I. Giriş
Modern endüstriyel otomasyon kontrol sistemlerinde PLC'ler (Programlanabilir Lojik Kontrolörler) çok önemli bir rol oynamaktadır. PLC, çeşitli cihazların ve süreçlerin programlama yoluyla otomatik kontrolünü sağlayan, endüstriyel ortamlar için özel olarak tasarlanmış bir bilgisayardır. Bu makale, okuyuculara kapsamlı ve derinlemesine bir anlayış sağlamak- amacıyla PLC'lerin nasıl çalıştığını ayrıntılı olarak açıklayacak ve farklı alanlardaki uygulamalarını araştıracaktır.
II. PLC Nasıl Çalışır?
PLC'nin çalışma prensibi "sürekli bir döngü içerisinde sıralı tarama" olarak özetlenebilir. Özellikle PLC'nin çalışması aşağıdaki aşamalara ayrılabilir:
Giriş Örnekleme Aşaması
Giriş örnekleme aşaması sırasında PLC, tüm giriş durumlarını ve verileri tarama şeklinde sırayla okur ve bunları I/O görüntü alanının karşılık gelen birimlerinde saklar. Bu işlem nokta nokta gerçekleştirilir; yani, tüm harici dijital ve analog girişlerin durumları ve verileri ilk olarak PLC içindeki karşılık gelen giriş görüntü kayıtlarında okunur ve saklanır. Bu noktada, giriş görüntü kayıtları temizlenir ve sistem, kullanıcı programı yürütme aşamasına ve çıkış güncelleme aşamasına geçer. Bu iki aşama sırasında giriş durumları ve veriler değişse bile, G/Ç görüntü alanının karşılık gelen birimlerindeki durumlar ve veriler değişmeden kalır. Bu nedenle, bir darbe sinyali girilirse, girişin her koşulda okunabilmesini sağlamak için darbe genişliği bir tarama döngüsünden daha büyük olmalıdır.
Kullanıcı Programı Yürütme Aşaması
Kullanıcı programının yürütülmesi aşamasında, PLC her zaman kullanıcı programını (merdiven diyagramı) yukarıdan aşağıya doğru sırayla tarar. Her bir ladder diyagramını tararken, öncelikle sol taraftaki-çeşitli kontaklardan oluşan-kontrol devresini tarar ve bu kontrol devresinde soldan sağa ve yukarıdan aşağıya sırayla mantıksal işlemler gerçekleştirir; Daha sonra, mantıksal işlemlerin sonuçlarına bağlı olarak, mantık bobini için sistem RAM'indeki ilgili bitin durumunu günceller veya çıkış bobini için G/Ç görüntü alanındaki karşılık gelen bitin durumunu günceller veya merdiven diyagramı tarafından belirtilen özel fonksiyon talimatlarının yürütülüp yürütülmeyeceğini belirler.
Çıktı Güncelleme Aşaması
Kullanıcı programı taraması tamamlandıktan sonra PLC, çıkış güncelleme aşamasına girer. Bu aşamada CPU, I/O görüntü alanındaki ilgili durumlara ve verilere göre tüm çıkış mandal devrelerini yeniler ve ardından ilgili çevresel aygıtları çıkış devreleri aracılığıyla çalıştırır. Bu, PLC'nin gerçek çıkışının gerçekleştiği zamandır.
Bu üç aşamanın sürekli döngüsü sayesinde PLC, harici cihazların ve süreçlerin otomatik kontrolünü sağlar.
III. PLC uygulamaları
Oldukça verimli ve güvenilir bir endüstriyel otomasyon kontrol cihazı olarak PLC, çeşitli alanlarda yaygın uygulama alanı bulmuştur. Aşağıdakiler PLC'lerin birkaç ana uygulama alanıdır:
Endüstriyel Otomasyon
PLC'ler, üretim hattı kontrolü, robot kontrolü ve lojistik sistem kontrolü gibi endüstriyel üretim süreçlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Programlama yoluyla PLC'ler üretim süreçlerinin izlenmesini, ayarlanmasını ve optimizasyonunu otomatik hale getirebilir, böylece üretim verimliliğini ve kalitesini artırabilir. Örneğin, otomatikleştirilmiş bir üretim hattında bir PLC, her iş istasyonunun çalışmasını üretim ihtiyaçlarına göre kontrol edebilir, böylece üretim sürecinin otomasyonunu ve akıllı kontrolünü sağlayabilir.
Bina Otomasyonu
PLC'ler aydınlatma, havalandırma ve bina güvenliği gibi bina sistemlerini kontrol etmek için kullanılabilir. Programlama yoluyla PLC'ler, bina ekipmanlarının akıllı kontrolünü ve ayarlanmasını sağlayarak enerji verimliliğini ve konforu artırır. Örneğin akıllı binalarda PLC'ler, iç mekan aydınlatma koşullarına ve bina sakinlerinin faaliyetlerine göre aydınlatma sistemlerinin parlaklığını ve renk sıcaklığını otomatik olarak ayarlayarak hem enerji tasarrufu hem de gelişmiş konfor sağlayabilir.
Toplu taşıma
PLC'ler trafik sinyallerini, istasyonlarda ve havalimanlarındaki bagaj taşıma sistemlerini ve otomatik yük taşıma sistemlerini kontrol etmek için kullanılabilir. Programlama yoluyla PLC'ler, trafik akışına ve talebe göre trafik sinyali dizilerini ve zamanlamasını gerçek zamanlı olarak ayarlayabilir, böylece trafik akışını optimize edebilir ve sıkışıklığı azaltabilir. Örneğin, akıllı ulaşım sistemlerinde PLC'ler, yol trafiği verimliliğini artırmak için gerçek zamanlı trafik verilerine dayalı olarak trafik sinyali zamanlama planlarını-ayarlayabilir.
Güç Sistemleri
PLC'ler, trafo merkezi kontrolü ve koruması, iletim hattı izleme ve şebeke dağıtımı da dahil olmak üzere güç sistemlerinin otomatik kontrolü için kullanılabilir. PLC'ler, programlama yoluyla güç sistemlerinin istikrarlı ve güvenli çalışmasını sağlamak için gerçek-zamanlı izleme ve otomatik ayarlamalar gerçekleştirebilir. Örneğin akıllı şebekelerde PLC'ler, şebekenin operasyonel durumunu gerçek zamanlı olarak izleyebilir ve güç ekipmanının çalışma parametrelerini, güç arzı ve talebini dengeleyecek şekilde otomatik olarak ayarlayabilir.
Atıksu Arıtma
PLC'ler, akış regülasyonu, basınç regülasyonu, su seviyesi kontrolü ve proses kontrolü dahil olmak üzere atık su arıtma proseslerinde otomatik kontrol için kullanılabilir. Programlama yoluyla PLC'ler, arıtma verimliliğini ve su kalitesini artırmak için atık su arıtma süreçlerini otomatik olarak izleyebilir ve ayarlayabilir. Örneğin, bir atık su arıtma tesisinde bir PLC, uygun deşarjı sağlamak için su kalitesi test verilerine dayalı olarak arıtma ekipmanının çalışma parametrelerini otomatik olarak ayarlayabilir.
IV. Özet
Oldukça verimli ve güvenilir bir endüstriyel otomasyon kontrol cihazı olarak PLC'ler, çeşitli alanlarda yaygın uygulama alanı bulmuştur. Çalışma prensipleri, giriş örnekleme aşaması, kullanıcı programı yürütme aşaması ve çıktı yenileme aşaması yoluyla harici ekipmanın ve süreçlerin otomatik kontrolünü sağlayan "sürekli bir döngüde sıralı taramaya" dayanmaktadır. Endüstriyel otomasyonun sürekli ilerlemesi ve Endüstri 4.0'ın ilerlemesiyle birlikte, PLC'lerin uygulaması daha da yaygınlaşacak ve{3}}derinleşecek, endüstriyel otomasyon kontrolüne daha fazla olanak ve fırsatlar getirecek.