Komple Endüstriyel Otomasyon PLC'si
Çözümler
Programlanabilir Lojik Kontrolörler (PLC'ler), endüstriyel otomasyonun temel cihazlarından biridir ve fabrikaların otomatik bir şekilde çalışmasını sağlayan önemli bir uygulamadır. PLC'ler genellikle mantıksal kontrol, sıralı kontrol, zamanlama kontrolü, sayma kontrolü ve diğer işlemler için özel olarak tasarlanmış, birden fazla modülden oluşan modüler sistemlerdir. Bu makalede PLC'lerin endüstriyel otomasyondaki uygulamalarının yanı sıra ST (STMicroelectronics) tarafından özellikle PLC uygulamaları için geliştirilen ilgili çözümler tanıtılacaktır.
Lojik kontrol ile endüstriyel otomasyon ekipmanlarının çalışmasının kontrol edilmesi
PLC'ler çeşitli otomasyon sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kontrol ünitesini (genellikle merkezi işlem ünitesi, CPU olarak anılır) ve çoklu giriş/çıkış veya diğer fonksiyonel modülleri (genişletme modülleri) örnek olarak alırsak, kontrol ünitesi genişletme modülleriyle özel bir veri yolu (tipik olarak arka panel arayüzü olarak bilinen müşteriye-özel bir veri yolu) aracılığıyla iletişim kurar. Kontrol ünitesi döngüsel olarak çalışır ve genişletme modülleri ile düzenli olarak veri alışverişinde bulunur. Giriş/çıkış modülleri, bir tarafta sensörler tarafından algılanan çeşitli fiziksel değişkenler hakkında bilgi sağlayarak ve diğer tarafta farklı aktüatörleri çalıştırarak otomatik süreçlerle etkileşimi mümkün kılarak tesisin işleme tarafıyla arayüzler/bağlantılar kurar. Çeşitli fieldbus'lar ve endüstriyel Ethernet ağları için bağlantı sağlamak üzere her modülün tam otomatik bir sisteme entegre edilmesi gerekir.
Endüstriyel otomasyonda PLC'lerin temel işlevleri, önceden programlanmış mantık programlarına dayalı olarak ekipmanın çalışmasının kontrol edilmesini içeren mantıksal kontrolü içerir-. Örneğin PLC'ler, sensör girişlerine göre bir makinenin başlatılıp başlatılmayacağını belirleyebilir. Sıralı kontrol açısından PLC'ler, her işlemin zamanında tamamlanmasını sağlamak için otomatik üretim hatlarında işlemleri belirli bir sırayla yürütebilir.
Ek olarak, PLC'lerdeki dahili zamanlayıcılar ve sayıcılar hassas zaman kontrolü ve malzeme sayımı için kullanılabilir. Modern PLC'ler ayrıca sıcaklık ve basınç gibi analog sinyalleri işlemelerine olanak tanıyan analog giriş/çıkış yeteneklerine de sahiptir. PLC'ler, uzaktan izleme ve kontrolü kolaylaştırmak için çeşitli iletişim protokolleri aracılığıyla diğer cihazlarla iletişim kurabilir ve sistem hatalarını tespit edip teşhis edebilir ve mümkün olduğunda otomatik olarak çalışmaya devam edebilir.
PLC'ler çeşitli otomatik ekipman türlerinin koordineli çalışmasını kontrol edebilir
PLC'ler, çeşitli ekipman türlerinin koordineli çalışmasını kontrol etmek ve böylece üretim verimliliğini artırmak için otomatik üretim hatlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kimya ve yiyecek-içecek gibi endüstrilerde üretim sürecindeki sıcaklık, basınç ve sıvı seviyesi gibi çeşitli parametreleri kontrol etmek için PLC'ler kullanılabilir. Ayrıca PLC'ler, CNC takım tezgahları ve paketleme makineleri gibi mekanik ekipmanların hassas çalışmasını sağlamak amacıyla çalışmasını kontrol etmek için kullanılabilir.
PLC'ler ayrıca klima, aydınlatma, güvenlik sistemleri ve daha fazlasını kontrol etmek için bina otomasyonunda da uygulanabilir. Su arıtma ve atık su arıtma sistemlerinde, otomatik çalışmayı sağlamak amacıyla pompaları, vanaları ve diğer ekipmanları kontrol etmek için PLC'ler kullanılabilir. Enerji yönetimi sistemlerinde, enerji-tasarrufu etkileri elde etmek amacıyla enerji dağıtımını ve tüketimini izlemek ve kontrol etmek için PLC'ler kullanılabilir. PLC'lerin esnekliği ve güvenilirliği, onları çeşitli karmaşık kontrol gereksinimlerine uyum sağlayabilen endüstriyel otomasyonun vazgeçilmez bir bileşeni haline getirir.
Fieldbus ve endüstriyel Ethernet uygulamalarında, Endüstri 4.0 ve endüstriyel IoT uygulamalarında kablolu iletişim teknolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu teknoloji, insan-makine arayüzlerini (HMI'lar), programlanabilir mantık denetleyicilerini, makineleri, G/Ç'yi, sürücüleri, aktüatörleri ve sensörleri bağlamak için geleneksel fieldbus'lardan Ethernet-tabanlı veri yollarına geçiş yaparak sürekli olarak gelişmektedir.
İnsan-makine arayüzleri, ekipmanı etkili bir şekilde kontrol etmemize ve makine geri bildirimlerine göre kararlar almamıza yardımcı olur. Bu arayüzler, fabrika otomasyonu için doğrudan makinelere monte edilen basit ekranlar veya tüm üretim hatlarını kontrol etmek için kullanılan çoklu-dokunmatik ekran panelleri olabilir. Ek olarak, Endüstri 4.0'a ulaşmak için PLC'ler, çift yönlü noktadan noktaya veri bağlantıları (aktüatör ve sensör düzeyine kadar) için IO-Bağlantı iletişim ağlarını (IEC 61131-9) kullanabilir; bu, veri ön işlemeyi, sensör parametre ayarlamasını ve gelişmiş tanılamayı destekler.
Dijital G/Ç modüllerinin uygulanmasında, giriş/çıkış (G/Ç) modülleri giriş cihazlarından (yakınlık, basınç, sıcaklık sensörleri ve düğmeler dahil) ve vanalar, röleler ve aydınlatma armatürleri (çıkış cihazları) gibi kontrol aktüatörlerinden veri toplar. Bu modüller PLC kontrol kabinlerine eklenebilir veya bir fabrika içindeki üretim ekipmanlarına entegre edilebilir.
Bir PLC'de PLC kontrol ünitesi, giriş cihazlarından gelen verileri işlemek ve çıkışları kontrol etmek için birincil yapı taşıdır. Gerekli işlevselliği sağlamak için I/O modülleriyle entegre edilebilir. PLC kontrol ünitesi ayrıca çeşitli fieldbus'lara (PROFIBUS, Modbus ve CANopen dahil), endüstriyel Ethernet'e (Profinet ve EtherCAT gibi), kablosuz teknolojilere ve sisteme bağlı arka panel veri yollarına bağlantıları da destekler.
