PLC Nedir? Kararı Kablodan Alıp Programa Taşıyan Denetleyici

Güvenlik sınırı. Elektrik tesisatında ölçüm, sökme ve bağlantı işleri yetkili kişilerce ve enerji kesilerek yapılır. tam notu oku

PLC nedir: sahada karar veren bir bilgisayar

PLC, İngilizce Programmable Logic Controller adının kısaltmasıdır; Türkçede programlanabilir mantık denetleyicisi diye karşılanır. Bir makinenin ya da bir tesis bölümünün çevresinden gelen durumları okuyan, bu durumlara bir programa göre karar veren ve kararı çıkışlarına yazan endüstriyel bir denetleyicidir. Kısaca, bir kumanda panosunda “şu olduysa bunu yap” sorusunun cevabının durduğu yerdir.

PLC nedir sorusunun en kısa doğru cevabı, onun bir bilgisayar olduğudur. Ama masadaki bir bilgisayardan üç noktada ayrılır: sahanın koşullarına — titreşime, toza, elektriksel gürültüye — dayanacak biçimde yapılır; çevresiyle ekran ve klavye üzerinden değil, giriş ve çıkış uçları üzerinden konuşur; ve tek bir işi durmadan tekrarlar. Bir kez yazılan program, cihaz enerjili kaldığı sürece aynı döngüde çalışmaya devam eder.

PLC’nin tipik yeri, bir işin belli bir sırayla ve belli koşullara bağlı olarak tekrarlandığı yerdir. Bir konveyör hattında parçanın hangi istasyonda duracağına, bir pompa istasyonunda hangi pompanın ne zaman devreye gireceğine, bir paketleme makinesinde kesme, doldurma ve kapatma adımlarının hangi sırayla ilerleyeceğine PLC karar verir. Ortak nokta şudur: kararlar önceden tarif edilebilir ve her seferinde aynı kurallarla verilmesi istenir. Tek bir düğmenin tek bir motoru çalıştırdığı basit bir devrede PLC’ye çoğu zaman gerek yoktur; koşulların sayısı arttıkça ve kararlar birbirine bağlandıkça, bu kuralları kablolar yerine bir programda tutmak anlam kazanır.

Aynı üç harfli kısaltma başka alanlarda başka şeyler için de kullanılır. Bu sayfa yalnızca otomasyondaki anlamını anlatır. Bir PLC’nin hangi parçalardan oluştuğu, nasıl seçildiği ve nasıl programlandığı ise bu sayfanın konusu değildir; burada cihazın ne olduğu ve bir tesisin içinde nereye oturduğu anlatılıyor.

Giriş, işlem, çıkış: bir PLC neye bakar, neye karar verir

Bir PLC’nin çalışmasını anlamanın en kolay yolu onu üç parçalı bir zincir olarak düşünmektir.

Girişler sahanın PLC’ye söylediklerini taşır. Bir operatörün bastığı düğme, bir kapının kapandığını bildiren sınır anahtarı, bir parçanın konveyörde yerine geldiğini algılayan sensör, bir tankta seviyenin yükseldiğini söyleyen şamandıra — hepsi PLC’nin girişine bir durum olarak gelir. Bazı girişler yalnızca iki hâl taşır: var ya da yok. Bazıları ise bir büyüklüğü, örneğin bir sıcaklığı ya da basıncı sürekli bir değer olarak aktarır.

İşlem programın kendisidir. PLC girişlerde gördüğü durumu, kendisine yazılmış kurallarla karşılaştırır: kapı kapalı ve başlatma düğmesine basıldıysa motoru çalıştır; seviye yükseldiyse pompayı durdur; bir süre geçtiyse ikinci adıma geç. Kuralların hepsi programdadır ve program değiştirildiğinde cihazın davranışı da değişir.

Çıkışlar kararın sahaya geri döndüğü yerdir. PLC bir çıkışı etkinleştirdiğinde o uca bağlı eleman çalışır: bir kontaktörün bobini enerjilenir, bir valf açılır, bir uyarı cihazı devreye girer. Çıkış, PLC’nin sahaya verdiği komuttur.

Bu zincirin önemli bir sonucu var. PLC sahayı doğrudan görmez; yalnızca girişlerine bağlanmış olanı görür. Bir sensör yanlış yere takılmışsa, bir giriş kablosu kopmuşsa ya da bir durum hiç girişe bağlanmamışsa, program o durumu bilemez. Bir PLC’nin kararı, en fazla ona ulaştırılan bilgi kadar doğrudur.

Karar kabloda değil programda durur

PLC’den önce aynı işler rölelerle ve kontaktörlerle kurulurdu ve bugün de pek çok panoda böyle kurulur. Röleli bir kumandada “kapı kapalıysa ve düğmeye basıldıysa” mantığı, iki kontağın birbirine seri bağlanmasıyla fiziksel olarak kurulur. Mantığı değiştirmek, kabloları yeniden bağlamak demektir.

PLC’de aynı mantık kablolarda değil programda durur. Düğme ve sınır anahtarı yine sahadadır, yine birer kabloyla gelir; ama iki durumun birlikte aranması bir satır programdır. Mantık değiştiğinde çoğu zaman bağlantılara dokunulmaz, program değiştirilir.

Bu fark tek başına bir üstünlük değildir; iki yolun da doğru olduğu yerler vardır. Röleli kumanda ile PLC arasındaki farkın tamamı ve hangisinin nerede seçildiği ayrı bir yazının konusudur. Burada söylenmesi gereken yalnızca şudur: bir PLC’yi röle panosundan ayıran şey, kararın nerede saklandığıdır.

Tarama çevrimi: PLC dünyaya sırayla bakar

Bir PLC girişlerine sürekli ve aynı anda bakmaz; sırayla bakar. Çalışması tekrarlanan bir döngüdür ve bu döngüye tarama çevrimi denir.

Çevrimin başında PLC bütün girişlerinin o anki durumunu okur ve bir kopya olarak saklar. Sonra programı baştan sona bu kopyaya göre işler; program çalışırken girişlerde bir değişiklik olsa bile, o turun kararı ilk okunan duruma göre verilir. Program bittiğinde PLC vardığı sonuçları çıkışlarına yazar ve döngü yeniden başlar.

Bu döngü çok hızlı döndüğü için dışarıdan bakıldığında PLC anında tepki veriyor gibi görünür. Ama arka plandaki gerçek şudur: PLC her an değil, turlar hâlinde karar verir. Bu yapının zamanlamaya etkisi, çevrim süresinin neye bağlı olduğu ve çok kısa süren bir durumun nasıl ele alındığı ayrı bir konudur ve burada ayrıntısına girilmiyor.

Komutu PLC verir, enerjiyi başka eleman taşır

Bir PLC’nin çıkışı bir motoru doğrudan beslemez. Çıkış bir kumanda sinyalidir; motorun çektiği akımı taşıyacak büyüklükte değildir. Gücü anahtarlayan iş, bu sinyalle kapanan bir elemana bırakılır. Bu işi gören iki eleman, röle ve kontaktör, aynı ilkeyi paylaşır: küçük bir kumanda sinyaliyle kontaklarını kapatır, sinyal kesildiğinde açar ve böylece kumanda devresini güç devresinden ayırır. Röle Röle Nedir? Küçük Akımla Büyük Akımı Yöneten Eleman, kontaktör Kontaktör Nedir? sayfasında anlatılıyor. Tipik bir düzende PLC’nin çıkışı bir kontaktörün bobinini enerjiler, motoru besleyen hattı kapatan ise kontaktörün ana kontaklarıdır.

Bu iş bölümünün güvenlik tarafında önemli bir sonucu var ve açıkça söylenmeli: bir PLC çıkışının devre dışı bırakılması, o çıkışın kumanda ettiği devrenin enerjisiz kaldığı anlamına gelmez. Çıkış devre dışı kaldığında kontaktörün bobini enerjisiz kalır, kontaktör açılır ve motor durur; ama kontaktörün besleme tarafındaki gerilim yerinde durur. Aynı şekilde PLC’nin durdurulmuş olması ya da programının çalışmıyor olması da panonun enerjisiz olduğunu göstermez: PLC’nin kendi beslemesi, giriş devreleri ve başka kaynaklardan gelen hatlar enerjili kalabilir.

Bir makineyi durduran komut ile bir devrenin enerjisini güvenli biçimde kesen düzen aynı şey değildir. Güvenlik işlevlerinin — örneğin bir acil durdurmanın — nasıl kurulduğu ayrı bir alanın konusudur ve bu yazıda anlatılmıyor.

Bir PLC’nin sahada görmediği şeyler

PLC kendisine öğretileni yapar; öğretilmeyeni tahmin etmez. Bu, cihazın en güçlü yanı olduğu kadar en sık yanlış anlaşılan yanıdır.

Program sahayı bilmez, yalnızca girişleri bilir. Bir motorun gerçekten döndüğünü, bir valfin gerçekten açıldığını PLC ancak bunu bildiren bir girişi varsa bilir. Çıkışı etkinleştirmiş olması, komutun yerine getirildiği anlamına gelmez; komut ile sonuç arasındaki farkı gösteren şey ayrı bir geri bildirim girişidir.

Programın doğruluğu cihazın doğruluğu değildir. Sağlam bir PLC yanlış yazılmış bir programı kusursuzca çalıştırır. Makinenin beklenmedik bir davranışı çoğu zaman cihazın arızası değil, programdaki bir kuralın sahada karşılaşılan bir durumu hesaba katmamasıdır.

PLC bir koruma elemanı değildir. Aşırı akıma, kısa devreye ya da kaçak akıma karşı korumayı sigortalar, şalterler ve kaçak akım röleleri yapar. PLC bu elemanların durumunu bir giriş olarak okuyabilir, ama onların yerine geçmez.

Özet

PLC, sahadan gelen durumları girişlerinden okuyan, bir programa göre karar veren ve kararını çıkışlarına yazan endüstriyel bir denetleyicidir. Röleli kumandada kablolarla kurulan mantık, PLC’de bir programın içinde durur; mantık değiştiğinde çoğu zaman bağlantılar değil program değişir.

PLC dünyaya sürekli değil turlar hâlinde bakar: girişleri okur, programı işler, çıkışları yazar ve bu döngüyü tekrarlar. Çıkışları bir kumanda sinyalidir; gücü kontaktör ve röle gibi elemanlar anahtarlar.

Üç sınır akılda tutulmalıdır. PLC yalnızca girişlerine bağlanmış olanı görür. Sağlam bir cihaz yanlış bir programı da kusursuzca çalıştırır. Ve bir çıkışın devre dışı bırakılması ya da PLC’nin durması, devrenin enerjisiz kaldığını göstermez.

Sık sorulanlar