Programlanabilir Lojik Denetleyiciler ve Mühendislik Uygulamaları

Prof. Dr. Saadettin AKSOY

Programlanabilir Lojik Denetleyiciler ve Mühendislik Uygulamaları

Günümüzde güvenli ve ekonomik bir üretim için gerekli olan endüstriyel otomasyon sistemleri  hızlı bir şekilde gelişmekte ve yaygınlaşmaktadır. Bu gelişmeye paralel olarak otomasyon sistemlerinin temel yapı taşı olan Programlanabilir Lojik Denetleyiciler (PLC)’de gelişmektedir. Modern teknoloji ile üretilmiş olan PLC’ler, lojik işlem ağırlıklı mikro işlemci tabanlı sayısal kontrol cihazlarıdır.

Bu kitap, başta öğrenciler ve piyasada çalışan genç mühendisler olmak üzere PLC ve endüstriyel otomasyon alanında çalışan  herkese yardımcı olmak amacıyla yazılmıştır. Kitapta PLC’lerin yapısı, çalışması, giriş/çıkış elemanları ve programlama teknikleri hakkında temel bilgiler verilmiştir. Son yıllarda PLC’ lerin programlanması ile ilgili ortaya konan Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC)’nun IEC 1131-3 standartları özet olarak verilmiştir. Endüstride yaygın olarak kullanılan PLC’lerin hemen hemen hepsinde kullanılmakta olan Merdiven Programlama (LD) ve Komut ile programlama (IL) teknikleri kitapta ayrıntılı olarak incelenmiş, Omron Sysmac CPM1/CQM1 ve Siemens  S7-200 tipi PLC’ler için değişik tip örneklere uygulanmıştır.

Literatürde, PLC’ler ile ilgili kitaplarda programlama komutları ile ilgili yeterli bilgilerin mevcut olmasına karşın, PLC’li bir endüstriyel otomasyon projesine nereden başlanacağı, hangi tasarım adımlarının izleneceği ve ne tür programlama tekniklerinin kullanılacağına ilişkin yeterli bilgi bulunmamaktadır. Neticede PLC programlama komutları hakkında yeterli bilgi sahibi olan bir öğrenci, karşılaştığı bir endüstriyel otomasyon problemini nasıl çözeceğini bilememektedir. Çözüm için kendilerine özgü sezgisel yazılımlara başvurmaktadırlar.        Benzer biçimde endüstride çalışmakta olan bazı deneyimli yazılımcılar, PLC yazılımlarını genellikle sezgisel olarak yazmaktadırlar. Sistematik bir tasarım yöntemi izlememektedirler. Ancak, aradan uzunca bir süre geçtikten sonra  programa bazı düzeltme veya ilaveler yapmak gerektiğinde, sezgisel olarak yazılmış olan programın kavranması ve gerekli değişikliklerin yapılması uzun bir zaman almakta, bazen mümkün olmamaktadır. Bu durum işletmelerde önemli üretim kaybına sebep olmaktadır. Söz konusu bu bilgi eksikliğini gidermek amacıyla kitabın 7. bölümünde PLC’li otomasyon sistemlerinin  tasarımı ve gerçekleştirilmesi için gerekli tasarım adımları ayrıntılı olarak incelenmiştir.

farkımız, kitaplarımızda... elektrik ve elektronik kitaplarında Papatya Bilim...

Türkiye'nin İnternet kitapçısı TDK Bilim ---> www.tdk.com.tr

İÇİNDEKİLER    

Önsöz

Bölüm 1. BİLGİSAYAR VE ENDÜSTRİYEL OTOMASYON

1.1. Giriş

1.2. Programlanabilir Lojik Denetleyiciler

1.3. Lojik

1.4. PLC Bağlantı Düzeni 

1.5. Merdiven Diyagramı

Bölüm 2. PLC MİMARİSİ VE ÇALIŞMASI

2.1. Giriş

2.2. PLC Mimarisi

       2.2.1. CPU

       2.2.2. Bellek

       2.2.3. Ortak yol ( Bus )

2.3. Giriş Çıkış Modülleri

       2.3.1. DC voltaj girişli sayısal giriş modülü

       2.3.2. AC Voltaj girişli sayısal giriş modülü

       2.3.3. Yüksek hızlı sayıcı giriş modülü

       2.3.4. Analog Sayısal Dönüştürücü ( ADC ) giriş modülü

       2.3.5. Roleli çıkış modülü

       2.3.6. Transistörlü çıkış  modülü

       2.3.7. Triyaklı çıkış modülü

       2.3.8. Sayısal  Analog Dönüştürücü ( DAC ) çıkış modülü

2.4. Giriş Çıkışların Adreslenmesi

2.5. Klavye & Gösterge

2.6. Program İcrası

2.7. Program Tarama

2.8. Çok Görevlilik ve Çok İşlemlilik

2.8. Yazılım Geliştirme

Bölüm 3.  GİRİŞ / ÇIKIŞ ELEMANLARI

Giriş

3.1. Giriş Elemanları

        3.1.1. Sayısal giriş elemanları

    3.1.1.1. Basınç ve sıcaklık anahtarları

    3.1.1.2. Yaklaşım anahtarları ( Proximity switches )

    3.1.1.3. Fotoelektrik anahtarlar

    3.1.1.4. Dil anahtarı ve Dil rolesi

    3.1.1.5. Optik kodlayıcılar

        3.1.2. Anolog giriş elemanları

    3.1.2.1. Doğrusal potansiyometre

    3.1.2.2. Doğrusal Değişken Fark Dönüştürücü ( LVDT )

    3.1.2.3. Takogeneratör

    3.1.2.4. Sıcaklık algılayıcıları

    3.1.2.5. Gerilme ölçücü ( Strain gauge )

3.2. Çıkış Elemanları

        3.2.1. Sayısal  çıkış elemanları

    3.2.1.1. Selonoid valf

    3.2.1.2. Role ve Kontaktörler

    3.2.1.3. Yarı İletken Roleler ( Solid State  Relay –SSR )

    3.2.1.4. DC motorlar

    3.2.1.5. AC motorlar

    3.2.1.6. Adım  motorları

Bölüm 4. PROGRAMLAMA YÖNTEMLERİ

4.1. Giriş

4.2. Grafiksel Programlama

        4.2.1. Merdiven Diyagramları (Ladder Diagrams-LD) ile programlama

        4.2.2. Fonksiyon Blok Diyagram ( Function Block Diagram –FBD ) ile Programlama

        4.2.3. Ardışıl Fonksiyon Planı ( Sequential Function Chart-SFC ) ile Programlama

4.3. Metine Dayalı Programlama

        4.3.1. Komut ile programlama ( Instruction List –IL )

        4.3.2. Planlanmış Metin ( Structured Text –ST ) ile programlama

Bölüm 5. MERDİVEN PROGRAMLAMA

5.1. Giriş

5.2. Kombinasyonel Lojik

5.3. Alt Bloklar

5.4. Mandallama ( Latching  )

5.5. Zamanlayıcılar ( Timers )

        5.5.1. Darbe ( pals ) zamanlayıcı

        5.5.2. Gecikmeli kapanan ( Delay-On ) zamanlayıcı

        5.5.3. Gecikmeli  açılan ( Delay-Off )  zamanlayıcılar

5.6. Sayıcılar ( Counters )

5.7. Karşılaştırma

5.8. Matematiksel İşlem Komutları

        5.8.1. Veri aktarma (Move)

        5.8.2. Aritmetik işlemler

5.9. Lojik Bit  İşlemleri

        5.9.1. Set ve Reset işlemleri

        5.9.2. Kenar algılama işlemi

        5.9.3. Arttırma ( İncrement ) ve Azaltma ( Decrement ) işlemi

        5.9.4. İvedi data işlemleri

        5.9.5. Kaydırmalı kaydediciler ( Shift Register )

5.10. Program Denetleme İşlemleri

        5.10.1. Ana kontrol rolesi ( Master Control Relay )

        5.10.2. Dallanma ( Jump ) işlemi

        5.10.3. Alt programlar

5.11. Merdiven Programlamada Dikkat Edilmesi Gereken Önemli Hususlar

5.12. Merdiven Programlama Örnekleri

        5.12.1. Bir sayıcı ile mandallama devresinin resetlenmesi

        5.12.2. Dönemli zamanlayıcı

        5.12.3. Ardışık olarak birbirini setleyen zamanlayıcılar

5.13. Sorular

Bölüm 6. KAPALI ÇEVRİM KONTROL

6.1. Giriş

6.2. PLC ile Kapalı Çevrimli Kontrol

       6.2.1. On/Off  kontrol

       6.2.2. PID kontrol

       6.2.3. PWM kontrol

6.3. PLC Tabanlı Kapalı Çevrimli Hız Kontrolü

       6.3.1. PLC Tabanlı DC Motor Hız kontrolü

       6.3.1. PLC Tabanlı AC Motor Hız kontrolü

6.4. PLC Tabanlı Kapalı Çevrim Konum Kontrolü

6.5. PLC ile Kapalı Çevrimli Sıcaklık Kontrolü

6.6. Üniversal Proses Kontrolörler

Bölüm 7. TASARIM YÖNTEMLERİ

7.1. Giriş

7.2. Tasarım ve Gerçekleştirme

7.3. Kombinasyonel Lojik Devreler

7.4. Ardışıl Lojik Devreler

7.5. Değişik Tür  PLC’ler için Programlama Yapıları

7.6. Tepeden Aşağıya Doğru Tasarım ( Top-Down Design )

Bölüm 8. UYGULAMALAR

8.1. Giriş

8.2. Pinomatik  Piston Kontrolü

8.3. Parça Yönlendirme Sistemi

8.4. Robot Kontrolü

8.5. Profil Kesme Makinası  Kontrolü

8.6. Tasarım Problemleri

Ek A. SAYI SİSTEMLERİ

A.1. İkili Sayı sistemi

A.2. Sekizli sayı sistemi

A.3. Onaltılık sayı sistemi

A.4.  İkili Kodlanmış Ondalık Sayı sistemi

Ek B. S7-200 MİKRO PLC    

B.1. Giriş

B.2. S7-200 CPU Modelleri

B.3. S7-200 Özellikleri

B.4. Mod anahtarı ve Analog seviye

B.5. Seçimlik kartlar

B.6. Genişletme modülleri

B.7. İlave modüller

B.8. Durum Ledleri

B.9.  Montaj

B.10. Harici besleme kaynağı

B.11. Giriş ve çıkış adreslemesi

B.12. Girişler

B.13. Giriş simülatörü

B.14. Çıkışlar

B.15. Obsiyonel konnektörler

B.16. Çıkarılabilir bağlantı soketi

B.17. Süper kapasitör

KAYNAKÇA

DİZİN