Endüstride PLC

1.Giriş

Endüstride PLC’ler kullanılarak, imalatta proses süreci azaltılabilir. Üretim sürecinin yönetimi, izlenmesi, sorgulanması ve kontrolü yazılım programı ile gerçekleştirilir. Programın çalışması monitörden izlenip arızalara erişim süresi oldukça kısadır. Gene bu bağlamda endüstride en çok kullanılan motor tipi asenkron motorlardır. Alternatif akım ile çalışmaları basit yapıda olmaları ve az bakıma gerek göstermeleri diğer motor türlerine göre daha yaygın kullanılmalarına neden olmuştur.

PLC’ler birçok makinenin aynı anda kontrolünü, bellekteki her iş elemanına ait alt programlar ile yapabilmektedirler. PLC’ler mili saniye ile saatler arasındaki zaman aralığında çalışabilirler. Bütün kontaktörleri PLC cihazı ile kontrol etmek mümkündür. PLC’lerde çıkışı gerilim doğru gerilim şeklindedir.

PLC’lerde yazılım programları ile kullanıldığından bunlarda hareketli aksam olmayıp kolay, kolay bozulmazlar. Karmaşık otomasyon problemlerini hızlı ve güvenli bir şekilde çözmek mümkündür. Endüstride, bir ürünün imal edilmesi için birçok karmaşık işlem yapılmaktadır. Başarıya ulaşmak için, işlemlerin belirli bir sıraya göre, uygun zamanda yapılması sağlanmalıdır. Bunun için sistemdeki değişikler, hangi işlemin yapılacağının belirlenmesi amacıyla sürekli gözlenmelidir.

PLC, endüstriyel işlemler için dizayn edilmiş elektronik cihazlar olup komutları hafızasında saklayabilir. Lojik ve matematik işlemler yapabilir, sayma, zaman ayarı ile ardışık işlem kontrol fonksiyonları gercerleştirebilir. Dijital/Analog dönüştürme modülü ile çeşitli mekanik işlemleri de yapabilir.

2. Programlanabilir Lojik Kontroller

Programlanabilir Mantıksal Denetleyici (Programmable Logic Controller – PLC) analog-dijital ile giriş/çıkış bağlantıları aracılığıyla bir çok makine ve sistemi kontrol eder. PLC, kullanıcı tarafından yazılan hafızasındaki programın akışı içinde, kontrol edilen sistemden gelen sinyaller veya geri besleme işaretleri okuyup, programda istenilen kontrol işaretlerini çıkışa aktaran bir mikrobilgisayardır. PLC’ler fabrikaların otomasyonunda kullanılan cihazların otomasyon kontrol işlemlerinde kullanılır.

Giriş elemanı olarak, PLC girişine uygun gerilim vermede uygulanan buton ve anahtarlar verilebilir. İş elemanları için ise PLC çıkışından alınan gerilimi kullanarak hareket enerjisi uygulanan motorlar, bir cismi itme ve çekmede kullanılan silindirler, ışık yayan lambalar veya kontaktörlerdir.

Mikro PLC’ler endüstriyel otomasyon sistemlerinin kumanda ve kontrol devrelerini gerçeklemeye uygun yapıda giriş – çıkış birimleri ve iletişim arabirimleri ile donatılmış, kontrol yapısına uygun bir sistem programı altında çalışan bir endüstriyel bilgisayardır. PLC Debug Menüsünün Açıklaması:

Debug menüsü üzerine tıklandığında debug menüsü seçenekleri ekrana gelir. Bu menüler şunlardır:

Firs Scan: Programın çalışması sırasında bir tarama işlemi yaptırılarak hataların denetimi sağlanır. Bu işlem gerçekleştirilirken PLC stop modunda olmalıdır.

Multiple Scans: Programın çalışması sırasında istenilen tarama sayısı kadar program çalıştırır ve hata denetimi sağlanır. Bu işlem gerçekleştirilirken PLC stop modunda olmalıdır.

Program Status: PLC’nin çalışması sırasında meydana gelen değişiklikleri program penceresinde izlemek için kullanılır. Bu modda PLC çalışırken, PLC programının simülasyonu yapılır.

Chart Status: PLC’nin çalışması sırasında adreslerde meydana gelen çalışma durum bilgisini tabloya sıralar. Kullanılan adreslerin “1” veya “0” konumunda olduğunu ekranda gösterir. Bu işlem dahili kontakların konumlarının belirlenmesinde fayda sağlamaktadır.

Single Read: Programda, kullanılmış herhangi bir adresin çalışma durum bilgisi yenilenmiş ise durum tablosunda değişikliği ekrana getirmek amacıyla tek adres için kullanılır. PLC üzerindeki adresin durum bilgisi değişmiş ise yeniden okunması gerekir.

Write All: Durum tablosundan, PLC üzerinde istenilen adreslerin çalışma durum bilgileri değiştirilmek istenirse yazılan yeni değerlere göre çalışmanın yönlendirilmesini sağlar.

Force: PLC’ye yüklenen programda çalışması gereken herhangi bir adresin zorlanarak durdurulmasını veya tersi işlem yapılmasını sağlar. Zorlanmış konumda kilitli kalır.

Unforce: PLC üzerinde çalışma durum bilgisi kilitlenmiş herhangi bir adresin kilidinin açılarak normal çalışmaya dönmesini sağlar.

Unforce All: Kilitlenmiş tüm adreslerin hepsinin tekrar normal çalışmaya dönebilmelerini sağlar.

Read All Forced: Daha önceden zorlanarak kilitlenmiş adreslerin o anki durum bilgilerinin okunmasını sağlar.

Program Edit in RUN: PLC RUN konumunda iken projede değişiklik yapılması için kullanılır. Proje üzerinde yapılan değişiklikler RUN konumunda iken PLC’ye yüklenebilir. Program çalışırken yapılan değişiklikler tehlike yaratabilecekse gerekli önlemler alınmalıdır.

Write–Force Outputs in STOP: PLC Stop modunda iken hem analog hem de dijital adreslere değer yazma veya değiĢtirme imkanı sağlar.

Çoğunlukla programlanabilir denetleyicilerin yapabileceği işlerde bir sınır yoktur. PLC, bir iş akışındaki bütün adımların doğru zaman ve doğru sıradaki bir hareket içerisinde olmasını sağlar. PLC mantıksal ve aritmetik işlemlerden oluşan bir programı oldukça hızlı bir şekilde işletebilmektedir.

Operatörle etkileşim, aritmetik işlem, veri üzerinde işlem ve bilgisayarlar arası iletişim gibi özellikler PLC’ lerin uygulama alanlarını genişletti. Aritmetik işlem yeteneği ve daha gelişmiş komut setleri PLC’ lerin , nümerik data veren sensörlerle doğrudan kullanılabilmelerini ve bunlardan gelen verilere dayalı mantık ve sıralama işlemlerinin yapılabilmesini sağladı.

PLC’lerde şu hafıza türleri kullanılır;

Ram (Random Access Memory ) hafıza: Bu hafıza programlama sırasında okuma ve yazma işlemlerinin yapılmasını sağlar. PLC içinde bulunana pil ile bilgiler saklanabilir. Pilin bitmesi ile hafıza silinir.

Statik Ram: Sisteme elektrik uygulandığında veri toplama özelliğine sahiptir. İki ayrı çift emiterli tranzistörün birbirine çapraz bağlanması ile oluşturulur.

Dinamik Ram: Kondansatörlerden yararlanarak geliştirilmiştir.2-3 ms içerisinde enerjinin kesilmesi durumunda veri kaybolur. Depolama C sıgası yardımı ile yapılır. Kondansatör dolu olduğunda 1 ile, boş olduğunda 0 ile ifade edilir.

Rom (Read-Only Memory): Komutları ve verileri depolamak için kullanılır. Sistem enerjili olduğu müddetce bilgiyi saklarlar, enerji kesildiğinde bilgi silinir. Bundan dolayı çalışma sonunda bilginin başka bir ortamda saklanması gerekir.

Eprom (Erasable Programmable Read-Only Memory) hafıza: Bu hafıza yalnızca programı okuma amacı ile kullanılır. Bu tip hafızalar elektriksel gürültüye en dayanıklı olanlarıdır. Bir kere depolanan program bir daha kaybolmaz.Daha fazla serbest programların uygulamalarının korunması için kullanılır.

Eeprom (Electronically Alterable Programmable Read-Only Memory) hafıza: Enerji olmasa da hafızadaki program silinmez. Bu hafıza türünde yazma ve silme işlemleri için özel gereçler kullanılmaz. Bu hafızalar PLC’ monte edildiklerinde PLC, rom kaset içindeki depo edilmiş programa göre calışır.

PLC’ler sensörlerden veya butonlardan aldığı bilgiyi kendine verilen programa uygun işleyen ve iş elemanlarına aktaran mikroişlemci tabanlı sistemdir. Sensörlere örnek olarak, herhangi bir metali algılayan ekdüktif sensör, statik elektrik bir cismi hisseden kapasitif sensör, ışığı algılayan optik sensörlerdir.

Üretim sürecinde, insan elinin üretimden çekildiği oranda hatalar azalacaktır. İnsanın psikolojik olarak bulunduğu durum proses sürecinde hatalara neden olmaktadır. PLC’ ler insan hatalarını engellemek için tasarlanmışlardır. Yüksek verim ve kaliteli üretim için endüstriyel otomasyon mutlak kaçınılmazdır. Günümüzde gelişen iletişim teknolojisi ile artık PLC ile üretim süreci farklı yerlerden izlenip denetlenebilir.

Endüstriyel otomasyonun gelişmesinde PLC’lerin kullanımı bir zorunluluktur. PLC’ ler günümüzde küçülüp yetenekleri ise aynı oranda artmıştır. Makine ve süreçlerin kontrol etmek için mantık, sıralama, zamanlama, sayma ve aritmetik gibi bazı belirli işlemleri gerçekleştirmeyi sağlayacak komutların depolandığı programlanabilir bir hafızası olan, sayısal elektronik araçlardır.

Bir PLC ile kontrol sistemlerinin oluşturulmasında aşağıdaki sıra takip edilir:

1) Kontrol probleminin tanımlanması, matematiksel olarak ifade edilmesi ve problemin analizinin gerceklenmesi,
2) Poroblemin çözümü için gerekli program veya fonksiyonların belirlenmesi,
3) Programın time diagramı ve dalga şekilleriyle çalışırlığının kontrol edilmesi,
4) Programın diagrama aktarılması (LADDER, STL, SCL veya FBD) ile programının yapılması.

Dijital sistemlerin zamanla daha hızlanması ve birden fazla fonksiyonu, çok küçük bir hacimde dahi yapabilmeleri PLC’leri daha da aktif kılmıştır. Programlanabilir dijital sistemlerin ortaya çıkması ve mikroişlemcili kontrolün aktif olarak PLC’lerde kullanılması onları otomasyon sistemlerin vazgeçilmesi kılmıştır.

Otomasyonda PLC kullanımının faydaları:

Geliştirilebilirlik, PLC sistemleri ile yapılan otomasyon teknolojideki değişimlere karşı açıktır, her zaman yazılım güncellemeleri yapılabilir,

Doğruluk,

PLC’lerde proses yazılım ile gerçekleştirildiğinden hata oranı çok düşüktür,

Uyumluluk,yazılımın başka yazılımlarla kolay entegre olabilmesi,başka sistemlerle (yazılım ya da donanım) beraber çalışabilir olması,

Verimlilik,PLC beyni durumundaki CPU (merkezi işlem birimi) bellek, disk gibi ünitelerde performansının yüksek olması,

Taşınabilir olması,

Doğrulanabilirlilik, programı proses öncesi test edilebilir,

Modüler Olma,

programın birbirinden bağımsız küçük modüllerden oluşması,

Öğrenme ve kullanma kolaylığı gibi birçok avantajları bulunmaktadır.

DAHA FAZLA BİLGİ İÇİN DİĞER MAKALELERİMİZİ İNCELEYİNİZ. . .