Programlanabilir lojik kontrol elemanları

Abstract

ÖZET Son yıllarda kontrol ve otomasyon teknolojisi alanlarında çarpıcı değişiklikler yaşanmaktadır. Geçmişte kontrol problemleriyle uğraşmak amacı ile röle ve kontaktör devreler kullanılmaktaydı, günümüzde ise bu iş için bilgisayar sistemleri kullanılmaktadır. `Hard-wired Programmed Controls` olarak da bilinen klasik kontroller, yerlerim programlanabilir lojik kontrol elemanlarına (PLC) bırakmıştır. Bu gelişme, PLC'ye avantajlar getiren tamamen farklı bir sinyal işleme metoduyla kolayca açıklanabilmektedir. Klasik kontrollerde sinyalin işlenmesi, sinyal jeneratörleri ve son kontrol elemanları arasındaki telleme ile sağlanmaktaydı. Sistem değişikliği işlem lojiğinde de değişime sebep olduğundan, tellemenin de yenilenmesi gereklidir, eğer durum kötüleşirse yeni devre bölümlerinin yerleştirilmesi gerekmektedir. Bir PLC'de telleme işi, bilgisayarın hafıza modülünde depolanan bir program ile değiştirilir ve mikroişlemciler ile işlem görür. Program değişiklikleri kolaylıkla yapılabilir; böylelikle yeniden telleme işlemi ortadan kaldırılmış olmaktadır. PLC, merkezi kontrol birimi, program hafızası ve giriş ve çıkış modüllerini ihtiva etmektedir. Merkezi kontrol birimi ve bellek çoğunlukla `bilgisayar` olarak tanımlanır. Her modül, 0 ve 1 ikili değerlerim kabul eden belirli sayıda giriş ve çıkışa sahiptir. Sensörler, PLC ve aktuatörler, kontrol edilen harekete etki eden kontrol cihazım meydana getirmektedir. Giriş ve çıkış modülleri, merkezi kontrol birimi ve algılayıcılar/aktuatörler arasındaki bağlantıyı sağlamaktadır. Merkezi işlem birimi, kontrol cihazı içerisinden geçen sinyal akışım kontrol eder. Sensörler tarafından giriş modülleri aracığıyla merkezi kontrol birimine gönderilen sinyaller kendi aralarında bağlanmıştır ve sonuçlar çıkış modüllerine gönderilmiştir. Çıkış modülleri aktuatörlerin, kontrol edilen hareket dahilinde işleme etki etmesine neden olmaktadırlar. PLC programı işlemin metodunu belirlemektedir, örneğin hangi giriş sinyallerinin lojik olarak bağlanacağı ve bunların hangi çıkışlara tahsis edileceği gibi. PLC programlan, sinyallerin işlenmesine ait kurallar içerirler. Her program işlenen ve işleyen kısımları için açıklamalar içerirler. İşlem parçası hangi lojik operasyonların kullanılmakta olduğunu göstermektedir. İşlenen parça ise lojik operasyonlar için hangi giriş sinyallerinin kullanıldığını ve bunların hangi çıkışlara tahsis tahsis edildiğini, işlenen parça bir şeylerin nerede yer alacağım, işlem parçası ise neyin yer alacağım göstermektedir. Yürütülen bir programda tüm açıklamalar bir biri ardından belirli bir sıra içinde işleme girer. Programın bu sıralama özelliği nedeniyle bir yerleşimin tüm durumlarını aynı anda görmenin imkanı yoktur. Bu nedenle program dairesel bir döngü içinde işlem görür. En son açıklama uygulamaya girdikten sonra program yeniden başa döner ve işlemler tekrar başlatılır. Programın bir dönüşünün süresi milisaniyelerle ölçülecek bir olaydır. Böylelikle sinyal durumlarının işlenmesi bir anlık gibi görünür.PLC programlan merkezi kontrol biriminin program hafızasında saklanır. Sonuç olarak PLC'nin avantajlarının şunlar olduğu bulunmuştur:. Kontrol problemine ait değişiklikler her zaman yapılabilmektedir.. Bunun için çok uzun zamana ihtiyaç yoktur.. Mekanik işlemlerin dışarıdan kullanımı azaltılmıştır.. Karmaşık birimlerdeki müdahaleler azaltılmıştır.. Bir PLC ünitesi ile birden çok makina kontrol edilebilmektedir.. Gelişen teknoloji sayesinde daha düşük maliyetlere sahip olması.. Makina için yazılan program, makinaya bağlanmadan laboratuvarda test edilebilmektedir.. Çalışmanın her kademesi, kontrol paneli üzerindeki ekrandan gözlenebilmektedir.. Milisaniyelerle tanımlanan tarama süresi ile çok hızlı işleme.. PLC ünitesi üzerinden gerektiğinde program çıkışı alınabilmektedir.. Montaj, bakım ve hata aranması çok kısa zamanda tamamlanabilmektedir. Böylece, PLC ile kontrol edilen sistemler daha güvenilir ve daha ekonomik olmuştur.

VI ABSTRACT In recent years big changes have taken place in the control and automation technology. In the past, relay and contactor circuits were applied to cope with control problems, today an increased use of computer systems can be noticed. Conventional controls, also known as hard-wired programmed controls, are gradually replaced by programmable logic controllers (PLC). This development can easily be explained by the completely difterent method of signal processing bringing advantages to the PLC compared to the designs with contacts and relays. In conventional controls, the signal processing is determined by the wiring between the signal generators and the final control elements. When the tasks for the system changed, causing changes in the processing logic, the wiring has to be altered, and if it comes to the worst, a new installation of circuit parts is necessary. In a PLC the wiring is replaced by a program which is stored in a memory module of the computer and processed by microprocessors. Alterations in the program can be carried out easily; the problem of rewiring is eliminated. The processing element, the core of control, is the PLC. It consists of a central control unit, its program memory and the input and out modules. Central control unit and memory often defined as `computer`. Each module has defined numbers of inputs and outputs which took 0 and 1 binary value. Sensors, PLC and actuators make up the control device, which influence the controlled action. The input and output modules set up the connections between the central control unit and sensors/ actuators. The central control unit controls the signal flow tasks of the trough the control device. Central control unit signals sent out by the sensors to the central control unit via the input modules are interconnected the results transmitted to the output modules. The output modules cause the actuators to influence the process within the controlled action. The PLC program determines the method of processsing, i.e. which input signals are to be logically connected and to which outputs they should be assigned. The PLC programs contain the rules for the processing of the signals. Each program consists series of instructions, each instruction of an operation part and an operand part. The operation part indicates which logic operations are to be carried out. The operand part indicates which input signal are to be used for logic operation and to which output they should assigned. The operand shows where something is to take place, the operation part shows what is to take place. In a running program all instructions are worked up in sequence, i.e. one after the other. Owing to this sequential execution of a program, it is not possible to include all conditions of an installations simultaneously. Therefore, the program is processed cyclically: after the last instruction has been performed the program returns to the beginning and the processing is restarted. For the PLC the resulting advantages are:. Alterations in control problems can be carried out at any time.. Elimination of long down-time periods.. Extensive use of mechanical processes are reduced.. Reduction of interferences in complex units.. A PLC unit can control more than one machine.. With Hi-Tech, they have lower coast.. Program which written for machine, can be tested at laboratuary before conunisioning.. All working steps can control over control and display unit.. With miliseconds scanning time, faster processing.. If it is neccessary, program can print out over PLC unit.. Assemling, tnaintanence and troubleshooting takes short time. Thus, installations controlled by PLC are more liable and economic.