27.01.2015 Views

dci-plc-otomatik-kapi-sistemi - 320Volt

dci-plc-otomatik-kapi-sistemi - 320Volt

dci-plc-otomatik-kapi-sistemi - 320Volt

SHOW MORE
SHOW LESS
  • No tags were found...

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

T.C.<br />

NİĞDE ÜNİVERSİTESİ<br />

MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ<br />

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ<br />

DCI PLC İLE OTOMATİK KAPI SİSTEMİNİN<br />

KUMANDASININ GERÇEKLEŞTİRİLMESİ<br />

Bitirme Ödevi<br />

Danışman<br />

Yrd. Doç. Dr. Murat UZAM<br />

Hazırlayan<br />

Gökay ÖZKAN<br />

Haziran 2003 – NİĞDE


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği<br />

Bölümünde Bitirme Ödevi Dersi kapsamında yapılan bu çalışma tarafımdan yönetilmiş ve<br />

Bitirme Tezi olarak kabul edilmiştir.<br />

…… / …... / 2003<br />

Yrd. Doç. Dr. Murat UZAM<br />

Danışman<br />

Bu çalışmanın Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Elektrik-Elektronik<br />

Mühendisliği Bölümünde Bitirme Tezi olarak kabul edildiğini onaylarım.<br />

…… / …... / 2003<br />

Doç. Dr. Saadetdin HERDEM<br />

Bölüm Başkanı<br />

TEŞEKKÜR


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Bu çalışmayı yöneten, yürütülüşü ve yazımı sırasında değerli katkılarını eksik etmeyen<br />

danışmanım Yrd. Doç. Dr. Murat Uzam’a ve benim bu günlere gelmemde büyük pay<br />

sahibi olan sevgili aileme sonsuz teşekkürler ederim…


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

ÖZET<br />

Bu projede maket model üzerine kurulmuş olan bir <strong>otomatik</strong> kapının RF(Radyo Freakans)<br />

uzaktan kumanda ile kontrolü DCI PLC ile gerçekleştirilmiştir.<br />

Kontrol için gerekli donanımlar, yazılımlar anlatılmış ve uygulamaya dökülmüştür.<br />

Yapılan çalışmaların sonucunda bu <strong>sistemi</strong>n geliştirilerek otomasyon sistemlerine<br />

uygulanabileceği gözlenmiştir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

İÇİNDEKİLER<br />

Sayfa No<br />

TEŞEKKÜR.…………………………………………………………………….…………iii<br />

ÖZET……...…………………………………………………………………….………….iv<br />

İÇİNDEKİLER DİZİNİ…………………………………………………………………….v<br />

ŞEKİLLER DİZİNİ…………………………………………………………………….….vii<br />

BÖLÜM 1. GİRİŞ………………………………………………………………….……….1<br />

BÖLÜM 2. PLC (Programlanabilir Lojik Denetleyiciler)..……….……………...………...3<br />

2.1. PLC’nin Tanımı .………………………………………………………….........4<br />

2.2. PLC’lerin Tarihçesi.............................................................................................5<br />

2.3. PLC’lerin Uygulama Alanları.............................................................................5<br />

2.4. PLC’nin Yapısı…………………………………………………………………6<br />

2.4.1. İşlemci..……………………………………………………………...6<br />

2.4.2. Bellek………………………………………………………………..6<br />

2.4.2.1. Sistem Belleği...…………………………………………….6<br />

2.4.2.2. Program ve Veri Belleği……………………………………7<br />

2.4.2.3. Giriş Görüntü Belleği……………………………………….7<br />

2.4.2.4. Çıkış Görüntü Belleği………………………………………7<br />

2.4.3. Giriş Birimi…………………………………………………..……...8<br />

2.4.4. Çıkış Birimi…………………………………………………………9<br />

2.4.5. Programlayıcı Birim……………………………………………….10<br />

2.4.6. Diğer Birimler……………………………………………………...10<br />

2.5. PLC ve Röle Sistemi Arasındaki Farklar…….……………………………….11<br />

BÖLÜM 3. DCI PLC…………………………………………………...............................12<br />

3.1. DCI PLC Donanımı……...……………………………………………………12<br />

3.2. DCI PLC Arabirimi…………….……….…………………………………….13<br />

3.3. Sekiz Kanallı Giriş Arabirimi……………..………………………………..…15<br />

3.4. Sekiz Kanallı Çıkış Arabirimi….………………….………………………….16<br />

3.5. DCI PLC’ye ait Özel Fonksiyonlar…………………………………………...17<br />

3.5.1. TIMER………………………………………………………….…17<br />

3.5.2. COUNTER………………………………………………………...19<br />

3.5.3. ADD MOVE Komutu……….…………………………………….19


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

3.5.4. ADD COMPARATOR Komutu…………………………………..20<br />

3.6. Ladder Diyagram Oluşturma……………………………………...................22<br />

3.7. Ladder Diyagramın Test Edilmesi (Simülasyon)…………………………... 23<br />

BÖLÜM 4. OTOMATİK KAPI<br />

SİSTEMİ………………………………...........................25<br />

4.1. Kapı Kontrol Devresi.........................................................................................26<br />

4.1.1. Kapı Modelinin Motor Kontrolü.......................................................26<br />

4.2. IR Alıcı-Verici Devresi.....................................................................................27<br />

4.2.1. IR(Infrared) Sensör...........................................................................27<br />

4.2.1.1.Verici Bölüm.........................................................................28<br />

4.2.1.2.Alıcı Bölüm...........................................................................28<br />

4.3. RF Alıcı-Verici Devresi...................................................... ..............................28<br />

4.3.1. Kod Sinyali Üretici (MC 145026) ...................................................29<br />

4.3.2. Kod Çözücü (MC 145028) ..............................................................30<br />

4.4. Sistem İçin Kontrol Programının Tanımlanması...............................................30<br />

4.4.1. Sistemin Çalışması............................................................................31<br />

BÖLÜM 5. SONUÇ ve ÖNERİLER.................................................. ................................32<br />

KAYNAKLAR.....................................................................................................................33<br />

EK-1.....................................................................................................................................34


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

ŞEKİLLER DİZİNİ<br />

Şekil 1.1: Kontrol <strong>sistemi</strong>nin blok diyagramı..................................................... ..................4<br />

Şekil 2.1: PLC’nin iç yapısı……………………...................................................................7<br />

Şekil 2.2: PLC’nin giriş birimi…………………...................................................................8<br />

Şekil 2.3: PLC’nin çıkış birimi……………………….........................................................10<br />

Şekil 3.1: Basit bir motor devresi uygulaması.....................................................................13<br />

Şekil 3.2: DCI PLC anakart devre şeması..................................... ......................................14<br />

Şekil 3.3: Sekiz kanallı giriş arabirimi..................................... ...........................................16<br />

Şekil 3.4: Sekiz kanallı çıkış arabirimi…………………............................................. .......17<br />

Şekil 3.5: Timer komutu ……………………............................................. ........................18<br />

Şekil 3.6: Şekil3.5.a’da verilen ladder diyagramına ait T31 timer çıkışının IY0 girişine ve<br />

t1, t2 sürelerine göre değişimi…………. ..…………………...………………..18<br />

Şekil 3.7: Counter komutu.……………............................................. ................................19<br />

Şekil 3.8: Add Move komutu…………..…………………................................. ...............20<br />

Şekil 3.9: Add Comparator komutu…………………................................. .......................20<br />

Şekil 3.10: Ladder diyagram oluşturma.............................. ................................................23<br />

Şekil 3.11: Simülasyon işlemi...……………………….......................................................24<br />

Şekil 4.1: Otomatik kapı <strong>sistemi</strong>…………………………..................................................25<br />

Şekil 4.2: Motorun sınır anahtarları ile durması ve yön kontrolü........................................26<br />

Şekil 4.3: IR verici ve alıcı……………....................................... .......................................27<br />

Şekil 4.4: RF alıcı-verici devresinin PLC’ye bağlantısı……...…........................................29<br />

Şekil 4.5: Kod üreteci ve kod çözücü........................................ ..........................................29


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

BÖLÜM I<br />

GİRİŞ<br />

Hızlı gelişen endüstri uygulamalarında yaygın olarak kullanılan PLC (Programlanabilir<br />

Lojik Denetleyici) cihazları ile yapılan endüstriyel otomasyon uygulamaları röleli<br />

sistemlere göre çok ekonomik ve hızlıdır. Günümüzde üretilen PLC’ler her ölçekteki<br />

işletmeye (tesis, fabrika vs.) uygundur. Modüler yapısı ile de kapasite artırımı çok kolay<br />

yapılabilmektedir. Ayrıca mini, mikro ve hatta nano tiplerde üretilen çok küçük PLC’ler de<br />

özellikle makine otomasyonu için idealdir.<br />

Günümüz modern üretim süreçlerinde yüksek verim ve kalite için kaçınılmaz olan<br />

endüstriyel otomasyon sistemleri her geçen gün büyük bir hızla gelişmekte ve kendini<br />

yenilemektedir. Bu hızlı gelişim evresinde PLC kullanımı önemli bir yere sahiptir.<br />

Endüstriyel otomasyon sistemleri, en küçük biriminin amaca uygun çalışmasını<br />

düzenlediği gibi, bütün üretim sistemleri arasında veri iletişimi imkanı sağlayarak daha üst<br />

düzeyde yönetim ve planlama için gerekli bilgi tabanını oluşturur. Bu nedenle PLC'ler<br />

kendilerine oldukça geniş kullanım alanları bulmuştur. Bunlardan bazıları enerji dağıtım<br />

sistemleri, karmaşık fabrika otomasyonları, asansör sistemleri, konveyörler vb. endüstrinin<br />

hemen hemen her alanında rahatlıkla kullanılabilen PLC‘ler ile yapılan otomasyon<br />

sistemleri röleli sistemlere göre bir çok avantaja sahiptir. Bunlardan bazıları şöyle<br />

sıralanabilir;<br />

• Daha üst düzeyde bir otomasyon sağlanır.<br />

• PLC'li sistem daha uzun süre bakımsız çalışır ve ortalama bakım süreleri daha<br />

azdır.<br />

• Teknik gereksinimler arttıkça PLC'li sistem az bir değişiklikle ya da hiç bir<br />

değişiklik gereksinimi duyulmadan yeniliğe adapte edilebilir.<br />

• PLC'ler daha az yer kaplar ve çok az enerji harcarlar.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

• Karmaşık sistemlerin çözümü, programlanması ve tesisi PLC’ler ile rahatlıkla<br />

yapılabilir.<br />

• Teşhis yazılımlarıyla hatalar kolayca bulunabilir.<br />

Görülüyor ki gerek hız gerekse daha karmaşık sistem çözümlerinde PLC’ler röleli<br />

sistemlere nazaran çok avantajlıdır. Sistem üzerinde yapılacak yeni eklemeler PLC’li<br />

kontrol sistemlerinde çok basit değişikliklerle yapılabilirken, bu işlem röleli sistemlerde<br />

yeni bir sistem kurmak kadar zor ve zahmetli bir iştir. Bunun yanında sessiz çalışmaları da<br />

PLC’li sistemlerin en güzel özellikleri arasındadır. Zamanlayıcı, sayıcı, yardımcı röle vb.<br />

gibi elemanların neredeyse sınırsız kullanım imkanı röleli sistemlere nazaran sistem<br />

maliyetini de önemli derecede azaltmaktadır.<br />

Bütün bunların yanında azda olsa akla gelebilecek dezavantajlarının başında, az sayıda<br />

denetim yapılan durumlarda tesis yatırımının PLC’de daha fazla olmasıdır. Bu uygulamada<br />

kullanılan DCI PLC bu dezavantajı ortadan kaldırmaktadır.<br />

PC<br />

DCI PLC<br />

OTM. KAPI<br />

SİST.<br />

Şekil 1.1. Kontrol <strong>sistemi</strong>nin blok diyagramı


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Bu çalışmada DCI PLC tasarımı yapılarak deneysel bir <strong>otomatik</strong> kapı <strong>sistemi</strong>nin kontrolü<br />

gerçekleştirilmiştir. Otomatik kapı <strong>sistemi</strong> bir maket model üzerinde mikro denetleyiciler<br />

veya PLC’ler ile kontrolü gerçekleştirilebilecek şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca <strong>otomatik</strong><br />

kapı <strong>sistemi</strong>nin çalışması bir RF uzaktan kumanda ile de kontrol edilebilmektedir. Şekil<br />

1.1’de bu çalışmada gerçekleştirilen kontrol <strong>sistemi</strong>nin basit bir blok şeması görülmektedir.<br />

DCI PLC programının incelenme sebebi maliyeti düşük, programlanması kolay, deney seti<br />

olarak kullanılmaya uygun ve anlaşılır olmasıdır.<br />

Tezin bundan sonraki kısımlarında yapılanları şu şekilde özetlemek mümkündür. İkinci<br />

bölümde PLC’nin tarihçesi, yapıları ve genel olarak kullanım alanlarından bahsedilmiştir.<br />

Üçüncü bölümde tez çalışmasında kullanılan DCI PLC’nin yapısal özellikleri,<br />

programlama metotları ve programlamada kullanılan elemanlar üzerinde durulmuştur.<br />

Dördüncü bölümde uygulama aşamasında kullanılan <strong>otomatik</strong> kapı <strong>sistemi</strong> tanıtılmıştır. Bu<br />

sistem üzerinde bulunan motor, sensör ve anahtarların DCI PLC’deki adresleri<br />

belirtilmiştir.<br />

Beşinci ve son bölümde ise sonuçlar verilmiştir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

BÖLÜM II<br />

PLC (Programlanabilir Lojik Denetleyiciler)<br />

2.1. PLC’nin Tanımı<br />

Bir programlanabilir lojik denetleyici (Programmable Logic Controller – PLC),<br />

hafızasındaki program akışı içinde, girişleri okuyup programda istenen denetim işaretlerini<br />

üreten ve çıkışa aktaran özel amaçlı bir mikrobilgisayardır.<br />

PLC <strong>sistemi</strong> sayısal işlemleri, zamanlama, sayıcı, veri işleme, karşılaştırma, sıralama,<br />

kendi bünyesinde 8 bit data transferi ile programlama desteği sağlanmış, giriş bilgilerini<br />

kullanarak, çıkış ünitelerine atayan giriş-çıkış, bellek, CPU ve programlayıcı<br />

bölümlerinden oluşan entegre sistemdir.<br />

PLC cihazları bir <strong>sistemi</strong>n ya da bir makinenin asgari insan gücü kullanılarak kendi<br />

kendine çalışmasını ve üretmesini sağlayan cihazdır.<br />

Yaklaşık 30 yıl önce sanayi uygulamalarında kullanılmaya başlamış ve son 10 yıldır IDEC,<br />

FESTO, MITSUBISHI, SIMATIC, AEG, OMRON, TOSHIBA, SIEMENS, GENERAL<br />

ELECTRIC gibi firmaların, yapısı ve programlama mantığı birbirine çok yakın, kendi<br />

aralarında değişik üstünlükleri ile ayrılan PLC sistemlerini geliştirmeleriyle, <strong>otomatik</strong><br />

kontrol sistemlerinde, hız, kontrol, güvenlik, üstün kalitenin yanı sıra, yeni bir ürün imali<br />

için kumanda devrelerinin yeniden oluşturulması montajı ve bağlantıları yerine sadece<br />

PLC programlama ile giderilmesi çok büyük bir avantaj sağlamıştır.<br />

Eski sistemlerle çalışan makinelere göre programlanabilir olması nedeniyle aynı makinede<br />

çeşitli programlar yazarak değişik parçalar <strong>otomatik</strong> olarak üretilebilmekte ve zamandan<br />

tasarruf edebilmektedir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

PLC sistemleri, bir çok hattan meydana gelen sanayi sistemlerinde, arızanın hangi hatta<br />

olduğunu, hangi rölenin kontağını açmadığını ekran üzerinde göstererek arızanın<br />

giderilmesi süresini kısaltmıştır.<br />

2.1. PLC’lerin Tarihçesi<br />

1968 General Motor firması tarafından ilk PLC dizaynı<br />

1969 Otomotiv endüstrisi için ilk PLC imalatı<br />

1971 PLC’nin otomotiv sanayi dışında uygulanması<br />

1972 PLC özelliklerine zamanlama ve saymanın ilave edilmesi<br />

1973 Matris işlemleri ve yazıcı kontrolü ilavesi<br />

1974 Ekranlı programlamanın başlangıcı<br />

1975 Analog PID kontrol ilavesi<br />

1976 PLC’lerin seri imalatta kullanılması<br />

1977 Mp teknolojisi ile çok küçük PLC’lerin imalatı<br />

1978 PLC’lerin çok yaygın kullanılması<br />

1981 PLC’lerin özel terminaller yerine doğrudan bilgisayarla programlanması<br />

1983 Birden fazla PLC’nin network şeklinde kullanılması<br />

1984 PLC’lerin her geçen gün daha küçülmesi ve ucuzlaması<br />

1990 PLC’lerin Ladder (Merdiven) ve STL (Komut) listesi yerine C<br />

gibi bazı dillerle doğrudan programlanması<br />

1998 PLC’lerin yerini bazı uygulamalarda PC’lerin alması<br />

2000 <br />

2.3. PLC’lerin Uygulama Alanları<br />

Son yıllarda PLC kullanımına olan talebin hızla artmasının nedenleri, PLC’nin özellikle<br />

fabrikalarda otomasyon, asansör tesisatları, <strong>otomatik</strong> paketleme, enerji dağıtım<br />

sistemlerinde ve taşıma bandı sistemlerinde, doldurma sistemlerinde ve daha birçok alanda<br />

üretimi destekleyen ve verim artışının yanı sıra ürün maliyetinin minimuma çekilmesidir.<br />

Günümüzde PLC’lerin kullanım alanları hemen hemen sınırsızdır. Paketleme, cam,<br />

otomotiv, metal sanayi, enerji dağıtım sistemleri, kauçuk ve lastik sanayi, uzay ve uçak


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

sanayi gibi büyük veya küçük çapta olan fabrikalarda uygulanmaktadır. Önemli olan<br />

uygulama için uygun olan PLC’nin seçilmesidir.<br />

2.4. PLC’nin Yapısı<br />

PLC hafızasındaki program akışı içinde, girişleri okuyup programda istenen kontrol<br />

işaretlerini üreten ve çıkışlara aktaran özel amaçlı bir mikrobilgisayardır. Bir PLC’de şu<br />

ana kısımlar bulunur<br />

1. Mikrobilgisayar (sayısal işlemci ve bellek)<br />

2. Giriş/çıkış üniteleri<br />

3. Programlayıcı<br />

4. Güç kaynağı ve ana kasa.<br />

Ayrıca programı yedeklemek ve başka bir PLC’ye aktarmak için kalıcı bellek birimi, girişçıkış<br />

sayısını arttırmak için genişleme birimi enerji kesilmesi durumunda PLC’yi beslemek<br />

için yedek güç kaynağı ve iletişim arabirimi gibi elemanlar da bulunur. Şekil 2.1’de<br />

PLC’nin iç yapısı görülmektedir. Bütün sayısal bilgisayarlar gibi PLC bir işlemci, bellek<br />

ve giriş-çıkış arabirimlerinden oluşur.<br />

2.4.1. İşlemci<br />

İşlemci, PLC sistem programı altında kullanıcı programını yürüten, PLC’nin çalışmasını<br />

düzenleyen ve bu işlemleri yapmak için gerekli birimleri bulunan bir elemandır.<br />

2.4.2. Bellek<br />

Bellek, sistem programının bulunduğu sistem belleği, kullanıcı programının bulunduğu<br />

program belleği ve veri belleği gibi bölümlerden oluşur.<br />

2.4.2.1. Sistem Belleği<br />

Sistem Belleği, üretici firmanın geliştirdiği PLC işletim <strong>sistemi</strong> programının yüklü olduğu<br />

salt okunur (ROM) bellek alanıdır.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

2.4.2.2. Program ve Veri Belleği<br />

Şekil 2.1. PLC’nin iç yapısı<br />

Program belleği, kullanıcı tarafından yazılan programın yüklendiği bellek alanıdır. Veri<br />

belleği, giriş-çıkış işaret durumlarının tutulduğu giriş-çıkış görüntü belleği ve kullanıcıya<br />

ayrılmış bellek alanından oluşur. Program ve veri belleği için rastgele erişimli bellek<br />

(RAM) kullanılır.<br />

2.4.2.3. Giriş Görüntü Belleği<br />

Veri belleği alanında bulunan giriş görüntü belleği, programın yürütülmesi sürecinde, giriş<br />

birimindeki işaret durumlarının (lojik 0-lojik1) saklandığı bellek alanıdır.<br />

2.4.2.4. Çıkış Görüntü Belleği


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Kullanıcı programının yürütülmesi sürecinde, çıkış noktalarına ilişkin hesaplanan<br />

değerlerin saklandığı bellek alanıdır. Kullanıcıya ayrılmış bellek alanına genellikle 1, 8, 16<br />

veya 32 bit’lik boyutlarda erişilebilir. 1 bit olarak erişilen bellek gözlerine marker, flag,<br />

internal output veya internal relay gibi isimler verilir.<br />

2.4.3. Giriş Birimi<br />

Kontrol edilen sistemle ilgili algılama ve kumanda elemanlarından gelen elektriksel<br />

işaretleri lojik gerilim seviyelerine dönüştüren birimdir.<br />

Kontrol edilen sisteme ilişkin basınç, seviye, sıcaklık algılayıcıları, kumanda düğmeleri<br />

ve yaklaşım sensörleri gibi elemanlardan gelen iki değerli işaretler (0 veya 1) giriş birimi<br />

üzerinden alınır. Gerilim seviyesi 24 – 48 V DC veya 100-120V, 200-220 V AC<br />

değerlerinde olabilir.<br />

Şekil 2.2’te 200-240V AC gerilim ile uyarılan bir giriş birimi devresi verilmiştir. PLC giriş<br />

birimi devresine gelen bir işaretin lojik 1 ve lojik 0 kabul edildiği alt ve üst sınırlar<br />

mevcuttur.<br />

Şekil 2.2. PLC giriş birimi


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Giriş rölelerinin her birinin bir numarası vardır. Bir kumanda devresinde kullanılacak giriş<br />

elemanı sayısı PLC'nin giriş terminali sayısından fazla olursa PLC'ye giriş-çıkış arttırma<br />

ünitesi bağlanabilir.<br />

Giriş-çıkış arttırma ünitesindeki giriş rölelerinin numaraları ana ünite giriş numaralarına<br />

ilave olarak kullanılır. Bu numaralar PLC kullanma kılavuzunda yazılır. Giriş devresi<br />

primer ve sekonder olmak üzere iki devreden oluşur. Bu iki devre optokuplör ile<br />

birbirinden yalıtılmıştır. Sekonder devrede R-C filtre devresi bulunur. Filtre devresi ile<br />

kontakların açılıp kapanması sırasında oluşacak titreşimlerin veya gürültü sinyallerinin<br />

oluşturabileceği hatalı çalışma durumları önlenir.<br />

2.4.4. Çıkış Birimi<br />

PLC’ler de üretilen lojik gerilim seviyelerindeki işaretleri, kontrol edilen sistemdeki<br />

kontaktör, röle, selenoid gibi kumanda elemanlarını sürmeye uygun elektriksel işaretlere<br />

dönüştüren birimdir.<br />

Sürme elemanları için röle, triyak veya transistör kullanılabilir. Çalışma sırasında çok<br />

sayıda yüksek hızlı açma-kapama gerektiren durumlarda, doğru akımda transistörlü,<br />

alternatif akımda triyaklı çıkışlar kullanılır.<br />

Uygulamada hangi çıkış biriminin kullanılacağı kumanda edilecek elemanların özelliğine<br />

bağlıdır. Örneğin motorlarının kumandasında kullanılan kontaktörlerin sürülmesi için<br />

genellikle röle çıkışlı birimler kullanılır. Şekil 2.3’de kontaktör süren röle çıkışlı bir çıkış<br />

birimi bulunmaktadır.<br />

Her bir çıkışa farklı gerilimlere sahip yükler bağlanabilir. Örneğin AC 220V luk motor,<br />

AC 110 V’luk kontaktör, DC 30V’luk elektromanyetik kavrama aynı PLC’nin çıkışına<br />

aynı anda bağlanabilir.<br />

Çıkış devresinde kontakların aşırı akımdan korunması için sigorta ile korunması gerekir. Bazı<br />

PLC’ler de sigorta, çıkış devresine monte edilmiştir. Bazılarında ise harici sigorta kullanılması<br />

gerekir. Çıkış rölelerinin her birinin bir numarası vardır. Örneğin Mitsubishi PLC’ler de Y030,<br />

Y031 gibi, Siemens PLC’ler de ise Q0.1, Q0.2 gibidir


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

2.4.5. Programlayıcı Birim<br />

Şekil 2.3. PLC çıkış birimi<br />

Kumanda ve kontrol amacıyla yazılan bir programın PLC program belleğine yüklenmesi<br />

bir programlayıcı birimi ile sağlanır. Programlayıcı birimi bir mikroişlemci tabanlı özel bir<br />

el aygıtı olabileceği gibi genel amaçlı kişisel bir bilgisayara yüklenmiş bir yazılım da<br />

olabilir.<br />

Bu birim programın yazılması, PLC’ye aktarılması ve çalışma anında giriş-çıkış veya<br />

saklayıcı durumlarının gözlemlenmesi ya da değiştirilmesi gibi imkanları da<br />

sağlamaktadır. PLC’leri programlamak için geliştirilmiş olan yazılımlar, genellikle<br />

kumanda devreleri ile ilgili kişilerin kolayca kullanabilecekleri veya uyum<br />

sağlayabilecekleri programlardır.<br />

2.4.6. Diğer Birimler<br />

PLC’ler de giriş-çıkış birimleri dışında , yüksek hızlı sayıcı, kesme işreti girişi, analog giriş<br />

ve analog çıkış gibi birimler de bulunur. Yüksek hızlı sayıcılar ve kesme işareti girişleri,


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

PLC tarama süresinden daha hızlı değişen işaretlerin algılanıp değerlendirilmesi amacıyla<br />

kullanılır.<br />

2.5. PLC ve Röle Sistemi Arasındaki Farklar<br />

PLC’lerden önce röleli kontroller yapılmaktaydı, PLC’nin gelişimi sonucunda röleli<br />

sistemler günden güne azalmaktadır. Hangi tip kontrol devresi olursa olsun kullanılmaya<br />

başlandıktan sonra bazı ilavelere ve gelişmeye ihtiyaç duyacaktır. Bu durumda yeni<br />

masraflar yapılması gerekir. PLC’yi röleli sistemlerden ayıran en önemli fark buradadır.<br />

Çok daha az masraf, çaba ve vakitle tasarım yapmak PLC ile mümkündür. Eski tasarımları<br />

da kolayca saklama imkanına sahiptir. Bundan başka arıza, bakım, devre takibi çok kolay<br />

ve hızlı bir biçimde gerçekleştirilebilir. PLC’nin gelişimiyle; PLC’ler arası ve PLC – PLC<br />

arası iletişim imkanlarının seviye olarak gün geçtikçe artması, endüstrinin rotasını tayinde<br />

önemli bir noktadır.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

3.1. DCI PLC Donanımı<br />

BÖLÜM III<br />

DCI PLC<br />

PLC’ler endüstriyel kontrol ve otomasyon uygulamalarında sıkça kullanılan mikro<br />

denetleyicilerdir. Burada tanımlanan PLC yazılımda uygulanır. Standart pencereler PC`de<br />

simüle edilir. Bir PLC CPU modülü ve bazı dijital giriş ve çıkış modüllerinden oluşur.<br />

Giriş ve çıkış modüllerinin sayısı kontrol edilmek istenen işlemin boyutuna bağlıdır. PLC<br />

yıllarca endüstriyel sistemlerin otomasyonunda vazgeçilmez eleman olmuştur. Şekil 3.1`de<br />

basit bir motor devresi örneği görülmektedir. Şekilde motor devresinin rölelerle<br />

gerçekleştirilmesi, PLC programı ve PLC`ye bağlantı şekli görülmektedir. DCI PLC<br />

tasarımının amacı, PLC donanımına oranla basit ve ucuz biçimde uygulanabilecek PC<br />

yazılımı ve arabirim yapmaktır.<br />

DCI PLC (http://home.planetinternet.be/~dc11cd); gerçek bir PLC’nin CPU modülü yerine<br />

geçebilecek biçimde tasarlanmış bir programdır. Seri arabirim kablosu ve uygun bir<br />

donanım ile 32 girişin durumları takip edilebilir ve 32 çıkış sürülebilir. DCI PLC`de aynı<br />

zamanda 32 zamanlayıcı (timer), 32 sayıcı (counter), 32 flag vardır. Program Windows 95<br />

ve 98 işletim <strong>sistemi</strong> altında çalışmaktadır. Minimum sistem gereksinimi 100 MHz.<br />

Pentium işlemcisidir. Program kurulu olarak yaklaşık 3 MB lık alana ihtiyaç duyar<br />

(örnekler de dahil).<br />

DCI PLC ladder (basamak) editöründe PLC programının temel fonksiyonlarını<br />

kullanılmaktadır. Programın dizaynı PLC programının bloklarının kolaylıkla<br />

kullanılmasına izin vermektedir.<br />

Ladder (basamak) diyagramının uzunluğu 500 satırdır. Diyagram röleler ile yapılan lojik<br />

diyagrama benzemektedir. Şu da unutulmamalıdır ki fiziksel kontaklardansa, ladder<br />

(basamak) diyagramda semboller bilgiyi açıklamaktadırlar. Giriş, çıkış, counter, timer,<br />

clock ve flaglerle ladder (basamak) programı geliştirilebilir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

3.1.1. DCI PLC Arabirimi<br />

Şekil 3.1. Basit bir motor devresi uygulaması<br />

Eğer Şekil 3.2’ye bakacak olursak donanımın CD4094 ve CD4021 shift registırlardan<br />

meydana geldiğini görmekteyiz.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

CD4094 shift registeri seri bağlı sekiz adet flip-floptan oluşmaktadır. Entegreye her clock<br />

palsi uygulanışında girişindeki lojik seviye ('0' veya '1') bir basamak kaydırılmaktadır.<br />

Entegreye sekiz adet clock palsi uyguladıktan sonra strobe ucunu aktif yaparak çıkış<br />

uçlarından 8bitlik bir çıkış sinyali elde edebiliriz. Bu devrede 4 adet shift register birbirine<br />

seri olarak bağlanmıştır. Böylece toplam çıkış sayısı adedi 32’ye yükseltilmiştir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Şekil 3.2. DCI PLC anakart devre şeması


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

CD4021 shift registerinin çalışma şekli CD4094’ün tamamen tersidir. Girişlerindeki lojik<br />

seviyeleri okuyarak flip-floplara depolar ve bir clock palsi uygulandığında bir basamak<br />

kaydırırarak seri olarak çıkışa gönderir. 4 adet 4021 entegresi seri bağlanarak giriş sayısı<br />

miktarı 32’ye yükseltilmiştir.<br />

DCI PLC kartı ile PC arasındaki bağlantıyı yapmak için seri port kullanılmıştır. Bağlantı<br />

için seri portun seçilmesinin kullanıcılara sağladığı birkaç fayda vardır. Bunlar;<br />

• Seri portun kısadevre korumalı olması,<br />

• Seri porta PC çalışıyorken de bağlantı yapılabilmesidir.<br />

Devrede RS232 sinyal seviyeleri D1-D3 zener diyotları tarafından +4.7V ile -0.6V<br />

aralığında sınırlandırılmaktadır. R1-R3 dirençleri akım sınırlama dirençleridir. Ayrıca<br />

devre üzerinde 5V’luk bir gerilim regülatörü bulunmaktadır. Böylece devreye besleme<br />

gerilimi olarak 10V ile 20V aralığında bir gerilim uygulanabilmektedir. Devrede bulunan<br />

32 adet LED çıkışların durumlarını gözlemleyebilmek amacıyla çıkışlara bir seri direnç<br />

vasıtasıyla bağlanmıştır. Girişler ise yine seri dirençler vasıtasıyla +5V’a bağlanmıştır. Bu<br />

durumda kullanılmayan girişler ‘High’ seviyesinde olacaktır.<br />

Dışarıyla bağlantı 2x10 pinle sağlanır. Uzun düz kabloların bağlanması konnectör (IDC)<br />

yardımıyla üzerine basılarak kolayca yapılabilir. Her konnektörde +5 V ve toprak (0 V), iki<br />

tane fazladan pin ve karşılıklı her bağlantıda bir toprak mevcuttur (şemada görüldüğü<br />

gibi). Baskı devreyi yaparken lehim kenarlarının konnektöre uygun şekilde yapılacağı<br />

unutulmamalıdır.<br />

Girişten gelen bilgiler harici donanımdan geçerek seri port RS232 ile PC’ye iletilirler.<br />

Buradan DCI PLC programının akışına göre RS232 ile çıkış bilgileri harici donanıma<br />

aktarılır ve oradan çıkış katı ile kontrol edilen sisteme verilir.<br />

3.3. Sekiz Kanallı Giriş Arabirimi<br />

Şekil 3.3`de sekiz kanallı giriş arayüzü görülmektedir. Bu devre 8 tane akım sınırlandırıcı<br />

dirençle birleştirilmiş optocoupler`den oluşmaktadır. Eğer iki terminal düzgün şekilde<br />

birleştirilirse büyük bir oranla PLC girişiyle uyum gösterir. Şekil 3.3’de görülen giriş


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

arabirimi DCI PLC için tasarlanmış olan orijinal giriş arabiriminden farklı olarak hem 5V<br />

hemde 24V DC gerilimlerle çalışacak şekilde tasarlanmıştır.<br />

Şekil 3.3. Sekiz kanallı giriş arabirimi


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

3.4. Sekiz Kanallı Çıkış Arabirimi<br />

Sekiz kanallı çıkış arabirimi komplex olmamasına karşın basit uygulamalar için yarar<br />

sağlar. Şekil 3.4`de sekiz rölesi ve tampon görevi yapan entegre devreden (ULN2803)<br />

oluşan sekiz kanallı çıkış arayüzü görülmektedir. Bu arayüzle sekiz tane devrenin veya<br />

aletin gücü sağlanabilir (rölenin doğru seçilmesiyle, ana voltajın anahtarlaması<br />

mümkündür, fakat güvenli olarak yapıldığından emin olunmalıdır.<br />

Şekil 3.4. Sekiz kanallı çıkış arabirimi


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

3.5. DCI PLC’ye ait Özel Fonksiyonlar<br />

3.5.1. TIMER<br />

Şekil 3.5’de timer’a (zamanlayıcı’ya) ait ladder diyagramı ve zamanlayıcı menüsü<br />

görülmektedir. Zamanlayıcı enerjili olduğu sürece çalışmakta enerjisi kesildiğinde<br />

resetlenmektedir. Zamanlayıcıdaki ‘Time1’ değişkeni kontakların değişmesi için beklenen<br />

süreyi, ‘Time2’ değişkeni ise kontakların değiştikten sonra bekleyeceği süreyi<br />

belirtmektedir. Zamanlayıcının süreleri (Time1 ve Time2) 1’den 9999’a kadar değer<br />

alabilmektedir.<br />

a) Ladder diyagramda timer b) Timer menüsü<br />

Şekil 3.5. Timer komutu<br />

Şekil 3.5.a’da görülen Timer 31’e ait T31 çıkışının IY0 girişinin durumuna ve t1, t2<br />

sürelerine göre değişimi Şekil 3.6’da görülmektedir. T31 zamanlayıcısına enerji verildiği<br />

anda (IY0=1) ‘s’ saymaya başlıyor. ‘s’ değeri t1 değerine eşit olduğunda normalde açık<br />

olan T31 kontağı kapanıyor. Bu anda ‘s’ değeri sıfırlanıp yeniden saymaya başlıyor. s<br />

değeri t2’ye eşit olduğunda T31 kapalı kontağı bu kez açılıyor. Yani T31 enerjilendikten t1<br />

sn sonra t2 süresi kadar kontaklar konum değiştiriyor. Bu süre içerisinde T31’in enerjisi<br />

kesilirse zamanlayıcı resetleniyor.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

IY0<br />

5 10 15 20 25 30<br />

t1 t2 t1<br />

t (sn)<br />

T0<br />

5 10 15 20 25 30<br />

t (sn)<br />

Şekil 3.6. Şekil 3.5.a’da verilen ladder diyagramına ait T31 timer çıkışının IY0 girişine ve<br />

t1,t2 sürelerine göre değişimi<br />

3.5.2. COUNTER<br />

Şekil 3.7’de bir counter’a (sayıcıya) ait ladder diyagramı ve counter menüsü<br />

görülmektedir. Sayıcı enerjili olduğu sürece yani IY0 kontağı kapalı olduğu sürece çalışır.<br />

Enerjisi kesildiğinde sayma değeri resetlenir. Sayıcı 1’den 9999’a kadar sayabilmektedir.<br />

Son sütuna yerleştirilebilmektedir.<br />

a) Ladder diyagramda Counter b) Counter menüsü<br />

Şekil 3.7. Counter komutu


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Şekil 3.7’de görülen counter’ın çalışmasını inceleyelim. C31’ın sürekli enerjili olduğunu<br />

düşünürsek (IY0=1). I3’den gelen her pulse ile sayıcının değeri 1 artacak, Q5’den gelen<br />

her pulse ile 1 azalacaktır. Sayıcıyı artırıp azaltmak için gelecek olan sinyal çıkıştan,<br />

zamanlayıcılardan, flaglerden, girişlerden alınabilir. Sayma değeri set edilen değere eşit<br />

olduğunda C31 kontakları konum değiştirir. Sayma esnasında sayıcının enerjisi kesilir ise<br />

sayma değeri resetlenir.<br />

3.5.3. ADD MOVE Komutu<br />

Şekil 3.8’de Add Move komutunun kullanımı görülmektedir. Bu komutta, IN menüsünde<br />

seçilen yerde bulunan bilgiler aynen OUT menüsünde seçilen yere aktarılır. Örneğin Input<br />

byte 0’ın içeriğini Output byte 2’ye aktarır.<br />

a) Add move ınstructıon menüsü b) Ladder diyagramda add move ınstructıon<br />

Şekil 3.8. Add move instruction komutu


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

3.5.4. ADD COMPARATOR Komutu<br />

Şekil 3.9’da Add Comparator Komutunun kullanımı görülmektedir. Value 1 menüsünden<br />

seçilen değişken ile value 2 menüsünden seçilen değişken equality operators menüsünden<br />

seçilen şarta göre karşılaştırılır. Karşılaştırma şartı sağlandığında kontak kapanır.<br />

a) Add Comparator menüsü b) Ladder diyagramda Add comparator<br />

Şekil 3.9. Add comparator menüsü<br />

Şekil 3.9’da Counter1 içerisindeki bilginin Counter2 içerisindeki bilgiden küçük olması<br />

halinde QY0 çıkışı aktif olur.<br />

Value1 menüsünden seçtiğimiz değeri belli bir değerle karşılaştıracak isek Value2’den bir<br />

değer seçilir ve aşağısındaki 0 yazan hücreye karşılaştırılacak değer yazılır. Daha sonra<br />

Equality operators menüsünden eşitlik şartı işaretlenir. Karşılaştırma şartı sağlandığında<br />

kontak kapanır.<br />

Tablo 3.1’de DCI PLC’de kullanılan komutlara ait tüm semboller görülmektedir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Sembol Parametreler Adeti Açıklamalar<br />

normalde açık kontak IY0-IY31<br />

inputs 32 normalde kapalı kontak IN0-IN31<br />

80<br />

yükselen kenar tetiklemeli kontak F-PF0/F-<br />

HF79<br />

alçalan kenar tetiklemeli kontak F-NF0/F-<br />

NF79<br />

normalde açık çıkış kontağı QY0-QY31<br />

outputs 32 normalde kapalı çıkış kontağı QN0-QN31<br />

normalde açık dahili çıkış kontağı FQ0-FQ79<br />

flags 80 normalde kapalı dahili çıkış kontağı FQ0-FQ79<br />

set / reset<br />

set kontağı QS0-QS31<br />

32 reset kontağı QR0-QR31<br />

timer 32 zamanlayıcı Tımer0-Tımer31<br />

counter 32 sayıcı Count0-Count31<br />

Tablo 3.1. DCI PLC’de kullanılan komutlara ait tüm semboller


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Sembol Parametreler Adet Açıklamalar<br />

clock 32<br />

comparator<br />

giriş, çıkış, sayıcı, zamanlayıcı gibi bilgileri<br />

belli<br />

bir değerle yada yine giriş, çıkış,sayıcı,<br />

zamanlayıcı gibi farklı bir değerle karşılaştırır.<br />

add move<br />

instructıon<br />

ınputtan seçilen değeri aynen outputdan<br />

seçilen<br />

değere atar.<br />

add nop instruction<br />

hiçbir işlem yapmaz<br />

Tablo 3.2. Tablo 3.1’in devamı<br />

3.6. Ladder Diyagram Oluşturma<br />

Ladder diyagram oluşturmak oldukça kolay bir işlemdir. DCI PLC de karşımıza gelen<br />

sayfa hücrelere ayrılarak ladder diyagrama hazır hale getirilmiştir. Araç çubuklarında<br />

kullanılacak olan kontakların kısayolları bulunmaktadır. Kontaklar oradan işaretlendikten<br />

sonra ekrandaki hücrelerden uygun olan yere tekrar işaretlenerek bırakılabilmektedir.<br />

Bırakıldığında <strong>otomatik</strong> olarak yeni bir pencere açılır. Bu pencerede kullanılan kontağın<br />

etiketi veya fonksiyonların değerleri girilir.<br />

Ladder diyagram oluşturmada dikkat edilmesi gereken bazı kurallar bulunmaktadır. Ladder<br />

diyagram oluştururken bir satıra birden fazla paralel kol bağlanamamaktadır. Ayrıca<br />

bağlanan paralel kolda 3. hücreden 8. hücreye kadar bağlanabilmektedir. Yani ilk iki ve<br />

son hücreye paralel kol bağlanamamaktadır. Şekil 3.10’da ladder diyagram oluşturulması<br />

işlemi görülmektadir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Şekil 3.10. Ladder diyagram oluşturma<br />

3.7. Ladder Diyagramının Test Edilmesi (Simülasyon)<br />

Ladder diyagramın test edilmesi iki şekilde yapılabilmektedir. Birincisi programın<br />

simülasyonu yapılarak, ikincisi ise program direk çalıştırılarak test edilebilir.<br />

Tamamen bitmiş olan ladder diyagramın simülasyonunun yapılabilmesi için araç<br />

çubuklarından (goto simulation mode) seçeneği seçilir. Ekrana gelen pencereden aktif<br />

olmasını istediğimiz girişler seçilir. Seçme işlemi aktif olacak girişin yanındaki kutuyu<br />

tıklayarak yapılabilir. Aktif olan giriş ve çıkışların sağ alt köşesindeki daireler boyalı<br />

olarak gözükmektedir.<br />

Simülasyon programında çıkışlar, ve flagler üzerinde bir değişiklik yapılamaz. Onlar<br />

programın akışına göre 1 veya 0 değerini alırlar. Timer ve counterların içeriğini ise direk


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

ladder diyagramdan takip edebiliriz. Şekil 3.11’de DCI PLC’de simülasyon işlemi<br />

görülmektedir.<br />

Şekil 3.11. Simülasyon işlemi


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

BÖLÜM IV<br />

OTOMATİK KAPI SİSTEMİ<br />

Bu bölümde kumandası gerçekleştirilecek olan <strong>otomatik</strong> kapı modeli Şekil 4.1’de<br />

görülmektedir. Bu kapı modeli 2002 yılında N.Ü. Müh. Mim. Fak. Elektrik-Elektronik<br />

Müh. Bölümünde Mehmet Can tarafından bitirme ödevi olarak yapılmıştır (Mehmet Can,<br />

2002). Bu çalışmada bu kapı modeli örnek olarak incelenmiştir. DCI PLC ile kontrol<br />

edilecek olan kapı modeli dört ana kısımdan oluşmaktadır. Bunlar:<br />

1. Kapı modeli olarak kullanılan CDROM kapağı<br />

2. Kapı kontrol devresi<br />

3. IR(Infrared) alıcı-verici devresi<br />

4. RF alıcı-verici devresi<br />

Şekil 4.1. Otomatik kapı <strong>sistemi</strong>


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

4.1 Kapı Kontrol Devresi<br />

Otomasyon sistemlerinde, herhangi bir mekanik güç isteyen durumlarda elektrik motorları<br />

kullanılır. Motorlar kontrol edilecek kapı, kapak, valf v.b gibi elemanlar, dişli veya kayış<br />

<strong>sistemi</strong> ile bağlanır. Böylelikle motorlar fazla yüklenilmemiş olur. Bu uygulamada bir<br />

CDROM kapağı kontrol edilecek kapıyı modellemek için kullanılmıştır. Model kapının<br />

açılıp kapatılması işlemini gerçekleştiren elektronik devre, röleler ile tasarlanmıştır.<br />

4.1.1. Kapı Modelinin Motor Kontrolü<br />

Kapı modeli kontrol devresi Şekil 4.2 de görülmektedir. Bu devre CDROM kapağındaki<br />

DC motor ile kapı modelini kontrol etmek için kullanılmıştır. Röle 1 ve röle 2 kapıya<br />

yerleştirilmiş sınır anahtarları ile kontrol edilmektedir. Röle 3 ve röle 4 ise motorun<br />

yönünü değiştirmek için (motorun armatür voltajını ters çevirmek için) kullanılmıştır. Röle<br />

3-4 ün voltajları DCI PLC ve röle 1-2 tarafından kontrol edilmektedir<br />

Şekil 4.2. Motorun sınır anahtarları ile durması ve yön kontrolü


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

DCI PLC kapıyı açmak için röle 3’e transistor vasıtasıyla enerji verir. Kapı açılmaya<br />

başlar. Kapının maksimum açılma sınırına geldiğinde SA1 sınır anahtarı kapanır. Sınır<br />

anahtarını kapanmasıyla röle 1 çalışır. Röle 1’in çalışması ile röle 3’ün voltajı kesilir ve<br />

kapı durur. Kapının kapanması da benzer şekilde çalışmaktadır.<br />

4.2 IR Alıcı-Verici Devresi<br />

Ev otomasyon sistemlerinde, otomasyonu gerçekleştirebilmek için birçok birim kullanılır.<br />

Bunlar arasında, çevredeki olayları algılamak için kullanılan algılayıcılar, gerekli işlemleri<br />

yerine getirebilmek için elektronik veya mekatronik (mekanik–elektronik) işlem birimleri<br />

ve tüm <strong>sistemi</strong> kontrol edebilmek için de merkezi yönetim birimi bulunur. Algılayıcılar<br />

ortamdaki hareketi, sıcaklığı, nemi, gazları, ışığı ya da sesi algılar; bu bilgileri bir<br />

kodlanmış elektrik sinyaline dönüştürerek elektrik hatları üzerinden iletirler. İşlem<br />

birimleriyse, kapının <strong>otomatik</strong> açılıp kapanmasından, <strong>otomatik</strong> evcil hayvan besleme<br />

<strong>sistemi</strong>ne kadar uzanan geniş bir ürün yelpazesine sahiptir.<br />

4.2.1 IR (Infrared) Sensör<br />

Bu sistemde kapı aralığında herhangi bir nesne olup olmadığını anlamak için karşıdan ışık<br />

görmeli kızılötesi bir algılayıcı kullanılmıştır. Eğer kapı kapanırken aralıkta herhangi bir<br />

cisim varsa DCI PLC kapıyı kapatan rölenin enerjisini keser. Devre şeması şekil 4.3’de<br />

verilmiştir.<br />

Şekil 4.3. IR verici ve alıcı


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

4.2.1.1 Verici Bölüm<br />

Şekil 4.3’deki NE 555 entegresi 18 kHz de astable multivibratör olarak çalışmaktadır. NE<br />

555'in çıkışı, infrared led’i süren transistöre gider. Devre iki kısımdan meydana<br />

geldiğinden dolayı devreyi birbirinde yalıtmak için D1 diyotu ve 220uF lık kondansatör<br />

mutlaka kullanılmalıdır. Çünkü 18 Khz çalışan NE 555 besleme hattına harmonikler<br />

oluşturur. Bu harmonikler NE 567 devresini sıçrayacağından entegreye sinyal<br />

gelmemesine rağmen yanıltabilir ve sürekli çalışmasını sağlar.<br />

4.2.1.2 Alıcı Bölüm<br />

Şekil 4.3’deki fototransistörün çıkışı bir kuvvetlendirici NPN transistörle NE 567 PLL<br />

(Phase Locked Loop) entegresinin sinyal girişine bağlanır. NE 567 entegresinin sinyal<br />

girişindeki frekans, entegrede programlanan frekansla aynı frekansta ise NE 567’nin 8.<br />

bacağı toprak seviyesinde olur ve LED yanar. Programlama frekansı entegrenin 5. ve 6.<br />

bacağındaki R-C (5 Kohm potansiyometre, 47 K direnç ve 1 nF kondansatör) elemanlarını<br />

değerleriyle frekans ayarlanır (fo=1/[1,1x( R1+R2) xC]). Devre bir bant geçiren filtre gibi<br />

davranır. 8 nolu bacağın çıkışı diğer transistorler ile röleyi çalıştırır.<br />

4.3. RF Alıcı-Verici Devresi<br />

Uzaktan kumanda sistemleri çok çeşitli yöntemler ile gerçekleştirmektedir. Bunlar<br />

infrared, ultrasonik RF(Radyo Freakans) v.b.’dir. RF yöntemi hariç diğer yöntemlerle<br />

kumanda sistemleri çok yakın mesafede ve birbirlerini doğrudan gören verici ve alıcı<br />

arasına girebilecek bir engel etkileşimi engellemektedir. Halbuki radyo frekansını<br />

kullanılarak yapılan uzaktan kumanda uygulamalarında böyle bir problem söz konusu<br />

değildir. Etkileşim mesafesi ise kullanılan RF vericisinin çıkış gücü ile doğru orantılı<br />

olarak arttırılabilmektedir. Şekil 4.4’te RF alıcı-verici devresinin DCI PLC’ye bağlantısı<br />

görülmektedir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

RF uzaktan kumanda alıcı ve verici iki ana bölümden oluşur.(Şekil 4.4) Alıcıda kod sinyali<br />

üretici ve modülatör, vericide ise kod çözücü ve demodülatör bulunmaktadır. Bu bölümde<br />

sadece kod sinyali üretici ve kod sinyal çözücüden bahsedilecektir.(Şekil 4.5)<br />

Şekil 4.4. RF alıcı- verici devresinin DCI PLC’ye bağlantısı<br />

4.3.1 Kod Sinyali Üretici (MC 145026)<br />

Bu kısımda yer alan MC145026 entegresi Motorola firmasını ürettiği özel kodlayıcı bir<br />

entegredir. Dokuzlu dip switch gurubu ile belirlenen 9 bitlik sayısal bilgi ile yine bu<br />

entegrenin ürettiği özel bir frekanstaki sinyal, pals modulasyonu işlemi ile modüle<br />

edilerek; 9 bitlik sayısal kelime ile kodlanmış sinyal elde edilir. Bu sinyal modülatör<br />

katının girişine uygulanır.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

Şekil 4.5. Kod üretici ve kod çözücü<br />

4.3.2. Kod Çözücü (MC 145028)<br />

RF ile gelen kod MC145028 entegresinin girişine uygulanır. Gelen kod sinyali bu<br />

entegrede belirlenmiş kod ile karşılaştırılır. Kod çözücü entegrenin kodu yine 9’lu bir dip<br />

switch gurubuyla belirlenmiştir. Kod çözücü ve kod üretici kod girişleri 9 adet olup bunlar<br />

da 5’i (A.....E) trinary (3 konumlu) son 4’ü binary (iki konumlu) kod girişleridir.<br />

MC145028’de belirlenmiş kod ile verici kod sinyali eşitlik sağlaması halinde entegrenin<br />

“11” nolu çıkışa bir pals gelmesine sebep olur. Bu çıkış transistörle güçlendirilerek röleyi<br />

çalıştırır. Devre de bu hali ile 3888 değişik kod üretilmektedir.<br />

Not: Trinayr giriş üç konumlu giriş anlamına gelir. Bunlar:<br />

1. Girişin şaseye bağlanması: Lojik “0”<br />

2. Girişin +V’ye bağlanması: Lojik “1”<br />

3. Girişin boşta kalması:Z(Yüksek Empedans)<br />

4.4. Sistem için Kontrol Probleminin Tanımlanması<br />

Şekil 4.1’de görülen kapının çalışması ile ilgili istenenler şunlardır;


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

1. Kapı kapalıyken RF verici butonuna ya da kumanda odasındaki aç butonuna<br />

basılırsa kapı açılmaya başlayacak. Kapının açıldığı SA1 sınır anahtarı ile<br />

belirlenerek kapı duracaktır.<br />

2. Kapı açıkken RF verici butonuna ya da kumanda odasındaki kapat butonuna<br />

basılırsa kapı kapanmaya başlayacak. Kapının kapandığı SA2 sınır anahtarı ile<br />

belirlenerek kapı duracaktır. Kapı kapanırken IR alıcı-verici kapı boşluğunda bir<br />

engel tespit ederse kapı açılıp, 2 sn açık bekleyecek ve tekrar kapanmaya<br />

çalışacaktır.<br />

4.4.1. Sistemin Çalışması:<br />

Kapı modeli uzaktan kumanda veya kumanda odasında bulunan butonlar ile kumada edilir.<br />

RF uzaktan kumanda veya kapı açma butonuna basıldığında kapı açılır. Açılma işlemi açık<br />

sınır anahtarına gelene kadar devam eder. Böylelikle kapı açılmış olur. Kapıyı kapatmak<br />

için de RF uzaktan kumandaya veya kapı kapama butonuna basıldığında kapı kapanır.<br />

Kapanma sırasında herhangi bir cisim kapı arasından geçerse kapı <strong>otomatik</strong> durur ve<br />

açılmaya başlar. İki saniye sonra kapı tekrar kapanmaya başlar. Eğer cisim ortadan<br />

kalkarsa kapı kapanır.<br />

Bu şartlara uygun DCI PLC programı yazılarak <strong>sistemi</strong>n kontrolü gerçekleştirilmiştir.<br />

Yazılım EK-1’de verilmiştir. Kontrol edilen sistemde bulunan buton, anahtar, sensör ve<br />

motor gibi elemanların DCI PLC’deki karşılıkları Tablo 4.1’ de verilmiştir.<br />

Tablo 4.1. DCI PLC’de giriş ve çıkışların tanımlanması<br />

Buton, Anahtar ve Sensörlerin DCI PLC'deki Karşılıkları<br />

DCI PLC Otm. Kapı Sistemi Açıklama<br />

QY0 AÇ Kapıyı açmak için gönderilen bilgi<br />

QY1 KAPAT Kapıyı kapatmak gönderilen bilgi<br />

IY1 SA1 Kapı açık, sınır anahtar bilgisi<br />

IY0 SA2 Kapı kapalı, sınır anahtar bilgisi<br />

IY4 SW2 Kapı aç buton bilgisi<br />

IY5 SW1 Kapı kapat buton bilgisi<br />

IY2 IR IR sensör bilgisi<br />

IY3 RF RF(Radyo Frekans) uzaktan kumanda bilgisi


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

BÖLÜM V<br />

SONUÇ<br />

Bu çalışmada DCI PLC ile bir model kapının kontrolü gerçekleştirilmiştir. Sistemin<br />

kontrolü için DCI PLC’de bir program yazılmış ve sistem yazılan bu program<br />

doğrultusunda istenilen şekilde çalışmıştır.<br />

DCI PLC’nin programlanmasında kullanılan ladder programlama dili, günümüzde gerek<br />

röleli sistemler gerekse diğer kumanda ve kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılan<br />

bir programlama dilidir. Uygulamalarda kullanılan <strong>otomatik</strong> kapı <strong>sistemi</strong>, gerçek bir<br />

<strong>otomatik</strong> kapı <strong>sistemi</strong>yle benzerlik taşımaktadır.<br />

DCI PLC programının dezavantajları öncelikle bir hafızasının olmayışıdır. Sürekli PC’ye<br />

bağlı olarak çalışmaktadır. Programlamasında karşımıza çıkan zorluklar ise bir satıra<br />

birden fazla paralel kolun bağlanamaması ve bağlanacak olan paralelinde 3. ve 8. hücre<br />

arasına bağlanabilir olmasıdır.<br />

DCI PLC normal PLC’lere nazaran daha düşük maliyetli ve görseldir. 32 adet girişi ve 32<br />

adet çıkışı program çalışırken PC ekranından ve DCI PLC kartından takip edebilmekteyiz.<br />

Deney seti olarak kullanılmaya yeterince uygundur.<br />

Sonuç olarak satıra istenildiği gibi bir paralel kol bağlanamaması dışında bir sorun<br />

olmadığı, kullanışlı bir PLC olduğu tespit edilmiştir.


Gökay ÖZKAN, DCI PLC ile Otomatik Kapı Sisteminin Kumandasının Gerçekleştirilmesi, Niğde Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık<br />

Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2002-2003 Eğitim-Öğretim Yılı Bitirme Ödevi.<br />

KAYNAKLAR<br />

[1] DCI PLC. Elektor Electronics. 06/2001.<br />

[2] Can M., 2002. RF ile Uzaktan Kumandalı Otomatik Kapının Gerçekleştirilmesi Bitirme<br />

Ödevi. Niğde Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Elektrik-Elektronik<br />

Mühendisliği Bölümü. Niğde<br />

[3] Çetinkaya A., 2002. Soft PLC Bitirme Ödevi. Niğde Üniversitesi Mühendislik-<br />

Mimarlık Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü. Niğde<br />

[4] Programlanabilir Kumanda Cihazının (PLC) Yapısı ve Fonksiyonu, (Programlanabilir<br />

Kumanda ve PLC, Sancak Y. Kantaroğlu, Programlanabilir Lojik Kontrolörler ve<br />

Uygulamaları, Doç. Dr. S. Kurtalan, PLC, M. Yağımlı, F. Akar)<br />

INTERNET SITELERI<br />

[1] http://home.planetinternet.be/~dc11cd/

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!