Bu program, sunucu tarafından Temiz olarak işaretlendi.
Giriş
01
Bu, 8 bölümlük bir serinin ilk bölümü.
02
Bu seri, programlanabilir mantık kontrolörleri (PLC) üzerine.
PLC nedir diye soruyorsunuz?
Kısa bir tanımla, genel amaçlı bir endüstriyel kontrol cihazıdır.
Endüstrinin her alanında, fabrikalarda, kamu hizmetlerinde ve endüstriyel makinelerin kontrol edilmesi gereken her yerde kullanılırlar.
03
Tamamen entegre bir sistemdir; donanım, yazılım ve geliştirme ortamı, otomatik endüstriyel ekipmanlar için özel olarak tasarlanmıştır.
Onları tanımlamak için en kolay yol, onlara öncülü olan tarihsel arka planı vererek başlamaktır.
04 Otomasyonun İlk Günleri
Muhtemelen 19. yüzyılın başlarında Jacquard dokuma tezgahından ve onun delikli kartları kullanmasından haberdarsınız, bu da bilgisayarlara giden teknolojilerden biriydi.
Ancak burada amacımıza uygun olarak, bu bir endüstriyel otomasyon kontrol sisteminin erken biçimiydi, çünkü bir fabrikadaki bir makineyi kontrol ediyordu.
05
Diğer makine türler için, karmaşık bir makinenin çeşitli parçalarının koordineli bir şekilde hareket etmesini sağlamak için yaygın olarak mekanik bir yöntem kullanılıyordu.
Bir şaft veya şaftlar üzerinde konumlandırılmış bir dizi kam, dişliyle bağlantılı, makinenin parçalarını hareket ettirebilir, vanaları açıp kapatabilir ve makinenin parçalarını genel olarak koordine edebilirdi.
20. yüzyılın başlarında fabrikalarda elektrik kullanımının yaygınlaşmasıyla, artık yeni elektrik teknolojisini kontrol ve otomasyon işlevleri için kullanmak mümkün oldu.
06 Devre Mantığının Arka Planı
PLC'leri anlamak için bu elektrik-mekanik terimlerini açıklamam gerekecek, çünkü bu terimleri ve arkadaki kavramları anlamak PLC'leri anlamak için gereklidir, zira PLC'ler önceki versiyonlarının bir evrimi olup aynı terimleri kullanır.
PLC'lerden önce yaygın olarak "relay mantığı" olarak bilinen bir şey vardı.
07 Bir Relay Nedir?
Bir relay, elektrik akımının akışına yanıt veren ve kontrol eden elektrik-mekanik bir cihazdır.
Bir relay'in içinde bir "koil" vardır, adından da anlaşılacağı gibi bu, iletken telden sarılmış bir koildir.
Koili enerjiyle (yani ona elektrik akımı uygulayarak) uyarıldığında, bir elektromanyet oluşturur.
08
Bu elektromanyet, bir armatör çeker.
Armatör, koil uyarıldığında ona çekilen hareketli bir metal parçadır.
Aktif hale getirilen devrede "kapatma" denilir.
Devre dışı bırakma "açma" olarak adlandırılır.
Bu durumların alternatif isimleri sırasıyla "çeker içe" ve "dışarıya düşer"dir.
09
Armatör bir veya daha fazla temasa takılır.
Bir teması bir anahtar gibi düşünebilirsiniz.
Anahtar bir yöne döndürüldüğünde, elektrik yolu kapatılır ve akım akabilir.
Diğer yöne döndürüldüğünde, elektrik yolu kesilir ve akım akışı kesintiye uğrar.
10
Temaslar normalde açık olabilir, bu durumda yol kapatılır ve akım devreyi açtığında akabilir.
Alternatif olarak, normal olarak kapalı olarak da kapatılabilirler, bu durumda yol kapatılır ve röle kapatıldığında akım akar.
Bir röle, hem normal olarak açık hem de normal olarak kapalı dahil olmak üzere birden fazla temasa sahip olabilir.
Bu terimleri hatırlayın: bobin, temas, normal olarak açık ve normal olarak kapalı.
11. Bir Tutma Rölesi Nedir?
Bir tutma rölesi olarak bilinen özel bir röle türü vardır.
Bu, sadece ara sıra röle kontrol devrelerinde kullanılırdı, ancak bu konseptler gerçek PLC'ler hakkında konuşurken daha önemli hale gelecek.
Bir tutma rölesi iki bobine sahiptir.
Bir bobin, röleyi açmak veya "ayarlamak" için kullanılır.
Diğer bobin, relayı kapatmak veya "sıfırlamak" için kullanılır.
12
Relay ya mekanik bir kilit mekanizmasına ya da bir mıknatıs kullanır, bu da set (veya başka bir deyişle, kapalı) konumda kalmasını sağlar, hatta set bobini enerjiden yoksun bırakılırsa bile.
Relayı sıfırlamak veya "açmak" için sıfırlama bobinini enerjiletmelisiniz.
Kilitli bir relay, makine güç kaynağı kapatıldığında bile son durumunu koruyan bir "bit" hafızasının eşdeğerini sağlar.
13
Kilitli relayler, relay mantık devresinin son durumunu hatırlamasının önemli olduğu uygulamalarda kullanılmıştır.
Relay kontrol devrelerinde sıkça kullanılmazlar, çünkü daha yüksek maliyetleri ve karmaşıklıkları vardır, ancak kavram, benzer maliyet endişeleri olmadan yazılım düzeyinde eşdeğer işlevi yerine getirecek şekilde PLC programlarında daha geniş ölçüde kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
14
Bu nedenle, PLC programlarında set ve sıfırlama çok daha sık kullanılacaktı, gerçek relaylerken böyle değildi.
Bu terimleri hatırlamanız gereken şeyler listesine ekleyin - kilitleme, kilidi açma, set ve sıfırlama.
15 "Kontaktör Nedir?"
Şimdi geçecek olabilecek başka bir terimi hatırlatayım.
Bu "kontaktör".
Temel olarak büyük bir devreyi açıcıdır.
Tipik olarak motorlar ve ısıtıcılar gibi büyük elektrik yüklerini kontrol etmek için kullanılır.
16
Daha küçük devreyi açıcılar genellikle sadece "devreyi açıcılar" olarak adlandırılır veya bazen "kontrol devreyi açıcıları" olarak adlandırılır.
Bu, mantık devreleri oluşturmak veya ışıklar gibi daha küçük elektrik yüklerini veya pnömatik veya hidrolik vanaları kontrol etmek için kullanılabilir.
Bu, çok fazla teknik terim gibi görünebilir, ama sabırlı olun, uygun yerlerde bilgisayarlara benzetmeler yapacağım.
17 Giriş ve Çıkış Cihazları
Eğer yararlı bir iş yapmak istiyorsanız, bazı I/O'ya ihtiyacınız olacak.
Tipik giriş cihazları şunları içerir.
18
Düğmeler.
Bu, operatörün makineye bir şey yapması için basılan düğmelerdir.
19
Seçici anahtarlar.
Bu, tipik olarak döndürülerek açılıp kapatılan ve konumlarını koruyan anahtarlardır.
Bu, birden fazla pozisyonu olabilir, her biri ayrı bir girişi etkinleştirebilir.
20
Pilot ışıklar. Bu, operatörü bilgilendirmek için kullanılan ışıklardır.
21
Sınır anahtarları.
Bu, makinenin parçalarının operatörün etkinleştirmesine yerine etkinleştiği mekanik anahtarlar.
Bu, makinenin çeşitli parçalarının herhangi bir zamanda hangi konumda olduğunu belirlemek için kullanılabilir.
22
Yakınlık sensörleri.
Bu esasen katı hal sınır anahtarlarıdır ve mekanik anahtarlara göre daha güvenilirler çünkü aşınmaya daha az maruz kalırlar.
Bu, yaygın olarak "proks" olarak kısaltılır.
23
Solenoid vanalar.
Bu, elektromanyetik bir bobinin etkinleştirildiği bir geçiş gibi.
Ancak, başka bir elektrikli teması etkinleştirmek yerine, bir hava veya hidrolik vanasını etkinleştirir.
Bu vana, hava veya hidrolik sıvısının bir silindir içindeki pistonu hareket ettirdiği ve bu da makinenin mekanik bir parçasını hareket ettirdiği tipik olarak izin verir.
Tipik bir makine, çok sayıda yakınlık sensörü ve solenoid vanası ile donatılmıştır.
24 Geçiş Mantığı
Tüm bu girişler ve çıkışlar, onları koordine etmek için bir tür mantığa ihtiyaç duyar.
İşte kontrol geçişlerinin ortaya çıkışı.
25
Bir elektrikli cihazın çıkışının başka bir elektrikli cihazı kontrol edebilmesi bir transistör gibi geliyorsa, evet, geçişler elektronik transistörlere benzetilebilir.
Ancak, transistörler 20. yüzyılın ortalarına kadar bir icat olsa da, devrelere 19. yüzyılın ortalarından kalma bir tarih vardır.
26
Transistörlerle aynı şekilde, devrelere anahtarlar ve diğer giriş cihazlarından gelen girişlerle birlikte mantığı bir kablolu ağa kodlamak mümkündür.
Sensörler ve devreleri doğru sırayla kablolayarak, bir makineyi otomatik bir şekilde kontrol etmek için oldukça karmaşık işlem dizilerini oluşturmak mümkündür.
27 Relay Mantık Boole
Devre kontaklarını seri kablolama "ve" koşulları oluşturur.
Paralel kablolama "veya" koşulları oluşturur.
Normalde kapalı devre kontaktları kullanarak "değil" koşulları oluşturur.
Bir devrenin kendi kontaktlarını bobinine geri besleyerek, bir devrenin kendi durumunu hatırlamasını sağlayabilirsiniz.
Herfor her bir boolean mantık devresindeki mantık bir parçası olarak düşünülebilir.
28 Zamanlayıcı ve Sayaç
Özel zamanlama röleleri, rölenin enerjiye girme veya enerjiyi kaybetme ve temasların kapanması veya açılması arasındaki zaman gecikmesi oluşturmak için kullanılabilir.
Enerji verildiğinde bir gecikme uygulayan zamanlama rölesi, "açık gecikme zamanlayıcısı"dır.
Enerji kesildiğinde bir gecikme uygulayan zamanlama rölesi, "kapatma gecikme zamanlayıcısı"dır.
29
Zamanlama röleleri genellikle pnömatikti.
Küçük bir lastik bükülme vanası, ayarlanabilir bir delikten yavaşça hava sızdırırdı.
Bükülme vanası, yeterli hava sızdırılana kadar rölenin kapanmasını veya açılmasını önler, bu da tipine bağlıdır.
Daha yüksek doğruluk veya daha uzun gecikmeler için motorlu saat zamanlayıcılar kullanılabilir.
30
Belirli bir sayının kez girilmesini gerektirmek için özel sayaç devresi zamanlayıcılar kullanılabilir, böylece çıkışları etkinleştirilir.
Sayaçlar genellikle bir dişli mekanizması kullanarak önceden ayarlanmış bir sayıya kadar sayar ve etkinleştirir.
31
Daha sonraki zamanlama ve sayaç devresi zamanlayıcılar ve sayaçlar elektronik bileşenler kullanıyordu, ancak bunlar devrelere göre oldukça geç geldiğinde, devrelere dayalı mantık geçerliliğini yitirmeye başlamıştı.
32 Elektrik Panelleri
Büyük sayıda devre panellerinde büyük elektrikli kasalarda monte edilir, kablolar arasında ve makineye monte edilmiş sınır anahtarları, vanalar ve diğer cihazlara da uzanır.
33 Mantık Devresi Tasarımı
Mantık veya program cihazların seçiminde ve bunları birbirine bağlayan kablolarda kodlanır.
Tasarım ve bu mantığı belgelemek için tasarımcı elektrik çizimleri oluştururdu.
Bu çizimler iki farklı tarzdan birine uyardı.
34
Bir tarzda, AC gücünde sıcak ve nötr veya DC gücünde pozitif ve negatif olan iki güç kablosu, çizimin sayfasının her iki yanında dikey çizgiler olarak çizilirdi.
Bu dikey çizgiler "raylar" olarak bilinir.
Kablolar daha sonra sayfada solundan sağa yatay olarak çizilir, düğmeler, anahtarlar ve röle temasları arasındaki bağlantılar, sağdaki röle bobinlerine veya pilot ışıklarına gösterilirdi.
35
Röle bobinleri ve röle temasları arasındaki fiziksel bağlantılar genellikle çizimlerde gösterilmezdi, ancak düğmeler veya çoklu temaslara sahip seçici anahtarlar için olabilir.
Bunun yerine, etiketlere veya isimlere bakarak hangi temasların hangi röle bobinleri, sınır anahtarları veya düğmelerle ilişkili olduğunu görebilirdiniz.
36
Cihazlar için standart adlandırma kuralları vardır, ancak burada detaylara girmeyeceğim.
Ancak bu, devre kartında bir sayfada röle bobinlerinin bulunabileceği ve bağlantıların çizimin başka bir yerinde olabileceği anlamına gelir.
Röle bobini yanında çapraz referans yazmak, çizimde bağlantılarının nerede kullanıldığını listelemek için alışılagelmişti.
37 Merdiven
Pratik anlamda, bu, mantık çiziminin birçok bağımsız yatay kablolama ve bağlantıların, merdivenlerin görünüşüne benzer şekilde birçok set halinde olma eğiliminde olduğu anlamına geliyordu.
Bu nedenle bu çizimler "merdiven diyagramları" veya "merdiven çizimleri" olarak biliniyordu.
Yatay öğeler "merdivenler" olarak biliniyordu.
38 Standart Semboller
Her tür cihazın bir standart sembolü vardı, böylece bir bakışta ne olduğunu görebilirdiniz.
Örneğin, bir röle bobini daire şeklindeydi.
Normalde açık bir röle teması, kablolu devrede bir kesintiyi ayıran iki kısa dikey çizgiydi.
Normalde kapalı bir röle teması, sadece normalde açık bir temas ile çapraz olarak çizilmiş bir diyagramdı.
39 Mantıksal Akış
Geleneksel olarak, çizimler üstten aşağı, soldan sağa okunurdu.
Asli uygulamada, işlemler paralel olarak gerçekleşebilirdi ve iki paralel işlemin hangisinin ilk tamamlandığını belirlemenin, bir "röle yarışı"na yol açabileceğini önlemek için dikkatli olmanız gerekiyordu.
Bir röle yarışı, hangi işlemin ilk tamamlandığına bağlı olarak öngörülemeyen sonuçlar üretebilirdi ve bu nedenle kaçınılmalıydı.
40
Mühendisler, teknisyenler ve elektrikçiler, bu merdiven diyagramlarını okumak ve anlamak konusunda yetkin olmaları bekleniyordu, böylece ekipman tasarlayabilir ve sorun giderebilirlerdi.
Den alan konusunda deneyimi olan biri için bu diyagramları okumak ve anlamak ikinci doğası haline geldi.
41 DIN Çizimleri
Daha önce iki tarz çizim olduğunu belirtmiştim.
Diğer tarz, Almanca Standartlar Enstitüsü anlamına gelen Deutsches Institut fur Normung (DIN) olarak bilinir.
Bu esasen sadece bir merdiven diyagramının yan yatmış hali, raylar soldan sağa yatay olarak uzanır ve basamaklar üstten aşağıya dikey olarak uzanır.
Burada DIN çizimleri hakkında tam bilgi vermek için bahsettim, ancak hala DIN tarz çizimleri kablolama belgelemede kullanan ülkeler bile, merdiven mantığının elektronik hale gelmesiyle birlikte dikey merdivenleri kullanıyorlar.
42 Elektronik Mantık Kapıları ile Karşılaştırma
Elektronik ve/veya NAND ve NOR kapılarıyla ilgiliyseniz, yukarıdaki bazı kavramlar size tanıdık gelebilir.
Bazı kavramlar gerçekten benzetilebilir.
Ancak bu elektromekanik kurallar katı halin varolmasından önceydi.
43
Çizimler de tamamen farklı ilkelere uyar.
Katı hal mantık kapı çizimleri, karmaşık bağlantılarla tek bir cihazda tek bir blokta bir araya getirilmiş girişler ve çıkışları gösterir, elektrik merdiveni çizimleri onları ayırır, bu da birçok çok önemli sonuç doğurur.
44
Öncelikle bağlantıların çizimini büyük ölçüde basitleştirir.
İkincisi, girişleri ve çıkışları fiziksel paketleme yerine işlevlerine göre bir araya getirir.
Üçüncüsü, çizimlerin birçok küçük standart boyutlu sayfaya yayılmasını sağlar, bu da ilgili merdivenlerin işlevsel bir koleksiyonunu tek bir bakışta görmeyi mümkün kılar.
Bu üç faktör, fiziksel devrelere yazılımla değiştirildiğinde büyük önem taşıyordu.
--------------------
45 Tarihsel Kökenler ve Gelişme
Kökenler
Kimsenin endüstriyel devrel mantığının ilk kez ne zaman veya nerede tanıtıldığına dair bir fikri görünüşe göre yok.
En iyi tahminler, yaygın fabrika elektrikleşmesinin 20. yüzyılın başlarında gerçekleştiği bir dönemde, muhtemelen bu tarihten sonra.
Buhar gücü çağında otomasyon, makine işlemlerini zamanlamak için şaftlara monte edilmiş mekanik kamların profiline büyük ölçüde bağımlı görünüyordu.
Çoğu kaynak, devrel mantığının 1940'lar veya 50'lerde yaygın olarak kullanıldığını oldukça emin görünüyor.
46 Katı Hal
Transistörlerin tanıtımı, kontrol amaçlı devreleri hemen yerinden oynamadı.
Releler, doğrudan önemli miktarda gücü işleyebilme yeteneğine sahipti, bu da onları giriş ve çıkışlarla doğrudan etkileşime girmelerine olanak tanıyordu.
Transistörler yine de ara devrelere ihtiyaç duyacaktı, bu da bileşen sayısını artıracak ve sistemi karmaşıklaştıracak, ancak çok az fayda sağlayacaktı.
47
Durdurulabilir durum mantık modülleri, kontrol mantığında röleleri değiştirmek amacıyla özel olarak geliştirildi, ancak bunlar yaygın olarak kullanılmadı.
Bu katı hal mantık modülleri hala birbirleri arasında kablo bağlantıları gerektirmektedir, bu da elektrik-mekanik devrelere kıyasla sahip oldukları avantajları sınırlamaktadır.
Birkaç şirket tarafından elektromekanik kontrol rölelerinin aileleri geliştirildi ve bunlar genellikle oldukça sağlam ve güvenilir olsa da biraz pahalıdır.
48. Sonuç
Bu bölümde aşağıdaki konuları ele aldım.
Bir bayrak yarışında ne var?
Ortak giriş ve çıkış cihazları.
Relayların boolean mantık sistemlerini oluşturmak için nasıl kullanıldığı.
Relay mantık sistemleri tasarlama ve bunları belgelemek için kullanılan elektrik çizimleri.
Relay mantık sistemlerinin kısa tarihi.
Hatırlamanız gereken 49 terim.
Hatırlamanız gereken bazı terimler.
Programlanabilir Mantık Denetleyicisi, ayrıca "PLC" olarak da bilinir.
Kontrol relayi.
Sarma
İletiler
Normal olarak açık
Normal olarak kapalı
50
Kilit
Kilidi aç
Ayarla
Sıfırla
51
Zamanlayıcı gecikmeleri
Zamanlayıcı kapatma gecikmeleri
Sayaçlar
Basılı düğmeler
Denetleyici ışıklar
Sınır anahtarları
Yakınlık anahtarları, ayrıca "proksiler" olarak da bilinir
Merdiven diyagramları
Merdiven rayları
Merdiven basamakları
52 Sonraki Bölüm
Sonraki bölümde aşağıdaki konuları tartışacağım
PLC'lerin kökenleri
Onların röle mantığından nasıl evrimleştiği
Nasıl ve neden fiziksel röleler ve kablolama yazılım rölelerine dönüştü
53
Görsel veya grafik programlamanın yeni olduğunu düşündünüz mü?
Bir sonraki bölümü dinleyin ve insanların yarım yüzyıl önce fabrikalarda bunu yaptıklarını öğrenin, o zamanlar siz hala ana bilgisayarınızda ilk Fortran programınızın çalışmasını sağlamaya çalışıyordunuz.
54
Bu, sekiz bölümlük bir serinin ilk bölümüydü.
--------------------