PLC (Programlanabilir Lojik Denetleyici), endüstriyel otomasyonda yaygın olarak kullanılan bir kontrol cihazıdır. Kullanıcının programladığı kontrol mantığını temel alarak çeşitli giriş sinyallerini işler ve değerlendirir, ardından otomatik üretim süreci kontrolü elde etmek için karşılık gelen kontrol sinyallerinin çıktısını verir. Bu makale, PLC'lerin temel çalışma prensiplerine ve tarama çalışma moduna ayrıntılı bir giriş sunmaktadır.
I. PLC’nin Temel Çalışma Prensipleri
PLC'nin çalışma prensibi öncelikle aşağıdaki adımları içerir:
1. Giriş Sinyali Toplama:PLC, giriş modülleri aracılığıyla sahadan dijital sinyaller ve analog sinyaller gibi çeşitli sinyalleri alır. Bu sinyaller, PLC'nin dahili sistemi tarafından tanınabilen dijital sinyallere dönüştürülmeden önce opto-izolasyon ve filtreleme gibi işlemlere tabi tutulur.
2. Program İşleme:PLC, kullanıcı-programlı kontrol mantığına göre giriş sinyallerini işler ve değerlendirir. Program işleme öncelikle mantıksal işlemler, aritmetik hesaplamalar ve veri dönüştürme gibi işlevleri içerir. Programın işlenmesi sırasında PLC, farklı koşullara bağlı olarak ilgili kontrol komutlarını üretir.
3. Çıkış Sinyali Kontrolü:PLC, işlenen kontrol komutlarını çıkış modülüne gönderir. Çıkış modülü, dijital sinyalleri saha için gerekli sinyal formatlarına dönüştürür (dijital sinyaller, analog sinyaller vb.) ve bunları aktüatörlere (röleler, servo motorlar vb.) gönderir, böylece üretim süreci üzerinde kontrol sağlar.
4. İletişim ve İzleme:PLC'ler, uzaktan izleme ve kontrol sağlamak için iletişim arayüzleri aracılığıyla diğer cihazlarla (ana bilgisayarlar, dokunmatik ekranlar vb.) veri alışverişini sağlayan iletişim yeteneklerine sahiptir. Aynı zamanda, PLC'ler gerçek-zamanlı çalışma durumunu ve arıza bilgilerini kendi ekranları aracılığıyla görüntüleyebilir.
II. PLC Tarama Çalışma Modunun Özellikleri
PLC tarama işleminin özellikleri öncelikle aşağıdaki hususlarda yansıtılmaktadır: İlk olarak, PLC'ler "sıralı tarama, sürekli döngü" çalışma modunu kullanır. Tarama periyodu veya çalışma döngüsü olarak da bilinen her tarama döngüsü, CPU'nun ilk talimatı yürütmesiyle başlar. Daha sonra kullanıcı programını tamamlanana kadar sırayla satır satır yürütür, ardından yeni bir tarama döngüsü başlatmak için ilk talimata geri döner. İkinci olarak, PLC programının yürütülmesi, soldan{3}}sağa-sağa, yukarıdan{-yukarıdan-alta ilkesine bağlı kalarak periyodik bir tarama modelini izler.
Ek olarak, her tarama döngüsü üç adımdan oluşur: giriş örneklemesi, program yürütme ve çıktı yenileme. Böylece PLC'nin çalışması sürekli olarak bu şekilde döngü yapar. Son olarak, merkezi örnekleme ve merkezi çıktı nedeniyle, giriş/çıkış gecikmesi meydana gelir ve bu da yanıt gecikmelerine neden olur. Bunlar PLC tarama işleminin temel özelliklerini oluşturur.
III. PLC Tarama Çalışma Modu
PLC tarama çalışma modu öncelikle aşağıdaki aşamalara ayrılmıştır:
PLC tarama çalışma modu üç ana aşamadan oluşur: giriş örnekleme aşaması, kullanıcı programı yürütme aşaması ve çıkış yenileme aşaması.
1. Giriş Örnekleme Aşaması
Giriş örnekleme aşaması sırasında PLC, tüm giriş durumlarını ve verileri sırayla tarar ve okur, bunları G/Ç görüntü alanı içindeki ilgili birimlerde saklar. Giriş örneklemesinin tamamlanmasının ardından sistem, kullanıcı programının yürütülmesi ve çıkış yenileme aşamasına geçer. Bu iki aşama sırasında giriş durumları veya veriler değişse bile G/Ç görüntü alanındaki karşılık gelen birimler değişmeden kalır. Bu nedenle, eğer giriş bir darbe sinyali ise, girişin her koşulda yakalanmasını sağlamak için darbe genişliği bir tarama döngüsünü aşmalıdır.
2. Kullanıcı Programı Yürütme Aşaması
Kullanıcı programının yürütülmesi aşamasında, PLC her zaman kullanıcı programını (merdiven diyagramı) yukarıdan aşağıya doğru sırayla tarar. Her ladder diyagramını tararken öncelikle ladder diyagramın sol tarafındaki kontakların oluşturduğu kontrol devresini tarar. Daha sonra kontakların oluşturduğu kontrol devresinde soldan sağa ve yukarıdan aşağıya mantıksal işlemleri gerçekleştirir. Bu mantıksal işlemlerin sonuçlarına bağlı olarak, mantıksal bobin için sistem RAM depolama alanındaki karşılık gelen bitin durumunu günceller veya çıkış bobini için G/Ç görüntü alanındaki karşılık gelen bitin durumunu günceller veya merdiven diyagramı tarafından belirtilen özel fonksiyon talimatının yürütülüp yürütülmeyeceğini belirler. Yani, kullanıcı programının yürütülmesi sırasında yalnızca G/Ç görüntü alanı içindeki giriş noktalarının durumu ve verileri değişmeden kalır. G/Ç görüntü alanı veya sistem RAM'indeki diğer çıkış noktalarının ve yazılım aygıtlarının durumu ve verileri değişebilir. Ayrıca, yığında daha yüksek konumdaki merdiven diyagramlarının uygulama sonuçları, bu bobinleri veya verileri kullanan sonraki merdiven diyagramlarını etkiler. Bunun tersine, yenilenen mantık bobini durumu veya alt-seviye merdiven diyagramlarından gelen veriler, bir sonraki tarama döngüsü sırasında yalnızca üst-seviye merdiven diyagramlarını etkiler.
3. Çıktı Yenileme Aşaması
Kullanıcı programı taramasının tamamlanmasının ardından PLC, çıkış yenileme aşamasına girer. Bu süre boyunca CPU, G/Ç görüntü alanındaki ilgili durum ve verilere dayalı olarak tüm çıkış mandallarını yeniler ve ardından ilgili çevre birimlerini çıkış devresi üzerinden çalıştırır. Bu, PLC'nin gerçek çıkışını oluşturur.
Özetle, bir PLC'nin temel çalışma prensibi, giriş modülleri yoluyla alan sinyallerinin toplanmasını, bunların kullanıcı tarafından programlanan kontrol mantığına göre işlenmesini ve değerlendirilmesini ve ardından otomatik üretim süreci kontrolünü sağlamak için aktüatörlerin çıkış modülleri aracılığıyla kontrol edilmesini içerir. PLC'nin tarama işlemi, sistem kendi kendini-test etme, giriş taraması, program işleme, çıkış taraması, iletişim ve izlemeyi içeren aşamalardan oluşur. Bu aşamalar, otomatik üretim süreci kontrolünü gerçekleştirmek için PLC'nin sürekli olarak tekrarladığı bir tarama döngüsü oluşturur.