PLC (Programlanabilir Lojik Kontrolör) Mantık Olarak Nasıl Çalışır?

Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC), endüstriyel otomasyon sistemlerinde kullanılan temel bir kontrol cihazıdır.

Fabrika ortamlarında makineleri, üretim hatlarını ve prosesleri otomatik olarak yönetmek için tasarlanmıştır.

Peki, bir PLC mantık olarak nasıl çalışır? Bu makalede, PLC’nin temel çalışma prensiplerini, bileşenlerini ve işleyiş sürecini adım adım inceleyeceğiz.

1. PLC Nedir ve Neden Kullanılır?

PLC, giriş sinyallerini (sensörlerden gelen veriler gibi) algılayarak, önceden programlanmış bir lojik doğrultusunda çıkış sinyalleri üretir.

Bu çıkış sinyalleri, motorları çalıştırma veya valfleri açma gibi işlemleri gerçekleştirir.

Geleneksel röle tabanlı kontrol sistemlerinin yerini alarak, daha esnek, güvenilir ve programlanabilir bir çözüm sunar.

Endüstrideki zorlu koşullara dayanıklıdır. Üretim süreçlerini optimize etmek, hataları azaltmak ve verimliliği artırmak için kullanılır.

2. PLC’nin Temel Bileşenleri

PLC’nin çalışma mantığını anlamak için önce temel bileşenlerini tanımak gerekir:

• Merkezi İşlem Birimi (CPU): PLC’nin beynidir. Programı yürütür, girişleri işler ve çıkışları kontrol eder.
• Giriş Modülleri: Sensörler, anahtarlar veya diğer cihazlardan gelen sinyalleri PLC’ye iletir (örneğin, sıcaklık sensörü, basınç anahtarı). Daha fazla bilgi için Giriş ve Çıkış Modülleri sayfasını inceleyebilirsiniz.
• Çıkış Modülleri: PLC’nin komutlarını fiziksel eylemlere dönüştürür (örneğin, motoru çalıştırma, lamba yakma).
• Bellek: Programın ve verilerin saklandığı alandır (RAM, ROM veya EEPROM gibi).
• Güç Kaynağı: PLC’nin çalışması için gerekli elektriği sağlar.
• Programlama Arayüzü: PLC’ye lojik programın yüklendiği yazılımdır (örneğin, Ladder Diagram, Function Block).

3. PLC’nin Çalışma Mantığı: Tarama Döngüsü (Scan Cycle)

PLC, sürekli bir döngü içinde çalışır ve bu döngü “tarama döngüsü” (scan cycle) olarak adlandırılır.

Bu süreç, temel olarak üç aşamadan oluşur:

a) Giriş Taraması (Input Scan): PLC, giriş modüllerinden gelen tüm sinyalleri okur ve bu verileri belleğine kaydeder.

Örneğin, bir sensör “açık” sinyali gönderirse, bu durum PLC’nin giriş tablosuna işlenir.

Bu aşamada fiziksel dünyadan gelen bilgiler dijital verilere dönüştürülür.

b) Program Yürütme (Program Execution): CPU, belleğe yüklenmiş olan kullanıcı tarafından yazılmış programı çalıştırır.

Bu program genellikle lojik ifadeler içerir (örneğin, “Eğer sensör 1 açıksa ve düğme 2 basılıysa, motoru çalıştır”).

Programlama dilleri arasında en yaygın olanı Ladder Diagram’dır (merdiven diyagramı), çünkü röle mantığına benzer bir yapı sunar.

CPU, giriş verilerini programa uygular ve çıkış sinyallerini hesaplar.

c) Çıkış Taraması (Output Scan): Programın sonucunda belirlenen çıkış sinyalleri, çıkış modüllerine gönderilir.

Örneğin, bir motorun çalışması gerekiyorsa, ilgili çıkış terminaline sinyal gönderilir ve motor devreye girer.

Bu aşamada PLC, fiziksel dünyayı kontrol eder.

Bu üç aşama, saniyede onlarca veya yüzlerce kez tekrarlanır (tarama süresi genellikle milisaniye mertebesindedir).

Bu hızlı döngü, PLC’nin gerçek zamanlı kontrol yeteneğini sağlar. Daha fazla bilgi için Program Döngüsü sayfasını ziyaret edebilirsiniz.

4. PLC’nin Mantıksal İşleyişi: Örnek Bir Senaryo

PLC’nin çalışma mantığını daha iyi anlamak için basit bir örnek üzerinden gidelim:

Senaryo: Bir konveyör bandı, bir sensör ürün algıladığında çalışmalı ve bir düğmeye basıldığında durmalı.

Girişler: Sensör (ürün var/yok), düğme (basılı/basılı değil).

Çıkış: Konveyör motoru (açık/kapalı).

Program: “Eğer sensör açıksa VE düğme basılı değilse, motoru çalıştır.”

PLC bu senaryoda şu şekilde çalışır:

• Sensör ve düğmeden gelen sinyalleri giriş taramasında okur.
• Programı yürütür ve lojik koşulu değerlendirir (sensör = açık, düğme = kapalı mı?).
• Çıkış taramasında motoru çalıştırır veya durdurur.

5. PLC’nin Avantajları ve Mantıksal Esnekliği

PLC’nin mantıksal işleyişi, programlanabilir olması sayesinde son derece esnektir:

• Yeniden Programlanabilirlik: Aynı donanım, farklı görevler için yeniden programlanabilir.
• Hata Tespiti: Giriş/çıkış durumlarını izleyerek arızaları tespit edebilir.
• Karmaşık Lojik: Matematiksel hesaplamalar, zamanlayıcılar ve sayaçlar gibi gelişmiş kontroller yapılabilir.

6. PLC Programlama Dilleri

PLC’ler, farklı mantıksal yapıları destekleyen çeşitli programlama dilleriyle çalışır:

• Ladder Diagram (LD): Röle mantığına dayalı, en yaygın kullanılan dil. Detaylar için Ladder ile PLC Programlama sayfasını inceleyebilirsiniz.
• Function Block Diagram (FBD): Blok şemalarıyla lojik tasarım.
• Structured Text (ST): Yazılı kodlama, daha karmaşık işlemler için. Örnekler için SCL Programlama sayfasını ziyaret edebilirsiniz.
• Instruction List (IL): Düşük seviye, assembler benzeri bir dil.

7. Gerçek Dünya Uygulamaları

PLC’ler, otomotivden gıda üretimine kadar geniş bir alanda kullanılır. Örneğin:

• Bir şişeleme tesisinde, dolum seviyesini kontrol eder.
• Bir asansör sisteminde, kat seçimine göre motorları yönlendirir.

8. Sonuç

PLC’nin mantıksal çalışma prensibi, girişleri okuyarak, programlanmış lojiği uygulayarak ve çıkışları kontrol ederek gerçek zamanlı otomasyon sağlamaktır.

Tarama döngüsü sayesinde hızlı ve güvenilir bir şekilde çalışır.

Endüstrideki popülerliği, esnekliği, dayanıklılığı ve karmaşık sistemleri basit bir şekilde kontrol etme yeteneğinden gelir.

PLC’ler, modern otomasyonun temel taşlarından biridir ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte daha da güçlü hale gelmektedir.

Daha fazla bilgi için TIA Portal Eğitimleri sayfamızı ziyaret edebilirsiniz!