PLC ye verilmesi ile analog kontrolün PLC içerisinde on-off kontrolle etkileşimli bir şekilde yapılabilmesini sağladı.

   Donanımda kaydedilen bu gelişmelere paralel olarak analog ve konumlandırma kontrolü gibi yeteneklerin kolaylıkla kullanılabilmesini sağlayacak programlama dillerinde büyük bir hızla ilerlemeler kaydedildi.

      1980 li yıllarla birlikte “Bit-silice” teknolojisi ile daha hızlı scan (tarama) yapılabilmesi ,çok az sayıda role kullanılan sistemlerin yerlerini alabilecek düşük fiyatlı PLC lerin (compact PLC ) üretilmesi, PID ve ASCII iletişim ara birim elemanlarının piyasaya sürülmesi, ısı ve basınç sensörlerinin direkt PLC ye bağlanabilmeleri ve çeşitli kontrollerin ortak bir data bus (veri yolu ) ile birbirine bağlanabilmeleri gibi bir çok gelişme gerçekleştirildi.

Genel olarak PLC, hafızasındaki (kullanıcı tarafından yazılan) programın akışı içinde, girişleri (kontrol edilen sistemden gelen sinyaller veya geri besleme işaretleri) okuyup programda istenilen kontrol işaretlerini çıkışa (kontrol edilen sisteme) ileten ve çıkışlara yazan özel amaçlı bir mikrobilgisayardır .

Amerikanın National elctrical Manufactures Assocation (NEMA) kuruluşu PLC yi şöyle tanımlar: Makine ve süreçlerin kontrol etmek için mantık (logic) , sıralama (sequencing), zamanlama (timing), sayma (counting) ve aritmetik gibi bazı belirli işlemleri gerçekleştirmeyi sağlayacak komutların depolandığı programlanabilir bir hafızası olan sayısal elektronik araçlardır

1. Uzun ömürlü ve güvenirdirler
2. Küçük yapılı olup, az yer kaplarlar.
3. Röleli sistemlerde sistem değişikliği yapmak zordur. PLC de ise sistem üzerindeki değişiklikler kolayca yapılabilir.
4. PLC ler tozlu,kirli,nemli, elektriksel parazitli ortamlarda güvenlikle çalışabilirler 0-60 derece sıcaklıkta %0-95 nem oranında çalışırlar.
5. PLC deki röleler çok sayıda kontağa sahiptirler klasik rölelerde üçten fazla kontak bulunmadığı için. Bu gibi durumlarda role eklenmesi gerekir. PLC deki rölelerde kontak sayısı 100 kadar çıkabilir.
6. PLC li sistemler program büroda veya laboratuar da yapılabilir. Önceden çalıştırılıp çalışması kontrol edilebilir.
7. programın çalışması monitörden izlenip arızaları kolayca tespit edilebilir.
8. Mili saniye ile saatler arasındaki zaman aralığında çalışabilirler.

Kontrol edilen sisteme ait basınç,seviye, sıcaklık, sensörleri butonlar ve sınır anahtarları gibi iki değerli sinyaller (var-yok , 0-1 ) giriş birimi üzerinden alınır. Genellikle giriş gerilim seviyesi biçimindedir. Gerilim seviyesi değerleri 24v,48v,100v,120v,200v,240v doğru veya alternatif akım olabilir. PLC giriş devresine gelen bir sinyalin lojik –1 kabul edildiği bir alt sınır

Donanımda kaydedilen bu gelişmelere paralel olarak analog ve konumlandırma kontrolü gibi yeteneklerin kolaylıkla kullanılabilmesini sağlayacak programlama dillerinde büyük bir hızla ilerlemeler kaydedildi.

1980 li yıllarla birlikte “Bit-silice” teknolojisi ile daha hızlı scan (tarama) yapılabilmesi ,çok az sayıda role kullanılan sistemlerin yerlerini alabilecek düşük fiyatlı PLC lerin (compact PLC ) üretilmesi, PID ve ASCII iletişim ara birim elemanlarının piyasaya sürülmesi, ısı ve basınç sensörlerinin direkt PLC ye bağlanabilmeleri ve çeşitli kontrollerin ortak bir data bus (veri yolu ) ile birbirine bağlanabilmeleri gibi bir çok gelişme gerçekleştirildi.

PLC NEDİR

Genel olarak PLC, hafızasındaki (kullanıcı tarafından yazılan) programın akışı içinde, girişleri (kontrol edilen sistemden gelen sinyaller veya geri besleme işaretleri) okuyup programda istenilen kontrol işaretlerini çıkışa (kontrol edilen sisteme) ileten ve çıkışlara yazan özel amaçlı bir mikrobilgisayardır .

Amerikanın National elctrical Manufactures Assocation (NEMA) kuruluşu PLC yi şöyle tanımlar: Makine ve süreçlerin kontrol etmek için mantık (logic) , sıralama (sequencing), zamanlama (timing), sayma (counting) ve aritmetik gibi bazı belirli işlemleri gerçekleştirmeyi sağlayacak komutların depolandığı programlanabilir bir hafızası olan sayısal elektronik araçlardır

PLC LERİN YAPISI

 

Kapasitelerine göre PLC lerin mini tiplerden yüksek seviye cihazlara kadar çeşitli modellere sahip olmakla beraber, hepside aşağıdaki temel birimlerden oluşur.

1. Merkezi işlem birimi (CPU)
2. Giriş birimi(inputs)
3. Çıkış birimi(out puts)
4. Programlayıcı birimi

Kontrol edilen sisteme ait basınç,seviye,sıcaklık sensörleri butonlar ve sınır anahtarları gibi iki değerli sinyaller (var-yok,0-1) giriş birimi üzerinden alınır. Genellikle giriş gerilim seviyesi biçimindedir. Gerilim seviyesi değerleri 24V, 48V, 100V, 120V, 200V-240V dogru veya alternatif akım olabilir. PLC giriş devresine gelen bir sinyalin lojik –1 kabul edildiği bir alt sınır (ONVOLTAGE) ve lojik-0 kabul edildiği bir üst sınır (OFF VOLTAĞE) vardır. Giriş bilgisinin doğru olarak alınabilmesi için sinyal gerilim seviyesinin bu değerleri sağlaması gerekir.Bunun dışında sinyalin algılanması için geçen gecikme zamanın da (ON DELAY-OFF DELAY) dikkat etmek gerekir.PLC üreticileri bu tür bilgileri kataloglarında belirtirler.

    ÇIKIŞ BİRİMİ

      Kontrol edilen sistemdeki , kontaktör, role, selonoit gibi kumanda elemanlarının sürmeye uygun donanımda olan birimdir. Bunlar role çıkışlı, triyaklı yada tranzistörlü olabilir.Özellikle çalışma sırasında çok sayıda yüksek hızlı açma-kapama gerektiren durumlarda, doğru akımda tranzistörlü, alternatif akımda triyaklı olan çıkışlar tercih edilir. PLC üzerindeki çıkışlardan büyük akımlar çekilemez. Mesela kontak çıkışlı devreler 6 A mertebesinde, triyak ve tranzistörlü devreler 1A yada 2A mertebesinde yüklenebilir. Çıkışa ilişkin akım kapasiteleri PLC lere ait kataloglarda verilir. Çıkış birimi için kontak çıkışlı (rö leli ) ve tranzistör çıkışlı devre şekilleri aşağıdaki gibidir. Rölenin 10 x6 10x7 adet kontaklarının açılıp kapanması mümkündür. AC ile çalışan rölelerde 20 msn , DC ile çalışan rölelerde 5-10 m sn gecikme olabilir. IQ hattı elektrik i olarak CPU ya bağlanır. Bazı durumlarda sahadan gelecek sinyallerin işlemciye ulaşması istenmez. Bu gibi durumlarda IQ terimlerinde elektrik i izolasyon (örneğin optocuplar kullanılarak) sağlanılabilir . Bunu gerçekleştire bilen birimlere izolasyonlu , diğerlerine izolasyonsuz birimler denir.

          Bazı PLC lerde geri beslemeli kontrol uygulamaları için gerekli olan olan anoloğ-diğital (ADC) ve digital- analoğ dönüştürücü (DAC) gibi giriş- çıkış birimleri de bulunur. Ayrıca bazı uygulamalar için gerekli hızlı sayıcı girişi ve kesme (interrupt)  girişleri  bulunan  PLC modelleri de vardır. Küçük boyutlu işler için kullanılan PLC lerde giriş ve çıkış birimi, merkezi işlem birimi, yüksek hızlı sayıcı v.s tek modül içindedir. Tüm birimleri bir fiziksel yapı içimde bulunduranlara Kompakt, diğerlerine modüler PLC ler denir.

        Yazılan devrenin PLC ye aktarılmasını ve istenirse çalışma sırasında giriş çıkış durumlarının gözlenmesini  sağlar. Ayrıca  giriş çıkışlara istenilen durumlar verilerek programın çalışması izlenebilir.

     PLC leri programlamak için kişisel bilgisayarlar da kullanılabilir. Bu amaçla bilgi sayara yüklenilen bir derleyici (compiler) programdan  yararlanılır.Yukarıda kısaca değinilen PLC lere ait birimlerden  başka programı yedeklemek ve başka bir PLC  ye  aktarmak amacı ile  EPROM   modülü giriş - çıkış sayısını arttırmak için genişleme birimi, besleme ünitesi enerji kesilmeleri durumunda PLC yi besleyen yedek güc  kaynağı  gibi  elemanlarda  bulunur.