PLC Nedir ?

PLC ( Programlanabilir Lojik Kontrolör ) makine kontrolünde kullanılan sıralı röle devreleri yerine geliştirilmiş bir cihazdır. PLC’ ler girişlerine ve o anki çalışma konumuna bakarak çıkışlarına açma/kapama komutları gönderebilir. Kullanıcı bir yazılım aracılığıyla istediği sonuçları almak üzere program yazar ve bunu PLC’ ye yükler.

PLC birçok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır. İşleme, paketleme, malzeme kullanımı, otomatik montaj ve daha birçok sektörde kullanılmakta olan bir teknolojidir.

Örneğin bir anahtarı çevirdiğinizde selonoidin 5 saniye süreyle açık kaldığı bir uygulama yapılmak istensin. Bu uygulama basit bir harici zamanlayıcıyla yapılabilir. Ancak 10 selonoid ve anahtar bulunan bir uygulama yapılmak istenirse harici zamanlayıcı kullanmak çok mantıklı olmayacaktır.

Yukarıdaki örnekten de anlaşılacağı üzere büyük projelerde PLC kullanmak bir zorunluluk olacaktır. PLC programlanarak giriş ve çıkışlar sayılıp selonoidlerin istenilen zamanda açılıp kapanmaları sağlanabilir.

PLC Tarihi
PLC’ ler ilk defa 1960′ lı yıllarda geliştirilmişlerdir. Böyle bir cihazın geliştirilmesindeki temel amaç karmaşık bir yapısı ve yüksek maliyeti olan röle temelli makine kontrol sistemlerine bir alternatif geliştirme ihtiyacıdır. Bu anlamda Bedford firması MODICON ismiyle ilk ticari PLC cihazını geliştirmiştir.

Üretim ihtiyaçları değiştiğinde kontrol sistemlerininde yeni durumlara uyum sağlayacak şekilde yeniden düzenlenmesi gerekir. Sık sık yapılan bu değişiklikler röle tabanlı sistemlerde oldukça pahalıya mal olmaktaydı. Ayrıca röleler mekanik malzemeler olduğu için çalışma ömürleri de nispeten kısaydı ve sürekli bakım ihtiyaçları vardı. Özellikle röle sayısının fazla olduğu kontrol sistemlerinde bakım işlemleri de bir işkence halini almaktaydı.

Yeni geliştirilen kontrol cihazlarının kolay programlanabilir ve bakım yapılabilir yapıda olması planlandı. Ayrıca uzun ömürlü ve programları kolayca değiştirilebilir şekilde olmalıydı.

PLC’ lerin İç Yapısı

PLC’ ler ana olarak CPU, bellek, giriş/çıkış işlemleri için ayrılmış devrelerden oluşur. Bir PLC cihazını içerisinde yüzlerce veya binlerce bağımsız röle, sayıcı ve data saklayıcı içeren bir kutu olarak düşünebiliriz. Bu sayıcı ve zamanlayıcılar fiziksel olarak bulunmamalarına rağmen yazılımsal olarak simüle edilmektedirler.

Plc’de her bir parçanın görevleri

Giriş Röleleri : Bu röleler dış dünyaya bağlanır. Fiziksel olarak bulunurlar ve anahtar, sensör vb cihazlardan sinyal alırlar. Yeni nesil PLC’ lerde bunlar mekanik röleler değil transistörlerden oluşur.

Dahili Yardımcı Röleler : Bu röleler dış dünyadan sinyal almazlar ve fiziksel olarak bulunmazlar. Sanal olarak bulunurlar, PLC’ ler bu sayede harici rölelerin kullanımına son vermiştir. Ayrıca sadece özel bir görevi yapmak için ayrılmış rölelerde bulunmaktadır.

Sayıcılar : Bunlarda fiziksel olarak bulunmazlar. Darbeleri sayabilmek üzere programlanabilirler. Yukarı, aşağı veya hem yukarı hemde aşağı sayabilen sayıcı çeşitleri bulunmaktadır. Bu sanal sayıcıların hızları sınırlıdır. Bu yüzden hassas uygulamalar için harici sayıcılar kullanmak gerekebilir.

Zamanlayıcılar : Bunlarda fiziksel olarak bulunmazlar. Değişik biçimlerde olabilir. En fazla kullanılan tipler açmada gecikmeli tip ve kapanmada gecikmeli türlerdir. Bu iki zamanlayıcınında çekme veya açmada kalıcı veya kalıcı olmayan çeşitleri vardır.

Çıkış Röleleri : Bunlar dış dünyaya bağlanırlar. Fiziksel olarak bulunmaktadırlar selonoidlere, lambalara ve benzeri şeylere on/off sinyalleri gönderirler. Seçilen modele göre transistör, röle veya triyak olabilir.

Veri Saklama : Burada kayıtlar depolanır. Enerji kesildiğinde de verileri saklayabilirler.

PLC’ nin Çalışması

PLC içine yüklenen programı sürekli olarak tarayarak çalışır. Tarama döngüsünü 3 ana adım olarak düşünebiliriz. Genellikle 3 adımdan fazla olmasına rağmen burada en önemli kısımlar anlatılacaktır.

Adım 1 Girişlerin Kontrolü : PLC tüm girişleri kontrol eder, açık veya kapalı olma durumlarını gözden geçirir. Diğer bir deyişle girişlere bağlı sensörlerin durumlarını inceler. Bu bilgiyi diğer adımda kullanmak üzere belleğine kaydeder.

Adım 2 Programın Çalıştırılması : PLC bu adımda programın her adımı bir yönergesini çalıştıracak şekilde işler. Örneğin programınız birinci girişi ON ise ilk çıkışı ON yapacak şekilde ayarlanmış olsun. Bir önceki adımdan girişlerin değerleri bilindiği için buna göre işlem yapılır ve sonuçlar bir sonraki adıma kadar bellekte saklanır.

Adım 3 Çıkış Durumlarını Güncelleme : Son olarak PLC çıkışlarının durumlarını günceller.

Üçüncü adımdan sonra PLC ilk adıma geri döner ve bu döngü böylece devam eder.

Cevap Zamanı

Bir PLC’ nin toplam cevap zamanı satınalmada gözönünde bulundurulması gerekli bir değerdir. Aynı insan beyninde olduğu gibi PLC’ ler bir olaya reaksiyon verebilmek için belli bir süreye ihtiyaç duyarlar. Birçok uygulamalada bu süre önemli olmamasına rağmen bazı hassas projelerde önem kazanmaktadır.

Bir PLC ‘ de toplam cevap zamanı aşağıdaki bileşenlerden oluşur :

Giriş Cevap Zamanı + Program Çalışma Zamanı + Çıkış Cevap Zamanı = Toplam Cevap Zamanı

Röleler

Röleyi elektromanyetik bir anahtar olarak düşünebiliriz. Sargılarına bir voltaj uygulandığında manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan röle içindeki kontağı çeker ve kontağın kapanmasını sağlar. Kontak bir anahtar olarak düşünülebilir ve iki nokta arasında elektrik akımı akmasını sağlar.

Aşağıdaki şemada basit bir zil uygulaması gösterilmektedir. Görüldüğü gibi rölenin sargılarına enerji verildiğinde kontağı kapatır ve zilin çalmasını sağlar.

Görüldüğü gibi devrenin iki ayrı kısmı bulunmaktadır. Mavili kısım DC devre, kırmızılı kısım ise AC devredir.

Röleleri Değiştirmek

Bir sonraki adımımızda rölelerin yerini PLC alacaktır. PLC’ lerin bir sistemi kontrol edebilmesi için ne yapmasını bilmesi gerekmektedir. Bunun için PLC’ nin programlanması gerekir.

İlk Adım

Kullanacağımız bütün parçaları PLC’ lerin anlayacağı şekilde anlatmamız gerekmektedir. PLC anahtar, röle, zil vb. şeyleri algılamaz. Bunun yerine giriş, çıkış, bobin, kontak gibi şeyleri kullanır. Giriş yapan veya çıkış yapılan cihazın ne olduğuyla ilgilenmez. PLC için önemli olan sadece giriş ve çıkışlardır. PLC ‘ lerde ladder diyagram ile programlama yapılacaksa giriş sembolü aşağıdaki gibidir.

Çıkış sembolü ise aşağıdaki gibi olacaktır.

İkinci Adım

PLC’ ye herşeyin nereye yerleştirildiği anlatılmalıdır. Diğer bir deyişle her cihaza bir adres verilmesi gereklidir.

Son Adım

Bu şemayı sıralı mantıksal olaylar dizisine dönüştürmek gereklidir. Programda bir olay olduğunda PLC’ de ne gerçekleşmesi gerektiği anlatılır. Zil örneğinde hatırlayacağınız gibi operatör anahtarı kapattığında zil çalmaktaydı. Bunu ladder diyagramı ile anlatacak olursak :

Lojik Mantık Kapılarının Ladder Diyagram İle Gösterilmesi

Normalde Açık Kontak : Kontağın normal değeri lojik 0′ dır. Lojik 1 sinyali uygulandığında çıkışına sinyal gönderebilir.

Normalde Kapalı Kontak : Kontağın normal değeri lojik 1′ dir. Bu kontağa lojik 1 sinyal gönderdiğinde kontak açılır ve çıkışına sinyal göndermeyi keser.

VE Kapısı

İki veya daha fazla kontağın seri bağlanmasıyla oluşur. Her iki kontakta kapanmadan çıkışına sinyal gönderemez.

VEYA Kapısı

İki veya daha fazla kontağın paralel bağlanmasıyla oluşur. Çıkışa sinyal gönderebilmek için kontaklardan herhangi birisinin kapalı olması yeterli olacaktır.

VE DEĞİL Kapısı

VEYA DEĞİL Kapısı

ÖZEL VEYA Kapısı