Fatih Üniversitesi SIMATIC S7-200 TEMEL KUMANDA UYGULAMALARI 1 İstanbul Haziran 2010 Bu eğitim dokümanlarının hazırlanmasında SIEMENS ve TEKO eğitim dokümanlarından faydalanılmıştır.
İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ... 4 1.1 PLC lerin Genel Yapısı ve Özellikleri... 4 1.1.1 Merkezi İşlem Birimi(CPU)... 7 1.1.2 Giriş-Çıkış Birimleri... 7 1.1.3 Hafıza Elemanları... 7 1.1.4 Hafıza Elemanlarına Erişim... 7 1.2 PLC Elektriksel Bağlantılarının Yapılması... 9 1.2.1 Enerji Bağlantıları... 9 1.2.2 PC/PPI Kablosunun Bağlanması... 10 1.3 STEP 7-Micro/WIN Programının Açılması ve İletişim Ayarlarının Yapılması... 10 1.3.1 Micro/WIN Programının Açılması... 11 1.3.2 STEP 7-Micro/WIN İletişim Ayarlarını Kontrol Etmek... 11 1.3.3 Program Editörünü Açmak ve Kaydetmek... 12 1.3.4 PLC yi Çalışır (Run) Duruma Getirmek... 12 2. S7-200 PROGRAMLAMA YÖNTEMLERİ... 13 2.1 Merdiven (Ladder) Diyagramı ile Programlama... 13 2.2 Komut Listesi ile (STL) Programlama... 13 2.3 Fonksiyon Blokları ile Programlama... 13 2.4 Örnek Bir Programın Yazılması ve Çalıştırılması... 15 3. PLC NİN PROGRAMLANMASI... 16 3.1 Temel Lojik İşlemleri... 16 3.2 Yükselen ve Düşen Kenar Algılama... 17 3.2 Giriş ve Çıkışların Doğrudan Yönetilmesi (Çevrim Süresinden Bağımsız)... 18 3.3 Zamanlayıcılar (Timers)... 18 3.3.1 Gecikmeli Kapatan Zamanlayıcı (TON)... 20 3.3.2 Gecikmeli Kapatan Kalıcı Zamanlayıcı (TONR)... 20 3.3.3 Gecikmeli Açan Zamanlayıcı (TOF)... 22 3.4 Sayıcılar... 22 3.4.1 Geri Sayıcı (CTD)... 22 3.4.2 İleri Sayıcı (CTU)... 23 3.4.3 İleri-Geri Sayıcı (CTU)... 24 3.5 Karşılaştırma İşlemleri... 25 4. TEMEL KUMANDA UYGULAMALARI... 27 4.1 Lamba Kumandası... 27 4.2 Motor Kumandası... 29 4.3 Havalandırma Cihazlarının İzlenmesi... 31 4.4 Kimyasal Karıştırma Kazanı... 34 4.5 PLC ile 7-Segment Display Kumandası... 36
4.6 Asenkron Motorun Çalıştırılması... 39 4.7 Asenkron Motorun İleri- Geri Yönde Çalıştırılması... 40 4.9 Tek Buton ile Start/Stop Uygulaması... 42 4.9 Asenkron Motora Yıldız-Üçgen Yol Verilmesi... 43
1.1 PLC lerin Genel Yapısı ve Özellikleri 1. GİRİŞ Endüstriyel otomasyonda en çok kullanılan kontrolör PLC lerdir ve bu PLC ler içerisinde de en sık kullanılan Siemens S7-200, ve S7-300 serileridir. PLC ler üretildikleri günden itibaren gelişme göstermiş ve hala geliştirilmektedir. PLC lerin özelliklerine baktığımızda gerçektende endüstrinin ihtiyacı olan küçük, orta ve büyük projeler için gerekli donanıma sahip olduğu görülmektedir. PLC lerin genel olarak günümüzde sahip olduğu özellikleri şu şekilde sıralayabiliriz. Dijital ve Analog işlem yapabilmesi, Endüstrinin isteklerine çok hızlı cevap verebilecek bir alt yapısını olması, Donanımın dış ortam şartlarında/gürültülü ortamlarda rahatlıkla kullanılabilir olması, Özel bazı protokoller sayesinde bir ağ üzerinden hatta internetten izlenebilir ve kontrol edilebilir olması, Termokupl/PT100 gibi sıcaklık algılayıcılarının ilave modüller aracılığıyla PLC ye doğrudan bağlanabilmesi, Modüler yapısı sayesinde eklentilerin kolayca yapılabilmesi, örneğin, step motor sürme işlemini PLC ye ilave edilecek modüller sayesinde direkt olarak yapılabiliyor olması, PID kontrol işlemlerini büyük bir başarı ile gerçekleyebilmesi. PLC ler genel olarak kumanda/kontrol işlemlerinin gerektiği her yerde kullanılabilir. PLC lerin modüler yapısı tercih edilmelerinin başlıca nedenlerindendir. Çünkü giriş-çıkış sayısının yeterli kalmadığı durumlarda ilave modül eklenebilmesi, destekliyorsa analog modülün eklenebilmesi veya seri haberleşme modülünün eklenebilmesi PLC yi gerektiğinde çok kabiliyetli bir duruma getirmektedir. PLC lerin genel yapısına bakıldığında bir mikrokontrolörün yapısına çok benzemektedir. Bu yapıda merkezi bir işlem birimi, giriş-çıkış (I/O) birimleri, bellek birimi, EEPROM birimi, I/O eklentisi için genişleme birimi, programlanması için port girişi mevcuttur. Merkezi işlem birimi lojik, aritmetik ve zamanlama işlemlerin yapıldığı birimdir. Bellek birimi; program belleği, veri belleği ve görüntü belleğinden oluşur. Program belleği yazılan programın saklandığı kısımdır. Veri belleği genel işlemler için kullanılan bellektir. Görüntü belleği ise giriş ve çıkış olmak üzere iki çeşittir. Bu bellekler ileride daha detaylı olarak açıklanacaktır. EEPROM ise kalıcı veri saklamak için kullanılır. Giriş birimi sensör, buton gibi elemanlardan gelen işaretlerin PLC ye aktarılmasını sağlarken, çıkış birimi PLC de yazılan program tarafından işlenen ve sonuçları üretildikten sonra motor, led, ısıtma elemanı gibi elemanları kumanda etmek için kullanılır.
PLC ler programlanabilmesi için üretici firma tarafından oluşturulmuş bir yazılımın olması gerekir. Bu sayede yazılan program kolaylıkla PLC ye aktarılabilmektedir. Bir S7-200 PLC nin görüntüsü Şekil 1.1 de verilmiştir. Şekil 1.1 S7-200 PLC nin görüntüsü PLC ler üç şekilde programlanabilir. 1. Programlama kablosu (PC/PPI) ile direk bağlandığı PC den, 2. Uzaktan telefon hattı ile, 3. PLC üzerindeki (varsa) panelden (çok tercih edilmez.) PLC lerin çalışma prensibi Şekil 1.2 de özetlenmiştir. Girişlerin okunması: S7 200 fiziksel girişlerin durumunu PII belleği (Proses Giriş Görüntü Belleği) denilen alana kopyalar. Programdaki kumanda mantığının çalıştırılması: S7 200 programdaki komutları çalıştırır ve sonuçları değişik hafıza alanlarına yazar. Bu sonuçlar fiziksel çıkışlarla ilgiliyse PIQ kütüğü (Proses Çıkış İmge Kütüğü) denilen alana yazılır. İletişim taleplerinin yerine getirilmesi: Bir PC veya operatör paneli ile iletişim gibi görevler yerine getirilir. Kendi kendinin kontrol edilmesi: S7 200, işletim sisteminin, program hafızasının ve genişleme modüllerinin sağlam olup olmadığını kontrol eder. Çıkışların yazılması: PIQ da saklanan sonuçlar fiziksel çıkışlara aktarılır. Tel : +90-212 866 34 70 Fax: +90-212 - 866 34 71 Şekil 1.2 PLC çalışma prensibi E-mail : fomer@fatih.edu.tr